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第二节 物联网医学分级诊疗平台框架
物联网医学平台是云计算技术在医疗卫生领域的一种应用,它充分体现了云计算的技术架构,包含SaaS(software as a service,软件即服务)、PaaS(platform as a service,平台即服务)、IaaS(infrastructure as a service,基础设施即服务)三个服务层次,并延伸出多种服务模式。物联网医学平台框架也可细分为基础设施层、数据接口层、数据层、应用支撑层、业务层、展现层、统一的国家标准和统一的安全体系等(图1-2)。
云计算作为一种新型的计算模式,把IT资源、数据、应用作为服务通过互联网提供给用户。另外,云计算也是一种基础架构管理的方法论,由大量的计算资源组成IT资源池用于动态创建高度虚拟化的资源提供用户使用,这种资源池称为“云”。“计算”指计算应用,在产业和市场中,可以指一切与IT有关的应用。云计算把网络中的各种资源,虚拟成计算机,向用户提供所需的计算资源,即网络成了计算机。用户在使用网络资源时,不需要了解“云”内部的结构和技术,直接使用相关资源。
图1-2 物联网医学平台整体框架
云计算有三个维度的理解:首先,提供物理的资源,包括计算、存储、数据,当然还有网络等;其次,提供可以开发新的应用、新的服务、新的解决方案的平台;最后,作为一种服务保障,服务可以是软件、数据、安全等。物联网医学云平台在此基础上划分了四个层次。
一、资源层
资源层位于物联网医学云平台系统体系的最底层,包含物理资源层和资源池层。物理资源层又包含了服务器、存储设备和各种网络设备等,而资源池层则是物联网医学云平台的软件及信息集合。云计算的提出动机就是要整合所有的软硬件资源,支持资源按需提供,按使用量付费。云计算的主要思想就是资源整合与资源共享,利用云计算将现有的硬件设备集合,有效地增强物联网医学云平台的存储能力、计算能力,满足物联网医学云平台服务能力不断提高的需求。
二、虚拟层
虚拟层包括虚拟服务器、虚拟存储器和虚拟网络。物联网医学云平台体现云计算的一个重要特点就是虚拟化,可以说是虚拟化为系统创造了“云”,同时也是云计算区别于传统计算模式的重要特点。虚拟化的目的是虚拟化出一个或多个相互隔离的执行环境,用于运行操作系统及应用,并且确保在虚拟出的环境中,操作系统及应用的运行情况与在真实的物理设备上运行的情况基本相同。物联网医学云平台通过虚拟化技术,可以使得系统中的物理设施的资源利用率得到明显提高,可以有效地平衡系统的性能,还使得系统动态部署变得更加灵活、便捷。
三、应用管理层
应用管理层是物联网医学云平台系统中最关键的一层。该层作为物联网医学云平台的后台管理层,动态管理资源和支持系统的相关业务,主要负责系统的容量规划、资源的动态部署、动态调度,监控、安全等。其中,容量规划就是系统总体上规划分布式的数据资源和计算资源,设计相应的分布式数据存储系统,定义资源的单元和生命周期;动态部署是系统提供标准化的资源模板,用户可以根据需求选择应用程序、计算资源、存储资源等模块进行快速部署;动态调度则是动态分配系统的虚拟化资源,保证各种资源都能得到有效利用;监控是实时监测各种资源的工作动态,非正常状态时能够报警并自动调整资源的分配;安全就是保证系统中数据信息的安全,从而保证云计算系统的正常运行。
四、业务表现层
业务表现层是物联网医学云平台的功能体现层。在物联网医学领域中,云计算不仅要使该层完成基本的数据检索、数据存储等业务,还要提供各项网络服务,包括网上软件服务和网上平台服务等。在平台系统建立之初主要有数据存储系统、数据分析系统、用户管理系统等功能,但随着其不断成熟,逐渐朝着物联网医学康复、物联网医学服务、慢病管理、居家看护、紧急救助、网络就诊、音视频会诊等多种媒介特色医疗服务的方向发展。物联网医学云平台业务表现层的拓展,是物联网医学云平台服务功能不断提高优化的基础。
当然,业务表现层还提供了访问物联网医学平台的几个途径,包括以下几种方式:
1.公共服务网站
个人用户、社区医护人员、家庭医生可以通过公共服务网站获得各类信息。用户可通过电脑、手机、PAD登录公共服务网站进行信息浏览和交互。公共服务网站框架图见图1-3。
图1-3 云平台公共服务网站框架
2.手机APP
个人用户可以通过智能手机端,查阅个人病历、上报自测数据、紧急报警等(图1-4);社区医护人员、家庭医生可以通过智能手机端,追踪个人用户康复情况,了解其健康信息,以及开展远程干预和进行医疗互动等。如图1-5所示,手机APP可实现各种疾病问卷量表功能。
图1-4 智能手机端
图1-5 患者手机端问卷量表
3.智能终端
用于居民健康数据采集的智能终端包含智能监护终端、智能康复评估终端、人机交互终端设备。
(1)智能监护终端:
包括家用生理六参数监护仪、睡眠监护仪、扩展性通用采集终端等。
(2)多功能智能康复系统:
包括家用智能化康复设备、辅助运动器具、虚拟锻炼终端系列设备等。
(3)人机交互终端设备:
老人手机、电脑、智能手机、老人PAD、家庭网关、机顶盒等。
此外,安全体系是物联网医学平台顺利建设的前提和基础。从物理安全、系统安全、运行安全和管理安全等方面全面构建安全防范体系,确保系统的可用性、机密性、完整性、可控性。医疗信息的可靠性可以通过工具进行加密,例如安全/多用途因特网邮件扩展协议、信息权限管理解决方案等。
为了保证系统的有效运行,同时与区级医疗平等外部平台无缝连接,同时考虑到与后续建设项目有效集成,物联网医学平台参考电子病历、健康档案国家标准,以及相关的国家医疗行业规范进行建设。