引 言

國家醫(yī)療信息化“十二五規(guī)劃”報告中指出，醫(yī)療信息化發(fā)展中存在著普遍的問題 ：缺乏頂層設計和信息標準，信息孤島和信息瓶頸問題突出；醫(yī)療服務機構之間總體協(xié)同效果差， 信息系統(tǒng)之間缺乏信息共享和業(yè)務協(xié)作機制 ；醫(yī)療機構采用分散式系統(tǒng)建設模式，投資分散、系統(tǒng)質(zhì)量差、多點維護成本高、建設周期長以及信息準確、安全性能低等一系列問題 [1,2]。因此，建設惠及百姓、服務應用、資源共享、實用互聯(lián)的區(qū)域基層醫(yī)療云平臺，在“信息互通、資源共享”的基礎上實現(xiàn)醫(yī)療服務的內(nèi)容、模式和運行機制的轉變，對我國醫(yī)療衛(wèi)生體制改革具有重要的現(xiàn)實意義。本文所提出的基于共享交換云平臺的區(qū)域基層醫(yī)療云總體架構正是在這種需求下提出來的。文中將詳細介紹該架構并重點分析共享交換云平臺，同時闡述該架構的應用前景。

1 區(qū)域基層醫(yī)療云總體架構

1.1 總體架構介紹

區(qū)域基層醫(yī)療云架構分成云基礎設施層、專用云資源層、專用云平臺層、專用云服務層、云共享交換層、公共云服務云層六層，并以嚴謹?shù)脑朴嬎惴阵w系、云計算治理體系、云計算標準體系、云計算安全體系為保障。技術架構設計如圖 1 所示。

基礎設施層對應的是基礎設施云化服務平臺，平臺將服務器、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、存儲等硬件資源轉化為服務，包括創(chuàng)建虛擬機、提供應用容器服務、數(shù)據(jù)庫存儲服務等。它用于管理的服務器、存儲、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫等支撐層的底層資源， 實時監(jiān)控機房動態(tài)，實時監(jiān)控服務器運行情況，包括 CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡等重要數(shù)據(jù)的監(jiān)控。同時完成虛擬平臺創(chuàng)建、回收服務、虛擬環(huán)境動態(tài)管控服務。

圖1 基于共享交換云平臺的區(qū)域基層醫(yī)療云總體架構

專用云資源層指已建、擬建系統(tǒng)的應用服務及數(shù)據(jù)中心。應用服務包括已建設的及擬建的醫(yī)療業(yè)務應用系統(tǒng)，以及建設 Office Web 應用平臺、即時溝通平臺等 ；數(shù)據(jù)中心包括居民健康檔案庫、醫(yī)療資源信息庫、HIS 數(shù)據(jù)庫、PACS 數(shù)據(jù)庫、LIS數(shù)據(jù)庫、EMR 數(shù)據(jù)庫、平臺數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)集市等區(qū)域醫(yī)療所有的數(shù)據(jù)資源，為將來進行醫(yī)療數(shù)據(jù)的深層次的數(shù)據(jù)挖掘與分析打下基礎，可以為市民、衛(wèi)生技術人員、醫(yī)療衛(wèi)生機構和政府相關部門深入利用的信息。

專用云平臺層是在云資源聚合中間件平臺之上對已建、擬建系統(tǒng)的應用資源和數(shù)據(jù)資源進行抽象、概括、類化以形成各類資源池，例如：展現(xiàn)配件池、應用資源池、數(shù)據(jù)魔方池、數(shù)據(jù)服務池、報表服務池、訪問用戶池、初始代碼池等。

專用云服務層是指通過定制、自動為每類用戶生成虛擬化、個性化桌面，以形成專用云平臺。云端用戶經(jīng)過單點登錄后，系統(tǒng)自動感知用戶背景和操作系統(tǒng)，智能聚合相應的內(nèi)容， 并推送到個人桌面，實現(xiàn)信息找人、任務找人的創(chuàng)新模式。同時在云資源整合中間件平臺之上，定制各種分析主題和報表， 為領導提供輔助決策，以及滿足統(tǒng)計數(shù)據(jù)上報的要求。

云共享交換層是用來建設區(qū)域衛(wèi)生信息共享交換云，采用云服務目錄、云服務總線、數(shù)據(jù)交換總控、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關等設備快速構建安全的共享交換云平臺。共享交換層是整個醫(yī)療云平臺的核心層，為醫(yī)療機構之間、本系統(tǒng)與上級部門之間、本系統(tǒng)與社保系統(tǒng)之間提供資源服務化共享和數(shù)據(jù)交換，同時為專用云和公共云之間提供共享服務。

公共云服務層在醫(yī)療門戶網(wǎng)站群平臺之上快速構醫(yī)療門戶總站及各醫(yī)院、醫(yī)療機構、各專題子站，提供面向市民、衛(wèi)生技術人員、醫(yī)療衛(wèi)生機構和政府相關部門的信息頻道，以形成云格化的公共云，同時還是用戶登錄至虛擬化個人桌面的入口。其各信息頻道內(nèi)容不僅可以通過網(wǎng)站內(nèi)容管理系統(tǒng)發(fā)布， 而且還可以通過調(diào)用掛接到云服務總線上的REST/SOAP服務而獲取醫(yī)療專用云所將交付的信息內(nèi)容。

1.2 關鍵技術

該系統(tǒng)架構嚴格遵循業(yè)界領先的“資源集約化使用和治理”的云計算核心本質(zhì)，采用“1+N”彈性云計算 / 云服務、SOA/WOA 架構、OSGI 插件架構、分析挖掘、P2P 數(shù)據(jù)交換、物聯(lián)網(wǎng) / 感知計算等技術，確保本項目平臺建設的高可用、高擴展、高安全、高性能，為各大醫(yī)療機構、健康服務機構、醫(yī)生和患者提供更好的信息共享和服務。

2 共享交換云平臺

區(qū)域衛(wèi)生信息的共享交換涉及到區(qū)域內(nèi)醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生服務、疾病預防控制、衛(wèi)生監(jiān)督、婦幼保健、衛(wèi)生管理部門及其他衛(wèi)生信息相關部門和機構之間的協(xié)調(diào)和管理。作為一個統(tǒng)一醫(yī)療和衛(wèi)生的信息化平臺，一個良好的區(qū)域衛(wèi)生信息化系統(tǒng)的形成必然促進醫(yī)療和衛(wèi)生之間的信息共享和整合，最大程度地促進醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的進步[3]。鑒于我國區(qū)域衛(wèi)生信息共享的發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題，需要構建基于區(qū)域的衛(wèi)生信息共享交換云平臺，通過統(tǒng)一的信息網(wǎng)絡平臺直接進行信息共享與交換，加強各部門上下、左右的業(yè)務聯(lián)系，實現(xiàn)預防保健、醫(yī)療服務和衛(wèi)生管理一體化的衛(wèi)生數(shù)據(jù)共享和交換。

區(qū)域基層醫(yī)療云架構的數(shù)據(jù)交換共享云平臺有數(shù)據(jù)交換總控設備、云服務總線設備、云資源目錄設備和端到端的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關設備構成。數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關設備內(nèi)置異構數(shù)據(jù)橋接器、云服務生成器，不需開發(fā)任何接口即可實現(xiàn)異構數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關的橋接，不需任何編碼即可實現(xiàn)資源的服務化共享。

2.1 數(shù)據(jù)交換總控設備

數(shù)據(jù)交換總控設備是數(shù)據(jù)交換平臺中的總控系統(tǒng)，提供統(tǒng)一配置、統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一跟蹤、統(tǒng)一管理等功能，能夠為不同的系統(tǒng)分別提供系統(tǒng)管理、權限管理、定時任務、交換配置、信息統(tǒng)計、訂閱分發(fā)、數(shù)據(jù)跟蹤等功能。數(shù)據(jù)交換總控設備支持對采集模式、訂閱分發(fā)模式、雙向同步模式、大數(shù)據(jù)傳輸模式、數(shù)據(jù)對比模式等復雜模式的配置，是共享交換平臺的核心樞紐。

2.2 云服務總線設備

云服務總線設備主要解決了云資源共享、云服務整合、異構系統(tǒng)之間互聯(lián)互通、消息格式繁多難以統(tǒng)一等問題。全面支持非云，云和云端REST 、SOAP 兩種樣式的共享服務。服務總線提供服務注冊、服務響應緩存、服務訪問流量控制、服務會話監(jiān)控和訪問日志等全面服務治理功能 ；提供服務層與方法層的細粒度訪問控制，提供可靠消息傳輸保障，以及支持故障轉移的端點訪問策略，確保服務共享的安全性和可靠性。同時還支持在多個業(yè)務領域進行配置、部署和監(jiān)控。

2.3 云資源目錄設備

云資源目錄是一款軟硬融合一體的云資源目錄及云服務治理產(chǎn)品，它主要有資源類化編目、目錄版本管理、目錄檢索功能、目錄訂閱、效果評論等功能。

資源類化編目是指設備能動態(tài)感知云服務總線設備上所有的服務資源，同時支持根據(jù)不同的服務資源、在線資源的主題、來源、保密等級和資源訪問地址等進行資源的類化編目。目錄版本管理能針對目錄變更提供目錄版本管理，對經(jīng)過審核后的目錄變更內(nèi)容以多版本的形式存儲，目錄的變更嚴格使用權限控制。目錄檢索功能提供目錄資源搜索引擎根據(jù)目錄的分類和目錄信息關鍵字進行目錄的搜索和查詢。目錄訂閱提供ATOM 訂閱服務，目錄變化后自動將目錄發(fā)布給訂閱者。效果評論提供資源目錄使用效果評論功能。目錄訂閱者可以將服務運行的效果和問題上報到云資源目錄平臺。

2.4 數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關

云數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關設備是工業(yè)級、嵌入式設備，是廣域資源共享與數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡中的節(jié)點設備，它提供數(shù)據(jù)交換的各種功能 ：數(shù)據(jù)交換過程實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關配置、數(shù)據(jù)交換定時任務調(diào)度、傳輸安全管理、數(shù)據(jù)交換定時任務調(diào)度、傳輸安全管理、數(shù)據(jù)智能恢復、數(shù)據(jù)斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)共享服務生成等功能。數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關中的云服務生成和異構數(shù)據(jù)橋接器分別用來生成各種服務和不同網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)轉換盒橋接。

云服務生成器是一款符合SOA 架構思想，用于發(fā)布生成并運行基礎源 Service 服務的中間件產(chǎn)品。它既是開發(fā)工具， 也是容器。異構數(shù)據(jù)橋接器是一個強大的、靈活的數(shù)據(jù)提取、轉換、推送的工具軟件。它提供智能化的橋接適配器，能實現(xiàn)與異構的互聯(lián)互通“零編碼”實現(xiàn)，即配即用。

3 基于共享交換云平臺的區(qū)域基層醫(yī)療云平臺的應用前景

基于共享交換云平臺的區(qū)域基層醫(yī)療云平臺的建設將醫(yī)療信息資源進行集約化的管理和分配，形成了一個自動部署、靈活配置、動態(tài)伸縮的臺云計算服務，大大降低了運營成本， 提高了服務器等設備的資源利用率，降低了應用部署周期，提高了業(yè)務運行的可靠性，形成了面向服務，支持業(yè)務的創(chuàng)新云 平臺理念，保證了區(qū)域內(nèi)的各醫(yī)療服務機構信息系統(tǒng)的可靠性、 統(tǒng)一性、一致性 [4,5]。給居民、醫(yī)院職工、基層醫(yī)療機構帶來 了更加便利的服務，在醫(yī)療信息化改革中將會有著廣泛的應用 前景。

4 結 語

本文提出一種基于共享交換平臺的區(qū)域基層醫(yī)療云的總 體架構作為推進醫(yī)療信息化改革的一種新技術，該架構在數(shù) 據(jù)共享交換云平臺的基礎之上，將醫(yī)療信息資源進行集約化 管理和分配，推動傳統(tǒng)醫(yī)療“以醫(yī)院為中心”的建設模式向“以 病人為中心”過渡，提高醫(yī)療服務質(zhì)量，推動醫(yī)療云的應用和 發(fā)展，為我國區(qū)域基層醫(yī)療云的建設發(fā)展提供強大支撐。