图:总体架构
通过标准化服务、数据交换平台实现接入,基于统一数据、资源中心及业务共享服务中台实现支撑,覆盖五大应用领域,满足全民健康信息平台信息化建设需求。
1、在夯实市县级医院、基层医疗卫生机构信息化基础的前提下,建设统一的数据资源中心,覆盖临床数据、运营数据、主索引数据、主数据、医疗资源数据等,其中医疗资源数据包含专家资源信息、检验检查资源信息和床位信息等主题数据。

2、采用中台架构理念,依托服务总线、微服务技术进行跨平台、跨系统的数据采集、资源汇聚、业务协同和对外连接,以松耦合的服务支撑业务的复用,适应和快速响应新业务接入、新业务场景构建。
3、按照强基层、智核心、促协同的思路,面向各级医院、卫生行政主管部门、居民着重建设各类业务应用,开展统一资源管理、统一流程管理和统一运维管理,支撑地区遵循统一标准进行数据互通、资源互联和业务共融。面向基层医疗卫生机构提供医疗、公卫一体化的信息化支撑;支持面向地区提供人财物一体化的后勤管理支撑;通过建立医学检验中心、影像诊断中心、病理诊断中心等支持资源共享、协同管理;面向各类决策者提供综合管理和监测服务;面对居民、患者提供基于互联网的便民就医服务。
业务架构基于中台思想的信息平台业务架构设计如下:
图:业务架构
全民健康信息平台利用云计算、中台、微服务等新技术巩固和发展现代健康管理服务。
数据中台,利用获取的各类医疗卫生数据、对数据进行加工,获取分析结果,然后提供给业务中台使用。数据中台的数据来自各业务系统或者数据湖,有源数据、关联数据、加工好的数据(已经整理的主题数据、算法、模型),再提供给业务中台使用。
业务中台按照业务域封装各类组件(服务),从而降低系统模块之间的耦合度。
通过中台设计,我们可以快速实现医务人员的需求,避免重复建设,还可以支持快速创新,业务更敏捷,以应对未来需求变化。
数据架构平台信息资源的架构设计遵循医疗卫生健康业务的需求和平台的功能需求,整合资源。资源库主要包含智能化管理信息库、基础信息库(平台运行支撑库)、核心信息资源库(健康档案、电子病历和人口信息)、卫生资源库、区域协同服务库(业务系统支持库)、公共卫生业务库、共享交换库、辅助决策库、居民服务库等。
根据存储在数据中心的数据类型,结合平台的应用,给出全民健康信息平台规划建议的总体框架,如下图所示:
图:规划数据架构
数据架构模型设计以元数据为基本核心展开,通过元数据定义分类编码、数据元素以及卫生指标体系,结合信息资源分类及标识设计定义数据集。
在标准数据的基础上设计各类数据模型,根据应用需求将数据集划分为数据接口模型、数据库模型、ODS模型和数据仓库模型,这些模型根据需要可设计为关系型、XML文档方式以及多维方式等各种结构。
技术架构全民健康信息平台的技术架构如下:
图:平台技术架构
平台技术架构包括基础设施即服务(Iaas)、数据资源即服务(DaaS)、平台即服务(Paas)和软件即服务(Saas)4个层次。
1、IaaS层
IaaS层位于云平台四层服务的最底端,该层依托于医疗集团云环境,提供的是最基本的计算资源、存储资源和网络资源,包含CPU、内存、服务器、存储等,把这些资源抽象成服务并可对外提供。服务的供应是一个关键点,它的好坏直接影响到用户的使用效率及IaaS系统运行和维护的成本。虚拟化是核心技术,基于虚拟化技术将基础设施资源(计算、存储、网络带宽等)进行虚拟化和池化管理,便于实现资源的动态分配、再分配和回收,从而实现基础设施的充分利用、降低能耗。云运维也是支撑平台运行不可或缺的,包括流量管控、云安全监控、云服务平台等。其他技术包括云计算、集群部署等。
2、DaaS层
DaaS层位于IaaS层之上,为平台应用建设提供可扩展的、高可用的和多租户的数据库服务,统一整合各级医疗机构、公共卫生机构等相关系统的各种数据,实现数据的集中管理并保证服务水平。主要包括数据获取与存储、数据处理和数据服务供应三部分。具体技术包含ETL、分布式存储、分布式计算等。
3、PaaS层
PaaS层位于云平台四层服务的DaaS层之上,它提供给终端用户基于互联网的应用开发环境,包括应用编程接口和运行平台等,并且支持应用从创建到运行整个生命周期所需的各种软硬件资源和工具。在PaaS层面,服务提供商提供的是经过封装的IT能力,或者说是一些逻辑的资源,比如数据库、文件系统和应用运行环境等。具体技术包含云原生、微服务、DevOps管理、ESB服务总线、ACL、API组件等,基于统一技术中台,在技术、业务、资源资产复用基础上,以更灵活、可扩展的架构体系支撑新业务需求的快速响应和低成本的业务场景搭建。
4、SaaS层
SaaS层位于云平台四层服务的最顶端,用户可通过PC端、移动终端、公众号等多种形式的门户,使用部署再云平台上的应用软件。服务供应商负责维护和管理软硬件设施,并以免费或按需租用方式向最终用户提供服务,服务提供商提供的是消费者应用或行业应用,直接面向最终消费者和各种企业用户。涉及技术包括C#、JAVA、Python等多种开发语言,相关开发组件和开发框架,以及支撑云平台运营的使用计费服务、运行管理的相关技术。
主要技术路线 采用云计算技术提供支撑信息化系统必须具备高可用性、高可靠性以及高可扩展性的应用需求,并且需要与相关医疗机构联通,并提供服务。针对卫生信息综合平台应用现状及发展趋势,平台采用云计算技术作为底层架构,以简化应用的开发、部署和管理相关的复杂问题。
云计算是通过云服务平台按需提供计算能力、数据库存储、应用程序和其他 IT 资源。根据机房建设所在地以及运营方式,云计算可以分为公有云、私有云、混合云。
云计算包含三个主要类型,通常被称作:基础设施即服务 (IaaS)、平台即服务 (PaaS) 和软件即服务 (SaaS)。本项目信息化系统建设中,主要发挥云计算IaaS、PaaS层的技术优势,SaaS类服务作为后续扩展。
采用微服务架构设计针对信息化系统的特点和政策决策的业务需要,采用微服务技术架构分析与技术方法进行设计,遵循统一性、抽象性、符合性及业务驱动、可迭代的设计原则完成项目的分析、设计和开发。
微服务架构是一项在云中部署应用和服务的新技术,基于Spring Cloud 等微服务框架,可以解决传统集中式架构转型的困难,打造大规模高可用的分布式系统架构,实现业务、产品的快速落地,并满足业务不断变化、迭代的需求。包括,技术平台服务化——统一技术平台,解决公共技术问题,底层更稳定、安全性更高,后台应用微服务化,以及服务接口API化——打造统一的接入平台,通过API网关与内部应用、外部应用、第三方应用快速对接。
平台采用容器化、虚拟化技术支撑,平台的各个业务功能通过微服务化拆分为数十个的支持微服务,每一个微服务均是独立的单元,可以通过微服务的水平扩展形成功能内聚的服务群,满足高并发,高可用的应用要求。微服务架构比传统的应用程序更有效地利用计算资源,当平台用户数量激增、微服务资源利用率达到瓶颈时,可以通过增加微服务的方式,进一步保障平台性能。当单个微服务出现问题,其他服务仍可继续工作,也可以通过集中微服务资源保障重点业务运行,满足平台对性能和稳定性的苛刻要求。
引入中台技术基于数据中台、技术中台、业务中台架构,建设多级互联的医疗卫生数据采集交换体系、数据治理体系、服务治理体系,进一步夯实疫情防控医疗大数据应用发展的基础。
数据中台,利用获取的各类医疗卫生数据、对数据进行加工,获取分析结果,然后提供给业务中台使用。数据中台的数据来自各业务系统或者数据湖,有源数据、关联数据、加工好的数据(已经整理的主题数据、算法、模型),再提供给业务中台使用。
技术中台主要整合微服务、DevOps、容器编排、任务调度等基础支撑应用,以更灵活架构体系支撑新业务场景和需求快速响应,适应政策、业务的快速变革。
业务中台按照业务域封装各类组件(服务),从而降低系统模块之间的耦合度。从而快速实现各类医务人员用户、行政管理用户的需求,避免重复建设,还可以支持快速创新,业务更敏捷,以应对未来需求变化。
引入大数据和人工智能技术随着云计算、大数据、人工智能的发展,国内外对人工智能产品审批、监管相关标准制定紧锣密鼓进行, 自2017年7月以来FDA已批准相关医疗人工智能产品9项,9项产品多为监测预警类产品,从2018年5月开始出现诊断辅助类AI产品。
大数据和人工智能技术在医疗领域的应用,不仅局限在预测预警以及影响诊断,语音识别、图像识别、NLP自然语义处理、大数据处理、深度学习等领先的技术都可以在医疗领域发挥技术的优势。充分发挥大数据和人工智能的优势,包括大数据在医疗公卫数据的应用和大数据可视化展现等。
发挥移动互联网的优势互联网医院由于突破了空间界限和内容束缚,可以把医疗服务延伸到离老百姓最近的地方,方便患者、降低患者的看病成本,同时也满足不同患者群体对优质医疗资源的个性化需求。依托实体医疗机构,应用互联网等信息技术拓展现有医疗服务空间和内容,通过构建线上线下一体化医疗服务模式,将医院现行的诊疗模式进行融合再创新,进一步释放医院医疗发展动能,更加精准对接和满足群众多层次、多样化、个性化的健康需求,满足患者在疫情期间可以继续看病就诊的迫切需求,可以让老百姓真真切切地享受到“互联网+医疗健康”创新成果带来的健康红利。
基于XML的数据存储与查询技术平台建设需要与多个卫生健康信息系统进行信息接口集成与交换,例如平台需要与医疗卫生机构进行信息交换,但是以上系统一般都是由不同厂家分别承建,要使不同厂家承建的异构系统进行信息交换,则需要建立一种标准的信息接口技术去支撑实现,这种标准应具备安全、标准、规范、通用性强、无歧义的原则,而采用XML技术是实现这一技术及应用需求的最佳途径,其可实现标准XML数据的格式转换,并且可以通过图形化映射组件、XSLT、客户化Java程序、ESQL等多种方式实现转换功能。
XML(ExtensibleMarkupLanguage)即可扩展标记语言,它与HTML一样,都是SGML(StandardGeneralizedMarkupLanguage,标准通用标记语言)。XML是Internet环境中跨平台的,依赖于内容的技术,是当前处理结构化文档信息的有力工具。
WebService技术该方案涉及许多专业化应用,需要对多应用系统的进行集成,用一体化的方案给予解决,形成一个相对完整而有效的体系。WebService是一个可互操作的分布式应用程序的新平台,它定义了应用程序如何在Web上实现互操作性。用任何的语言,在任何平台上写WebService,只要通过WebService标准就可以对这些服务进行查询和访问,形成一个开放的共享体系,使系统既有良好的可扩展性。
HL7标准在平台上对于很多的数据交换采用HL7(主要应用RIM、CDA)为数据标准。HL7已经成为一个医疗界公认的标准。医疗机构之间的医疗信息交换都是使用HL7的基本标准。虽然起初HL7主要是针对临床信息的交换而开发的,但随着HL7的发展、尤其是引入RIM之后,HL7的模型和方法已经不再局限于临床应用,而是能够满足病人管理、财政、公共卫生、EHR、基因组学等更广泛领域的建立信息模型的需求。考虑到与国际主流信息模型接轨的需要,本项目将采用RIM以及HDF数据模型开发框架(HDF)作为健康档案数据建模的方法,采用CDA作为平台中数据交换的主要数据表达形式。
IHE规范医疗企业集成(IntegratingtheHealthcareEnterprise,IHE)计划已成为具有高度影响力的国际性HCIT标准协调组织,是项目在区域卫生信息网络环境下实现信息共享最重要的标准、规范之一。
IHE起源于对某个领域(例如放射学)的某个工作流程场景中的集成问题通过选择和规范现有标准定义解决方案。现在逐渐扩展与EHR视野和应用领域。
IHE创立了ITI领域开发能被其他领域(他们的划分主要按照临床医学的专业)跨领域共享的基础设施服务,和面向纵向集成的、可伸缩的EHR解决方案。通过一组在各个具体领域内开发的集成规范之间的合作,ITI领域设计了EHR系统的IHE蓝图,并正在继续开发ITI集成方案。
平台建设不仅重点采用了IHE规范的患者标识交叉主索引PIX技术,还采用了IHEXDS跨医疗机构的文本共享模型。
一体化架构设计思路全民健康信息云平台和云基本医疗机构信息系统建设,充分考虑与区域卫生健康信息平台的技术支撑体系的通用性和适配性,基于区域医疗卫生业务一体化、软件平台化、服务智能化的整体解决方案技术理念,构建面向二级和三乙级医疗机构、基层医疗卫生机构、卫健委的不同应用场景,有利于打破业务条块冲突、消除不同信息化厂商之间的数据壁垒。
图:区域医疗卫生业务一体化、软件平台化、服务智能化的整体解决方案技术理念
各类应用全部基于云计算技术进行部署和应用,形成云端互动、上下协同的区域信息服务平台,平台内系统和应用采用“统一建设、统一运维、统一监管”的创新建设模式和管理模式,提高区域医疗卫生信息化对医改支撑和保障能力。通过一体化的信息平台,居民、医护人员、医疗机构、卫生行政主管部门可以更好维系相互信赖的关系,有助于降低服务成本,优化医疗服务资源配置;可以更好的保障各级卫生医疗应用服务不断完善和扩展,适应全市卫生业务良性发展,有力支撑将信息系统建设福射到二级医疗卫生机构、乡镇卫生院(社区卫生服务中心)和村卫生室(社区服务站),真正实现“一体化建设、多级业务协同联动”。