妇幼医疗健康服务云平台设计和实现.pdf

1、中国卫生信息管理CHINESE JOURNAL OF HEALTH INFORMATICS AND MANAGEMENT814江苏省人民医院（南京医科大学第一附属医院），江苏省南京市，210029 作者简介：黄辛夷（1979），男，本科，工程师；研究方向：医学信息化；E-mail：通信作者：周小平（1966），男，硕士，主任医师；研究方向：医院信息化、妇幼卫生信息统计；E-mail：通信作者doi:10.3969/j.issn.1672-5166.2023.05.023妇幼医疗健康服务云平台设计和实现黄辛夷 周小平 王忠民文章编号：1672-5166（2023）05-814-05中图分类号：R

2、-39；R319文献标志码：A摘要目的 提高妇幼业务云上服务能力，满足基层妇幼医疗机构多变的应用和服务场景需求，提升基层妇幼医疗健康服务水平。方法 基于云原生架构建设云上妇幼平台，完成对原高度集中医疗信息业务的解耦，实现妇幼医疗应用服务云化。结果 实现了妇幼医疗健康服务云平台的快速部署。目前覆盖江苏全省121家妇幼保健机构，连接全省所有市、县级妇幼保健机构和省级危重孕产妇、儿童（新生儿）救治中心。自2022年1月上线以来，累计开展培训170次，参加培训人员16 537人次。结论 该云平台建设以实施省域妇幼健康“大手拉小手”行动为目标，为医疗机构在妇幼保健医疗服务上开展信息协作、相互协同提供了支

3、撑，可以更好地保障人民群众的健康。关键词云上妇幼 微服务 云原生Design and Implementation of Cloud Platform of Maternal and Child Medical and Health ServicesHUANG Xinyi,ZHOU Xiaoping,WANG ZhongmingJiangsu Province Hospital,Nanjing 210029,Jiangsu,ChinaAbstractObjective To improve the cloud service capabilities of maternal and child

4、 businesses,meet the needs of diverse application and service scenarios of grassroots maternal and child medical institutions,and enhance the level of maternal and child medical and health services at the grassroots level.Methods Building a cloud maternal and child platform based on cloud native arc

5、hitecture.Complete the decoupling of highly centralized medical information services and achieve cloud based maternal and child medical application services.Results Realize the rapid deployment of cloud based maternal and child platform services,currently covers 121 maternal and child health institu

6、tions in the province,connecting all municipal and county-level maternal and child health institutions and provincial-level critical maternal and child(newborn)treatment centers.Since its launch in January 2022,a total of 170 training sessions have been conducted,with 16537 participants.Conclusion T

7、he goal of this platform construction is to implement the big hand,small hand action for provincial maternal and child health,and to facilitate information collaboration and mutual collaboration among medical institutions in maternal and child health medical services,in order to better safeguard the

8、 health of the people.Keywordscloud based maternal and child;microservices;cloud nativeChinese Journal of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5期CHINESE JOURNAL OF HEALTH INFORMATICS AND MANAGEMENT815APPLICATION OF NEW TECHNOLOGY 新技术应用0 引言按照国家卫生健康委关于建立完善省

9、级“云上妇幼”平台的要求，江苏省妇幼保健院受江苏省卫生健康委委托开展了云上妇幼项目建设，构建妇幼医疗健康服务云平台（以下简称“云上妇幼平台”），提供远程教学、远程会诊、远程培训等服务，对接全省 121 家妇幼保健机构和助产机构的远程医疗信息系统，协同各级危重孕产妇和新生儿救治中心开展医疗协作，促进妇幼优质医疗资源下沉基层。该平台的建设可有效提高基层助产机构医疗服务能力，提高江苏省内孕产妇和新生儿急危重症救治水平。1 需求分析在省级卫生健康行政部门指导下，省级妇幼保健机构负责省级云上妇幼平台的日常管理和维护，省级和地市级危重孕产妇救治中心对责任片区内的助产机构开展远程培训、远程指导、远程会诊等工

10、作1。其基础平台主要有以下几项功能：远程培训围绕院感防控、妊娠风险筛查评估、高危孕产妇专案管理、危重孕产妇和新生儿救治、产科质量安全管理等，主要为基层提供业务培训、教学服务；远程会诊用于基层妇幼医疗机构向上级妇幼医疗机构申请远程会诊指导，共同研究制定诊疗方案和应急预案；线上转诊用于各级医疗机构对转入、转出患者的管理，共享危重孕产妇和新生儿相关病历资料；远程影像诊断用于基层妇幼医疗机构向上级妇幼医疗机构申请远程影像诊断。随着需求的不断增加，平台功能模块不断增加，吸引了省市各级机构不断加入。业务架构见图 1。图 1 妇幼医疗健康服务云平台业务架构2 平台技术架构设计云上妇幼平台的技术架构采用云原生

11、技术，技术架构见图 2。云上妇幼平台基于混合云架构模式，远程培训采用公有云部署方式，用户登录验证、会诊、转诊等其他功能采用本地化专有云部署。混合云作为一个覆盖专有云、公有云的云计算综合体，具有单一云形态所不具备的优越性，但也为业务的架构设计及实施部署提出了更高的要求。2.1 平台架构特性2.1.1 弹性弹性是云计算的核心能力之一，它能充分提高业务系统的容错能力，在业务峰值时可以快速水平扩展，在Chinese Journal of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5

12、期中国卫生信息管理CHINESE JOURNAL OF HEALTH INFORMATICS AND MANAGEMENT816业务低谷时可以自动释放回收资源。虽然单一云形态也具备这种特性，但混合云则使这一能力得到了更好的发挥。采用 K8S+Docker 进行容器化2，基于微服务架构进行服务的分割与复制、数据和服务分区，提高系统架构弹性，优化资源利用率。2.1.2 采用微服务方式云上妇幼平台围绕 4 大功能模块来创建应用服务。各个服务之间彼此相互协助，作为一个整体为用户提供系统服务。使用云原生技术架构可以使部署、运维管理变得更加简单3。在云上妇幼平台微服务架构中，各个子服务可以根据需求独立地进

13、行扩容，增强服务的容错能力。2.2 平台安全措施在混合云环境下，由于边界的延伸，其安全架构的复杂度要高于单一专有云和私有云，因此混合云对安全的设计提出了更高的要求。对平台从设计、部署到运营的各个阶段，赋予最高的安全级别4。2.2.1 端到端安全加密采用可分层视频编解码（scaled video coding）架构，在终端进行音视频的加密编码，多点控制单元（multi control unit）不进行编解码只负责智能转发。终端根据网络情况和处理能力选择接收合适的码流，实现端到端的加密。2.2.2 视频存储安全对于视频的录制，采用分段加密存储，将完整的录制视频碎片化处理，之后再分别进行加密存储5。

14、同时，密钥与加密后的存储文件位于不同的服务器上实现物理上完全隔离，最大限度地保障视频文件的安全性。2.2.3 云原生安全云上妇幼平台将容器安全能力按照优先级由高至低分为基础控制、基本控制和基于风险的控制，其中网络隔离（L3 network segmentation）被划分为必备的基图 2 妇幼医疗健康服务云平台技术架构Chinese Journal of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5期CHINESE JOURNAL OF HEALTH INFORMATICS

15、 AND MANAGEMENT817APPLICATION OF NEW TECHNOLOGY 新技术应用础控制能力。在内外网分别部署扫描节点，通过对端口进行连接和探测发现高危服务。在构建业务镜像时清理掉不需要的服务和组件，删除安全外壳协议（secure shell，SSH）高危服务，彻底杜绝 SSH 密码爆破或密码泄露的安全风险。2.3 关键技术应用2.3.1 Spring Cloud 微服务框架技术采用 Spring Cloud 微服务框架技术进行开发6。Spring Cloud 为最常见的分布式系统模式提供了一种简单且易于接受的模型7，并提供 Eureka、断路器、网关、配置中心等模块以

16、轻松实现微服务的构建。Eureka 是基于描述性状态迁移（representational state transfer）的服务，用于服务发现。云上妇幼平台的应用服务在启动时自动注册到 Eureka 上。Eureka 也会定期检查应用服务的健康状态，去掉不健康的实例。断路器能提高整个系统的弹性，解决服务雪崩问题。妇幼业务请求调用通过统一的网关接入云上妇幼平台。配置中心将各个应用/系统/模块的配置文件存放到统一的位置，然后进行管理8。2.3.2 容器化技术云上妇幼平台采用容器化技术9。容器化是将服务代码和运行环境集成到一个可复制的单元中。容器允许在单个硬件中运行而不必像在虚拟机中需要模拟硬件和软

17、件，开销非常低。容器技术隔离不同应用程序的环境，但容器之间共享同一个操作系统，占用的资源少，启动速度快。2.3.3 容器编排管理技术云上妇幼平台容器管理基于 Kubernetes 技术10。Kubernetes 是一个用于容器集群的自动化部署、扩容以及运维的应用。Kubernetes 自主管理每个容器，降低服务器资源管理难度，让运维管理变得更加简便。Kubernetes 通过声明式配置，让开发人员能够理解应用的状态，提高开发和部署的效率。3 平台功能依托省级区域妇幼健康信息平台，建立了覆盖省内各级危重孕产妇和新生儿救治中心11、各级妇幼保健机构及助产机构的远程医疗信息平台，并通过接口向国家平台

18、上报省级平台数据，实现与国家级平台数据的互联互通。云上妇幼平台包括远程培训、远程会诊、线上转诊、远程影像诊断共 4 大功能模块。3.1 远程培训通过 PC 端的视频点播、在线直播，App 端的课程点播、在线直播多种方式为基层提供业务培训、教学服务。3.2远程会诊基层妇幼医疗机构可通过该功能向上级妇幼医疗机构申请远程会诊指导，上级妇幼医疗机构接受申请，开展远程会诊，并出具诊断意见及报告。并且，还可以进行病历资料浏览（PDF、图片）、屏幕共享、多人多机构交互病情讨论、病历资料白板书写交互等。3.3 线上转诊线上转诊用于各级医疗机构对转入、转出患者的管理。基层妇幼医疗机构可向定点转诊机构提出转诊申请

19、，转诊机构进行转诊评估。转诊机构可以查看转诊过程情况，包括接诊、评估、入院状态等信息，以及转诊过程中的影像和救护车的行程轨迹。3.4 远程影像诊断基层妇幼医疗机构向上级妇幼医疗机构申请远程影像诊断，上级妇幼医疗机构接受申请，开展远程影像诊断，并出具诊断意见及报告。4 建设成果和讨论4.1 平台建设成果云上妇幼平台建成运行后，在 2022 年 1 月2023年 1 月期间，进行了省级培训直播 95 次，市级培训直播 39 次，区县级培训直播 36 次，参加培训共计 16 537 人次。顺利完成常州市妇幼健康专项技能培训（两癌筛查）、全省孤独症筛查干预技术培训、姑苏区妇Chinese Journa

20、l of Health Informatics and Management,October 2023,Vol.20,No.5 中国卫生信息管理杂志2023年10月第20卷第5期中国卫生信息管理CHINESE JOURNAL OF HEALTH INFORMATICS AND MANAGEMENT818幼健康信息管理工作培训、锡山区产后访视培训、江苏省出生缺陷防治基层人员培训、苏州市“省妇幼药具管理平台”推广培训、省妇幼健康信息系统产前筛查和诊断模块整改完善需求专家讨论会、盐城市妇女“两癌”检查项目培训等培训指导工作。4.2 云原生技术应用探讨在建设和维护过程中，经历 6 次大版本更新、30多

21、次小版本更迭。使用面向服务的架构 SOA 部署单个服务最少需要 60 分钟，使用云原生容器与微服务架构部署单个服务只需要 20 分钟。Kubernetes 使部署更简便，容器化使所有配置保持一致，利用代码平台自动打包镜像，1 分钟之内便可部署到工作环境。在实践中也遇到一些问题，并非所有应用都适合容器化。如果服务需要特殊驱动的硬件资源交互或者内核交互，那么就不适合放在容器中运行。另外，对于数据库，由于容器是进程级别的运行，一旦容器崩溃，很容易导致数据库非正常关闭进而损坏数据12，因此也不适合容器化。5 结束语妇幼医疗健康服务云平台整合了江苏省妇幼健康信息系统，为人民群众提供多方面、多层次的医疗服

22、 务13，通过“大手帮小手行动”覆盖全部基层妇幼保健机构，有助于提升基层妇幼健康保健服务能力。该平台的建设将推动省级区域的妇幼保健医疗的统筹，进一步推进妇幼保健需求评估与社区服务14、健康管理信息一体化，实现社区内妇幼保健基本医疗服务全覆盖，提高妇幼保健服务满意度，促进妇幼保健服务健康发展。随着医院集成平台重要性的提升，其底层业务的技术架构也逐渐得到重视。采用云原生架构，能提升底层业务的稳定性、扩展性，不仅能使院方从技术环节充分掌控各个业务服务，更可以为推进互联互通、智慧医院建设打下稳固的云原生架构体系基础。云上妇幼业务的开展，形成了妇幼保健服务新体系，提供了远程转会诊医疗服务、远程培训相结合

23、的信息化支撑，有助于提高区县级妇幼卫生机构的医疗服务水平15，推动妇幼保健事业的高速、优质发展。参考文献1 鲁泽春,宋波,高群,等.提升母婴安全服务质量 维护妇女儿童健康母婴安全行动提升计划（20212025年）解读 J.中国妇幼卫生杂志,2022,13(5):1-4.2 联通(广东)产业互联网有限公司.一种基于 5G 移动通信的 PICU 数字化病房系统:CN202210054068.2P.2022-05-03.3 李汉鹏,林梅霞,张星星,等.云原生技术在检测行业数字化转型中的应用 J.电子质量,2022(6):102-105.4 姚刚,吴海莉,吴丹.云平台安全防御策略研究 J.信息系统工程

24、,2023(1):32-34.5 李 铮.云 会 议 视 频 系 统 建 设 浅 谈 J.中 国 传 媒 科技,2022(4):138-141.6 王泓淼,张洁,雷建胜,等.基于微服务的空天协同目标识别与监视系统设计与实现 J.软件,2019,40(11):1-3.7 陈娜,严张凌.基于Spring微服务架构的学生实践平台J.信息与电脑,2020,32(13):127-129.8 王义.微服务架构特点、技术趋势及在行业应用中关键问题研究 J.软件,2020,41(6):132-136.9 邢贞明,李登辉,潘博.微服务架构与容器技术探析 J.金融科技时代,2021(2):66-69.10 李轲,

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