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基于云平台的远程智慧医疗架构体系研究

2022-11-20

无线互联科技 2022年12期
关键词:医疗系统服务平台服务器

刘 帅

(新乡职业技术学院,河南 新乡 453006)

0 引言

信息技术取得了巨大进步,在一定程度上加快了中国医疗信息化的建设,并由医院逐渐扩展到相关领域,医疗信息化建设可以说是医疗卫生系统中至关重要的内容。

医疗信息化建设存在显著的阶段性特点,大致能够分成以下这几个阶段。

(1)计算机技术应用阶段。在医疗领域中应用计算机技术,可以使医院的业务管理模式更加方便快捷,无论是医院药品配额还是挂号、取药管理都越来越信息化,更加高效,计算机技术也被普遍推广应用于医疗保健系统。

(2)网络技术推动阶段。进入21世纪以来,计算机网络技术飞速发展,医疗行业也发生了翻天覆地的改变,例如在卫生监督、妇幼保健和公共卫生等医学领域,网络技术大力推进了这些领域业务范围内的信息系统建设,使得患者、医生、医院沟通更加方便,大大提升了医疗现代化服务水平。

(3)区域医药卫生综合建设阶段。此阶段的重点内容为资源共享,依托IT技术连接社会健康资源与相关服务,包括健康保险、公共卫生和有关医院、药品与设备供应商等,从而达到医疗卫生一体化服务。在中国的一些省市获得了较好的口碑,并取得了一定的实践成果[1]。

1 智慧医疗平台分析与设计

1.1 整体设计

智慧远程医疗云平台架构包括3个部分,一是区域医疗信息服务平台,二是医院应用系统,三是医院级医疗信息服务平台。其中,每个区域级平台隶属于区域内多个医院级平台,所有的医院级医疗信息服务平台均对应相应的医院应用平台。每个医师工作站都可以远程连接到该医院应用平台。

由于医疗数据的复杂性以及医疗设备的局限性,如何解决海量的医疗数据存储问题便成为一项重要的研究课题。受客观因素的影响,医疗数据的存储方式也呈现多样化。现阶段,国内的医疗系统架构和数据保存模式主要是:分布式、集中式、混合式。这就需要建立一个具有友好访问机制的应用系统,能够满足以上3种医疗数据存储模式。国内多家大型企业也曾提出过相应的解决方案,但在实际应用的过程中,这些方法大多是基于同系统内的电子健康档案和数据共享,没有实现跨系统的共享。尤其在区域医疗共享方面,多数仍然处于起步阶段,虽然也开发出了一些应用成果,但大多数依然属于现有院级系统的升级,并没有从根本上转变现有院级系统,依然局限在换汤不换药的怪圈。对于跨系统多区域的医疗共享,也没有提出一个明确的切实可行的服务模式[2]。

1.2 智慧医院级医疗信息服务云平台

为了实现区域服务平台的通信与数据传输功能,在传统院级服务平台中,独立引入了EHR服务接口与资源协调接口,而医疗保险服务接口则主要用于处理医疗保险等有关业务。除去这些与区域服务平台和医保服务平台通信的接口外,智慧医院级医疗信息云平台还需要拥有自己庞大的医疗信息系统,为医院的日常运作提供远程服务。

智慧医院EHR云平台服务系统主要由两部分构成:一部分是负责大量EHR信息存储的文件存储服务器,另外一部分主要是负责与医院系统通信,具有高速读写功能的前端服务器。

2 IPv6在智慧医疗平台中的应用

智慧医疗平台中采用IPv6作为IP层协议的原因有以下几点:

(1)智慧医疗系统需要很多的地址空间。截至当前,中国的IPv4地址已经用完。虽然这些年利用CIDR,NAT等技术进行支持,但这也不能作为一个长远的策略,甚至也存在各种不足。因此,IPv6协议的普遍运用是必然的。此外,只要启动并运行了医疗保健系统,那么它就不可避免地需要很多IP地址。而这却是目前的IPv4协议难以实现。

根据IPv6来看,一个IP地址往往能达到128的长度,这就意味着其最大地址数是2^128。然而,IPv4协议只有32位地址空间,其中的区别是显而易见的,因此,让医疗系统运行在IPv6上是必要举措[3]。

(2)智慧医疗系统需要高速的传输性。由于以往的IPv4协议,路由器没有细化区分网络中的中继设备,例如路由器与主机等。所有的计算机均能够发挥主机和路由器的作用。通过路由器和其他网络进行连接。依赖于路由设备进行连接的所有本地网络即为互联网。IP数据包基本上是从发送方开始,经过许多路由设备,才能进行不同网络的连接,这样才可以确保接收方成功接收。这期间,所有的路由器均需要根据目的地址发送IP包的规则,然后在路由表里面记录好所有的规则。路由表中需要保存各个网络的路径,每个单独的网络均可以视为目标网络,因此,路由表通常会有较长的长度。但IPv6协议则不同,IP地址在最初分配时,保持着集群原则,让路由器里面的路由表项代表一个子网,明显缩短了路由器里路由表的长度,使路由器对数据包的转发速度有所提升。这对必须能为传输速率提供保证的医疗保健系统是至关重要的。此外,IPv6协议具有相对较好的头部格式。借助于新的IP包头部格式,将其参数和主标头隔离。若有其他特殊需求,也可以在头部和上层数据之间补充参数。这会让整个路由过程变得更加简单,因为大多数参数并没有必要进行路由选择,只需要通过硬件即可处理,但是IPv4就没有此功能[4]。

(3)智慧医疗系统需要广泛应用多媒体技术。随着医学信息学的迅速发展,多媒体技术也逐渐被应用于医学领域,并初露锋芒。不管是远程协同治疗,或者是数字影像处理,均属于现代医疗领域中至关重要的内容。对比IPv4而言,IPv6自带的组播和流媒体,为互联网上的多媒体应用提供了很大的演进空间,同时也给服务质量控制创造了一个很不错的网络平台。依赖于IPv6技术的智慧医疗系统,能够给医疗卫生领域内的远程协作带来较好的技术支持。

(4)智慧医疗系统需要很高的安全性。与IPv4相比,IPv6具有较高的安全级别。处于IPv6网络内,用户能够在网络层直接加密相关数据,同时检查IP数据包,而且IPV6里面的加密和认证选项还充分保证了数据包的机密性和完整性,这对网络安全有很大的保障。

(5)智慧医疗系统需要支持移动性。随着中国人口老龄化进程加深,今后的医疗系统在出诊服务方面肯定会有越来越大的需求,这意味着网络协议必须能实现较好的移动性。

(6)智慧医疗信息“云”。在医疗信息化建设的推进下,很多医院和医疗机构都在着手设立网络办公室,给国内构建基于云计算的医疗系统平台奠定了扎实的基础。基于Google云计算系统的医疗信息平台也会变成一个规模巨大的服务平台,其涵盖了我国3 000多个区域性医疗信息服务平台和相关服务,客户端往往是利用单点访问的形式来实现与平台的连接,才能对平台中推出的相关服务进行使用。这里所有单点均对应着院级医疗信息服务平台,利用位于区域平台对“云”系统进行访问,利用顶层的接入点就能够自由使用“云”提供的服务。这种设计不仅十分便捷,而且完全满足云服务的基本特性。平台服务商,也就是各区域医疗信息服务平台,为用户带来了运用云端应用的机会。用户无法控制网络、服务器等基本设施,更无法管理应用程序,有关操作是有权限约束的。

3 智慧医疗信息服务平台的服务过程

智慧医疗信息服务平台服务过程如下。

第一阶段,医院系统接收来自病人的挂号信息之后,马上会将相关申请传输到院级平台前端服务器中,并对病人的电子健康档案进行读取。

第二阶段,院级EHR服务系统将使用接收到的ID号与挂号信息,在前端服务器上创建此医疗事件包,然后再把此医疗事件里形成的所有医疗文档放在事件包中进行保存。同时在目录服务器的指定位置生成目录文件夹,用于存储生成的目录文件。

第三阶段,院级EHR系统直接把病人的个人ID传输到EHR数据库,根据数据库的查询结果,根据策略,决定要不要给区域级平台发送查询申请。如果没有必要进行查询,那么EHR文件会及时从文件存储服务器上传到前端服务器的特定位置。这种情况下,目录服务器会按照病人的ID在数据库的医疗事件表中查询病人的医疗事件信息,并在特定位置生成目录。系统会根据前一查询结果中的医疗事件代码,在电子健康档案表中查询各个医疗事件的文件信息,生成医疗事件子目录。医院应用系统根据目录中的指引,读取相应的EHR文件。如果有必要向区域平台发送请求,医院级服务平台会马上把病人的个人ID等相关信息传输到区域平台[5]。

第四阶段,医院级平台的请求会被区域级平台成功接收,根据请求中包含的相关信息,在目录服务器的相应位置生成文件夹。接着判断患者是否为本区域成员,假设病人为范围内的成员,就会把病人的ID信息传递到范围内的EHR数据库里面实施搜索,再按照医院级读取的适当策略在要求的位置创建目录,以便医疗平台及时获知。若并非该区域的病人,就要把请求信息发送到与之对应的区域平台中。

第五阶段,别的区域级平台的请求会被区域级平台成功接收。此时,可以根据请求中包含的相关信息,在目录服务器的相应位置生成文件夹,因为是从区域平台发来的请求,可以确定患者属于本区域,把病人的ID信息传递到范围内的EHR数据库里面实施搜索,再按照医院级读取的适当策略在要求的位置创建目录,以便医疗平台及时获知。

从病人就医的整个过程来看,医疗系统一直在生成相应的医疗文件。系统会根据上一节中解释的具体命名方式对其进行命名,然后再上传到前端服务器的医疗事件文件夹中。这种情况下,系统将通过目录服务器对于本次医疗事件的目录进行更新,以便医疗系统能够指导医疗系统重新读取文件[6]。当病人结束治疗后,院级EHR服务平台会把医疗事件期间形成的文档按照一定的规则传送到文件存储服务器,然后对数据库里面的信息进行更新,再清空目录服务器上的有关目录信息。医院级平台将本次医疗事件的数据库信息传送给区域平台,并根据本区域内的医疗文件上传策略,将本次医疗事件所生成的文件打包上传至区域平台指定位置。最后区域医疗平台对上传文件进行分类,转存。

4 结语

本文重点分析了以IPv6为基础的医疗系统和电子健康档案,开发了包括区域医疗信息服务平台、医院级医疗信息服务平台和医院应用系统在内的一个完整医疗卫生系统模型。为保证电子病历在医患的交流中起到更好的作用,区域医疗信息化被视为医疗行业信息化发展的主要方向。构建医疗信息化的思路应该从以前的统一业务模式中跳出来,将注意力集中在“以人为本”的健康信息系统上。建立以电子病历为主的医疗卫生信息系统,这会是将来发展卫生信息化的一个新方向。

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