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【摘 要】信息技术的发展极大地促进了医疗信息化建设。云计算作为构建电子健康系统的一种新技术，本文简要介绍了电子健康系统的国内外发展现状，提出了一种基于云计算架构的综合电子健康系统，并就目前的困难和挑战做了详细的分析，希望能为广大医疗云领域的医护科研工作者提供帮助。
【关键词】云计算；综合电子健康系统；医疗云
【中图分类号】R197 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484（2013）05-0800-02
1 前言
云计算[1]是一种IT资源的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的硬件、平台、软件及服务等资源。提供资源的网络被称为“云”，其计算能力通常是由分布式的大规模集群和服务器虚拟化软件搭建。云计算具备可靠性高、数据处理量巨大、灵活可扩展以及设备利用率高等优势，可以大大降低IT成本，提升服务质量和效率，在政府、电信、医疗、金融、教育、石油、化工和电力等行业领域中被广泛的应用[2][3]。医疗云（基于云计算的电子医疗领域或行业）一直是较热门的话题，当前在移动终端、电子病历、医院的信息化系统建设等方面已经取得了一定的进展[4] [5] [6] [7]，但从目前医疗基础来看，医疗云的实现会是很艰难很漫长的一个领域。
本文提出了一种基于云计算架构的综合电子健康系统，系统全面的介绍了医院信息子系统、医疗信息数据库、医保卡子系统、医药自动存取仓储子系统、协调子系统、远程医疗子系统、应急抢救指挥子系统的系统架构和功能等，希望在基于云计算的架构下，充分发挥云计算特点，实现各子系统共享云计算平台，解决信息共享的高集成度与信息发生地和用户的极度分散之间的矛盾，从而大大缩短医患的空间距离，提高我国的医疗现代化水平。
2 医疗云的发展现状
基于云计算的电子健康系统领域，目前围绕个人健康数据库管理以及实现泛在医疗信息服务等，已经出现了一些代表性的应用服务系统[8] [9] [10] 。
美国是云计算概念的发祥地，又有许多大型IT公司的推动，市场发展迅速，同时政府应用也较为普及。目前，云计算已在美国联邦、州和地方政府机构中逐渐实施，例如美国HHS部（即健康和人类服务部）的电子健康档案系统、谷歌的Google Health个人健康档案系统、微软公司的Microsoft Health Vault个人及家庭成员健康信息服务系统等在美国已广泛应用[3]。据不完全统计，美国在智能医疗领域的总投资已超过440亿美元[11]。
相对于美国，欧洲属于云計算应用市场的跟随者，这与欧洲对于数据安全性和隐私性的要求非常严格有关。虽然每个欧盟国家都设有自己的数据保护和保存政策，欧盟各国这种分散不统一的隐私政策可能会阻碍其云计算产业的发展，但依然有越来越多的欧盟国家中央政府、地方政府、企业和医院放弃计算机主机而采用云计算服务，更多的资金正在流入这一领域。
日本在2009年制订了“i-Japan2015”战略[11]，主要是进行电子保健记录及远程医疗建设上，个人可将自己的保健信息提交给医务人员，对处方信息或配药信息进行跟踪反馈，从而减少误诊概率。在云计算的应用方面，日本大力发展新型急救医疗系统和医疗健康云，力争使得这些新兴应用和业务成为改变社会和产业结构的动力。
面对美日欧等国家把云计算作为未来重点发展的战略领域，中国也积极布局发展。早在2010年6月份，胡总书记在两院院士大会上就表示在未来3年，云计算应用将以医疗、电信、教育、医疗、电力等行业为重点，在中国市场逐渐被越来越多的行业和机构采用，市场规模也将从2009年的9.23亿元增长到2012年的606.78亿元，年均复合增长率达87.4%。与此同时，国内越来越多的医院正在加速实施基于信息化平台和医疗信息系统、PACS等体系建设。在卫生主管部门的推动下，3521工程开始全面展开，由电子健康档案及电子病历建设所带来的IT投资规模不断增长，医疗行业IT市场进入难得的机遇期。
目前云计算已经成为计算机科学领域及网络领域探索的重要课题[12][13]。2009 年6 月，中国科学院等6 家机构共同发起并启动“云计算与NC 高性能实验室”研究基地。这标志着中国云计算研究已经进入了应用探索阶段，也将从根本上改变数字卫生信息资源的建设方式。
3 基于云计算架构的综合电子健康系统
目前各医院、医疗机构、医疗设备企业等纷纷建立或推出了自己的医疗信息系统，标准不统一、资源无法共享、安全性无法保障等问题凸显[14]，基于此，本文提出了一种基于云计算架构的综合电子健康系统，此系统包括应急抢救指挥子系统、医院信息子系统、远程医疗子系统、协同子系统、医药自动存取仓储系统、医疗信息数据库、医保卡子系统等，如图1所示。
图 1 综合电子健康系统示意图
此系统基于标准的云计算架构，包括基础信息平台（IAAS）、专业业务平台（PAAS）及业务支撑平台（SAAS），如图2所示。其中，基础信息平台包括信息收集系统、数据传送网络、数据存储系统等基础设施；专业业务平台涵盖了与医疗相关的模型、策略、知识等平台模块；业务支撑平台基于基础信息平台和专业业务平台可以提供更多更丰富的业务，包括远程医疗业务、应急事件处理业务、医院信息系统等。由于采用了云计算架构，因此，此系统的应用者可以实现物理资源上的共享，同时根据用户自身实际需求，通过网络进行计算能力的申请、配置和调度，服务商可以及时进行资源的分配和回收，因此IT资源的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模变化的需要。并且，用户不需要部署相关的复杂的软硬件基础设施和应用软件，直接通过互联网或企业内部网访问即可获取云中的计算资源。另外，标准统一、接口开放、模块可扩展等特点，用户使用非常方便。基于以上特点，各终端用户包括临床机构、制药厂、医院、电子健康中心、医药仓库、应急抢救指挥中心、健康机构等可以便利地共享此网络系统，如果3所示。 图 2 基于云计算的综合电子健康系统架构
图3 综合电子健康系统的网络系统图
4 困难和挑战
中国的医疗体系目前正处在关键的转型期，如何让云平台所提供的相对标准的服务适应不同地区用户可能存在的差异性需求将是一个巨大的技术挑战。
转变观念，勇于尝试：目前许多医务人员对医疗云技术操作形式的作用和意义感知不深，部分医师墨守成规，不愿接受新技术；另一方面，多数患者对这种新的医疗服务方式的优越性不了解，不愿轻易尝试，使应用推广率仍较低。因此，只有医护人员和患者不断转变观念，大胆的体验，才能使得医疗云技术不断推广，从而影响技术不断创新，推动产业进一步发展。
信息安全隐患：信息安全体系建设非常重要。如何从技术上保证数据的私密性、完整性、可用性；如何从安全管制制度等方面提高云计算的安全性；以及如何通过信用体系建设和运维资格认证来保障客户数据安全，是非常关键的。同时，在远程网络环境中传播和存储，也容易受到黑客、病毒攻击，造成信息失密、信息被盗、被删除或被改写等严重后果，这也制约医疗云的推广、普及。目前关于信息安全的论题较多，可以通过让业务伙伴签订协议、限制用户访问、将个人验证信息和受保护的健康信息存档等方式来规避或降低由于信息安全带来的风险和隐患[15]。
网络带宽要求高：目前带宽是最大的瓶颈，即使采用专线接入方式，其最高的传输速率还不到要求的质量50%。当患者一方的图像、声音以不连续、非同步、不清晰的方式传给会诊专家一方时，专家的诊断无疑会受到较大不利的影响，影响了远程会诊工作的质量和医患双方的积极性。同时，医学图像在病人信息、远程会诊中占有重要比重，但如果信息量大，在远程采集和传输时就会碰到难点。因此，若要推广并普及基于云计算架构的综合电子健康系统，网络带宽和传输质量必须保证。
系统兼容性差：目前一些地方医院医疗系统通信制式仍不兼容，各行其政，没有统一标准，开放性差，不同的会诊中心不能互相通讯，会诊软硬件性能低，不能进行多点服务，达不到资源共享的目标。因此，标准统一、接口开放、系统兼容，是医疗云架构的综合电子健康系统推广的前提。
网络建设费用高：网络建设费用同样制约系统的推广和普及。要建设综合电子健康系统并达到会诊的效果，则需要千万上亿元的投入。而这笔投资非一般医院所能承受得了的，需要加大政府的引导、整合和投入，形成政府、电信运营商、软件商、医疗机构共同承建的、以地市、省级为中心的医疗综合服务大平台，通过社会化的集中管理，降低每一个地方医疗中心平台的个体建设成本和拥有成本，同时通过集中化的行业推进，以迅速地推进整个医疗行业信息化进程，从而节约社会整体信息化的成本。
5 总结
在历史的演进中，技术与商业的变革从来都是相互呼应。医疗信息化变革的时代遭遇了云计算的风起云涌，随着开放的架构及标准在行业逐步采用，医疗云将会为越来越多创新型的公司进入市场打开大门，利用开放的信息资源，开发大量有针对性的专业医疗业务应用，通过云计算的平台形成足够的经济规模，使信息化的努力从进一步完善单个任务的自动化转移到管理端到端的商业流程优化，走出机构的边界来进行开放式创新。并且，医疗云使许多公司联合在一起创造出更加全面的解决方案以满足市场需要，形成一个价值创造体系，这一体系不仅仅是为了效率，更重要的是为了响应速度与创新。
另外，这种变革不仅仅是技术的变革或商业的变革，更为深刻的是管理与文化的变革。这又不仅仅是产品与技术的革新，更是一个重塑行业并开创新的产业的机遇。如果抓住这次机遇，中国的医疗及医疗软件业将有可能实现真正跳跃性的发展，成为未来的领先者，坚信这个目标值得追求。
参考文献：
[1] 谢娜. 浅谈云计算技术现状[J].福建电脑，2009 （7），42.
[2] 高岚岚. 云计算与网格计算的深入比较研究[J]. 海峡科学，2009（2）： 56-57.
[3] 赛迪顾问股份有限公司，软件与信息服务业研究中心. 中国云计算产业白皮书， 1-31.
[4] 邓俊华，苏一丹. 浅析基于云计算的国家电子健康档案系统的构建[J]. 大众科技， 2010，11， 23-25.
[5] 周然， 李晋. 我国电子健康档案建设面临问题及对策分析[J]. 中国卫生统计，2009，6，26（3）：336.
[6] 陈云平. 电子健康档案：干部疗养档案管理的发展方向[J].黑龙江档案，2011，3，47.
[7] 刘雪琴等. 人本电子健康系统构建[J]。医学信息学杂志，2011，32（7）， 11-14.
[8] Buecker， A.， Ashley， P.， Borrett， M.， Lu， M.，Muppidi， S.， and Readshaw， N. “Understanding SOASecurity， Design and Implementation”. （2007， November） Retrieved March 24th， 2010， from
http：//www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/sg247310.pdf
[9] Andrei， T. “Cloud Computing Challenges and Related Security Issues”. Retrieved March 2010 from http：//www.cs.wustl.edu/～jain/cse57109/ftp/Cloud/index.html.
[10] Marcia， S. “Security Challenges With Cloud Computing Services”. Retrieved March 2010， from
http：//searchsecurity.techtarget.com/news/article/0，289142，sid14_gci1368905，00.html.
[11] 工业和信息化部电信研究院通信信息研究所， 英国智能医疗推进实践及经验借鉴. Teleinfo智库观察，第65期， 20120802.
[12]Yu， W. D.，Ramani， A. “Design and Implementation of A Personal Mobile Medical Assistant”， The Journal on
Information Technology in Healthcare， Volume 4， Number 2， April 1 2006， pp. 92-102.
[13]David S. Linthicum， Cloud computing and SOA convergence in your enterprise： a step-by-step guide. Addison-Wesley Professional， 2009.
[14] Shuai Zhang， Shufen Zhang， Cloud Computing Research and Development Trend， Second International Conference on Future Networks， 2010.
[15] Manish Pokharel and Jong Sou Park， Cloud Computing： Future solution for e-Governance， ACM ICEGOV 2009， November 10-13，2009， Bogota， Colombia.
作者簡介：
潘媛媛，女，1979年11月，四川成都，本科，护理部干事护士长，护师。
【关键词】云计算；综合电子健康系统；医疗云
【中图分类号】R197 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484（2013）05-0800-02
1 前言
云计算[1]是一种IT资源的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的硬件、平台、软件及服务等资源。提供资源的网络被称为“云”，其计算能力通常是由分布式的大规模集群和服务器虚拟化软件搭建。云计算具备可靠性高、数据处理量巨大、灵活可扩展以及设备利用率高等优势，可以大大降低IT成本，提升服务质量和效率，在政府、电信、医疗、金融、教育、石油、化工和电力等行业领域中被广泛的应用[2][3]。医疗云（基于云计算的电子医疗领域或行业）一直是较热门的话题，当前在移动终端、电子病历、医院的信息化系统建设等方面已经取得了一定的进展[4] [5] [6] [7]，但从目前医疗基础来看，医疗云的实现会是很艰难很漫长的一个领域。
本文提出了一种基于云计算架构的综合电子健康系统，系统全面的介绍了医院信息子系统、医疗信息数据库、医保卡子系统、医药自动存取仓储子系统、协调子系统、远程医疗子系统、应急抢救指挥子系统的系统架构和功能等，希望在基于云计算的架构下，充分发挥云计算特点，实现各子系统共享云计算平台，解决信息共享的高集成度与信息发生地和用户的极度分散之间的矛盾，从而大大缩短医患的空间距离，提高我国的医疗现代化水平。
2 医疗云的发展现状
基于云计算的电子健康系统领域，目前围绕个人健康数据库管理以及实现泛在医疗信息服务等，已经出现了一些代表性的应用服务系统[8] [9] [10] 。
美国是云计算概念的发祥地，又有许多大型IT公司的推动，市场发展迅速，同时政府应用也较为普及。目前，云计算已在美国联邦、州和地方政府机构中逐渐实施，例如美国HHS部（即健康和人类服务部）的电子健康档案系统、谷歌的Google Health个人健康档案系统、微软公司的Microsoft Health Vault个人及家庭成员健康信息服务系统等在美国已广泛应用[3]。据不完全统计，美国在智能医疗领域的总投资已超过440亿美元[11]。
相对于美国，欧洲属于云計算应用市场的跟随者，这与欧洲对于数据安全性和隐私性的要求非常严格有关。虽然每个欧盟国家都设有自己的数据保护和保存政策，欧盟各国这种分散不统一的隐私政策可能会阻碍其云计算产业的发展，但依然有越来越多的欧盟国家中央政府、地方政府、企业和医院放弃计算机主机而采用云计算服务，更多的资金正在流入这一领域。
日本在2009年制订了“i-Japan2015”战略[11]，主要是进行电子保健记录及远程医疗建设上，个人可将自己的保健信息提交给医务人员，对处方信息或配药信息进行跟踪反馈，从而减少误诊概率。在云计算的应用方面，日本大力发展新型急救医疗系统和医疗健康云，力争使得这些新兴应用和业务成为改变社会和产业结构的动力。
面对美日欧等国家把云计算作为未来重点发展的战略领域，中国也积极布局发展。早在2010年6月份，胡总书记在两院院士大会上就表示在未来3年，云计算应用将以医疗、电信、教育、医疗、电力等行业为重点，在中国市场逐渐被越来越多的行业和机构采用，市场规模也将从2009年的9.23亿元增长到2012年的606.78亿元，年均复合增长率达87.4%。与此同时，国内越来越多的医院正在加速实施基于信息化平台和医疗信息系统、PACS等体系建设。在卫生主管部门的推动下，3521工程开始全面展开，由电子健康档案及电子病历建设所带来的IT投资规模不断增长，医疗行业IT市场进入难得的机遇期。
目前云计算已经成为计算机科学领域及网络领域探索的重要课题[12][13]。2009 年6 月，中国科学院等6 家机构共同发起并启动“云计算与NC 高性能实验室”研究基地。这标志着中国云计算研究已经进入了应用探索阶段，也将从根本上改变数字卫生信息资源的建设方式。
3 基于云计算架构的综合电子健康系统
目前各医院、医疗机构、医疗设备企业等纷纷建立或推出了自己的医疗信息系统，标准不统一、资源无法共享、安全性无法保障等问题凸显[14]，基于此，本文提出了一种基于云计算架构的综合电子健康系统，此系统包括应急抢救指挥子系统、医院信息子系统、远程医疗子系统、协同子系统、医药自动存取仓储系统、医疗信息数据库、医保卡子系统等，如图1所示。
图 1 综合电子健康系统示意图
此系统基于标准的云计算架构，包括基础信息平台（IAAS）、专业业务平台（PAAS）及业务支撑平台（SAAS），如图2所示。其中，基础信息平台包括信息收集系统、数据传送网络、数据存储系统等基础设施；专业业务平台涵盖了与医疗相关的模型、策略、知识等平台模块；业务支撑平台基于基础信息平台和专业业务平台可以提供更多更丰富的业务，包括远程医疗业务、应急事件处理业务、医院信息系统等。由于采用了云计算架构，因此，此系统的应用者可以实现物理资源上的共享，同时根据用户自身实际需求，通过网络进行计算能力的申请、配置和调度，服务商可以及时进行资源的分配和回收，因此IT资源的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模变化的需要。并且，用户不需要部署相关的复杂的软硬件基础设施和应用软件，直接通过互联网或企业内部网访问即可获取云中的计算资源。另外，标准统一、接口开放、模块可扩展等特点，用户使用非常方便。基于以上特点，各终端用户包括临床机构、制药厂、医院、电子健康中心、医药仓库、应急抢救指挥中心、健康机构等可以便利地共享此网络系统，如果3所示。 图 2 基于云计算的综合电子健康系统架构
图3 综合电子健康系统的网络系统图
4 困难和挑战
中国的医疗体系目前正处在关键的转型期，如何让云平台所提供的相对标准的服务适应不同地区用户可能存在的差异性需求将是一个巨大的技术挑战。
转变观念，勇于尝试：目前许多医务人员对医疗云技术操作形式的作用和意义感知不深，部分医师墨守成规，不愿接受新技术；另一方面，多数患者对这种新的医疗服务方式的优越性不了解，不愿轻易尝试，使应用推广率仍较低。因此，只有医护人员和患者不断转变观念，大胆的体验，才能使得医疗云技术不断推广，从而影响技术不断创新，推动产业进一步发展。
信息安全隐患：信息安全体系建设非常重要。如何从技术上保证数据的私密性、完整性、可用性；如何从安全管制制度等方面提高云计算的安全性；以及如何通过信用体系建设和运维资格认证来保障客户数据安全，是非常关键的。同时，在远程网络环境中传播和存储，也容易受到黑客、病毒攻击，造成信息失密、信息被盗、被删除或被改写等严重后果，这也制约医疗云的推广、普及。目前关于信息安全的论题较多，可以通过让业务伙伴签订协议、限制用户访问、将个人验证信息和受保护的健康信息存档等方式来规避或降低由于信息安全带来的风险和隐患[15]。
网络带宽要求高：目前带宽是最大的瓶颈，即使采用专线接入方式，其最高的传输速率还不到要求的质量50%。当患者一方的图像、声音以不连续、非同步、不清晰的方式传给会诊专家一方时，专家的诊断无疑会受到较大不利的影响，影响了远程会诊工作的质量和医患双方的积极性。同时，医学图像在病人信息、远程会诊中占有重要比重，但如果信息量大，在远程采集和传输时就会碰到难点。因此，若要推广并普及基于云计算架构的综合电子健康系统，网络带宽和传输质量必须保证。
系统兼容性差：目前一些地方医院医疗系统通信制式仍不兼容，各行其政，没有统一标准，开放性差，不同的会诊中心不能互相通讯，会诊软硬件性能低，不能进行多点服务，达不到资源共享的目标。因此，标准统一、接口开放、系统兼容，是医疗云架构的综合电子健康系统推广的前提。
网络建设费用高：网络建设费用同样制约系统的推广和普及。要建设综合电子健康系统并达到会诊的效果，则需要千万上亿元的投入。而这笔投资非一般医院所能承受得了的，需要加大政府的引导、整合和投入，形成政府、电信运营商、软件商、医疗机构共同承建的、以地市、省级为中心的医疗综合服务大平台，通过社会化的集中管理，降低每一个地方医疗中心平台的个体建设成本和拥有成本，同时通过集中化的行业推进，以迅速地推进整个医疗行业信息化进程，从而节约社会整体信息化的成本。
5 总结
在历史的演进中，技术与商业的变革从来都是相互呼应。医疗信息化变革的时代遭遇了云计算的风起云涌，随着开放的架构及标准在行业逐步采用，医疗云将会为越来越多创新型的公司进入市场打开大门，利用开放的信息资源，开发大量有针对性的专业医疗业务应用，通过云计算的平台形成足够的经济规模，使信息化的努力从进一步完善单个任务的自动化转移到管理端到端的商业流程优化，走出机构的边界来进行开放式创新。并且，医疗云使许多公司联合在一起创造出更加全面的解决方案以满足市场需要，形成一个价值创造体系，这一体系不仅仅是为了效率，更重要的是为了响应速度与创新。
另外，这种变革不仅仅是技术的变革或商业的变革，更为深刻的是管理与文化的变革。这又不仅仅是产品与技术的革新，更是一个重塑行业并开创新的产业的机遇。如果抓住这次机遇，中国的医疗及医疗软件业将有可能实现真正跳跃性的发展，成为未来的领先者，坚信这个目标值得追求。
参考文献：
[1] 谢娜. 浅谈云计算技术现状[J].福建电脑，2009 （7），42.
[2] 高岚岚. 云计算与网格计算的深入比较研究[J]. 海峡科学，2009（2）： 56-57.
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[4] 邓俊华，苏一丹. 浅析基于云计算的国家电子健康档案系统的构建[J]. 大众科技， 2010，11， 23-25.
[5] 周然， 李晋. 我国电子健康档案建设面临问题及对策分析[J]. 中国卫生统计，2009，6，26（3）：336.
[6] 陈云平. 电子健康档案：干部疗养档案管理的发展方向[J].黑龙江档案，2011，3，47.
[7] 刘雪琴等. 人本电子健康系统构建[J]。医学信息学杂志，2011，32（7）， 11-14.
[8] Buecker， A.， Ashley， P.， Borrett， M.， Lu， M.，Muppidi， S.， and Readshaw， N. “Understanding SOASecurity， Design and Implementation”. （2007， November） Retrieved March 24th， 2010， from
http：//www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/sg247310.pdf
[9] Andrei， T. “Cloud Computing Challenges and Related Security Issues”. Retrieved March 2010 from http：//www.cs.wustl.edu/～jain/cse57109/ftp/Cloud/index.html.
[10] Marcia， S. “Security Challenges With Cloud Computing Services”. Retrieved March 2010， from
http：//searchsecurity.techtarget.com/news/article/0，289142，sid14_gci1368905，00.html.
[11] 工业和信息化部电信研究院通信信息研究所， 英国智能医疗推进实践及经验借鉴. Teleinfo智库观察，第65期， 20120802.
[12]Yu， W. D.，Ramani， A. “Design and Implementation of A Personal Mobile Medical Assistant”， The Journal on
Information Technology in Healthcare， Volume 4， Number 2， April 1 2006， pp. 92-102.
[13]David S. Linthicum， Cloud computing and SOA convergence in your enterprise： a step-by-step guide. Addison-Wesley Professional， 2009.
[14] Shuai Zhang， Shufen Zhang， Cloud Computing Research and Development Trend， Second International Conference on Future Networks， 2010.
[15] Manish Pokharel and Jong Sou Park， Cloud Computing： Future solution for e-Governance， ACM ICEGOV 2009， November 10-13，2009， Bogota， Colombia.
作者簡介：
潘媛媛，女，1979年11月，四川成都，本科，护理部干事护士长，护师。