虚拟技术在医院信息化中的研究与应用

【摘 要】虚拟技术是实现资源自动化分配的理想工具。利用虚拟技术不需要耗费巨资建立数据中心，就可实现异地备份。虚拟技术应用于医院，有助于解决不同运行环境、供应商等信息整合与管理的问题。技术机制能实现物理硬件与应用软件的独立，并能允许不同的操作系统在同一个物理机上并用。医院引进虚拟技术，可有效实现不同信息系统的有机整合，减少信息管理成本，实现资源的有效利用。

【关键词】虚拟技术；医院；信息系统

0.前言

近年来，计算机硬件的性能不断完善，计算机技术不断提高，而价格却呈不断下降趋势，导致计算机硬件的利用率不足和管理成本的增加。为解决这一难题，虚拟机以及虚拟化技术应运而生，并且在医疗行业也得到了应用。在医疗行业，信息技术不断深入管理系统，这些信息系统又不断渗透到医院运营的每个环节，成为医院开展业务的有效手段。虚拟技术包括桌面虚拟化、服务器虚拟化以及应用程序虚拟化等[1]，并将操作系统、应用软件、物理硬件等分离开，支持在同一物理机上多个操作系统的独立运行或并行，从而有效提高管理效率以及资源的利用率。

1.虚拟技术在医院信息管理中的应用情况

1.1异构系统

1.1.1实验信息系统

实验信息系统（LIS），与医院的核心业务系统（OCS）属于不同的软件开发商。LIS使用微软的SQLServer作为数据库，与OCS之间的数据传输以及交换利用数据库中间表进行，并使用额外的服务器来避免中间表服务进程对LIS以及OCS产生不良影响。

1.1.2医嘱传输系统

医院的核心业务系统主要包括急诊、管理部门、住院业务的医嘱传输系统（OCS），并成为其他信息系统的衔接点。Oracle是医嘱传输系统的数据库，IBM中的AIX（Unix）作为服务器的操作系统。医嘱传输系统使用能够自动升级的C/S架构，可以将最新版本的程序上传至FTP服务器，当业务主程序启动时，能够自动更新和下载。

1.1.3影像归档传输系统

影像归档传输系统（PACS）的后台数据库是SQL Server，采用WebSphear或者Linux+WebLogic作为中间应用服务层。在Swing框架开发的基础上使用Java客户端系统，又在Java客户端系统基础上使用虚拟机（JVM）运作。PACS与LIS一样，需要通过核心业务系统与中间表进行数据的交换。

1.1.4医院门户网站

设立专门的医院门户网站，并有内部企业邮箱及邮件服务器。将其纳入医院信息中心的机房中进行管理，委托给第三方公司开发。另外，在C#语言及框架基础上，将SQL Server作为数据库，使用IIS+.Net Frameworks2.0在Web层上运行[2]。

除此之外，还有医保上传服务器、开发与调试服务器、财务软件服务器、文件共享服务器等，并且每个业务系统的软件构架及运行环境不尽相同，将信息系统隔离开有助于减少互相间不必要的影响，并能保证每个系统能够独立运行。若给每个系统配备专用的服务器，不仅硬件成本高，占用的机房空间大，而且管理难度系数大。

1.2 VMware不同版本的特点

微软的Hyper-V、Virtual PC以及VMWare是比较常见的虚拟机产品。其中VMWare的功能比较强大，能够将一台物理X86服务器虚拟成为多台主机，并可以实现这些操作系统的各自运行。VMWare又可分为GSX Server、WorkStation、ESXServer等版本。下面介绍这三个版本的特点。

1.2.1 GSX Server

运行时需要得到底层操作系统的协助，支持远程管理，硬件设备具有很好的兼容性。但受到宿主操作系统的限制，硬件资源难以得到充分利用。

1.2.2 VMware Workstation

无法进行远程操控，工作效率较低，但拥有本地虚拟服务器功能，可将其用作一般的软件安装和环境测试。

1.2.3 ESX Server

ESXServe是基于Linux的操作系统，并不受限于宿主服务器的操作系统，能够最大限度调动硬件资源实现各种虚拟任务。与WorkStation版的VMWare相比，ESXServe的可管理性与性能均较高，授权费用也较低，可用于实际的工作平台。

1.3虚拟技术在医院信息化中的应用

VMWareServer是在GSXServer基础上的升级免费版本，难以与拥有独立操作系统内核的ESXServer相提并论。因此，很多医院并未在虚拟机上安排医院的所有业务系统。按照业务不同划分，医院运行的信息系统可分为边缘类与核心类系统。

1.3.1医院影像与实验室系统

医院影像系统（PACS）与实验室系统（LIS）属于核心类系统，采用独立存储以及使用专用、独立的服务器运行。其专业性很强，数据的交换以及通讯需要通过专业的医疗设备方可进行。除此之外，数据量又较大，特别是PACS系统，比一般的HIS的数据存储量大23个数量级左右，可以T级作为磁盘的阵列容量计量。

1.3.2医嘱传输系统

医嘱传输系统（OCS）属于核心类业务系统，它以医嘱信息作为核心点，并将医疗信息的全过程进行数字化。治疗、取药、化验等与诊疗相关的过程，均从医嘱开始。医嘱传输的过程会有费用、结果等客观信息产生，对性能和效率的要求很高。因此，OCS一般使用独立的服务器运行。为了存储的稳定性及安全性，还使用双机热备，冗余和独立的数据存储。另外，通讯线路以及网络设备也使用冗余设计。

1.3.3其他系统

其他系统还包括帮助OCS升级的FTP服务系统、OCS与LIS/PACS的接口中间表服务系统、企业邮箱、门户网站、财务系统的服务器、程序的开发与调试服务器等。这些系统的中间件或者框架、数据库支持系统、运行平台等不尽相同，如中间件或者框架使用Ftp Server、VPN、Apach+PHP、Active Directory等；后台的数据库支持系统有SQL Server、Oracle、MySQL、xBase等；这些均属于非核心边缘信息系统，运行仅占用少量CPU，且对服务器的配置要求不高。但若将这些系统放在同一服务器上，则会造成软件冲突以及相互影响，若分配到不同的服务器，则浪费资源，虚拟技术的应用就很好解决了这个问题。

除此之外，利用虚拟技术还对核心系统如PACS、OCS、LIS等进行在线热备管理，只需要一台虚拟机就能承载多个系统的热备及镜像，也就是将完整的操作系统与运行环境生成镜像文件，并将其保存在磁盘中，如有需要则能迅速迁移或者还原成生产系统。

实现虚拟机的宿主操作系统一般采用RHELinux5，物理服务器选用IBMx3650，实现远程控制的客户端选用VmwareServerConsole，软件则选用VMwareServer forLinux[3]。每个边缘业务系统均建虚拟机，使其拥有独立的IP地址、内存、空间、硬盘等，实现业务运行的独立性，不影响其他系统的运行。

2.虚拟技术应用于医院信息管理的特点

虚拟技术应用于医院信息管理，给医院的信息化带来了很多益处，主要表现在：

2.1提高工作效率

多个系统在虚拟机上无故障运行，减少了维护时间，虚拟机对这些信息系统进行集中管理，大大提高了信息管理工作的效率。

2.2降低IT成本 （下转第136页）

（上接第129页）使用虚拟机进行集中管理，减少了管理成本。在虚拟机上可集中放置服务器，节省了磁盘存储以及机房的空间。统一运行还减少了不必要的电力供应开支，从而降低了IT成本。

2.3维护系统运行的稳定性

各种业务系统可实现在虚拟机上的分离运行，并在运行过程中互不影响，应用软件不会有冲突。虚拟机能够保障系统运行的稳定性，减少或排除故障时间。

2.4系统安全性提高

应用虚拟机统一规范管理各个环节的信息，且虚拟机的数据储存功能强大，防盗系统级别也较高，系统的安全系数高。

2.5实现负载调整和零停机维护

虚拟机在进行系统操作时，都有一个对应的文件，在短时间内能够实现整个系统的备份。虚拟机还能够在物理服务器之间进行迁移，实现负载调整剂零停机维护。

3.小结

随着我国医院信息化的不断提高，形成了多种互相协作的业务系统，虚拟技术的应用，实现了这些业务系统的统一管理。虚拟技术使分散的基础业务系统实现集中管理，将各种信息进行有效整合，实现了资源的有效利用，节省了管理成本、工作效率、信息的安全系数、系统稳定性等均得到了很大提高。这些都能有助于医院及时掌握信息，提升整体业务能力以及质量水平。 [科]

【参考文献】

[1]李轶.虚拟化技术在医疗信息化平台中的应用[J].中国卫生信息管理杂志，2013（02）：171-176.

[2]韩成.利用虚拟技术整合医院服务器的探索[J].数字技术与应用，2013（03）：227.

[3]黄影，孙立淼.浅谈虚拟化技术在医院信息化建设中的应用及其发展趋势[J].医疗卫生装备，2012（08）：98-100.