基于绿色计算的医院信息化建设研究

，，

随着计算机技术、网络技术、通信技术等现代化技术的迅猛发展，以及国家“金卫工程”的深入开展，医院信息化建设引起普遍关注[1]。信息化建设有利于医院优化管理、提高医生工作效率和患者满意度。目前国内医院信息化建设虽然取得了一些成绩，但其建设的现状仍不容乐观，能耗成为一个迫切需要解决的问题。若将绿色计算推广到医院信息化建设中，无疑会给医院信息化建设注入鲜活动力，为绿色环保事业、生态文明社会做出有益贡献。

1 绿色计算概述

1.1 绿色计算的概念

目前还没有一个公认的绿色计算的概念，较通用的观点有以下几种。第一种认为绿色计算是以环境为中心，本着对环境负责的原则设计、制造、运行、处置IT产品，使用其他资源和其他相关行为[2]；第二种认为绿色计算是指在IT领域内以节能为主要目标所采取的一系列技术措施[3]；第三种认为绿色计算是广义上的绿色软件、绿色硬件和绿色服务，涉及系统结构、系统软件、计算机网络等，在保证性能的前提下，以低功耗为目标的新型计算模式[4]。

绿色计算的研究已激起众多科研人员的极大热情，如李亚的《绿色计算背景下的网络管理研究》[3]，提出了在网络管理中增加能耗管理的功能，为绿色节能网络提供全面的监控和管理；任泰明的《基于生命周期观点的绿色计算及其研究内容分析》[4]，从IT产品的生命周期观点出发探讨了绿色计算的定义，并从硬件系统、软件系统、系统用户和人类社会4个角度阐述了绿色计算的研究内容；刘友生的《基于层次结构的绿色计算生态系统能耗分析》和林美容的《关于信息技术与环境保护问题探讨》[5-6]，从生态系统角度提出了基于层次结构的绿色计算生态系统能耗分析模型，并进行了试验验证。但目前还没有一个权威的、统一的绿色计算概念。

1.2 绿色计算的特点和研究现状

绿色计算的提出顺应了时代潮流。以低碳节能为目标，对我国到2020年实现40%-50%节能减排的宏伟目标，建设资源节约型、环境友好型社会具有积极作用[2]。绿色计算主要有以下特点。

1.2.1 绿色计算研究范围广泛[4]

从硬件系统角度看，绿色计算的研究内容包括适用硬件的研发、制造、使用和回收，研究范围贯穿整个硬件生命周期；硬件节能研发内容包括节能内存、节能芯片、节能处理器、节能外围设备等，解决能耗过高的问题。

从软件系统角度看，绿色计算将低能耗指标贯穿于软件需求分析、系统设计、编码、实现、测试和维护等环节，开发绿色操作系统、绿色应用软件、绿色编译器、绿色中间件等。

从用户使用计算机系统的生命周期角度看，绿色计算的研究内容包括制定相关标准、提供技术指导(涉及硬件升级、故障维护、回收利用等问题)、规范用户活动，实现节能、环保和可持续发展。

从循环经济和人类可持续发展的角度看，绿色计算的研究内容包括制定技术规范和评价标准，制约人们的IT行为，在保证IT产品性能的前提下，减少空间、能源占用和实现环境影响最小化。

1.2.2 对绿色计算的认识不足、实施率不高[7]

绿色计算符合低碳经济的要求，正日益受到学术界和工业界的重视。IT界作为耗电大户，对环境的影响日益凸显。据调查，65%的集团信息主管(Chief Information Officer，CIO)没有听说过绿色计算，说明CIO对绿色计算的积极作用和发展前景认识不足，还需做大量的宣传工作，才能让广大CIO认识、理解、实施绿色计算[8]，以绿色计算发展为契机，降低能耗，带动本企业发展，妥善处理发展与环境承受力之间的平衡关系。

1.2.3 绿色计算应用前景广阔

20世纪80年代联合国的报告《我们共同的未来》[4]在广大学者、经济学家、社会活动家和环境保护者中引起强烈反响。2009年哥本哈根气候峰会明确提出将减少二氧化碳排放量作为发展的首要任务，绿色计算成为全球共识[9]。随着信息化水平的快速发展，“无纸化”办公覆盖各行各业，对信息技术的依赖程度越来越高，信息化产业节能研究受到空前重视[10]。绿色计算作为一个朝阳产业，对低碳节能、环境保护有举足轻重的作用，对当今及未来社会发展至关重要，其应用前景一片光明。

2 医院信息化建设现状

信息化建设在各大医院均已开展，其重要性、便捷性得到普遍承认，取得了一定成绩，也存在一些问题，主要体现在以下几方面。

2.1 管理不善

主要包括人员管理不善、技术管理不善、物资管理不善。

人员管理不善表现为信息化建设人才工作积极性不高、信息化人才成长培养欠缺、信息化建设人才职业归属感认同不到位。信息化人才对医院发展的重要性越来越突出，但被边缘化对待现象没有改观，常被认为是医院发展细枝末节的部分，受重视程度不够。

技术管理不善表现为医院信息化建设缺乏统一、规范的技术标准。卫生行业的信息标准化工作尚处于起步阶段，建设标准和规范研制滞后。医院信息化建设需多家软件开发商共同参与完成，然而各软件开发商在开发语言、开发平台、软件兼容性等技术层面存在差异，缺乏规范标准的数据交换方法；各个子系统和功能模块不能协同，不能适应集成发展的需要，医院信息化建设发展障碍重重[11]。

物资管理不善主要表现在对医院的仪器设备、办公用品、药品管理等缺乏整体的思考和决策，没有理顺复杂的人员与物资管理问题，造成人员与物资管理混乱不清；新旧系统不能很好的兼容，旧系统搭建的基础资源不能继续使用，存在被废弃的风险，造成极大浪费。

2.2 缺少法律法规制度支撑

医院信息化建设势必对传统的纸质办公造成一定冲击。如在纸质办公环境下，患者病历由医生手写完成，可靠度和可信性都比较高，具有权威性和法律效力；而电子病历的推广实施显著提高了医生工作效率，缓解了患者就医等待时间和医患矛盾。但在出现医患纠纷时，事故认定比较麻烦，患者对电子病历的真实性存疑，鉴定部门缺少法律法规制度支撑，电子病历合法性、有效性遭遇尴尬。又如医院实施信息化建设后，患者就医过程中的信息采集，使患者隐私保护问题更加突出。因此医院应建立一个规范的患者档案信息库，保护患者病历档案信息，并使这些涉及个人隐私的信息不被泄露，但法律法规制度的缺失将制约档案信息库的健康发展[12]。

2.3 资金支配不合理

医院信息化建设离不开资金的支持。有些医院缺乏总体规划，不能合理支配有限资金，将大量资金用于初始化建设，重硬件轻软件，购买经济效益明显的医疗设备，仅有少量经费投入到信息服务系统建设中，不利于医院信息化建设的渐进性、长久性、持续性发展[13]。

2.4 为解决医院实际困难提供了一种有效策略

医院面临的实际困难主要是患者就医难和医生劳动强度大。

患者就医难表现为患者挂号、就医、缴费、检查化验需要反复排队，等待时间占据患者就医过程的大部分。挂号缴费系统、提取化验单系统的引进将大大减少患者等待时间，缓解患者焦急等待心情，平复烦躁情绪。

医务工作者劳动强度大。医生不仅需要出门诊、检查、写病历等，还要做手术、查病房，这些繁重的工作对医生承受力提出了巨大挑战。电子病历系统、药品管理系统等医院管理系统的引入可以大大减少医生工作负荷，让他们有更多的精力全身心投入科学研究，不被这些繁重琐事困扰。医院信息化建设对缓解医患矛盾、提升患者就医满意度、提升医生工作积极性具有现实意义。

3 基于绿色计算的医院信息化建设

绿色计算是推动科技发展和社会可持续发展的一种新型计算模式，已成为各国未来能否取得国际竞争制高点的关键。绿色计算以环境保护为中心，倡导低碳节能、环境友好、生态文明[14]。若将绿色计算推广到医院信息化建设中，可有效减少能耗、降低运营成本、推动医院可持续发展。

3.1 绿色服务的目标

在保证医院信息化建设工程质量的前提下，应整体规划、统一部署、协同工作开展医院信息化建设。为此应提出一些建设性的评测标准，为医院信息化建设提供重要参考。本文在参考相关文献资料的基础上，探索了以下几项绿色服务的目标。

3.1.1 总体部署，统一规划[15]

医院信息化建设之初应进行广泛考察、调研，在此基础上分析、讨论、总结。借鉴国外的先进做法，吸取国外先进经验，向国内信息化建设成功典范学习，结合医院自身发展状况，总体部署，统一规划，将全局思路贯穿医院信息化建设始终。

建立“一把手”负责制，让主要领导参与前期调研筹备过程，全面了解医院信息化建设状况，方便领导制定出正确的决策方案，有力推动医院信息化建设。“一把手”负责制能从制度层面保证医院信息化建设顺利实施。

前期调研筹备阶段成立临时筹备组，各部门人员派代表参与，建言献策，领导统一部署，分工协调，制定出低能耗、低成本、可靠性高、推广方便快捷的建设规划方案。

规划方案是医院信息化建设的施工蓝图，具有重要的指导作用，能否制定出合理的、可实施性强的规划方案是医院信息化建设成功与否的重要前提。因此制定规划时需全盘考虑，将涉及的每个细节都考虑在内，总体部署、统一规划在医院信息化建设整个过程耗时较长，人力、财力消耗较多，但可有效避免部署不到位、规划有误带来的返工或重复建设，避免设计不合理带来的高能耗、高成本运营，避免资源浪费，实现低碳节能，促进医院可持续健康发展。

3.1.2 硬件设备建设

医院信息化建设需要一系列节能、环保的硬件设备作为基础设施。硬件设备建设主要包括节能照明设备、节能计算机设备、节能检验设备、节能温控设备、节能仪器设备、节能管理设备、节能存储设备等。硬件设备建设主要是指在选购医院硬件设备时本着节能低耗原则，在保证可靠性、性能的情况下选购符合环保标准的产品。

如照明设备方面，可选择Led半导体绿色照明光源和自动控制开关、人体红外感应开关，这些照明设备具有节省电能、效率高、照明状况好、无辐射和汞污染等优点[16]。

计算机设备方面，则应选择社会责任感强、信誉度高的生产商制造的计算机，选择低耗电状态时耗电低、具有睡眠启动模式、节约能源、各组成部件和电路板等符合环保标准、污染小的计算机设备。

选择其他硬件设备时要遵循低碳节能、环保的选择标准。

硬件设备建设是医院信息化建设的重要组成部分，选择节能环保设备是硬件设备建设的重要评测标准。选择绿色硬件设备对各大厂商积极研制低耗能、高性能、防治空气污染的环保产品具有重要导向作用。

3.1.3 软件系统建设

软件系统建设主要指在选购软件产品时，选择符合绿色环保标准的软件。要求软件产品的程序设计语言尽可能精简，且具有一定的语义性，运行时间尽可能少，可提高查询效率，减少查询时间。

软件系统建设除了对程序设计语言有一定要求外，还应着重从优化循环结构、优化算法、改善数据结构、压缩数据存储空间、减少重复计算和避免算法冗余等多方面展开深入研究，设计出性能好、健壮性强、能耗低的绿色软件[17]。

参与医院信息化建设的医院相关部门人员应协助软件供应商开展相关研究，提供明晰的产品功能要求、产品研发标准和性能要求，使软件供应商有的放矢，研发出符合医院信息化建设要求、顺应市场发展、环境负担小的产品。充分利用高科技的独特优势改善医院信息化建设的环境影响，进而降低医院运营成本。

3.1.4 后期维护服务

医院信息化建设是一个系统的工程，前期的总体部署、统一规划和硬件建设、软件建设是重要环节，后期运营过程还需投入大量的人力、财力，维护服务是医院信息化建设能否长期发挥作用的关键。大部分硬件和软件供应商都设有维护部门负责处理客户日常使用中出现的故障。医院信息化建设具有复杂性、特殊性，应加强维护服务建设。为此医院应组织专人做好与供应商的对接，及时修补医院日常运营中出现的漏洞，排除潜在风险。

维护服务是医院信息化建设发挥长期效益的重要保障，从领导层到普通医院员工都应重视这项工作，加大资金、人员投入力度，为医院各项工作有序开展提供技术支持和服务保障。负责维护服务建设的相关领导和执行人员应贯彻落实绿色计算的宗旨内涵，树立低碳节能理念，在维护工作中保证正常工作秩序的情况下尽可能节省能源、降低消耗。

3.1.5 仪器设备使用周期管理[6]

医院信息化建设必然会面临仪器设备更新换代问题，使用周期管理是医院信息化建设必须考虑的一个现实问题，医院应建立一套完善的仪器设备使用周期管理办法。仪器设备升级比生产新的仪器设备消耗的资源相对较少，医院应联合仪器设备供应商设计合理产品，采用新工艺，研发新技术，通过结构优化等手段延长仪器设备使用周期，提高仪器设备的可维护性、可升级性，减少废弃物排放堆积，走健康、环保、节能的医院信息化建设之路。

3.2 医院信息化建设绿色计算框架模型

医院作为全民健康“保卫战阵地”的发展兴衰关乎所有人的切身利益。开展信息化建设能够降低医务人员超高压负荷、提高医务人员的工作效率和患者满意度，改善医患不和谐状况。基于绿色计算的医院信息化建设研究，对医院信息化建设的可持续发展和医院践行科学发展观、履行节能降耗社会职责、树立医院良好社会形象具有重要意义。基于以上思考，本文构建了医院信息化建设绿色计算框架模型(图1)。

绿色计算框架模型由绿色服务的目标实施、绿色服务的目标优化、绿色计算管理三部分组成。绿色服务目标实施是绿色计算应用于医院信息化建设的根本，是绿色服务目标优化的方向，绿色服务目标优化为绿色服务目标实施提供新鲜动力和力量源泉，根据最新绿色环保标准，结合实际情况更新优化；绿色计算管理是绿色服务目标实施的重要保障，为绿色服务目标实施提供制度保障、组织架构保障，绿色服务目标实施是绿色计算管理的具体落实。绿色计算管理是绿色服务目标优化的前提保障，也是绿色服务目标优化的制度保障，绿色服务目标优化有利于绿色计算管理的开展，对绿色计算管理有促进导向作用。三部分相互支持，互为补充，互相促进，构成一个有机的框架模型。

图1 绿色计算框架模型

绿色计算框架对医院信息化建设具有一定参考价值。该框架的运行流程和三部分各自的状况介绍如下。

3.2.1 绿色服务目标实施

该部分在医院信息化建设过程处于核心位置。绿色计算在医院信息化建设中能否发挥作用，有效实施是关键。

将绿色计算应用于规划阶段，本着低碳节能、绿色环保的原则开展工作，取消或降低不必要的消耗，使规划阶段经绿色计算处理成为符合环保标准的绿色规划；实施阶段包括硬件建设、软件建设和其他一些附属设施建设，实施阶段选用绿色环保标准硬件、软件等设施设备，从源头上节能降耗，使实施阶段经绿色计算处理成为低碳节能的绿色实施；维护阶段具有长期性、持续性、重要性等特点，秉承绿色计算理念，细节处做到低碳环保，将潜在风险化解在萌芽阶段，最大限度降低能源消耗，使维护阶段经绿色计算处理成为低碳节能的绿色维护。

3.2.2 绿色服务目标优化

医院信息化建设的首要任务是通过信息化建设改变医院的工作模式和医务人员的工作方式，改善患者的就医情况。医院信息化建设应与时俱进，对绿色服务目标进行优化更新。

医院信息化建设是一个系统工程，要实现的功能会随着使用过程的推进有一些调整变化，通过绿色服务目标优化促进医院信息化建设的功能更加完善健全[18]。

性能保障是和功能完善同等重要的一个问题，是绿色服务目标优化要考虑的一个重要方面，是检验医院信息化建设质量优劣的指标之一；可靠性是信息化建设的重点，可靠性保障是绿色服务的目标优化的重要内容，医院信息化办公系统的可靠性是其能否长久稳定运行的评判标准。绿色服务目标优化应着眼绿色环保，满足功能完善、性能保障、可靠性保障的前提下，以绿色环保为目标开展相关工作，将绿色环保贯穿绿色服务的目标优化的各个方面。

3.2.3 绿色计算管理

绿色计算管理包括人员管理、评价管理和升级管理。

人员管理是指对参与医院信息化建设的各部门人员、参与医院信息化建设的检验人员和医院就医人员进行管理，体现在尽可能精简人员，减少人员支出成本，选出有责任心、工作效率高、能力强的人员组成建设小组，这对医院信息化建设成效至关重要。检验人员管理是指选拔出各部门业务技能强、工作积极性高、具备一定信息素养的人员参与检验工作，对日常运营中出现的问题进行及时汇总，提出有针对性、有价值的意见，对医院信息化建设工作的改进提出建设性意见[19]。医院就医人员是医院信息化建设的直接体验者，他们的切身感受和实际体验检测是医院信息化建设成效的重要内容，这部分人员管理应考虑通常情况、特殊情况、突发情况，是医院信息化建设的重中之重。升级管理是指本着成本小、效率高的原则开展医院各类系统升级、人员素质提升等工作。

绿色计算管理体现在将主要工作放在大概率事件上，通过应急预案解决小概率事件，节约人力物力消耗。

4 总结

本文在分析绿色计算概念和特点、医院信息化建设现状的基础上，构建了医院信息化建设绿色计算框架模型，包括绿色服务目标实施、绿色服务目标优化、绿色计算管理，并对三部分的具体内容及他们之间的关系进行了系统阐述。该框架模型对医院信息化建设践行低碳节能、绿色环保、可持续的发展思路具有一定参考价值，为研究医院信息化建设节能机制和评价优化策略体系奠定了基础。

开展基于绿色计算的医院信息化建设，对医院的长远发展和可持续发展有积极作用，需要各方统一协调，共同配合才能顺利进行。下一步将进一步深化基于绿色计算的医院信息化建设多维量化指标、数学建模、优化策略、实验验证等内容的研究。