云计算技术在智慧医院中的应用

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的1篇云计算技术在智慧医院中的应用，期待它们能激发您的灵感。

摘要：国务院2017年发布《新一代人工智能发展规划》，要求利用人工智能，构建智慧医院，推动医院实现智能化转型，为相关人员及时、准确地提供信息服务。基于此，文章以智慧医院的云计算部署模式为切入点，确定“私有云+社区云”部署方式，以此为基础，搭建智慧医院云平台架构，并提出应用措施，从而为相关工作者提供参考，提高医院信息管理水平。

关键词：智慧医院；云计算技术；信息服务

自国家“3521”医疗信息系统工程推进和建设后，可穿戴医疗设备、物联网、远程视频会议等新技术、新设备在医院应用中生成大量数据，数据量随之膨胀，且医疗数据具有共享难、规模大、更新快、类型复杂的特点。特别是人们对医院信息服务提出了更高要求，医院必须改变传统服务模式，建设智慧医院，提供云计算远程诊治、个性化诊疗等，重塑信息服务体系。因此，为保证医院充分使用数据资源，可应用云计算技术，实现信息资源的灵活拓展、动态分配与有效利用，减少人为因素损失，提高医院信息服务水平。

1智慧医院的云计算部署模式

云计算是基于网络的分布式计算方法，利用网络按需为用户提供共享服务与软硬件资源，能够以多租户模式，结合客户要求动态划分虚拟与物理资源，用户无须与提供服务方交互，即可自助获取计算资源与能力，服务获取更加便利。智慧医院建设中，以病人数据为中心，融合云计算、物联网、可穿戴设备等技术，为患者提供全新服务模式[1]。智慧医院开展信息服务中，根据云计算部署特点及服务需求，选择私有云为基础，社区云融合的模式[2]。数字信息安全方面，私有云仅服务于组织内部，能够保证私有数据安全性；部署服务位置及服务提供灵活度，私有云处于医院内部，运营方是使用者也是管理者，能够将各业务密切联系，提供高效、灵活的服务；医疗业务的相应于部署，部署私有云可根据医院需求定制信息资源，服务于医院信息中心；社区云则能够为相关利益方服务，便于与加盟医院有效沟通，及时处理业务问题。

2云计算技术在智慧医院信息服务中的应用

2.1需求分析

医疗信息服务必须保证高连续性与安全性，建立医院云平台，需要重构、整合信息资源，构建满足信息服务与集中管控业务内容的虚拟资源池，提高信息利用率，减少信息建设成本[3]。云平台建设后，完成以下内容：（1）打破孤立的信息资源情况，提高信息利用率。各业务系统的独立设施统一由虚拟平台管理，建立虚拟共享资源池，保证任何时候均可满足医院信息服务需求，做到按需服务。（2）信息管理更便捷，虚拟资源池统一管理能够让信息人员对资源、系统开展动态、有效的监控。（3）提高业务系统信息处理能力，保证业务系统遭遇性能瓶颈可以动态调整，对资源合理分配。

2.2平台架构

智慧医院中，根据云计算部署选择及功能需求分析，将信息服务平台打造成满足信息处理需求的存储、计算、网络、桌面资源池，结合业务系统功能及信息存储利用需求，划分若干模块，部署医院私有云，实现软硬件资源隔离，摒弃传统建设信息系统模式。

2.2.1虚拟计算池该虚拟池处于底层系统与硬件间，将I/O、磁盘、内存、CPU等物理资源抽象为逻辑资源，使得物理机转变成可动态分配、细小的资源，供给虚拟机应用，不受限于物理载体，实现信息动态管理，整合服务器，提高资源池利用率[4]。虚拟层上模拟运行环境与操作系统，每台虚拟机均可看作独立服务器运行，互相独立不影响，做到操作系统与物力资源分离，随时能以区分服务优先级方式，分配信息资源至最需要的模块，改变了以往信息系统对运行环境的依赖。在虚拟计算池建设中，考虑虚拟机容量，规划一台物理服务器设置多台虚拟机，从以下方面考虑：一是购置物理机内存大小、CPU频率、磁盘性能及容量等；二是考虑虚拟服务器运行业务所需资源，且实际配置通常高于40%实际需求提供资源。根据以上考虑，可使用4路服务器为载体，共有8台，处理器主频为2.2GHz，内核不少于8个，保证每台CPU为32内核。假设存储资源与内存条件相匹配，按照1虚5的管理，每台4路服务器能够虚拟160个VCPU，虚拟服务器配置2个VCPU，则可创建100个虚拟服务器，8台用6备2，则虚拟机达到600个[5]。而医院除EMR、HIS、影像系统要求高，其他业务无过高要求，8台服务器可满足超过100个系统计算需求。内存则考虑信息虚拟化及业务多发，配置8核CPU主机，共4台，每台内存128GB。

2.2.2虚拟存储池该虚拟池具有整合储存功能，以软件方式抽象相关资源为逻辑资源，利用1个及以上目标存储设备与附加功能集成，统一提供功能全面的信息存储服务。医院信息服务中，每年数据量增长为7~8T，80%为异构数据，加上医院新增业务预计信息增长量1~2T，结合虚拟化系统所用磁盘I/O性能、容量、带宽及接口数量等参数，可确定虚拟池配置。具体如下：（1）容量方面，根据医院信息增加速率及现有存储规模，使用EMC分层技术，配置600GB的SAS硬盘（15K，60块）及Nl-SAS硬盘（2TB，15块），利用FAST与EMC技术，能够让热点数据自由在Nl-SAS与SAS硬盘上转换。（2）共享存储设备方面，根据VMware软件功能，为合理使用新技术，可在存储中保存虚拟机，在服务器本地硬盘中安装VMware，应用2~3块内存为300G硬盘。通过虚拟化技术，封装多样复杂的设备及物理存储介质，整合为虚拟存储池，能够统一调配、管理信息资源，减少信息存储难度，增加信息利用率。

2.2.3虚拟网络池该虚拟池能够整合、重聚网络物理资源，通过抽象基础网络，将网络设备的控制系统与硬件分离，在虚拟机上安装设备控制系统，以Overlay技术抽象资源至物理网络，以SDN模式，用户可自定义虚拟网络，实现用户自定义虚拟网与物理网络的映射，将网络资源自动分配[6]。SDN是唯一的虚拟网络控制节点，能够构建网络节点与网络切片，为信息接入网络提供控制、接入策略服务，便于动态调整网络资源。医院建设云平台中，虚拟网络信息资源作为关键环节，私有云要求物理服务器网卡密度较高，每个主机可配置万兆网口4个，HBA光纤通道卡2块，激活端口8个，2个连接磁盘阵列，其余连接WSXI主机，确保信息及时交换。交换主网络使用2台H3C7500E，利用虚拟化技术，将其虚拟成虚拟网络环境，不改变原有医院网络布线及拓扑方式，以软件方式将物理网络再现。智慧医院采取网络虚拟化技术，能够解决系统信息交换、数据交换、迁移虚拟机的网络带宽情况，将网络架构简化，降低网络扩容、布线成本。

2.2.4桌面资源池该资源池使用虚拟容器概念，以应用虚拟化、服务器虚拟化方式，利用软件打包方式将医院信息系统，生成独立桌面系统，构成桌面资源池，遵循“分布显示，集中运算”原则，集中处理数据，按照特定虚拟桌面协议，将信息发送至终端设备。桌面系统仅用于显示、传输界面，不参与运算。用户通过终端，能够登录至虚拟机，生成桌面系统，获取信息服务。终端仅负责输出、输入及显示虚拟机界面，相关服务响应、数据存储、运算均由承载器负责，资源池内完成数据交互，具有部署灵活、维护便利、数据可靠特点。

2.3功能设计

2.3.1云档案云计算平台中，可搭建云档案系统，便于医务工作者实现档案管理数字化，统一将档案信息上传至系统虚拟云内。医院档案传统管理中，仅是对医疗档案、患者档案、人事档案简单归置，出现档案变动，操作较为复杂，查找医疗记录难度较高，利用云计算技术，能够统一整理档案信息。而档案查找中，可使用云档案系统检索功能，最短时间内即可查找所需档案信息，减少人员工作量，降低档案管理的成本。

2.3.2云管理云计算平台中，搭建智能管理系统，使得医生诊断患者后，能够利用系统统一记录患者服药情况、医疗进度、药量管理及身体状况，保障医生及时收集患者身体数据，提高医疗准确性。并且，医生还能通过云管理系统，掌握患者历史治疗数据，规范治疗流程，提高患者康复率，降低医生工作量。例如，心脏病、高血压等慢性病患者，借助云管理系统实时监控患者服药情况及身体状况，利用系统提醒未及时复查、未及时服药患者，以免患者病情恶化。还能定期记录患者血压、心率数据，出现异常后传输至医生，及时诊断患者情况，做好后期治疗恢复工作。2.3.3云病例云计算平台中，可根据时间轴管理患者病例，首次患者进入医院后，即可将患者数据输入管理系统中，每次接受治疗均会留下记录，服务器将以云数据方式，始终保存医疗数据，便于患者查看医疗记录，掌握自身过敏反应、服药情况、病情发展、手术记录等。特别是部分老年患者无法准确记住自身过敏史、治病史，耽误了医生治疗时机，让患者将更多时间用于过敏测试，留下不负责任印象。而云病例能够了解患者治疗记录，减少浪费时间，提前为下次治疗准备和预约。

2.3.4云运营云计算平台中，可利用私有云方式监督医院运行情况，通过系统实现财务部门与人力资源部门的信息共享，将医院采购、收支、人员开支等环节，输入至平台内，便于通过一年级算计算能力统合计算，降低医院运营难度。云运营系统能够将各部门完美嵌合联系起来，做到医院运营一体化，提高工作稳定性，节约运营成本，建设智慧医院。2.3.5云信息医院对外公开虚拟服务器，能够查看可公开的医院信息。例如，患者登录指定账号，即可查看自身身体信息及病理内容，医院申报信息和近期运营情况等。医院也能以信息公开的方式，寻求合作医疗伙伴，节约医院基础开销，采购更为先进的医疗器械。还能利用该系统跨院转移患者资料，有助于身处外地患者异地获取病例信息，将数据跨越地区共享，进而享受便利医疗服务。

3云计算技术在智慧医院信息服务中的应用实现

3.1虚拟化过程

医院服务器部署中，多数服务器为单机运行，为保证业务系统稳定性，可采取双机热备方式，保证业务连续性，采购冗余服务器与集群软件。大量设备增加也会增加机房内能耗与空间规模，提高运维成本与难度，降低系统可用性、设备利用率，制约了医院发展。为此，医院可采取虚拟化架构，隔离基础物理硬件与操作系统，使得信息系统无须依赖物理设施，突破信息基础架构制约，使用VMwarevSphere软件，利用超融合基础架构，建设可横向扩展的架构模式，整合信息资源，集中管理计算、网络、存储、桌面等资源池。而信息资源中，关键功能均以软件方式集成至软件层运行，信息业务运行于hpyervisor中，中间层负责业务系统的部署与管理。虚拟化桌面既支持操作系统，未改变信息系统对环境的依赖，也支持原有而无系统操作，有效避免硬件资源与业务系统改变增加的软件成本。

3.2虚拟计算池实现

医院根据虚拟计算尺进行内存与CPU资源概算，选取IBM刀片服务器，主机房服务器配制刀片6个，灾备均能够配制刀片2个，均配有万兆以太网、光纤通道卡、SAS硬盘。在系统实施前，做好服务器IP管理，便于安装后利用IP管理物理服务器。并且，X440刀片上安装ESXi，ESXi为虚拟机控制软件，专服务于虚拟机，能够简化虚拟机部署，分配物质资源，有效划分物理服务器为若干逻辑服务器。再安装vClient，负责管理与连接ESXi，通过1台独立服务器作为数据库服务器，完成虚拟机安装后，即可利用管理控制台对其进行维护与监管。同时，设置虚拟数据中心，通过Client功能连接服务器，部署集群，将主机均添加至集群内，ESXi本身为操作系统，能够配置模板控制虚拟机。

3.3虚拟存储池部署

医院可根据虚拟存储时设计，将相同存储器放在机房与灾备机房内，主机房利用SAN交换机形成EMCIsilon与EMCVNX5600存储资源池，将EMCVNX5600放入灾备房内，基于SAN存储虚拟技术，实现存储设备的互相备份，保证1台存储设备出现宕机情况，能够及时将数据转移至其他存储设备，提高业务系统连续性。安装配置中，集联EMCDS300B，通过X440服务器的HBA卡与其连接，配置好光纤通道后，将VPLEX引擎放在主机房与灾备机房内，进而实现存储器的双活，提高存储利用率。

3.4虚拟网部署

在主机房与灾备机房内，分别放置1台交换机H3C7500E，利用光纤直连方式进行连接，通过H3CDEirf3，及智能弹性架构，将放置于机房的交换机虚拟为核心虚拟网络环境，以双链路汇聚交换机进行链接。3.5性能测试在医院云信息服务平台中，需主要考察业务系统性能，是否符合医院建设情况，分别在旧有环境与云环境下，验证图像文件交互过程，开展对照测试。根据测试结果可知，私有云环境下，交互图像不受网络带宽影响，旧有环境依赖网络带宽较为显著，传输图像效率也存在显著差距。为此，智慧医院建设中，可采取云计算技术，建立云信息服务平台，提高信息交互效率。

4结束语

国务院办公厅于2018年印发《关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见》，提出须将“互联网+”用于医疗服务，建设智慧医院，对促进医院体制改革、提高医疗服务质量意义重大。在智慧医院中，可结合医院实际情况，通过需求分析、平台搭建、功能设计的方式，合理利用云计算技术，实现传统医院信息系统与虚拟云平台的融合，从而促进医院信息服务实现高质量、高水平的发展。

参考文献：

[1]李鸽伶，康乔莉，王屹峰.互联网+时代智慧医院档案管理的实施困境与优化策略——以浙江省肿瘤医院档案信息化建设为例[J].浙江档案，2021（12）：50-52.

[2]曾杏珍，陈芸，卢红，等.我国智慧医院技术应用现状及问题对策研究[J].中国卫生信息管理杂志，2021，18（04）：514-520.

[3]金祝华，杨立新，朱蕾，王东明.智慧医院技术设计与项目管理[J].医学信息，2021，34（10）：29-31.

[4]吴震天，张武军，龙思哲，等.智慧医院建设与发展思考[J].现代医院，2021，21（03）：434-436.

[5]易祖洋.云计算在智慧医院信息服务中的应用[J].无线互联科技，2020，17（08）：151-152.

[6]张翀.火神山背后的科技密码：5G及云计算技术打造智慧医院[J].初中生世界，2020（14）：18.

作者:吴婧 单位:宁德市中医院