毕业论文云计算在医疗领域的应用研究论文.doc

信息科学与工程学院物联网导论论文（第 6 组）云计算在医疗领域的应用研究题 目： 云计算在医疗领域的应用研究 组 长： 吴健 小组成员： 姜玮 谢文嵩 李晓慧 崔丹丹 摘 要云计算作为一种全新的互联网应用模式,最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共的设施的提供给公众,使人们能够方便的使用计算机资源,同时,云计算作为一种全新的IT实现方式,正深刻的影响着IT的发展与变革。云计算能为企业提供企业管理的关键性软件,有效的降低IT的软硬件成本和维护成本,适应企业在不同发展阶段的需求。同时还可以帮助中小型企业,使其以较少的IT投入,获得更加专业、更加全面的IT解决方案。 随着信息产业的快速发展,各行各业纷纷加快信息化、数字化的步伐,区域医药卫生行业也不例外。我国很早就开始重视医药卫生行业信息化的建设,新医改方案的发布更是将国内区域医疗信息化建设推向了高潮。云计算作为当今全球IT的前沿技术,其技术和理念改变了传统计算资源的应用模式,正在给企业IT应用带来巨大的变革,它在区域医药信息化方面的作用尤为明显,具有非常大的研究意义。 本文对云计算在医疗领域的应用做了研究,详细分析在了国内外云计算在医疗领域的发展现状，提出与计算将引领区域医疗卫生云的新形势，预测了云计算在医疗领域的发展前景。此外，我们还总结了云计算给区域医疗系统带来的优势，找出了其在发展中存在的问题，提出它可能带来的风险和挑战，针对这些问题与风险提出对策。【关键词】云计算；医疗信息化；IT投入；医疗改革； 目录1. 第1章 绪 论11.1. 研究背景11.2国内外研究现状21.3研究意义3论文组织结构32. 云计算理论基础32.1. 云计算概念32.2. 云计算原理42.3. 云计算特点43. 第三章 云计算给医疗领域提供的服务与带来的价值分析53.1. 云计算为医疗领域提供的服务53.1.1. 在线软件服务63.1.2. 数据存储服务63.1.3. 硬件租借服务63.2. 云计算应用在医疗领域的案例分析73.3. 云计算在医疗领域的应用价值分析104. 第四章 云医疗面临前的问题和挑战114.1. 云计算本身存在的问题114.1.1. 一、安全问题。114.1.2. 二、网速问题。114.1.3. 三、费用问题。114.2. 云计算在医疗领域发展中遇到的问题与挑战125. 第五章 结论和展望135.1. 主要工作和总结135.2. 有待进一步研究的问题145.3. 应用前景展望141. 第1章 绪 论1.1. 研究背景 云计算作为一种全新的商业模式，已经深刻的影响着整个计算机产业。将云计算结合到各个行业的业务应用中，从而将过去多年来积累的业务知识整合到云计算构架体系上，将体现出更深层次的价值。 近几年来，区域医疗信息化逐步成为医疗信息界最热门的话题之一。随着“人人享有基本卫生保障服务”的目标被国家和政府提出，社区医疗服务、区域协同医疗、农村合作医疗等的相关研究和时间也在国内不断升温。但到目前为止，我国的区域医疗信息化建设还处在起步阶段。比较重要的一个原因是，我国除了大型的医院以外，绝大多数的中小型医院、社区医疗卫生所、社区医疗服务中心都还没有完成最基本的信息化建设，这就更不用谈比较高层的区域医疗信息化发展。 云计算的研究是近两年才成为热点，关于云计算的研究，从国外来看，主要是一些国际知名的大型IT企业在宣传推广和使用，如Google，IBM,Sun，Amazon，Microsoft等，这些公司都有比较成熟的相应的云计算产品和服务在销售了。在相比之下，在国内云计算的相关研究才处于起步阶段，目前主要的任务还停留在推广云计算概念的阶段，但是同时，我们也可以发现国内已经有部分公司推出了基于云计算的相关产品，例如阿里软件提出“电子商务云计算中心”，八百客公司推出了基于云计算的CRM系统，另外，中国移动公司也正在尝试进行云计算的研究。 而在医疗信息化方面，我国天健科技集团与IBM共同宣布了一项战略合作计划，双方将联手打造基于IBM云计算架构的区域医疗信息化解决方案，提供低成本、易管理且可以按需灵活扩展的信息共享平台，为新医改的实施提供有力的技术支持。随着云计算的迅速发展，凭借自身的优势，云计算可以给医疗领域最少的IT投入，获得高性能的服务。同时减轻额外负担，是医疗单位、机构把精力投入到其核心业务上。云计算已经开始悄悄的进入医疗领域中。1.2国内外研究现状 目前在国内，中国医疗卫生主管部门已经加大对我国卫生事业和国民健康问题的重视程度，并采取了系列措施。2012年8月，我国卫生部发布的健康中国2020战略研究报告明确提出履行政府职责，加大健康投入，依靠科技发展健康产业，揭止、扭转和减少慢性病的蔓延和健康危害等发展目标。卫生部部长陈竺在2012年夏季达沃斯论坛上表示，健康是经济发展的主要目标，也是经济发展的重要保障。建立人人享有基本医疗卫生服务的制度，是政府的责任。到2020年，中国要实现人人享有健康的发展目标。 江西医疗云项目正是曙光公司在“医疗云”建设之路上的真实案例，其作为江西省搭建在无锡城市云计算中心的医疗信息系统可使医疗信息扁平化，各个层面的人实现信息共享，从而有助于降低医疗成本，提高医疗整体服务水平。 尽管如此，由于中国云医疗发展相对较晚，国内医院的医疗信息系统(HIS)和临床信息系统（CIS）林立，导致软硬件集成度大，重复开发。 而在国外健康医疗云已经发展到一定阶段。早在1996年，美国就将云计算运用到医疗领域，当时，以美国医学博士克雷格和马克史密斯为首的一群医生使用微软的开发工具，将数百种信息汇总，涵盖了医院所有病患的健康资料，以此作为实时的医疗诊断和救治辅助信息系统，这种前瞻性的尝试获得了空前的成功。Azyxxi软件为医生提供了集成、丰富的病人资料，包括文件扫描、心电图、核磁共振、PET扫描、X光透视、动态造影和超声波图像等，大大提高了工作效率和诊断准确度。后来，微软收购了Azyxxi，并基于云计算建立了从临床到后台开发的一整套医疗信息解决方案发展战略。 同时，一些知名的医疗研究机构也开始使用“健康云”。美国哈佛医学院是最早部署和使用云计算平台的医疗机构之一，它所建立的私有“医疗云”已经成为其在日常医疗和研究工作中不可或缺的一部分。 有成功必有失败，谷歌可谓是大规模开拓“云医疗”业务的鼻祖，2010年，为拿下190亿美元的大单，互联网巨头企业谷歌，推出技术最先进的Google Wave来部署医疗云。Google Wave堪称业界最华丽的技术，此番亮相医疗云，可以用“惊艳”二字来形容，该技术集谷歌看家本事与一身，但最终败走麦城，无果而终。 此外，还有很多国内外IT企业都已经针对医疗信息化提出了自己的云计算解决方案。如IBM数字化医院集成平台解决方案、华为区域医疗解决方案、金蝶医疗hBOS云平台、惠普移动医疗解决方案、富士通HOPEDrABLE解决方案等。1.3研究意义 云计算应用于区域医疗信息化建设，可以用更少的成本提升行业的整体信息化水平，加快行业的IT变革，快速的应对社会的需求。 云计算还可以为医疗领域提供数据存储服务，减少了企业在存储设备上的投资。云计算凭借其数据多副本备份冗余技术为企业带来了数据管理方面的便捷和安全。云计算还凭借自身的特点为企业提供资源和信息共享服务等。由此可见，云计算技术可为医药企业提供包括软件、平台、数据存储、基础设施、通讯和硬件在内的多种形式的应用服务，为医疗机构提供高效、低成本的技术解决方案。其本身具有的高度可靠、便于管理等特性，极大的降低了企业在信息技术方面的投入成本，其必将在医疗领域中得到越来越广泛的应用。论文组织结构 本文分五个部分详细论述了云计算在区域医疗领域的应用 第一部分，介绍了云计算的含义和原理，包括国内外研究机构总结的云计算的主要特点，本章所涉及的内容全为关于云计算的基本理论知识，主要为以下几章的研究与总结奠定基础。2. 云计算理论基础2.1. 云计算概念 云计算（cloud computing，分布式计算技术的一种，其最基本的概念，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术，网络服务提供者可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见，例如搜寻引擎、网络信箱等，使用者只要输入简单指令即能得到大量信息。未来如手机、GPS等行动装置都可以透过云计算技术，发展出更多的应用服务。进一步的云计算不仅只做资料搜寻、分析的功能，未来如分析DNA结构、基因图谱定序、解析癌症细胞等，都可以透过这项技术轻易达成。稍早之前的大规模分布式计算技术即为“云计算”的概念起源。2.2. 云计算原理 云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。这可是一种革命性的举措，打个比方，这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。云计算的蓝图已经呼之欲出：在未来，只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。从这个角度而言，最终用户才是云计算的真正拥有者。云计算的应用包含这样的一种思想，把力量联合起来，给其中的每一个成员使用。2.3. 云计算特点 我们总结的云计算特点有以下几个方面：1.超大规模。“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器，亚马逊、IBM、微软和Yahoo等公司的“云”均拥有几十万台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。2.虚拟化。云计算支持用户在任意位置使用各种终端获取服务。所请求的资源来自“云”,而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解应用运行的具体位置，只需要一台笔记本或一个PDA,就可以通过网络服务来获取各种能力超强的服务。3.高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机更加可靠。4.通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出于变万化的应用，同一片“云”可以同时支撑不同的应用运行。5.高可伸缩性。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。6.按需服务。“云”是一个庞大的资源池，用户按需购买，像自来水、电和煤气那样计费。7.极其廉价。“云”的特殊容错措施使得可以采用极其廉价的节点来构成云;“云”的自动化管理使数据中心管理成本大幅降低;“云”的公用性和通用性使资源的利用率大幅提升;“云”设施可以建在电力资源丰富的地区，从而大幅降低能源成本。3. 第三章 云计算给医疗领域提供的服务与带来的价值分析3.1. 云计算为医疗领域提供的服务医疗卫生信息化发展的关键在于以病人为中心实现信息的共享、流动与智能运用。所以惟有通过先进的信息化手段，建立共享服务，并在医疗卫生服务整个环节中实现协同和整合，才能推动各医疗机构医患资源的灵活流动和结构优化。基于这种状况，建立新的医疗体系平台就迫在眉睫。这就需要一种全新的平台为它服务，基于Intemet的云计算平台将会在其中发挥重要作用。在医疗卫生信息化建设中，通过云计算所提供的各种虚拟化服务，可以很好地解决现阶段所存在的问题。3.1.1. 在线软件服务对医院来说，云计算服务商所提供的统一在线软件服务几乎能够支持医院要完成的任何类型的医疗软件应用并可进行即时软件更新、在线维护。各医院除了可以根据自己的需要定制不同的软件应用外，还可以分享由大量系统连接在一起所形成的基础设施。这种服务大大降低了现阶段医院在支付软件许可上的费用，只在需要服务时才支付服务费用。还能使医院信息化建设的技术标准得到完善与统一，以饵决现阶段各医院信息系统良莠不齐、技术标准不统一等问题。同时，由于现阶段部分行业软件的安装运行需要较高性能计算机设备的支持，因此医院必须对计算机硬件设备加大投入。该服务降低了对医院计算机设备的硬件需求，只需一台装有浏览器的笔记本电脑或者一部可以上网的手机，就可以通过各种软件应用高效、快速地获取相应的医疗信息。3.1.2. 数据存储服务 由云计算服务商所提供的数据存储服务，构建医疗信息整合平台，将医院之间的业务流程进行整合，医疗信息资源在医院间得到必要的共享，特别是在查找和获得外部信息(如其他医院中的特色专科)和将病人在医院间转诊时，通过医疗信息整合平台，病人信息得到必要的收集和存储，并且相关信息将添加到电子健康档案中，其他医院如有需要，可很容易获得。从而改变了医院以独立单位的形式管理，缺乏在广阔的医院网络间万方数据352 中国医学教育技术第24卷第4期充分利用资源的现状，把医院从信息孤岛中解脱出来；还能使医疗信息资源和病人能够有效地在各个医院之间流动起来，从而改变因信息不能共享导致病人就诊和转诊时需要辗转于不同医疗机构，手续繁琐，重复检查，耗时、费钱、耗精力的现状，提高医院管理病人在医院间转诊的能力。3.1.3. 硬件租借服务 由云计算服务商所提供的硬件租借服务，可实现统一的服务器管理维护，减少医院维护成本。按需租借，也从一定程度上缓解了因为数据量的增大，而需要对数据库服务器进行扩容的紧迫性；能够大大减少医院对相关基础设施的成本开支；削除了这些成本，将大大减轻小型医院所无法负担的IT维护任务，从而降低了医疗卫生信息化建设的门槛，更有利于改善医疗卫生信息化建设不普及的现状。324计算分析服务 由云计算服务商所提供的计算分析服务，能够运用其本身超大规模的计算以提高对海量的医疗相关数据的分析能力与深度发掘利用水平，在海量的数据中找到它们的关联规则并对其进行精加工和深度利用，为各级医疗机构、医院和临床一线提供更加全面、准确的数据。从而改善现有医疗机构及医院对医疗数据的简单收集和整理的现状；以及为从业医师提供大量科学证据来支持其高效率、高质量的诊断，从而有效提高医疗质量，更可以有效阻止医疗费用的攀升。3.2. 云计算应用在医疗领域的案例分析曙光医疗云解决方案曙光公司携手万达信息推出“医疗云”为成都市卫生局和基层医疗机构提供一个动态、弹性的数据中心。该中心能够按照业务的特性提供一系列解决方案，对于大访问的需求通过负载均衡能够有效承载十万，甚至百万级的网络访问；通过并行数据库进群确保系统安全的同时，能够在线提升数据库处理性能。曙光公司医疗云公共卫生信息化框架拓扑图 医疗信息化业务机构拓扑图区域医疗卫生信息化可以用金字塔来解释：最底层是面向最广大居民的公共服务职能，第2到4层是广义上的社区管理职能，其中是分为条线业务-疾控、妇幼、卫监、精卫等，以及块上的业务-卫生资源管理、业务管理、财务管理、绩效考核，最高层的应急指挥和卫生决策。卫生资源管理、业务管理、财务管理、绩效考核，建立在公共服务和社会管理类业务的基础之上。最高层的应急指挥和卫生决策建立在基础的业务和管理之上。 “保证医疗、减少浪费、促进发展”是医疗卫生改革的目标。造成医疗资源浪费的一个重要原因是医院之间临床信息不能共享，重复化验、检查。在借鉴英国、新加坡、香港等国家和地区经验的基础上，结合国内实际，实施区域医疗服务。区域医疗服务系统的建设目标为：着重从解决“看病难、看病贵”入手，建立一个切实能够从技术支撑方便病人就医、提供临床诊疗数据交换共享的技术平台。同时，通过该平台机制，建立临床辅助医疗决策系统和医院管理辅助决策系统。曙光公司区域医疗云服务系统拓扑图如上图所示，区域医疗服务系统的核心应用是医疗业务信息共享，包括临床诊断信息、临床检验信息、临床检查信息、医疗业务信息、依托医疗业务信息共享，建立医疗服务网站和辅助决策系统，随着应用的深入逐步建立和完善决策支持。 曙光公司医疗云应用支撑平台拓扑图3.3. 云计算在医疗领域的应用价值分析 通过上述案例，可以将云计算的价值总结如下： （1）降低成本投入：应用云计算，通过支付少量的租用费用，基层医疗机构就可获得云数据中心中多台服务器提供的服务，从而使基层医疗机构以较低的成本获得较高的效益。（2）信息资源共享：通过云计算模式，卫生医疗机构之间可以共同构筑医疗资源的信息共享空间，分享由大量系统连接在一起而形成的基础设施。度。 （3）降低运维费用：云计算模式对用户终端的配置没有限制，技术人员不必在升级基层卫生机构的硬件上煞费苦心，服务器日常维护也由云服务提供商来提供，从而降低工作强（4）更加安全可靠。 “云”中的服务器可快速利用克隆技术将某台服务器中的数据完全拷贝到别的服务器上，并启动新的服务器来提供服务，从而使医院真正实现无间断的安全服务。4. 第四章 云医疗面临前的问题和挑战4.1. 云计算本身存在的问题 云计算，是一种新的概念，描述了中国网络的现状。但是，云计算在中国仍然存在着很多问题，如果这些问题不能解决，云计算就只是一个概念，或者说是一个泡沫。4.1.1. 一、安全问题。 1.在2009年世界电信日前后，中国的网络遭受了一次大规模瘫痪。 2.2005年底，松花江发生重大水污染事件。 这两件事看似没有一点关系，但有一个共同点：第一件事，DNS被攻击，电信网络瘫痪；第二件事，水源被污染，供水系统瘫痪。在这种情况下，Google云计算拥有百万台服务器N多带宽又如何？哈尔滨供水管网再发达又如何？庞大的云，为我们保存了无数的信息，包括文字、图片、音频视频，然而在安全问题依然严峻的今天，我们谁能认为：保存在看不见摸不着的“云”服务器上的资料，会比保存在自己的电脑商更安全，至少，我们的个人电脑也有足够的空间，硬盘并不贵，也无需考虑个人隐私泄露。4.1.2. 二、网速问题。 浏览器代替一切的前提，是有稳定高速的网络。至少在看网络视频都不流畅的现在，中国做不到。网格式应用和分布式计算则需要更高速的网络。4.1.3. 三、费用问题。 中国绝大多数网络用户没有为网络服务付费的可能，中国网民用网络支付水电暖天然气及通讯费用，或者更贴近网络一点就是网络游戏费用、虚拟货币费用，但几乎不会为了网络上的某个服务而支付费用。 4.2. 云计算在医疗领域发展中遇到的问题与挑战 云计算正拨开层层浮云，显示出其难以阻挡的发展势头，落地到各项行业应用中，助力企业发展、提升人民生活。对于医疗行业而言，困难必然存在，通过分析案例，我们将云计算在云医疗发展中遇到的问题和挑战总结如下： （1）系统分割、相互独立。我国现在出现的医疗信息系统通常只是开展相互独立的业务，系统与系统之间相互封闭、交互性不够，这样就造成信息比较分散，信息数据没有达到最基本的共享和交换，连续性和协调性差。（2） 医疗流程规范性不够。在我国，很多医疗业务并没有国家统一规定的标准，各地区和单位都是依据自己的业务需要，字形制定个性化的工作标准和规则，这样就导致数据、信息不能相互交换共享。由于业务流程的不统一，导致的信息化水平低下，这就是我们常见的计算机管理模式，这是不能够充分发挥医疗信息系统应有优势的主要原因。（3） 缺乏理论的需求分析。云医疗建设作为业务应用发展的组成部分而提出，但是这样就缺乏了整体的规划。现在很多医疗管理系统都是按照这种方式去开发的。（4） 纵向信息系统的建设误区。在云医疗的发展中，亿元信息系统、妇幼保健系统等等的建设大大提高了有关部门的信息管理水平和应急反应能力，显然，信息系统由于是垂直建设，原本分割的业务部门在信息上沟通更为复杂，形成大量“医疗信息孤岛”。（5） 资金投入不足、技术人才短缺。云医疗卫生信息化发展中的一个难题就是资金、技术、人才等资源的相对匮乏。一方面，区域医疗建设体系本身就是相对复杂、需要长期投入建设的一个系统工程，需要的是大量的资金、人才的支持，而政府相比这种需求往往投入不够；另一方面，区域医疗卫生建设包含医疗、卫生、保健、经济、信息技术等多门专业知识，因此，人才的缺乏哦、同时也只制约了医疗信息化的快速发展。（6） 医疗信息化建设标准不统一 当前医疗卫生信息化建设的突出不足就是缺乏统一、公认的评价标准。卫生行业中各种业务规范和标准，目前尚处于逐步建立、完善的过程中，医疗卫生信息标准化工作还比较薄弱，尤其是医院信息化建设中缺乏信息标准和编码。由于建设标准和技术规范滞后，医院、软件开发公司在医院信息化建设上出现了“百花齐放”的局面，使医院信息化整体发展受到影响。5. 第五章 结论和展望5.1. 主要工作和总结 本文对云计算在医疗领域的应用做了充分研究，研究成果主要有以下几个方面：（1） 总结云计算的含义与原理，包括对国内外的现状研究等。并且结合云计算的特点，概述了云计算在医疗领域的应用基础。（2） 结合具体案例，详细的阐述了云计算为医疗领域带来的活力与效益。（3） 针对各国的发展现状，列出了云计算本身存在的问题以及云计算在医疗领域中于遇到的问题和挑战。5.2. 有待进一步研究的问题 虽然云计算的发展已经开始进入不同的领域行业，但是还是处在概念推广的初级阶段，同事还有非常多的IT企业并没有完全注意到云计算的服务投入。目前的云计算服务还停留在云计算服务的初级阶段，例如客户关系管理、电子邮件管理等等。云计算能够进入医疗领域无疑是一件大好事，云计算会对医疗发展产生巨大的影响。在医疗IT空间里，云计算可以成为一个理想的空间。对于医疗领域来说，使用云计算是很合算的，医疗机构与医疗机构之间，医院与上级主管部门之间，医院与其他部门之间均可以实现基础设施与信息的共享。医疗机构也会因此减少运营成本，提高医疗工作效率。但是目前来讲，云计算尚未完全被医疗领域所接受。 本文虽然对云计算在医疗领域的应用做了研究，但仅仅是表层的研究，并没有触及到与此相关的技术问题。比如技术问题。建立一个云计算系统是一个技术挑战。云计算系统不仅仅针对于医疗，它要针对的是各个领域的需求，而且信息处理量会相当的大。在硬件方面，必须购买或征集数百甚至数千台电脑和服务器，将它们连在一起并进行管理。此外，无论是对于医院还是其他用户，必须有能为他们提供24小时的服务系统。尤其对于医院来说，每天要产生庞大的数据。所有的这一切都需要大量的资源。技术问题中还存在一个可维护性的问题，云计算平台必须有效的处理各种软硬件维护需求，从而有效的降低各种软件硬件维护对云计算服务的可用性造成影响。5.3. 应用前景展望 总的来说，云计算是一种新技术，将其应用到医疗领域中也是一种有益的尝试，其中必然还会遇到一些实际问题，需要我们发挥主观能动性去分析，去解决。但这些问题并不会云计算在实际应用中提升我国医疗系统的信息化水平，提升我国人民所享受的医疗服务服务质量，为提高医疗行业整体水平做出贡献。相信在不久的将来，云计算将改变整个医疗领域的基础构架，为全世界的做出巨大的贡献。参考文献1虚拟化与云计算小组. 云计算宝典技术与实践 北京：电子工业出版社，2011.92张亚勤 沈寓实 李雨航 等. 云计算360度 北京:电子工业出版社，2013.13朱近之. 智慧的云计算物联网发展的基石 北京：电子工业出版社，2010.34朱近之 IBM云计算中心. 智慧的云计算物联网的平台 北京：电子工业出版社，2011.414