從目前情況看,實現醫院信息基礎平臺的整合,在技術和產品方面沒有任何障礙,最關鍵的是用戶的觀念能否轉變過來。其實,醫院用于購買醫療專業設備的費用高于對IT的投入。醫院的領導一定要轉變過去那種IT部門是成本中心的觀念,醫院的發展已經離不開IT。一位醫院的CIO告訴記者:“很多人認為銀行的IT系統非常重要,其實醫院的IT系統更重要性,因為銀行的IT系統如果宕機,損失的可能只是金錢,而醫院的IT系統如果出現問題,很可能關系到人的生死。”
醫院信息化的三個發展階段
在醫院信息化1.0時代,IT系統都是圍繞應用構建的,一個業務系統通常要配置一套獨立的硬件、軟件,因此形成了大量信息孤島。在醫院信息化1.0時代,為PACS、RIS和HIS等業務系統提供支撐是醫院信息化工作的核心。
進入醫院信息化2.0時代,醫院信息化的建設重點逐漸轉移到電子病例的建立和普及上,而構建電子病例系統的前提是實現RIS、PACS及HIS等系統的無縫連接和信息共享,同時實現一體化的訪問和控制。在醫院信息化2.0時代,IT基礎架構的整合是關鍵,同時也是實現數據管理和利用的基礎。當前,很多醫院都在探索新的信息化發展路徑:先建立一個整合的基礎架構平臺,然后在其上建立一個統一的醫院信息集成平臺,實現各應用系統的互聯互通,最終實現統一、集成的資源管理。天津海河醫院就在進行這方面的積極探索。
HDS亞太區衛生與生命科學行業總經理馬明才介紹說:“我們現有客戶中有三分之二都提出了進行基礎架構整合的需求,有些醫院甚至提出了建設全院級整合基礎平臺的要求。基礎架構整合不是由HDS推動的,而是由用戶的實際需求推動的。HDS的解決方案正好可以滿足用戶整合存儲架構的需求。”
在醫療行業,典型用戶的示范效應非常明顯。比如無錫市第二人民醫院采用HDS VSP高端存儲和HCP(Hitachi Content Platform)歸檔方案構建了可持續發展的醫療智能信息平臺。無論是規模、響應力還是信息化水平,無錫市第二人民醫院在無錫當地都名列前茅。受它的影響,無錫當地甚至整個華東地區的很多醫院都選擇了HDS的解決方案。
HDS中國區技術總監于希國介紹說:“在醫療行業,PACS數據占醫院數據總量的70%~80%,對這些非結構化數據的存儲、管理和利用成了當前醫院信息化的一個重點。”有統計表明,僅一個社區醫院或一個中等規模的制藥企業就可以累積數TB甚至數PB的數據。對于大多數成功的醫療機構來說,利用大數據已經成為提高生產力、提升護理水平、增強競爭力、加快增長和創新的關鍵策略。為整合醫院不同部門或不同生命科學系統的大數據,實現最充分的信息搜索和共享,理想的存儲架構必須是一個能夠處理塊數據、文件和內容的集成系統,而且還要具有大容量和高性能。
在醫院信息化2.0階段,企業采用HDS的高性能HNAS完全可以解決大數據處理性能方面的問題。至于大數據的深入挖掘和分析則是醫院信息化3.0階段的主要任務。醫院信息化3.0的目標是構建完善的區域醫療體系,這在很大程度上還要依賴云計算技術。
數字醫療的三個技術層次
在醫院信息化2.0階段,“整合”是貫穿始終的一個關鍵詞。從存儲的角度可以將醫院信息化2.0的目標分解成三個部分——數據存儲、數據管理和數據利用,用戶可以按階段分步實施。
第一階段,數據存儲的目標是為醫院打造一個統一的存儲平臺。這里說的“統一”包括兩層含義:第一,將過去分散的信息孤島通過虛擬化等技術進行有效整合,構成一個統一的存儲池,讓存儲資源的利用率最大化;第二,用一個統一的平臺支撐結構化和非結構化數據。基于上述考慮,HDS提出了“用一個平臺支持所有類型數據”的理念,并將其付諸實施。
“HDS整合解決方案的最大優勢在于,它是一個集成化的平臺,可以支持所有類型的數據,并且實現了存儲資源的池化。”于希國表示,“云計算的本質就是實現資源池化。無論是高端的存儲系統HDS VSP,還是中高端的HDS HUS系列,都可以幫助用戶構建一個統一的存儲資源池。HDS的高性能HNAS和HCP歸檔解決方案都是建立在統一存儲資源池之上的數據訪問通道。現在,很多醫院之所以無法實現資源共享,就是因為它們構建PACS系統時用一套設備,做數據歸檔時又采用另外一套設備,而這些設備之間是無法互聯互通的。”
從HDS在醫療行業的客戶群來看,一些大型的三甲醫院通常會采用HDS VSP構建SAN+NAS的整合系統,SAN用于HIS等數據庫應用系統,而NAS可以處理像PACS數據這樣的非結構化數據。一些中小型醫院則會采用HDS HUS系列或AMS2000系列。由于傳統的存儲架構已經無法滿足醫院的應用需求,中山大學附屬第一醫院希望通過對數據系統的改造,將HIS、PACS等關鍵應用系統的數據進行整合并集中存儲,同時還要充分利用原有的存儲設備,實現投資保護。HDS借助Hitachi Universal Storage Platform VM強大的存儲虛擬化能力,不僅幫助中山大學附屬第一醫院構建起了SAN+NAS的整合架構,而且還將原有的其他廠商的存儲設備也整合進來,形成了統一的存儲資源池,既方便在線擴展,又實現了統一管理和調配。
第二階段,實現更高效的數據管理。醫院無論規模大小,都需要建立一個統一的存儲資源池。在此基礎上,醫院可以建立一個數據管理層,也就是數據訪問的通道。醫院的數據可以簡單分成兩類:一類是PACS類數據,也就是非結構化數據,主要包括圖像、文件等;另一類是非PACS類數據,也就是數據庫數據,比如HIS系統數據。其實,在建立統一存儲池時已經解決了結構化數據的存儲問題,對于非結構化數據的存儲,則需要像HNAS這樣的高性能解決方案。
PACS數據是最典型的非結構化數據。近幾年,隨著PACS數據成幾何級數增長,傳統的PC服務器加中低端磁盤陣列的解決方案已經不能滿足數據訪問的需求。醫生閱片時,系統調用數據的速度越來越慢,數據備份的時間也越來越長。因此,使用專用的高性能文件存儲設備替代傳統的PC服務器加通用存儲設備的方式成了大勢所趨。某三甲醫院信息科主任告訴記者:“如果不能及早地科學規劃數據存儲及歸檔的基礎架構,醫院的數據將如脫韁的野馬,難以駕馭。”
HDS推出了面向文件和內容服務的解決方案(FCS),可以滿足PACS系統的存儲及管理需求。FCS主要包括HNAS和HCP。于希國介紹說:“在市場上,通用NAS比比皆是。雖然它可以滿足數據共享的需求,但在性能尤其是吞吐量方面比專用NAS略遜一籌。HNAS是一款專用的高性能NAS設備,它采用FPGA可編程控制器,內部包括數量眾多的CPU,可以充分滿足用戶對高帶寬的需求。HNAS主要適用于廣電行業的音視頻以及醫療行業的圖像訪問等應用。”中山大學附屬第一醫院采用HNAS后極大地改善了醫生的應用體驗。以前,醫生調取一張CT片可能要幾分鐘,而現在用了HNAS后,只需幾秒鐘就可以完成CT片的調取。
PACS系統的數據量通常是TB級的。PACS系統除了要求存儲具有極高的訪問性能以外,還要求適時將數據進行分級存儲和歸檔,這樣才能簡化數據管理,同時降低成本。鄭州大學第一附屬醫院采用HDS的解決方案構建了兩地三中心容災系統,其數據總量達到400~500TB。“對于醫院來說,歸檔的最大好處是可以有效管理歷史數據。”于希國舉例說,“假如用戶有100TB數據,其中80TB是歷史數據,如果不進行歸檔,那么每次進行數據查詢時,系統會檢索100TB的在線數據,這將直接影響查詢性能;如果將80TB的歷史數據進行歸檔,放入近線存儲,那么系統在查詢數據時只要檢索20TB的在線數據即可,從而提高數據查詢的效率。 ”
在HDS現有的客戶群中,采用HCP的客戶還沒有采用HNAS的多,這與目前許多醫院的歷史數據量不夠大有一定關系。另外,HNAS本身也具有自動分層功能,可以把歷史數據遷移到低成本的SATA磁盤上,雖然其性能沒有專業的歸檔方案HCP高,但是對于一般的醫院來說也夠用了。于希國介紹說:“HCP采用基于CDMI(Cloud Data Management Interface)云存儲標準的對象型存儲方式,當一個文件進入HCP時,HCP會自動產生一個Metadata(元數據),并與這個文件封裝在一起作為一個歸檔目標。元數據就像是書的目錄一樣,是數據檢索、回調的索引和依據。正是因為有了元數據,HCP的查詢效率大大提高。”
第三階段,數據的利用。像電子病歷、個人健康檔案等數據都是伴隨人一生的。衛生部《醫療機構病歷管理規定》中明確規定:門(急)診病歷檔案的保存時間,自患者最后一次就診之日起不少于15年。相關部門之所以要長期保留這些檔案數據,是因為這些醫療信息具有再利用的價值。在數據存儲和數據管理的基礎上,數據利用成為可能。HDS的HCR(Hitachi Clinical Repository)有效利用了歸檔過程中建立的元數據庫,為數據的查詢、回調提供了便利。在此基礎之上,醫院還可以對搜索出的數據進行深度挖掘。”
于希國介紹說:“HCR是國外的一些醫療行業的軟件開發商在我們的HDDS內容檢索網關的基礎上開發的一套管理軟件。如果沒有HCR,應用軟件開發商就必須做更多的二次開發才能查詢和調用數據。HCR在中國還沒有推廣,究其原因,一方面,大多數中國醫院還處于數據存儲和管理的階段,沒有太多數據利用方面的需求;另一方面,很多醫院的數據積累還沒有那么多,不需要對這些數據進行深入挖掘和分析。不過隨著醫院信息化水平的提升,以及電子病歷、個人健康檔案的建立,醫院在數據挖掘和分析方面會有更多需求。”
馭“數”三建議
目前,各醫院的信息化水平有很大差異。在信息化方面先行一步并且有一定數據積累的醫院對信息系統的整合有著迫切的需求。以鄭州大學第一附屬醫院為代表的一些醫院已經明確提出了建立全院級整合信息系統的需求。“在醫院信息化發展到一定程度時,實現信息系統的整合是必然選擇。電子病歷系統依托的就是整合、高效的信息基礎架構。”于希國表示,“以前,醫院的信息化系統是以業務系統為本建立的,現在則以患者的需求為中心,即以人為本建立整合的信息系統,在實現底層IT基礎架構整合、資源共享的同時還要實現各應用系統的互聯互通。如果沒有全院級信息系統的整合,就不可能構建起電子病歷系統,也就談不上高效的數據管理和數據利用。”
為了更好地幫助醫院實現信息系統的整合,于希國提出了以下幾點建議。
第一,從整體擁有成本的角度考慮對醫院信息化的投入。醫院可以參考HDS提出的存儲經濟學的理念,正確分析固定資本(CAPEX)和運營成本(OPEX)之間的關系。醫院不應單純看設備的采購成本,而應該將采購成本與設備長期的運維成本結合起來考慮。在醫院信息化2.0時代,對信息系統進行大規模整合,初期的設備投資可能會高一些,但是考慮到未來5年的運維成本,其整體擁有成本相對于整合前還是得到了節省。
第二,企業如果堅持按照醫院信息化1.0的思路為不同的應用建立獨立的信息系統,從技術上來說也是可行的。但是建立電子病歷和實現區域醫療是大勢所趨,而實現這一目標的前提就是進行系統整合。系統整合是早晚的事。無論從應用需求還是技術成熟度來衡量,現在都是實現信息系統整合的最佳時機。
第三,如今,醫院CIO的話語權已經得到了增強。醫院院長考慮更多的是業務能否安全、平穩運行,而不會注意到應用背后的信息系統的具體情況。CIO的職責之一就是向院長講明IT的需求,讓醫院信息化真正變成“一把手”工程,在領導層就得到充分重視和認可,這樣才可能不斷提升醫院信息化的水平。