云计算环境下电子病历管理探究*

石峻峰 李广都

(南京航空航天大学 南京210016) (南京理工大学 南京210094)



•医学信息技术•

云计算环境下电子病历管理探究*

石峻峰 李广都

(南京航空航天大学 南京210016) (南京理工大学 南京210094)

分析现阶段电子病历管理面临的困境，阐明云计算的核心思想，提出现代医院应利用云计算的技术优势来提高电子病历管理水平。具体介绍云计算在电子病历管理中的应用对策，包括一体化管理理念、数据整合、管理系统构建及数据安全防护等方面。

电子病历；数据管理；云计算

1 引言

电子病历(Electronic Medical Records, EMR)也称计算机化的病案系统或基于计算机的病人记录，是用电子设备(计算机、健康卡)保存、管理、传输和重现的数字化的病人医疗记录，取代手写纸张病历。长期以来，由于电子病历原始凭证性得不到有效保障，因此我国仍坚持纸质病历与电子病历并存的“双轨制”管理模式，造成工作的重复和资源的极大浪费。2013年11月国家卫生计生委和国家中医药管理局联合颁布的《医疗机构病历管理规定(2013年版)》(以下简称“新规定”)第四条明确指出电子病历与纸质病历具有同等效力，从而确立了电子病历的法律地位。电子病历是医院信息管理系统的重要组成部分，随着信息技术的不断发展，依托云计算进行电子病历系统的升级和改造，现有的“双轨制”管理模式将被淘汰，基于云计算的电子病历管理将是医院信息化建设的必然趋势。

2 现阶段电子病历管理面临的困境

2.1 数据整合难度大

一方面，由于患者在医院诊治过程中，可能会涉及多个医疗系统，先后由多位医护人员诊治，这些数据较为分散，数据信息收集和整合具有一定的困难；另一方面，如果患者从外地转诊而来，鉴于目前还未实现电子病历全国联网，转诊患者以前的电子病历整合难度则更大，也是目前存在的信息盲区。

2.2 海量信息存储要求高

随着医疗信息化建设的不断发展，医院的HIS、CIS、PACS、LIS等信息系统产生了大量的医疗数据，其中相当一部分需要作为电子病历归档保存，这些数据增长速度快、体量巨大、格式多样，对存储提出了更高的要求。为了有效地存储这些数据，原先采购的存储系统经过多次扩充，存储方式从直连存储(Direct Attached Storage,DAS)到网络附加存储(Network Attached Storage, NAS)再到存储区域网络(Storage Area Network, SAN)，仍然经常面临存储空间不足的问题[1]。

2.3 数据安全和隐私受到挑战

由于电子病历具有信息和载体分离的特点，因此维护电子病历数据安全既要考虑信息不被病毒攻击，病人隐私不被泄漏，同时还要考虑电子病历数据的载体物理安全。相对于纸质病历而言，电子病历的安全管理要繁杂许多，受管理人员素质、技术手段等多种因素的制约。

2.4 信息资源共享性低

在医院信息化建设初期，由于缺乏标准化的建设方案，各医院各自为阵现象突出，相互之间采用的基础技术不一致、软件开发标准不统一、医学术语不相同、中间接口不规范, 导致电子病历信息系统出现杂乱无章的局面。患者的信息分散在不同数据库、不同应用中, 缺乏统一标准，使得各医疗机构间的信息无法兼容互通, 最终形成共享性越来越差的局面[2]。

3 云计算的核心思想及优势

3.1 核心思想

云计算是近年来IT业最为热门的一个话题，然而大多数人对云计算的理解却仁者见仁、智者见智。美国国家标准与技术研究院、Gartner咨询公司、Google、IBM等给出不同的定义，虽然定义不尽相同，但其核心思想基本一致，即是将网络、服务器、存储和应用等计算资源聚合成动态可配置、灵活可扩展的ICT资源池，采取统筹管理、智能控制、调度配发等方法，面向网络用户提供按需使用的资源服务[3]。云计算体现了集成管理的理念，从管理角度看，强调集中各种网络优势资源形成动态资源池并提供按需服务；从技术角度看，通过把大量物理上分布的资源集中起来，以逻辑上统一的形式对外提供服务。针对资源管理、调度过程中出现的各种问题，采用各种技术进行解决[4]。

3.2 优势

(1)高度虚拟化:云计算通过软件的方式把不同的硬件资源根据实际需要进行重新整合和规划，其意义在于实现技术资源利用的最大化、超强的计算能力以及存储空间的无限扩展。如可将多台联网的计算机虚拟成一台计算机，这台虚拟化的计算机便具有了更高的性能。(2)海量数据存储:云存储是云计算的重要应用之一，通过网格技术、分布式文件系统、集群应用等功能将网络中大量的异构存储设备用软件来控制并共同提供数据存储访问[5]。由于云计算通过虚拟技术将网络中成千上万台存储设备耦合成一个云存储系统，用户数据存放在统一的逻辑存储空间，从而解决了长期以来海量数据存储带来的困扰。 (3)安全性高:云计算的安全性主要表现在两方面：一方面，云计算的运行维护主要由具有计算机信息技术知识和技能的专业人员和团队来进行，从而避免操作的盲目性，保证业务的稳定性；另一方面，云计算可以为用户提供一个可靠的数据存储中心，用户不用担心数据丢失或被病毒侵犯[6]。(4)网络访问便捷:云计算的硬件资源和数据都整合在云端，不仅可以实现服务器、存储设备、应用程序以及数据资源共享，而且网络访问对终端的要求也较低，访问的信息设备也很广泛，电脑、智能手机、IPAD、电视机顶盒等都能通过网络随时随地地访问想要的数据资源。

4 云计算在电子病历管理中的应用对策

4.1 概述

云计算具有虚拟化、资源池化、存储能力强、安全性能高、广泛的网络访问能力等优势，已经被迅速运用到社会各个方面，包括医疗健康领域。例如上海依托联通云计算能力，推出了健康云业务，整合预约挂号、医院导航、健康资讯和检查报告查询4个项目，免费向公众开放。此外，还包括分诊咨询、专病专区、报告解读和健康讲座4个功能模块，可为用户提供从预约挂号到行医就诊的一站式服务[7]。电子病历作为健康云的子系统，由于数据来源广泛、数据体量巨大、管理流程繁杂及数据隐私防护等原因，其管理难度较大，目前还鲜有较为成功地利用云计算进行电子病历管理的案例，但是有理由相信电子病历管理借助云计算乃大势所趋。笔者从管理理念、数据整合、管理系统、安全防护等方面提出应对措施，一体化管理是电子病历管理的理念和实践基础，数据整合是电子病历管理的技术手段，管理系统是平台，安全是保证。

4.2 树立电子病历一体化管理理念

在我国传统的病历管理中，病历和病案以归档为分界线，归档前称病历，归档后称病案，这种习惯的做法一直沿用到电子病历时代。具有保存价值的电子病历归档后形成电子病案，虽然二者在名称上发生了变化，但本质上是一致的，记载的信息没有发生任何改变，只不过是同一事物在不同的阶段因价值发生变化而引起的名称改变。由于电子病历和病案在本质上的一致性，因此在病历管理实践中，一些专家和学者提出了文档一体化管理思想。文档一体化集中体现了一种新的管理理念，其实质是将病案管理的若干功能提前，实现临床文件、档案的前端控制和全程管理。医学文档一体化管理最直接的解释是它将原纸质病案归档管理系统中的许多“终末管理”手段提到了最前端，主张对病案实体保管的关注转变成对文件、文件形成者及其过程可靠性的关注，即在电子病案形成前采取质控措施，以保证其归档质量[8]。云计算技术的发展更加有利于电子病历一体化管理的实现。因为在云计算环境下电子病历生成、著录、标引、归档、保存等各个环节的工作均在云端在线进行，而且可以在同一时间内完成，实现病历到病案的转变。要实现电子病历一体化管理最关键的一个环节就是制定统一的标准和规定，尤其是各应用系统的接口标准，以便医院内部各应用系统能逐步走向整合，确保数据间的交互。

4.3 电子病历数据整合

(1)内部整合:电子病历是以病人为中心的诊断和其他检验数据的“数据池”,它将病人诊断过程中生成的影像和信号纳入电子病历中并以统一的形式组织起来[9]。电子病历涉及多个应用系统，如X线检査、CT扫描、心电图、脑电图、肌电图、多普勒超声波等，这些仪器设备产生的数据格式不一，包括文本、图形、图像、声音等多种类型，同时文件占用空间较大，有的数据甚至以G来计量，这种非结构化的数据无论是归档存储还是检索利用都比结构化的数据困难许多。云计算技术的应用，为医院电子病历数据的采集和整合提供了极大的技术优势，使门诊和住院病区都可以使用有线或无线网络采集各类数据并及时在医院的信息平台上汇总。患者在一家医院的各类数据，基本上可以通过信息平台进行交换和共享，从而保证电子病历归档的及时性和完整性。(2)外部整合:对于一些患者来说，转诊是不可避免的，然而不同医院的电子帐号标准不一，医院的信息化程度也存在很大的差异性，这给电子病历的数据采集和整合带来了不小的麻烦。为了解决这一难题，新规定第七条明确要求医院为同一患者建立唯一的标识号码。已建立电子病历的医疗机构，应当将病历标识号码与患者身份证明编号相关联，使用标识号码和身份证明编号均能对病历进行检索。因此，各个医院在构建云计算信息平台时，应充分考虑不同医院数据的相互兼容和存续保管问题，有条件的医院应当开设异地医疗机构的访问入口，便于异地医生在线浏览各种病历数据，节省病人医疗成本和提高诊断效率。

4.4 基于云计算的电子病历管理系统构建

电子病历管理经过单机(C/S)管理和服务器(B/S)管理两个阶段，从长远的趋势来看，最终的目标是构建基于云计算的电子病历管理系统，实现数据从产生到归档、利用等各个环节生命周期全过程管理。可以说电子病历管理系统是电子病历赖以生存的环境，离开电子病历管理系统，一切电子病历管理活动将无法进行。在构建电子病历管理系统时应遵循协同思想和一体化管理理念，这是电子病历所处的环境和属性决定的。从横向看，电子病历管理系统作为医院信息化建设的子系统，数据采集涉及多个应用系统;从纵向看，电子病历管理系统最基本的功能就是实现病历到病案的转变过程，在云计算环境下这些操作都在云端完成。云计算提供的服务架构层次包括基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件即服务(SaaS)3个层次，其中SaaS作为一种软件模式，处于云计算的最顶层。在云计算环境下，电子病历管理系统可以选择IaaS、PaaS或SaaS中的任何一个单一层次的云服务平台，也可以选择提供3层全云服务的技术架构来实现[3]。针对医院跨科室、多系统、多用户的特点以及存储空间无限增长的可扩展性要求，电子病历管理系统的技术架构选择IaaS、PaaS和SaaS 3层全云服务模式最为理想。

4.5 电子病历数据安全防护

(1)安全隐患：相比传统网络环境，云计算在安全方面固然有所提高，但也并非毫无安全隐患。在云计算环境下，电子病历数据和应用逐渐被迁移到云服务提供商或云计算中心，由此带来两方面的后果：一是具有数据优先访问权的并不是相应医疗机构，而是云计算服务商，不能排除医疗数据被泄露出去的可能性[10]；二是用户无法知道电子病历数据存放在哪朵云上，丧失了对数据的控制权，一旦数据真的丢失，而又没有备份，那么可能被云“勒索”。面对云计算安全隐患，电子病历的数据安全防护应从身份认证、加密传输与存储、安全备份等方面着手。(2)设置身份认证和访问控制权限：电子病历管理系统云平台必须设置更为严格和有效的身份认证和访问控制机制，以防止非法用户访问、读取用户数据和信息。另外电子病历经过归档后应设置为只读属性，以免电子病案被恶意修改，从而维护其原始凭证价值。(3)加密传输与存储：数据的加密传输和存储主要是保证数据的有效性、完整性和真实性，防止数据被非法截获、篡改、伪造和复制[11]，在数据传输和存储过程中非对称加密算法是一种有效保护手段。(4)数据安全备份：数据的备份对于保证数据的安全性同样重要，在线备份技术是云中数据备份方式的首选[12],万一电子病历数据被破坏，可以马上启动容灾备份机制，从而保证服务的持续性。

5 结语

电子病历是现代医院重要临床信息资源，做好电子病历管理对于开展高效、优质的临床诊疗、科研以及管理工作具有深远的意义。云计算技术的发展为电子病历开创了全新的管理模式，提供了强有力的技术支撑，有效解决了电子病历实时在线归档、海量存储和数据安全防护等方面所面临的瓶颈。云计算环境下电子病历管理应坚持一体化理念，对电子病历实行全程控制，做好关联数据的整合，构建电子病历管理系统，从身份认证、加密传输与存储、安全备份等方面做好数据的安全与隐私防护，切实维护电子病历的原始凭证价值，做到数出有源、数出有据，从而有效保障医疗质量与安全，维护医患双方的合法权益。

1 刘颖,高现霞,温馨,等.云计算对于医院信息平台建设的意义初探[J].中国病案,2012,13(11)：34-35．

2 安向群.云计算在电子病案中的应用初探[J].中国病案,2012,13(3)：41-42．

3 薛四新.云计算环境下电子文件管理的实现机理[M].上海:上海世界图书出版公司,2013.

4 张德丰.大数据走向云计算[M].北京:人民邮电出版社,2014.

5 刘鹏,罗圣美,赵淦森.中国云存储发展报告[M].北京:电子工业出版社,2013.

6 周静.云计算在图书馆中的应用[J].医学信息学杂志,2014,35(2)：65-70．

7 云计算:从医院挂号到开会都帮你搞定[EB/0L].[2014-10-01]. http://news.xinhuanet.com/info/2013-08/09/c_132613995.htm.

8 崔丽英,许剑峰,刘红.医学文档一体化管理模式在电子病案管理中的重要性[J].中国病案,2010,11(12)：45-46．

9 高汉松,桑梓勤.医疗行业大数据生命周期及治理[J].医学信息学杂志,2013,34(9)：7-11.

10 胡新平,张志美,董建成.基于云计算理念与技术的医疗信息化[J].医学信息学杂志,2010,31(3)：6-9.

11 鲍娟,柯尊平.基于物联网的社区医疗健康管理模型研究[J].医学信息学杂志,2014,35(1)：7-11.

12 马鸣.云计算模式区域医疗卫生信息化平台建设探索[J].医学信息学杂志,2013,34(1)：19-24.

Discussion and Research on Electronic Medical Records Management in the Cloud Computing Environment

SHIJun-feng,

NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016，China；LIGuang-du,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094,China

The paper analyzes the facing dilemma of Electronic Medical Records(EMR) management, elaborates the core ideas of cloud computing, puts forward that modern hospitals should utilize the technological advantages of cloud computing to improve the management level of EMR. It concretely introduces the application countermeasures of cloud computing in EMR management, including integrated management concept, data integration, management system construction and data security protection, etc.

Electronic Medical Records(EMR); Data management; Cloud computing

2014-11-06

石峻峰，馆员，发表论文6篇；李广都，副研究馆员，发表论文50余篇。

江苏省社会科学基金项目“云计算环境下数字档案资源管理的理论与实践研究”(项目编号：13XWC018)。

R-058

A 〔DOI〕10.3969/j.issn.1673-6036.2015.01.004