新一代醫院信息係統的技術架構發展趨勢和挑戰 | 2020南湖HIT論壇

10月24日 ，以“謀劃‘十四五’ ，醫療信息化建設規劃實戰”為主題的成功舉辦 。關於新一代醫院信息係統的設計問題 ，成為本次論壇核心話題之一 。

論壇上 ，科技股份有限公司副總工程師餘小益從技術架構的層麵 ，介紹了新一代醫院信息係統麵臨的新需求與新挑戰 ，並分享了創業慧康的解決之道 。

互聯網 、物聯網是醫院信息化“雙通道”

“整體來看 ，新時期下 ，醫院信息化的發展呈現出明顯的‘雙通道’特征 。”餘小益認為 ，醫院內部對信息化的要求 ，是實現從功能 、流程到智慧一體化的高水平建設 ；醫院外部則是要求通過互聯網+服務 ，實現從醫療協作到患者全程健康服務 。

“互聯 、物聯是智慧醫院雙通道發展的技術基礎支撐 。”在餘小益看來 ，物聯網技術擴展了接入對象 ，互聯網技術擴展了時間和空間 ，從而將診前 、診中 、診後 ，院內與院外進行有機連接與一體化 。在此基礎上 ，才有可能支撐起麵向全人群與全生命周期的“全民康養”未來健康場景 ，解決社區醫療“看得起”但“看不好” ，養老設施與服務缺失 ，健康多元化需求難以滿足 ，醫療診後環節 、公共衛生服務難以延伸到家庭等傳統的痛點問題 。

此外 ，站在“智慧城市” 、“健康城市”的更高角度來看 ，隻有借助互聯網與物聯網技術 ，才能打通城市職能流 、城市場景流與城市數據流 ，將醫療健康服務更好地延伸到社區場景與家庭場景 ，承擔起醫療服務 、預防保健 、康複護理 、生活照顧等複合性職能 ，實現“以治病為中心”向“以健康為中心”為轉變 。

通過梳理 ，餘小益總結了新一代醫院信息係統技術架構麵臨的新需求 。

首先是物聯網化 ，實現全麵感知 。也即通過物聯網技術 ，實現患者 、臨床 、後勤管理各類數據的自動化 、高效化采集 ，這是提高醫院臨床診療質量和精細化管理水平的創新手段之一 。

其次是微服務化 ，實現應用係統即平台 。針對眾多“煙囪工程” ，建設統一接口規則的“插線板”式集成平台 ，解決醫院業務應用蜘蛛網式的接口對接問題 ，實現信息互聯互通 ，激活醫院數據 。

第三是智能化 ，實現大數據賦能和融入 。基於數據挖掘分析技術 ，喚醒醫院沉睡的數據 ，提供麵向臨床 、麵向管理 、麵向科研等多方麵的輔助決策支持 ，實現醫療從“經驗決策”到 “數據輔助決策”的決策路徑轉變 。

第四是互聯網化 ，實現便捷拓展 。通過互聯網醫院等方式 ，為患者 、醫療機構及保險公司等合作方提供全方位的醫療問診 、精細化管理及商保服務 。

第五是共享協作 ，實現醫養協同體係化 。醫院內外 ，以及聯網內的各醫療機構要實現分工協作 、資源共享 、互聯互通 。通過構建統一的醫養協同服務體係 ，實現醫療服務資源合理分配 ，建立城市級醫療 、社區 、家庭健康服務協作基礎 。

餘小益特別指出 ，目前HIT業界普遍在第三個部分 ，也即在“實現大數據賦能和融入”上遇到了瓶頸與障礙 。“中歐體育認為第三部分之所以難以做好 ，是因為前兩個部分出了問題 ，數據處理的自動化程度不夠 ，導致數據質量差 、采集效率低 ，數據規模也不夠大 。如果前兩個部分做好了，智能化自然而然會比現在有很大的促進與提高 。”

微服務體係架構成為主流的同時也麵臨挑戰

目前 ，產業IT技術架構和互聯網公司的技術架構正日益趨同 、差距逐年縮小 。從行業需求和IT技術的發展趨勢來看 ，在新一代醫院信息係統的設計開發過程中 ，微服務已經成為行業廠商的主流技術架構 。

餘小益認為 ，這是因為龐大且複雜的單體應用難以進行持續部署 。在微服務的體係架構中 ，每個服務獨立擴展 ，可以根據不同服務的規模來進行性能部署 ；故障會隔離在單個服務域中 ，而不是整體失效 。

對於HIT廠商而言 ，由於專注於單一功能 ，可以讓開發團隊的規模變小 ，邊界清晰 ，易於保持高可維護性和開發效率 ，此外也契合醫療行業按需應變 、持續集成的特點 ，滿足新一代醫療係統雲化部署的需要 。

因此 ，在新一代醫院信息係統中，將由更小的業務單元分組來構建更大的係統 ，越來越龐大的單一係統將進化成垂直切分的分布式係統架構 。但餘小益也提醒到 ：挑戰隨之而來 。

首先 ，數據一致性將成為關鍵性問題 。

在理論計算機科學中 ，CAP定理指出 ：對於分布式係統而言 ，不可能同時滿足以下三點 ：數據一致性（Consistency） 、數據可用性 （Availability）與分區耐受性 （Partition Tolerance） 。

餘小益指出，在數據一致性問題上 ，為避免多個用戶同時訪問等情況造成的數據不一致 ，應用訪問數據時 ，會通過一定的糾錯和校驗機製 ，把多個可能不一致的副本數據綜合計算 ，再返回一個一致且確定的數據給用戶 ，但這個過程中可能出現數據錯誤 ；如果要保證各個副本中的數據總是強一致的 ，則會在一定程度上損耗性能 。

其次，分布式架構將帶來複雜的運維問題 。

如果非關鍵業務被關鍵業務所依賴 ，會導致非關鍵業務變成一個關鍵業務 ，在服務依賴鏈中將出現“木桶短板效應” ，也即整個SLA（Service-Level Agreement，服務等級協議）將由最差的那個服務所決定 。對於運維人員而言 ，由於單次業務流程經過多個服務器節點處理 ，這無疑將增加故障排查的複雜度 ；微服務將應用垂直切分成更小的業務單元進行獨立部署 ，上線的節點數量多 ，維護難度也隨之加大 。

餘小益分析 ：“同樣是分布式架構 ，為什麽互聯網公司用起來更加得心應手 ？因為他們的開發人員和運維人員的力量充足 。”對於普遍缺乏人手的醫院信息中心而言 ，這個問題值得注意。

除技術架構外 ，餘小益認為未來還麵臨著不可回避的網絡不確定性問題 ，多網融合是大勢所趨。目前 ，隨著應用外部環境的改變 ，更多寬窄帶 、長短距的通訊協議從工業物聯網 、智能家居領域轉向醫療場景 ，醫院麵臨著更加複雜的網絡環境 、更加多樣的接入終端 。大量智能終端 、傳感器的加入 ，使得應用和硬件設備的結合更加緊密 ，業務信息流的展現也將通過大小屏聯動 、移動 、可穿戴設備覆蓋大前端的所有技術體係 ，建築行業中的BIM（Building Information Modeling ，建築信息模型）等3D可視化手段 ，也將結合物聯網進入醫療場景 。“軟硬結合成為趨勢 ，未來醫療行業也將實現從平麵到立體的可視化 。”餘小益如此推斷 。

創業慧康的新一代醫院信息係統架構設計

“創業慧康對於新一代醫院信息係統的架構設計 ，呈現倒三角的結構 。”餘小益介紹 ，創業慧康的新一代醫院信息係統由技術基礎平台 、應用基礎框架與麵向市場的解決方案三方麵組成 。其中 ，技術基礎平台提供統一的基礎開發框架 、基於領域元數據建模的技術組件抽象及可擴展的框架 ；提供應用的基礎運行支撐和監控環境 ；提供透明的各類計算機基礎技術框架 。應用基礎框架的任務是提供患者信息與基礎數據標準 ；建立醫衛行業各領域的業務構建 ，實現應用組件化 ；提供支持產業聯盟夥伴的分層設計 、開發 、實施模式 。在解決方案層 ，則是基於醫療衛生服務機構 、管理機構 、居民 、醫生、數據用戶等各類客戶的需求 ，提供醫院信息係統 、區域一體化 、個人健康雲等產品 。

針對微服務基礎架構 ，創業慧康將研發重點放在全棧監控 、資源調度 、發布與版本管理 、實時報警和自動處置 、係統性能分析等領域 。餘小益特別強調了持續集成與運維管理的重要性 。在創業慧康的係統中 ，可以實現灰度發布與回退 、微服務節點監控 、故障轉移 、調用鏈路追蹤及日誌分析 、多數據源性能監控與SQL分析等功能 ，以應對新一代分布式架構帶來的技術挑戰 。

餘小益認為，智慧醫院的總體規劃 ，應該建立在多級平台的基礎之上 ，包括IT基礎設施支撐平台 、硬件互聯平台 、應用互聯平台 、互聯網醫療平台 、大數據平台等 。目前 ，創業慧康正在對智慧醫院基礎平台進行重構 。“中歐體育把硬件互聯放在與應用互聯同等重要的位置上 ，通過醫療物聯網基礎接入平台 ，實現對各類智能硬件的連接與管理 ，麵向全民康養 、健康城市的未來健康場景 ，做好有力支撐 。”