基于区域云平台抗菌药物医疗信息系统

【摘要】 利用云计算技术，在区域抗菌药物平台中的智慧中心对平台抗菌药物的数据进行分析和挖掘，获得各个医疗机构抗菌药物潜在的规律和趋势，逐渐建立抗菌药物智慧中心知识库。不断的根据规则自主学习并往更新知识库，分析某个地区抗菌药物的使用情况，能够将结果反馈给相应的医疗机构和医疗监管部门，从而更有效地提升医疗质量。

【关键词】 云计算 数据挖掘 抗菌药物 知识库 平台架构

近些年随着我国经济的快速发展，卫生医疗事业也得到了发展迅猛，但医疗资源的分布却不均衡，有80%以上的医疗资源集中在城市，农村人口仅享有不到20%的医疗资源，基层卫生机构医疗资源配置不尽人意[1]。信息化技术的不断发展，使得计算机网络、软件、硬件等技术的也不断应用到国家卫生各部门、医院及基层医疗事业单位中。区域云平台系统在近几年广泛被应用到了医疗行业，区域云平台医疗信息系统是指在一定区域范围内， 运用信息技术， 为患者、医护人员、医疗协同机构和卫生监管部门提供以各种形式数据的业务信息平台[2]，从而实现区域内医疗信息、医疗服务、医疗资源的共享协同。

区域云平台医疗系统中抗菌药物合理使用将是未来抗菌药物使用的一个发展方向。

一、抗菌药物信息平台设计目的

目前我国医院抗菌药物滥用情况依然比较严重，抗菌药物的合理使用是多年来一致关注的问题，国家通过不断的改革来降低抗菌药物使用率，虽然取得了一定的效果，但是跟国际医院抗菌药使用率为30%的数据相比，我们还需要采取更多的措施来改进，广谱高价抗菌药物使用比例逐年上升过快，廉价抗菌药物使用频度大幅度减少[3]。因此，对医生的用药习惯和规则进行分析是降低使用频度的趋势。

由于大量的抗菌药物医疗数据来自于物理位置分散、管理形式自治、数据模式上异构的多种数字化医疗软件，例如HIS、合理用药支持系统等。针对一个区域内不同医院的抗菌药物数据，每个医院的数据都是各自独立的，数据之间很难达到共享，如何实现海量异构、动态更新的抗菌药物数据跨机构、跨地域共享与集成， 实现区域协同医疗， 是区域医疗信息共享与协同服务的首要问题，数据达到共享后可以将抗菌数据进行区域内二次分析和加工后，获取到真正对自己有意义的数据，从而得到能够解决问题的知识。

区域抗菌药物平台建设的必要性主要体现在以下几个方面：

1、医保政策的要求和发展趋势将抗菌药物的使用在一个区域内标准化，使得抗菌药物使用更加合理化；

2、国家分级诊疗制度的建立对于区域抗菌药物的知识库建立有着至关重要的作用，通过达到抗菌药物数据共享，使得病人的就诊数据统一管理查询，让病人治疗更加合理化和科学化，具有了针对性，从而降低了就医成本，在地县医院也能够得到三甲医院大夫的诊断治疗；

3、我省处于西部区域，医院信息化的发展很不均衡，程度相差比较大。各地区和医疗机构的软硬件、网络带宽等诸多因素的差异导致医院信息系统（HIS）种类多样，数据结构、业务覆盖面也不尽相同。各个医院的医生对抗菌药物的使用有着自己的标准和习惯，执行情况都不一样。

4、由于国家近些年提倡药品零差价的实施，对于将来药品的使用有了严格的管理，医院和医生的利益将受到影响，从而导致对药品的使用也有所改善，通过区域平台系统使得基层医院和大型医院之间实现信息共享，改变区域内医生的用药习惯和用药规则。

5、目前国家卫计委已经对于某些病种采用了数据统一采集和分析，这个已经是数据共享的一个重要发展模式，因此针对单病种来说，区域抗菌药物的数据共享已经成为将来发展的趋势。

6、近几年云计算的快速发展，不少地区开始将云计算技术应用到医疗行业，优化医疗资源分配通过“云管理平台”可实现大医院的医疗资源与基层医疗机构之间的共享，提高基层区域医疗机构的医疗服务，但是对于抗菌药物的使用现在还没有一个统一的规范和使用标准。

二、基于云计算的抗菌药物区域医疗信息平台设计

2.1 总体架构

我省地处西北内陆，医院信息化的发展不均衡，程度不一。各地市州医疗机构和医疗监管部门的软硬件、网络、以及历史原因等诸多因素导致医院HIS系统种类多样、软件供应厂家也各有不同，采用的数据库、区域覆盖面也不尽相同。因此，我们提出了一种基于云计算平台的抗菌药物区域医疗信息平台，该平台是云计算、互联网、网页服务和虚拟化等技术的综合，同时租用现在的通信运营商的已有群组服务器、网络以及存储等设备，这种方式成本低，可靠性强，可行性大。该平台提供了一个统一的数据中心来获取不同地区患者的临床抗菌药物信息及患者健康档案，同时与区域医疗智慧中心对接，进行抗菌药物数据的挖掘分析，并即时将结果反馈给患者所在医疗机构及相关卫生医疗监管机构。

基于云计算的抗菌药物区域医疗信息平台的总体架构要能支持云计算服务模式下的多组织机构、多用户使用、支持与各级医疗机构的集成、支持区域抗菌药物信息共享，因此应该为该平台建立一个综合的、灵活的、安全的运行环境[3]。

图1显示的是该平台的系统架构。

2.2 技术架构

区域级抗菌药物平台主要与区域内的医疗卫生专网进行连接，同时又通过内外网融合技术与Internet连接，这样既实现在专网的通讯，又与Internet网相连，目前内外网的融合技术已经很成熟，通过防火墙进行IP过滤保障。同时区域抗菌药物平台还与省外医疗平台实现对接，实现数据跨省共享，目前医保政策的不断完善改进实现数据跨区域已经成为可能。对于平台之间互联，因为国家对互联网带宽的发展提出了要求，因此在成本下降的同时，服务带宽却提高了。为了保证平台的正常连接，系统正常运行，平台与大型医院之间接入信息平台采用两条不同的运营商的光纤并实现负载均衡，至少满足50M的带宽要求，市县级医院接入信息平台带宽应该在10 M以上[5]。图2显示的是该系统的网络架构情况。

2.3 分析与设计

医疗信息平台建设包括机房设施、网络、存储、服务器、安全、多媒体平台和抗菌药物智慧中心应用系统等。设计主备灾备的数据中心，实现高可靠的信息共享服务；在数据中心内，采用先进的云计算技术来承载抗菌药物区域医疗信息平台业务，建设绿色、可扩展的抗菌药物医疗数据中心平台[4]。

平台部署的系统分为不同的应用，例如电子病历、影像/病理、病区医生等应用系统，支持这些应用还有核心数据数据库系统。为了保证数据的安全，平台需要部署统一的数据安全、数据备份、关键服务器的快速恢复系统，因此必须满足以下要求。

（1）数据中心的计算单元（应用服务器）必须高效、并且计算资源能进行灵活动态的调配；

（2）数据存储系统，必须满足高OLTP的数据库应用，也要满足大量医疗数据的快速存储和快速的检索查看。

（3）为了保证整个信息平台的数据安全，必须满足关键数据和重要数据的定期智能免手工的备份，对于关键的应用服务器和数据库服务器，能够做到在遇到严重的错误时，能进行快速恢复的能力。

（4）抗菌药物智慧中心的主要功能是挖掘某个地区或者某个医院患者的用药习惯和医生的治疗规则，在设计上，充分考虑上述要求，需要采用相应的算法智能分析这些数据，最后通过分析得到抗菌药物的使用情况，做出相应的修正，提高医生的治疗质量，降低患者的治疗成本，从而真正解决看病贵，看病难的问题，充分利用有限的医疗资源，提高治疗的准确率。

2.3.1 计算资源

当前服务器的发展趋势是模块化和集成化，从业务功能上区分，服务器主要分为数据类服务器和应用类服务器，根据医疗实际的系统部署，数据类服务器包括：数据库服务器、数据仓库和决策服务器、文档服务器；应用类服务器包括：业务应用服务器、监管服务器、服务管理服务器、数据交换服务器、中间件服务器、数据中心管理服务器、防病毒服务器等。

信息平台基于虚拟化平台，可以采用组服务器提供虚拟化，基于虚拟化云平台的HA、FT、热迁移等特性来保障系统的可靠性，并简化运维管理。

2.3.2虚拟化

通过服务器整合虚拟化方式，提供抗菌药物信息平台的应用服务，以实现高扩展性、高可靠性、高利用率。

1、虚拟化：资源抽象成共享资源池，上层操作系统与硬件紧耦合，操作系统从资源池中分配资源；2、引入虚拟化，实现服务器整合等；3、整合比与物理资源配置和业务性能要求有关，提高资源利用率；资源灵活调整包括：虚拟机资源（CPU、内存、磁盘）调整，基于虚拟机热迁移衍生的多种资源调度策略，实现负载均衡或动态节能；故障快速恢复：虚拟机HA；4、统一部署维护管理：统一云平台管理。

2.3.3数据库服务器

为了实现信息平台数据库系统的高效和稳定性，建议使用双机互备模式，通过负载均衡，最大程度的保证数据库系统的连续性。由于需要数据库服务器、文档/影像存储服务器、以及考虑未来数据仓库服务器等，建议供配置2对（即4台）双机热备的数据库服务器。

2.3.4存储

目前，整个存储体系都由SSD、SAS、SATA盘组成，主存储系统中采用自动分级存储技术，实现数据的自动分级访问。该技术根据数据的访问频度，自动分级存储数据分级软件能够实现不同存储介质间的数据纵向流动。例如，自动分层软件可以根据策略将热点数据尽可能分布在SSD介质上，将非热点数据尽可能分布在SAS介质上，将较低访问的数据尽可能分布在低速SAS介质上。该软件可满足企业对性能和容量的双重需求，避免冷数据占用昂贵的存储介质，降低系统总体投入。

数据分级存储之所以重要，是因为它既能最大限度地满足用户需求，又可使存储成本最小化。数据分级存储的优点具体表现在：

1、减少总体存储成本，不经常访问的数据驻留在较低成本的存储器中，可综合发挥阵列的性能优势与硬盘的成本优势。

2、性能优化，分级存储可使不同性价比的存储设备发挥最大的综合效益。

3、改善数据可用性，分级存储把很少使用的历史数据迁移到低成本存储设备中，提高了在线数据的可用性，使磁盘的可用空间维持在系统要求的水平上。

2.3.5备份及归档

由于在数据中心处理区已构建了SAN存储区域网络，同时配置了NAS存储用于影像数据的存储，因此建议SAN存储数据的备份也存储在NAS存储中，以一台服务器作为备份主控服务器，并配置备份策略、管理备份存储介质。各数据库服务器则作为备份介质服务器，安装备份软件的数据库，实现数据库服务器上的数据的备份。如果需要，还可在其他服务器上安装备份软件的客户端，实现文件系统的数据备份。

2.3.6支持 WEB、数据专网等多种网络形式

数据中心对外接口既可以使专用的数字网络，也可以是通用的 Internet 接口。通过 WEB 方式，可使用户不受地理位置限制安全访问所需数据内容。

2.3.7支持数据安全加密手段

医疗数据对安全性要求较高，通过数据安全加密手段，可有效阻隔非法用户获得数据，或者即便获得数据片断，也无法正常解读，从而确保了病人信息安全。

三、结论

本文将云计算技术应用于抗菌药物区域医疗信息平台，展示了一个新颖的基于Web 服务的抗菌药物区域医疗信息平台。云计算为患者和各医疗机构的数据提供安全保障，不必再担心病毒入侵和资料数据的丢失[6]。通过抗菌药物智慧中心将共享抗菌信息智能分析，智能分析算法将分析好的数据存入到相应的知识库中，保持对关键字的查询，根据每个医疗机构的数据进行分析当前时间段内的抗菌药物使用规则和习惯，通过对这些数据的分析和计算，可以对未来一段时期内抗菌药物的情况做出预测，发现某种药物或者某种疾病的抗菌药物使用超出合理范围比较大，给相应的医疗机构给出预警提醒，减少患者的抗菌药物使用量，尤其对区域医疗的开展会提供有力的帮助。

实现大医院与区域基层医疗机构之间医疗资源充分共享和高效协作，对于均衡医疗资源、提高基层医院诊疗水平、提高医疗设备使用效率、提高医疗服务质量、降低医疗费用具有重要的意义。

通过这种知识服务，将医疗数据挖掘和数据仓库充分利用起来，从而降低抗菌药物的不合理使用，这也是医疗信息服务发展的必然趋势。

参 考 文 献

[1]安艳芳. 我国优质医疗资源分布特点与改善策略[J]. 中国卫生质量管理，2011，18（5） ： 111 - 113.

[2]周迎，曾凡，黄昊. 浅谈云计算在医疗卫生信息化建设中的应用前景[J]. 中国医学教育技术，2010，24（4）：350-354.

[3]吴国海，朱志会. 我院2010-2012年抗菌药物使用情况分析[J]. 临床合理用药，2014，7（2）：59-60.

[4]杨宏桥，卜海兵. 基于本体的区域医疗信息系统设计[J].计算机工程，2009， 35（11）： 283C285.

[5]周莉莉， 唐慧. 基于省级平台的临床路径知识库共享平台设计[J].中国医院管理，2015，7（7）：29-31

[6]刘博，夏新，陈彦东. 基于云计算的区域健康服务平台的研究与设计[J].医疗卫生装备，2013（9）：41-43