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      面向移動醫(yī)療的私有云平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

      2016-02-22 12:58:21羅光涵于潤澤許珊
      科技視界 2016年5期
      關(guān)鍵詞:移動醫(yī)療私有云平臺

      羅光涵 于潤澤 許珊

      【摘 要】在未來幾年之內(nèi),移動醫(yī)療發(fā)展帶動了云平臺的發(fā)展。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)私有云平臺作為多個(gè)移動醫(yī)療的載體。能夠統(tǒng)一管理服務(wù)器端,降低硬件部署成本,提高部署效率,靈活控制移動醫(yī)療服務(wù)器規(guī)模。

      【關(guān)鍵詞】移動醫(yī)療;私有云;平臺

      0 引言

      在“十二五”之后,衛(wèi)生部推進(jìn)醫(yī)院信息化建設(shè),促進(jìn)中國醫(yī)療的信息化改革。當(dāng)前醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)OA系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)、HIS系統(tǒng)、PACS系統(tǒng)等已經(jīng)不能滿足發(fā)展需要,醫(yī)院信息化建設(shè)需要從簡單的業(yè)務(wù)流程應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一、易于管理、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)。[1]根據(jù)易觀智庫所做的2015中國移動醫(yī)療市場專題研究報(bào)告指出,2015年末,移動醫(yī)療市場規(guī)模將達(dá)到48.8億元人民幣,到2016年末將預(yù)測將達(dá)到111.5億元人民幣。移動醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的啟動,帶動了醫(yī)療器械商、電信運(yùn)營商、系統(tǒng)集成商、國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商利益鏈條共同升級。[2]私有云作為新興的系統(tǒng)模式,正適合移動醫(yī)療分布式的特點(diǎn),能夠快速部署,基于私有云的移動醫(yī)療將大有所為。

      目前在國外學(xué)術(shù)界在移動醫(yī)療領(lǐng)域的研究主要集中在個(gè)人健康監(jiān)測、家庭健康檔案、醫(yī)患交互關(guān)系、患者輔助等方面。國內(nèi)在移動醫(yī)療領(lǐng)域的研究主要包括移動醫(yī)療信息系統(tǒng)、移動遠(yuǎn)程醫(yī)療、移動醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等。[3]在第四屆中國移動醫(yī)療產(chǎn)業(yè)大會上,提出了基于移動醫(yī)療的糖尿病管理云服務(wù)平臺。利用無線網(wǎng)絡(luò),全面收集患者信息,結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù),創(chuàng)新糖尿病管理模式,為患者提供個(gè)性化的糖尿病干預(yù)治療和治療后的結(jié)果反饋。AT&T mHealth系統(tǒng)是AT&T公司的移動健康系統(tǒng)。結(jié)合云技術(shù)和加密技術(shù)管理用戶的健康,AT&T mHealth系統(tǒng)可以提供減肥、疾病管理、醫(yī)患交流、健康計(jì)劃制定、健康服務(wù)咨詢等相關(guān)功能。目前在國內(nèi)國外移動醫(yī)療云技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入各方面的應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展。

      1 平臺設(shè)計(jì)

      需要設(shè)計(jì)私有云平臺作為多種移動醫(yī)療服務(wù)的載體。一般來說,每個(gè)移動醫(yī)療服務(wù)分為終端和服務(wù)器端,中斷負(fù)責(zé)收集用戶信息和簡單的運(yùn)算,服務(wù)器負(fù)責(zé)進(jìn)行信息匯總、存儲和復(fù)雜的計(jì)算。私有云平臺對于多種移動醫(yī)療服務(wù),能夠統(tǒng)一管理服務(wù)器端,降低硬件部署成本,提高部署效率,靈活控制移動醫(yī)療服務(wù)器規(guī)模。按照設(shè)計(jì)需要,云平臺和移動醫(yī)療服務(wù)的關(guān)系如下(圖1):

      在移動醫(yī)療服務(wù)中,用戶的終端設(shè)備需要傳輸數(shù)據(jù)至服務(wù)器端,醫(yī)護(hù)人員需要連接服務(wù)器對用戶監(jiān)控,服務(wù)場景如圖2。

      移動醫(yī)療服務(wù)終端設(shè)備通過移動網(wǎng)絡(luò)連接互聯(lián)網(wǎng),連接私有云服務(wù)器。醫(yī)生和后臺服務(wù)人員能夠通過VPN連接私有云服務(wù)器,進(jìn)行服務(wù)。私有云平臺內(nèi)部,研發(fā)人員可通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)部署私有云服務(wù)器,進(jìn)行開發(fā)工作。同時(shí)測試人員可以通過內(nèi)部路由進(jìn)行設(shè)備的功能測試。

      按照私有云平臺提供的功能,平臺可分為IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))、Paas(平臺即服務(wù))、SaaS(軟件即服務(wù))。我們需要搭建私有云平臺作為移動醫(yī)療服務(wù)器載體,所以應(yīng)該選擇IaaS平臺。出于項(xiàng)目的靈活性和可控性考慮,決定采用開源的虛擬化軟件,目前比較著名的開源軟件有:Eucalyptus, OpenNebula, OpenStack, OpenQRM, XenServer, Oracle VM, CloudStack, ConVirt。其中CloudStack作為其中之一,具有成功的商業(yè)應(yīng)用實(shí)例,不只中國電信在使用CloudStack,BT英國電信公司、日本最大的電信公司NTT、印度Tata公司、香港PCCW、沃達(dá)豐等都是用CloudStack搭建他們的私有云。所以選擇CloudStack作為私有云搭建平臺。

      CloudStack是提供IAAS服務(wù)的硬件設(shè)備和虛擬化管理的同一平臺,具有高可用性和擴(kuò)展性,能夠?qū)⒋鎯υO(shè)備、計(jì)算設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行整合,形成資源池,進(jìn)行統(tǒng)一的管理,能夠彈性的增減設(shè)備。用戶只需要在CloudStack上直接申請使用虛擬機(jī),無需關(guān)心硬件底層的實(shí)現(xiàn),CloudStack可按照提供的功能分為:管理節(jié)點(diǎn)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)、主存儲、輔助存儲。根據(jù)從屬關(guān)系,從上到下依次為:區(qū)域、提供點(diǎn)、集群、主機(jī)。

      由于不能隨意占用公共網(wǎng)絡(luò),所以設(shè)計(jì)將CloudStack的管理功能置于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。由于用戶處于互聯(lián)網(wǎng)之中,云平臺也需要同公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

      將CloudStack私有云網(wǎng)絡(luò)分為公共網(wǎng)絡(luò)(162.105.76.0/24網(wǎng)段)和管理網(wǎng)絡(luò)(192.168.0.0/24,交換機(jī)上設(shè)置VLAN)。管理節(jié)點(diǎn)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)分別都連接公共網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò),管理服務(wù)器、兩臺計(jì)算服務(wù)器都連接到同一臺交換機(jī),管理區(qū)域與公共區(qū)域通過交換機(jī)設(shè)置VLAN隔離。主存儲服務(wù)器直接由光纖分別連接計(jì)算節(jié)點(diǎn)中的服務(wù)器。輔助存儲通過管理網(wǎng)絡(luò)與各節(jié)點(diǎn)通信。用戶可以通過公共網(wǎng)絡(luò),使用VNC連接虛擬機(jī),管理移動醫(yī)療服務(wù)。如圖3所示:

      根據(jù)設(shè)計(jì)選購服務(wù)器硬件?,F(xiàn)有一臺閑置的塔式服務(wù)器,一臺IBM 3650機(jī)架服務(wù)器,存儲和計(jì)算能力不能達(dá)到所設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn),添置另外一臺計(jì)算服務(wù)器,一臺存儲服務(wù)器,一臺千兆交換機(jī)。

      需要運(yùn)行10臺以上的虛擬機(jī)作為移動醫(yī)療服務(wù)器使用,每臺服務(wù)器有1T的存儲空間,每個(gè)服務(wù)器支持1千以上用戶連接。選型如表1:

      2 應(yīng)用實(shí)例

      創(chuàng)建2.1GHz * 3核處理器、4G內(nèi)存、100G存儲的虛擬機(jī)作為醫(yī)療大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的計(jì)算服務(wù)器。安裝Linux系統(tǒng),使用開源大數(shù)據(jù)軟件WEKA作為數(shù)據(jù)挖掘工具。服務(wù)器能夠提供總共6.3GHz的計(jì)算能力,如果不足可以改變方案添加CPU。如圖4,使用VNC連接虛擬機(jī)。

      創(chuàng)建2.1GHz * 2核處理器、4G內(nèi)存、200G存儲的虛擬機(jī)作為移動醫(yī)療服務(wù)的網(wǎng)頁服務(wù)器。安裝Linux系統(tǒng),使用LAMP作為網(wǎng)頁服務(wù)器環(huán)境。圖5是外網(wǎng)通過端口映射登陸網(wǎng)頁服務(wù)器網(wǎng)頁。

      3 小結(jié)

      隨著移動醫(yī)療的發(fā)展,越來越的關(guān)注點(diǎn)將放在移動醫(yī)療服務(wù)的部署上。而私有云平臺快速部署、統(tǒng)一管理、靈活配置的特點(diǎn)正好符合移動醫(yī)療服務(wù)的要求。在將來云平臺與移動醫(yī)療的結(jié)合將越來越緊密。

      【參考文獻(xiàn)】

      [1]秦延斌,夏書劍. 基于私有云的移動醫(yī)療[J].科技信息,2012 (7):202-202.

      [2]Sun Y, Wang N, Guo X, et al. Understanding the acceptance of mobile health services: a comparison and integration of alternative models[J]. Journal of Electronic Commerce Research, 2013, 14(2): 183-200.

      [3]呂美丹,祝錫永,傅慧,等.基于 GAE 云計(jì)算的區(qū)域移動醫(yī)療服務(wù)平臺[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用,2013(6):29-33.

      [責(zé)任編輯:楊玉潔]

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