智慧健康系统平台构建研究

庹兵兵，沈丽宁，金新政

（华中科技大学健康信息资源研究中心，湖北 武汉 430030）

智慧健康系统平台构建研究

庹兵兵，沈丽宁，金新政*

（华中科技大学健康信息资源研究中心，湖北 武汉 430030）

近年来，随着物联网技术和云计算、大数据等概念的兴起，信息通信技术与健康产业的融合越来越深入。本文在分析国家“4631-2工程”的基础上，结合我国智慧健康产业的发展的实际需求，从平台宏观体系、平台总体架构、平台特性与优势对智慧健康系统平台的构建进行深入研究。针对智慧健康系统平台构建过程中可能遇到的挑战进行了讨论。

智慧健康；平台；物联网；云计算

0 引言

近年来，政府与企业合作大力部署城市的公共场所和公共交通设施上的无线网络，努力推进公共区域的无线网络的覆盖率。2015年第37次中国互联网络发展状况统计报告也指出WIFI无线网络成为网民首选的网络接入方式，同时3G/4G网络在手机用户中的普及率高达88.8%。另一方面，智能手机、平板电脑、智能电视等无线终端的发展普及也大大促进了家庭无线网络的使用。网络的普及为“智慧城市”的实现打下了坚实的基础。作为“智慧城市”构建中的重要组成部分之一的“智慧健康”也面临着极大的机遇与挑战［1］。

1 平台体系简介

2014年7月23日上午，中国卫生信息学会常务副会长、卫生部统计信息中心主任孟群在中国卫生信息技术交流大会上的报告中介绍了国家卫生、计生资源整合顶层设计规划——“4631-2工程”，其中，“4”代表4级卫生信息平台，分别是：国家级人口健康管理平台，省级人口健康信息平台、地市级人口健康区域信息平台及区县级人口健康区域信息平台；“6”代表6项业务应用，分别是：公共卫生、医疗服务、医疗保障、药品管理、计划生育、综合管理；“3”代表3个基础数据库，分别是：电子健康档案数据库、电子病历数据库和全员人口个案数据库；“1”代表1个融合网络，即人口健康统一网络；最后一个“2”是人口健康信息标准体系和信息安全防护体系。依托中西医协同公共卫生信息系统、基层医疗卫生管理信息系统、医疗健康公共服务系统打造全方位、立体化的国家卫生计生资源体系［2］。

立足于国家平台的基础上，随着“智慧地球”、“智慧城市”等概念的兴起以及移动医疗与云计算技术的快速发展，智慧健康系统平台的概念应运而生。智慧健康系统平台将以对公共卫生、慢病管理和便民服务等信息消费需求为核心，依托云计算、移动互联网、医疗大数据等技术架构，将在不影响既有应用架构的前提下，采用云服务的方式聚合社会公共卫生服务资源和便民服务资源，基于实名制的信息聚合，最终实现卫生事业管理的创新，推进基本公共卫生服务的均等化和人性化。

智慧健康系统平台体系架构由三部分组成：服务内容提供者、运营者以及信息消费者。服务内容提供者顾名思义提供卫生保健服务，具体包括公共卫生服务、医疗救助服务、药物供应、医疗保险四大服务。运营者即为系统平台，经过平台整合医疗资源提供给消费者便捷平等高效的信息服务。信息消费者即为有健康保健需求的信息用户，用户获取卫生信息的渠道多种多样。通过手机、数字电视、社区工作站以及各种自助终端，用户可随时随地获取医疗咨询。详见下图1。

图1 智慧健康系统平台体系架构图

2 平台总体架构介绍

智慧健康系统平台的架构分为概念层和实施层。概念层主要是分析机构内部以及机构之间的业务流程。实施层主要为医疗服务执行和医疗资源供应，具体包括：云服务、机构内部的供应链、智能移动健康服务、以大数据为支撑的商业情报、知识管理服务以及Web2.0和Web3.0解决方案。云服务的实施框架是一个三层架构的跨机构平台，每一层对应相应的管理服务。智慧健康系统平台模块化了若干辅助流程，例如安全保障和访问控制，以确保消费者可以访问特定的资源或相应的服务层级。智慧健康系统平台的控制和管理流程需保障平台可用性、可靠性、负载平衡、和服务质量。智慧健康系统平台可通过智能接口实现跨机构的对接即从数字化层面实现联通和合作。通过这些智能接口可以管理业务流程，在相应的跨机构云平台中实现数据互联互通。而机构内部的供应链使得机构本身可以实施业务通过整合后的分布式网络，解决复杂、大容量的事务决策活动［3-4］。基于上述分析的基础之上，本文提出了智慧健康系统平台的五层架构及其支撑体系：第一层，云基础设施层，基于云服务的概念，搭建了与之配套的软硬件框架，实现资源云端共享及其虚拟化；第二层，信息资源层，对卫生信息资源进行划分；第三层，开发平台层，基于国家顶层设计的四层纵向平台划分，本层从横向层面分析，囊括了开发者门户、运维管理、服务监督以及资源聚集四个方向的模块；第四层，业务支撑平台层，通过分析卫生服务划分出公共卫生、医疗服务、医疗保障、药品管理、计划生育以及综合管理6大业务系统；第5层，渠道应用层，通过Web门户和移动客户端两个方面进行信息推送，使得消费者享受到便捷可及的卫生信息服务。详见下图2.

图2 智慧健康系统总体架构

3 平台特性与优势

一个多层次多机构参与的系统平台的供应链端包括多种多样的实体，具体包括从业人员、实验室、纳税人、制造商、药房、研究机构需要材料，信息和知识以及组织之间的现金流。而每一个实体都需要一个或者多个机构的参与。所有这些实体都可以进行模块化，然后通过标准接口以Web服务的方式连接起来。智慧健康系统平台通过移动服务集成了多种功能，例如捕捉、感知、驱动和控制。智慧健康系统平台的关键创新点在于它能定义、描述、分析用户的健康情景，通过所获取到的数据以合理的方式做出相应的医疗决策［5］。在这种配置情景下，一系列的数字追踪设备例如RFID等也可以帮助定位业务问题，比较典型的应用就是药品的追踪和召回；优化库存管理，有效期管理；财务补偿以及产品上架对制造商、分销商、零售商和药店的公开透明可及。RFID也可用于病人追踪。每一个实体都可以进行动态组合并封装成一个黑匣子（使得流程仅可内部访问）。Web服务作为一个中间件，使得各个实体之间可以互联互通。与此同时，平台具有市场监测和信息派发功能，机构能随时洞察市场、规章及医疗保健需求的变化，IT服务也支持供应链进行动态调整。联动：将输入转化为服务和产品；商店：解决用户问题；网络：联结用户［6］。

大数据支撑下的商业智能（business intelligence，BI）和知识管理服务使得机构可以收集、分析、传播大量的结构化和非结构化数据以支持决策。BI可以被用于研究疾病的传播风险，电子病历可以集成多种功能，使得患者可以访问自己的健康信息，更主动的参与到医疗决策当中，实现以患者为中心的医疗服务。个人健康档案和用户文档可被用于联通患者数据和临床数据，增强医患沟通。远程医疗可通过电视，电话，电脑或其他同类多媒体设备实现，可实现实时医患交互或通过电子邮件沟通［7］。文本或影像数据如X光等，可以轻易获取。数据挖掘可以将病人分为不同的组别并为每一组定义标签，作为区分的决定性因素。更先进的算法也会被开发出来，在后台自动运行，通过历史数据计算出病人的风险，当他们的治疗开始时，医疗决策也会根据风险做出相应调整。医疗保健领域知识管理的先决条件是收集数据，病人或医生需要经常上传测试数据，系统会将个体的健康数据与测试数据进行比对，以此来计算用户患某种特定疾病的风险［8］。

Web2.0和3.0是智慧健康系统平台构建成功与否的另一个关键因素，它可以促进和提高临床决策支持系统的协同开发和共享。例如，医生可以在YouTube上上传医疗相关视频。同时，一系列更加细分的健康保健相关的WIKI百科和论坛对于普通用户医疗知识的普及和健康素养的提升也有十分显著的作用［9］。相关的领域专家可以使用博客，微博等分享一些案例和图片，让公众了解医院管理体系，培养健康信息系统平台的意识。当然，网络分享和传播也要处于政府监管之下，对于网络言论也要负责，建立一些权威的公共网站，让用户可以在社交媒体上获取一手的权威信息，同时可以安排权威的一线专家为用户进行专业的咨询和解答。社交网络对于用户的信息获取、信息分享以及自我教育是一种十分重要的途径［10］。

4 讨论

许多医疗保健机构尝试通过网络融合以及服务创新来调整机构的资源配置，以适应不断变化的健康需求，从而提升服务效率与服务质量。换言之，医疗保健机构尝试着操纵医疗保健服务系统中可控的因素。然而，他们发现这些尝试缺少一个可行的切入点。因为医疗保健服务系统比他们所想的要复杂得多。如此大规模的医疗改革，颠覆了传统的医疗服务模式，可能会对服务质量产生不可预知的影响，也会浪费不必要的成本，甚至最终不能满足病人的需求。医疗保健机构期望引入一种智慧的系统—以云服务为导向，落点于全方位的健康检测。这样的一种解决方案的核心在于健康大数据，通过数据挖掘、数据分析等方式给个体提供合适的健康评估，另一方面也能提升医疗机构的反应速度，能对个体提供有针对性的、最合适的健康服务。最重要的是智慧健康的系统平台能否简化服务的流程［11］。

智慧健康系统平台实现的一个基本前提是医疗机构能够重新整合他们所提供的医疗服务，打破固有的商业模式，并将服务模块化。各个独立的服务模块可以复用，以一种松散的耦合状态满足动态多样化的用户需求。从更深入的层面来看，智慧健康平台提供的是一种虚拟化的服务环境，将医疗资源进行虚拟化，机构或用户可以在平台上进行医疗模块化资源的重构，进而享受或提供个性化的医疗服务。这种B2B的合作方式对安全性有极高的要求，故而要处于严密的监管和审查制度下。对于用户而言，平台的可用性是关注的重点。要想实现这样的智慧健康服务平台需要统一的标准和服务协议，需要对现存的医疗和应用进行无缝集成。

智慧健康系统平台构建的另一个重要支撑点是卫生信息标准的建立。美国的健康保健分布式系统通过使用健康保险流通与责任法案（Health Insurance Portability and Accountability Act，HIPAA）中规定的电子数据交换（electronic data interchange，EDI） 协议和美国卫生健康研究与质量机构（the Agency for Healthcare Research and Quality）的相关标准可以提高医疗机构之间的互操作性［12-13］。我国近年来也在大力推进卫生信息标准建设，目前已有卫生标准300多项。随着标准的建设与发展，标准体系的逐步形成，智慧健康系统平台构建也将受益匪浅。

［1］ 梁实， 王益新. 深圳智慧医疗云服务平台建设［J］. 测绘科学， 2014， 39（8）:74-77.

［2］ Catarinucci L， Donno D D， Mainetti L， et al. An IoT-Aware Architecture for Smart Healthcare Systems［J］. IEEE Internet of Things Journal，2015， 2（6）:515-526.

［3］ Sheng M， Zhang Y， Yang J， et al. Fihuo: A Moblie Smart Health Service Platform［C］// Web Information System and Application Conference. IEEE， 2015:179-183.

［4］ 李建魁， 史先东， 徐梦丹. 公众健康信息资源共享服务平台建设思考［J］. 中国药事， 2013， 27（3）:258-262.

［5］ 甄乐. 互联网+云医疗的相关研究之一--健康信息平台［J］. 企业改革与管理， 2016（6）.

［6］ Demirkan H. A Smart Healthcare Systems Framework［J］. It Professional， 2013， 15（5）:38-45.

［7］ 房秉毅， 张云勇， 李素粉. 基于云计算的智慧城市平台设计［J］. 信息通信技术， 2013（5）:6-11.

［8］ 朱斌. 区域居民卫生健康信息共享平台设计［J］. 电子商务， 2010（5）:38-40.

［9］ 宗文红， 周洲， 张涛，等. 区域人口健康信息平台建设模式研究［J］. 中国卫生信息管理杂志， 2014（5）:440-442.

［10］ Solanas A， Patsakis C， Conti M， et al. Smart Health: A context-aware health paradigm within smart cities［J］. IEEE Communications Magazine， 2014， 52（8）:74-81.

［11］ Zefeng Li， Qiang Su， Yan Zhu. Smart health information platform for chain of care: Conceptional framework， functional design and pivotal technologies［C］// International Conference on Service Systems and Service Management. IEEE， 2014:1-5.

［12］ Suzuki T， Tanaka H， Minami S， et al. Wearable wireless vital monitoring technology for smart health care［J］. 2013， 5（5）:1-4.

［13］ Jung H， Chung K. Sequential pattern profiling based bio-detection for smart health service［J］. Cluster Computing， 2015， 18（1）:209-219.

Smart Health System Platform Research

TUO Bing-bing，SHEN Li-ning，JIN Xin-zheng*
（Research Centre of Health Information Resource，HUST，Wuhan 430030，Hubei，China）

In recent years， with the popular of the Internet of things， cloud computing and big data， the fusion of information and communication technology and health industry is more and more deep. Based on the analysis of the national “4631-2 project”， considering the actual demand of the development of smart health industry in our country， this paper further researched the smart health system platform from the macro system platform， platform overall architecture and the platform features and advantages. The challenges in the process of building a smart health system platform are discussed in the end.

Smart health； Platform； the Internet of things； Cloud computing

“国家科技支撑计划项目”资助（项目编号：2008BAI52B00）

庹兵兵，男，硕士研究生在读，研究方向：卫生信息管理。

金新政，男，华中科技大学同济医学院 管理学教授，研究生导师，系华中科技大学健康信息资源研究中心主任。主要研究方向是信息管理、卫生事业管理和软科学。