基于云计算的医疗信息系统部署研究

喻婧+张鹏+舒琴

【摘 要】从云计算应用于医疗行业信息化建设优势入手，提出健康云应用部署方案，并通过网络安全、数据安全、运营维护等维度的分析指出业务部署风险和规避策略，且着重介绍业务实现方案和资源配置模型，最后说明了部署效果以及下一步研究的方向。

【关键词】云计算 健康云 业务部署

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2014）-20-0082-04

Research and Deployment of Medical Information System Based on Cloud Computing

YU Jing， ZHANG Peng， SHU Qin

（China Mobile Group Hubei Co.， Ltd.， Wuhan 430024， China）

[Abstract]

Based on the advantages of cloud computing in information construction of medical industry， the scheme for application deployment of health cloud is proposed. The service deployment risks and avoiding strategy are analyzed in terms of network security， data security and operation maintenance. In addition， the service implementation scheme and resource allocation model are emphatically introduced. Finally， the deployment effect and the direction of future research are illustrated.

[Key words]cloud computing health cloud service deployment

1 背景介绍

随着信息技术的发展与医疗行业改革的深化，医疗行业的信息化建设已经取得了长足发展。医院信息系统种类较多，形成以HIS（Hospital Information System，医院信息系统）、CIS（Clinical Information System，临床信息系统）、PACS（Picture Archiving and Communication Systems，医学影像信息系统）、RIS（Radiology Information System，放射学信息系统）、LIS（Laboratory Information System，实验室信息系统）、EMR（Electronic Medical Record，电子病历系统）、HRP（Hospital Resource Planning，医院资源计划系统）为主要应用的综合性信息系统。由于涉及到医院的内部数据安全、隐私及医患之间引起纠纷的处理，因此大多数医疗信息系统以自建为主，核心应用系统均部署于局域网中。

伴随着医疗信息化的发展，支撑信息系统需要的计算资源、存储资源、通信资源越来越多，对可靠性和安全性提出了更高的要求，同时对信息互通的需求也越来越强烈。而传统的建设模式在带来巨大投入的同时，还带来繁重的IT维护压力。

通过构建公共健康云，为医疗行业提供基于云计算的医疗信息系统应用。公共健康云的应用推广不仅可以解决医院IT资源短缺、IT人员专业程度不高、IT运维压力日益繁重等问题，还能极大地提高医疗信息系统基础设施的利用率，同时提升其可扩展性、灵活性以及新业务系统引入的速度。

2 公共健康云应用关键问题分析

2.1 网络安全

在这一新的云应用领域，业务应用从局域网环境迁移至广域网环境，需要从传输路由、传输带宽、传输资源配置这几个方面实现网络保障。

网络方案：传输路由需要满足医院至IDC机房的全程双路由保护；传输带宽需要关注业务发展对传输需求，提前扩容满足其带宽要求。

网络安全风险示意图如图1所示。

2.2 数据安全

随着医疗信息化的快速发展，其业务系统积累和掌握了大量的患者基本信息、化验检查结果、电子处方信息、医院生产数据及运营信息。由于这些数据涉及到公民隐私、医患关系、医院自身经营发展等众多方面，所以保障数据安全，减少因数据泄漏所带来的公民信息泄漏、医患矛盾、公信度降低的风险也是在健康云服务中需重点考量的。

备份策略：通过构建应用容灾系统来确保其数据的安全和应用的连续。

2.3 运营维护

业务应用从局域网环境迁移至广域网环境，维护归口部门由单一部门扩展到两个公司多个部门，责任界定和故障判断的复杂度将增加。

管理措施：对外明确双方（医院和健康云服务提供商）责任界面；对内优化协同机制，提升协同效率。

运营维护风险示意图如图2所示。

3 业务应用部署方案

3.1 总体方案

整个方案由以下4部分构成：

（1）生产中心：包括云硬件、虚拟化调度软件、应用软件系统。其中，云硬件包括计算资源硬件、存储资源硬件、通信资源硬件（云内部交换机）；应用软件系统包括虚拟桌面应用软件、医疗信息化应用系统（如HIS、LIS、PACS、EMR、HRP等）。

（2）城域网络：生产中心至医院局域网络采用双路由保护规避网络风险。对现有业务模型进行测试，并充分考虑业务发展趋势，选择合适的网络带宽保障传输速率和网络质量。endprint

（3）医院瘦客户端：所有办公、医疗生产桌面使用TC（Thin Client，瘦客户机）加显示器模式来彻底替代传统PC模式。所有医疗信息系统后端应用程序运行在医疗服务平台上，共享存储和计算资源，实现高效率、高可靠、自动管理的一体化解决方案。由于用户桌面使用瘦客户端后不再需要PC主机，因此PC主机高噪音、空间占用、散热、高能耗等问题得以克服，可极大地改善办公环境。

（4）灾备中心：医院生产数据中心产生的数据库和影像文件通过备份软件与存储复制功能进行周期备份。

3.2 技术实现方式

在整体方案中兼顾现有资源的利用情况和未来云服务能力的扩展，并充分考虑先进性和实用性，提供灵活高效的云计算服务能力，采用X86架构建设IaaS（Infrastructure as a Service，基础架构即服务）的云计算平台。基于开放的技术和架构，构建高效、共享、安全、易维护、易引入部署新应用的云基础设施，满足医院所有信息系统和桌面系统的业务应用需求。

健康云总体架构示意图如图3所示：

图3 健康云总体架构示意图

4 业务资源配置模型

4.1 计算资源

通过现有软件对系统资源需求的分析以及对未来部署系统资源的预测，同时考虑软件版本的升级对硬件资源的消耗情况，折算出各医疗信息系统的系统处理能力。以某医院信息系统为例提供计算资源配置模型，具体如表1所示：

表1 某医院信息系统计算资源配置模型

信息系统名称 所需要的等效处理能力

HIS/PACS数据库服务器 2台（双机热备）Intel 4处理器X86服务器主机

LIS数据库服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

PACS/RIS

应用服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

EMR数据库服务器 2台（双机热备）Intel 4处理器X86服务器主机

EMR应用服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

HRP数据库服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

HRP应用服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

虚拟化桌面服务器 24台（按1：25虚拟比）Intel 2处理器服务器主机

4.2 存储资源

存储资源需求由3部分构成：健康云生产中心、桌面云中心和健康云灾备中心。存储资源配置模型具体如表2所示：

表2 某医院信息系统存储资源配置模型生产中心/

灾备中心 数据库数据 500G/年*5年

非结构数据 20G/天*365天*5年

桌面云中心 60G/终端

4.3 带宽资源

带宽资源需求由2部分构成：健康云生产中心和健康云灾备中心。其中，健康云生产中心包括TC终端、办公PC终端、影像工作站、医疗工作站等终端类型。带宽资源配置模型具体如表3所示。

5 部署效果

通过健康云的部署，将云计算技术引入医疗信息系统建设，是对医疗信息化服务模式的创新探索，可极大地降低IT支撑成本，实现医疗系统IT资源的共享，在提高能源利用率、实现节能减排目标方面发挥了积极作用。

以某地市大型医院为例，自建IT机房涉及IT专用机房、机房动力环境配套和软硬件设备，经初步测算，需一次性投入800万元，同时还要配置专职的IT维护人员，并考虑其工资的支出（6万元/年）及能力提升的相应投入。而采用健康云服务后，每年仅需支付约120万元IT服务费即可满足IT支撑需求，变买为租的方式不仅解决了初次的高额购买成本，而且可以享受更为专业的IT服务，使得医院有更多精力投入到医务工作中，专注于提升就医的便捷性、服务的安全性、服务的延续性等服务。

6 总结及展望

为保证医院信息系统高安全、高可靠的业务要求，健康云的业务部署应以保障信息系统安全为前提，以满足客户要求和确保用户感知为目的。在业务部署过程中，还需要注意以下问题：

（1）各应用系统尽可能集中部署至数据中心，以提高各系统间访问效率及后期系统间数据整合要求。

（2）医院桌面系统需具备访问医院所有系统的能力，由于前期部署在局域网中，与核心系统的数据交互量及应用访问容忍度仍不确定，建议部署初期将桌面系统与应用系统统一部署，后期可根据试点过程提取的业务模型考虑桌面系统。

本文通过对健康云部署方案的研究，提出了将云计算技术引入医疗信息系统建设的部署建议和资源配置模型，为健康云的实施提供了重要参考。伴随云管端信息服务架构演进，下一步将重点关注基于终端移动医疗服务解决方案，结合医疗应用场景，提供更多惠医惠民的解决方案。

参考文献：

[1] 陈华林. 云计算在医疗行业的应用[J]. 科协论坛， 2011（3）： 61.

[2] 常盼盼. 云计算在医疗信息系统中的应用与思考[J]. 医学信息， 2010（9）： 2579-2580.

[3] 张启来，丛培才. 基于云计算的医疗信息系统研究[J]. 佳木斯大学学报： 自然科学版， 2012，30（4）： 570-572.

[4] 杨建民，陈小荣. 虚拟化云桌面在医院信息化中的应用[J]. 现代医院， 2013，13（9）： 139-140.

[5] 马锡坤，史兆荣，王与荣，等. 基于云计算的医院信息基础平台建设[J]. 医学研究生学报， 2013，26（7）： 738-740.

[6] 欧汝鹏. 基于云计算的医院信息系统优化设计探讨[J]. 计算机光盘软件与应用， 2013（22）： 269-271.

作者简介

喻婧：工程师，学士，现任职于中国移动通信集团湖北有限公司设计中心，主要从事各类规划咨询、新业务新技术研究工作。

张鹏：工程师，硕士，现任职于中国移动通信集团湖北有限公司设计中心，主要从事各类规划咨询、新业务新技术研究工作。

舒琴：工程师，硕士，现任职于中国移动通信集团湖北有限公司设计中心，主要从事各类规划咨询、新业务新技术研究工作。endprint

（3）医院瘦客户端：所有办公、医疗生产桌面使用TC（Thin Client，瘦客户机）加显示器模式来彻底替代传统PC模式。所有医疗信息系统后端应用程序运行在医疗服务平台上，共享存储和计算资源，实现高效率、高可靠、自动管理的一体化解决方案。由于用户桌面使用瘦客户端后不再需要PC主机，因此PC主机高噪音、空间占用、散热、高能耗等问题得以克服，可极大地改善办公环境。

（4）灾备中心：医院生产数据中心产生的数据库和影像文件通过备份软件与存储复制功能进行周期备份。

3.2 技术实现方式

在整体方案中兼顾现有资源的利用情况和未来云服务能力的扩展，并充分考虑先进性和实用性，提供灵活高效的云计算服务能力，采用X86架构建设IaaS（Infrastructure as a Service，基础架构即服务）的云计算平台。基于开放的技术和架构，构建高效、共享、安全、易维护、易引入部署新应用的云基础设施，满足医院所有信息系统和桌面系统的业务应用需求。

健康云总体架构示意图如图3所示：

图3 健康云总体架构示意图

4 业务资源配置模型

4.1 计算资源

通过现有软件对系统资源需求的分析以及对未来部署系统资源的预测，同时考虑软件版本的升级对硬件资源的消耗情况，折算出各医疗信息系统的系统处理能力。以某医院信息系统为例提供计算资源配置模型，具体如表1所示：

表1 某医院信息系统计算资源配置模型

信息系统名称 所需要的等效处理能力

HIS/PACS数据库服务器 2台（双机热备）Intel 4处理器X86服务器主机

LIS数据库服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

PACS/RIS

应用服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

EMR数据库服务器 2台（双机热备）Intel 4处理器X86服务器主机

EMR应用服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

HRP数据库服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

HRP应用服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

虚拟化桌面服务器 24台（按1：25虚拟比）Intel 2处理器服务器主机

4.2 存储资源

存储资源需求由3部分构成：健康云生产中心、桌面云中心和健康云灾备中心。存储资源配置模型具体如表2所示：

表2 某医院信息系统存储资源配置模型生产中心/

灾备中心 数据库数据 500G/年*5年

非结构数据 20G/天*365天*5年

桌面云中心 60G/终端

4.3 带宽资源

带宽资源需求由2部分构成：健康云生产中心和健康云灾备中心。其中，健康云生产中心包括TC终端、办公PC终端、影像工作站、医疗工作站等终端类型。带宽资源配置模型具体如表3所示。

5 部署效果

通过健康云的部署，将云计算技术引入医疗信息系统建设，是对医疗信息化服务模式的创新探索，可极大地降低IT支撑成本，实现医疗系统IT资源的共享，在提高能源利用率、实现节能减排目标方面发挥了积极作用。

以某地市大型医院为例，自建IT机房涉及IT专用机房、机房动力环境配套和软硬件设备，经初步测算，需一次性投入800万元，同时还要配置专职的IT维护人员，并考虑其工资的支出（6万元/年）及能力提升的相应投入。而采用健康云服务后，每年仅需支付约120万元IT服务费即可满足IT支撑需求，变买为租的方式不仅解决了初次的高额购买成本，而且可以享受更为专业的IT服务，使得医院有更多精力投入到医务工作中，专注于提升就医的便捷性、服务的安全性、服务的延续性等服务。

6 总结及展望

为保证医院信息系统高安全、高可靠的业务要求，健康云的业务部署应以保障信息系统安全为前提，以满足客户要求和确保用户感知为目的。在业务部署过程中，还需要注意以下问题：

（1）各应用系统尽可能集中部署至数据中心，以提高各系统间访问效率及后期系统间数据整合要求。

（2）医院桌面系统需具备访问医院所有系统的能力，由于前期部署在局域网中，与核心系统的数据交互量及应用访问容忍度仍不确定，建议部署初期将桌面系统与应用系统统一部署，后期可根据试点过程提取的业务模型考虑桌面系统。

本文通过对健康云部署方案的研究，提出了将云计算技术引入医疗信息系统建设的部署建议和资源配置模型，为健康云的实施提供了重要参考。伴随云管端信息服务架构演进，下一步将重点关注基于终端移动医疗服务解决方案，结合医疗应用场景，提供更多惠医惠民的解决方案。

参考文献：

[1] 陈华林. 云计算在医疗行业的应用[J]. 科协论坛， 2011（3）： 61.

[2] 常盼盼. 云计算在医疗信息系统中的应用与思考[J]. 医学信息， 2010（9）： 2579-2580.

[3] 张启来，丛培才. 基于云计算的医疗信息系统研究[J]. 佳木斯大学学报： 自然科学版， 2012，30（4）： 570-572.

[4] 杨建民，陈小荣. 虚拟化云桌面在医院信息化中的应用[J]. 现代医院， 2013，13（9）： 139-140.

[5] 马锡坤，史兆荣，王与荣，等. 基于云计算的医院信息基础平台建设[J]. 医学研究生学报， 2013，26（7）： 738-740.

[6] 欧汝鹏. 基于云计算的医院信息系统优化设计探讨[J]. 计算机光盘软件与应用， 2013（22）： 269-271.

作者简介

喻婧：工程师，学士，现任职于中国移动通信集团湖北有限公司设计中心，主要从事各类规划咨询、新业务新技术研究工作。

张鹏：工程师，硕士，现任职于中国移动通信集团湖北有限公司设计中心，主要从事各类规划咨询、新业务新技术研究工作。

舒琴：工程师，硕士，现任职于中国移动通信集团湖北有限公司设计中心，主要从事各类规划咨询、新业务新技术研究工作。endprint

（3）医院瘦客户端：所有办公、医疗生产桌面使用TC（Thin Client，瘦客户机）加显示器模式来彻底替代传统PC模式。所有医疗信息系统后端应用程序运行在医疗服务平台上，共享存储和计算资源，实现高效率、高可靠、自动管理的一体化解决方案。由于用户桌面使用瘦客户端后不再需要PC主机，因此PC主机高噪音、空间占用、散热、高能耗等问题得以克服，可极大地改善办公环境。

（4）灾备中心：医院生产数据中心产生的数据库和影像文件通过备份软件与存储复制功能进行周期备份。

3.2 技术实现方式

在整体方案中兼顾现有资源的利用情况和未来云服务能力的扩展，并充分考虑先进性和实用性，提供灵活高效的云计算服务能力，采用X86架构建设IaaS（Infrastructure as a Service，基础架构即服务）的云计算平台。基于开放的技术和架构，构建高效、共享、安全、易维护、易引入部署新应用的云基础设施，满足医院所有信息系统和桌面系统的业务应用需求。

健康云总体架构示意图如图3所示：

图3 健康云总体架构示意图

4 业务资源配置模型

4.1 计算资源

通过现有软件对系统资源需求的分析以及对未来部署系统资源的预测，同时考虑软件版本的升级对硬件资源的消耗情况，折算出各医疗信息系统的系统处理能力。以某医院信息系统为例提供计算资源配置模型，具体如表1所示：

表1 某医院信息系统计算资源配置模型

信息系统名称 所需要的等效处理能力

HIS/PACS数据库服务器 2台（双机热备）Intel 4处理器X86服务器主机

LIS数据库服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

PACS/RIS

应用服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

EMR数据库服务器 2台（双机热备）Intel 4处理器X86服务器主机

EMR应用服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

HRP数据库服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

HRP应用服务器 2台（双机热备）Intel 2处理器X86服务器主机

虚拟化桌面服务器 24台（按1：25虚拟比）Intel 2处理器服务器主机

4.2 存储资源

存储资源需求由3部分构成：健康云生产中心、桌面云中心和健康云灾备中心。存储资源配置模型具体如表2所示：

表2 某医院信息系统存储资源配置模型生产中心/

灾备中心 数据库数据 500G/年*5年

非结构数据 20G/天*365天*5年

桌面云中心 60G/终端

4.3 带宽资源

带宽资源需求由2部分构成：健康云生产中心和健康云灾备中心。其中，健康云生产中心包括TC终端、办公PC终端、影像工作站、医疗工作站等终端类型。带宽资源配置模型具体如表3所示。

5 部署效果

通过健康云的部署，将云计算技术引入医疗信息系统建设，是对医疗信息化服务模式的创新探索，可极大地降低IT支撑成本，实现医疗系统IT资源的共享，在提高能源利用率、实现节能减排目标方面发挥了积极作用。

以某地市大型医院为例，自建IT机房涉及IT专用机房、机房动力环境配套和软硬件设备，经初步测算，需一次性投入800万元，同时还要配置专职的IT维护人员，并考虑其工资的支出（6万元/年）及能力提升的相应投入。而采用健康云服务后，每年仅需支付约120万元IT服务费即可满足IT支撑需求，变买为租的方式不仅解决了初次的高额购买成本，而且可以享受更为专业的IT服务，使得医院有更多精力投入到医务工作中，专注于提升就医的便捷性、服务的安全性、服务的延续性等服务。

6 总结及展望

为保证医院信息系统高安全、高可靠的业务要求，健康云的业务部署应以保障信息系统安全为前提，以满足客户要求和确保用户感知为目的。在业务部署过程中，还需要注意以下问题：

（1）各应用系统尽可能集中部署至数据中心，以提高各系统间访问效率及后期系统间数据整合要求。

（2）医院桌面系统需具备访问医院所有系统的能力，由于前期部署在局域网中，与核心系统的数据交互量及应用访问容忍度仍不确定，建议部署初期将桌面系统与应用系统统一部署，后期可根据试点过程提取的业务模型考虑桌面系统。

本文通过对健康云部署方案的研究，提出了将云计算技术引入医疗信息系统建设的部署建议和资源配置模型，为健康云的实施提供了重要参考。伴随云管端信息服务架构演进，下一步将重点关注基于终端移动医疗服务解决方案，结合医疗应用场景，提供更多惠医惠民的解决方案。

参考文献：

[1] 陈华林. 云计算在医疗行业的应用[J]. 科协论坛， 2011（3）： 61.

[2] 常盼盼. 云计算在医疗信息系统中的应用与思考[J]. 医学信息， 2010（9）： 2579-2580.

[3] 张启来，丛培才. 基于云计算的医疗信息系统研究[J]. 佳木斯大学学报： 自然科学版， 2012，30（4）： 570-572.

[4] 杨建民，陈小荣. 虚拟化云桌面在医院信息化中的应用[J]. 现代医院， 2013，13（9）： 139-140.

[5] 马锡坤，史兆荣，王与荣，等. 基于云计算的医院信息基础平台建设[J]. 医学研究生学报， 2013，26（7）： 738-740.

[6] 欧汝鹏. 基于云计算的医院信息系统优化设计探讨[J]. 计算机光盘软件与应用， 2013（22）： 269-271.

作者简介

喻婧：工程师，学士，现任职于中国移动通信集团湖北有限公司设计中心，主要从事各类规划咨询、新业务新技术研究工作。

张鹏：工程师，硕士，现任职于中国移动通信集团湖北有限公司设计中心，主要从事各类规划咨询、新业务新技术研究工作。

舒琴：工程师，硕士，现任职于中国移动通信集团湖北有限公司设计中心，主要从事各类规划咨询、新业务新技术研究工作。endprint