醫院資訊化建設技術問題及解決方案

2021-03-04 09:18:34 字數 4243 閱讀 1380

醫院在資訊化方面的建設經過十多年的發展,已經從起步摸索階段進入了成熟發展階段,所涵蓋的業務內容也逐步從oa、his延伸到lis、ris、pacs等多領域,然而隨著這種資訊化建設的進一步深入,醫院已經不得不完全依賴於網路系統和軟體系統的運轉,任何細微的網路或系統故障都可能導致醫院嚴重的經濟損失和社會影響。

對於醫院在資訊化建設中所面臨的各種問題,我們通過對人民、宣武、北大等幾家大型三甲醫院網路和系統執行現狀的分析,認為各醫院現有網路和系統雖然在功能上基本可以滿足資訊化建設現階段的需求,但在整體規劃、設計細節、長遠考慮等多方面還(存在問題)有不少值得改進的地方:

1、醫院網路在最初規劃時是遵循智慧型建築模式設計的,並沒有充分考慮各醫院網路的自身特點,因此在可靠性、安全性和可管理性等多方面(存在缺陷)存在可以改進的餘地;

2、醫院現有的基於財務的mis型別的his系統相對已較為成熟,(但還沒很好的解決與ris、pacs等系統的介面設計問題,而且缺乏對醫院未來發展分布式資料處理的支援)但在與ris、pacs、lis等其他醫院應用系統的介面方面還要改進的空間,尤其是在標準化問題上,有較大的改進空間,目前的軟體系統對於醫院今後的集團化運作發展方向支援能力需要改進;

3、醫院現在的儲存規劃只停留在企業級標準,根本無法達到國家對門診病人15年、住院病人病例30年有效儲存期的規定,嚴重限制了pacs等系統的發展和深入利用;

4、醫院資訊化建都是從單一的應用系統起步的,在全面、有效、強力的統一管理和整體規劃方面需要改進,(很容易為)在今後醫院整合his、lis、ris、pacs等資料資源等方面將會有較大的改造空間。

針對醫院資訊化建設中所存在的(漏洞)值得改良之處,我們作為以技術為先導的系統整合公司,將著眼於充分利用先進的技術手段解決醫院實際面臨的問題。在這個過程中也逐漸形成了一套完整的醫院資訊化建設模式,並希望藉此為更多的醫院單位服務。

圖:醫院資訊化建設模式

以下我們將對醫院資訊化建設中實際面臨的問題進行逐一分析,並利用先進的產品、技術等手段設計可行的實施方案加以解決,提高醫院資訊系統建設的可靠性、安全性和可管理性。

醫院網路的建設是基於智慧型化樓宇建築的綜合佈線系統,該佈線設計應當充分考慮醫院網路在可靠性和安全性兩方面的嚴格要求,配合網路和功能的先期規劃制定更具有院方針對性的佈線施工方案。因此,我們建議在進行樓宇綜合佈線設計時可參考以下方式提高系統的可靠性和安全性:

1、在綜合佈線設計階段應有網路設計方介入,使網路設計意圖在綜合佈線方面得到體現,兩者相互配合共同完成佈線的實際施工方案;

2、在綜合佈線設計中應為醫院關鍵業務系統提供線路預留以便今後頻寬的擴充套件,並為核心業務系統提供建設冷備網路的線路資源;

3、在綜合佈線設計中應配合樓宇功能的詳細規劃科學配置資料點表,避免在網路擴充套件過程中對整體拓撲結構造成改動;

如能將以上三種方式融入綜合佈線系統的設計和施工全過程中,相信網路系統的建設將更加適用於本醫院資訊化的建設,並提供更具可靠性、安全性和針對性的網路系統平台。

綜合佈線系統的科學規劃將為網路的建設提供更為堅實的基礎,在充分認識到醫院網路系統對資訊化建設所起到的關鍵作用前提下,網路建設的可靠性、安全性和管理性成為我們所關注的焦點。以下將詳細介紹利用現有先進技術滿足醫院網路設計需求的手段。

「可靠性」是醫院網路建設所必須達到的要求,由於該平台將承載院內全部的資料傳輸業務,因此網路自身的不穩定將給醫院的正常運轉帶來致命影響。為了提高網路建設的可靠性我們建議採取多層次、多方式的冗餘設計,使網路可靠性得到全面的增加。

1、 裝置級冗餘設計

裝置級冗餘最主要的設計思想是以增加裝置數量為代價來彌補單台裝置所固有的平均故障率。該方式雖然將增加網路建設的初期投資,但其結果將使網路系統的可靠性呈倍增長,對於承載關鍵業務的醫院網路而言採用裝置級冗餘設計是非常必要的。通過歸納其它行業所採用的高可靠性解決方案,我們認為在醫院網路中可行的裝置級冗餘設計可以有以下四種:

1 在機房提供雙路供電的基礎上網路核心交換機配置雙電源模組:

從網路故障分析的統計結果可以看到,由於供電系統問題導致網路癱瘓的機率很高,因此利用雙迴路分別為裝置供電可以有效避免此類問題。絕大部分網路核心交換機所具有的冗餘電源模組是基於功率負載分攤的,在任何一路電源斷開或失效後系統會自動將負載移至另一電源模組,根本不存在切換時間的問題,從而保證裝置的正常供電。

2 網路核心交換機設計雙機熱備工作方式:

任何的網路裝置都存在平均故障時間,因此醫院在使用單台網路核心交換機時將面臨風險。使用雙機熱備方式工作的網路核心交換機系統其平均故障時間理論上近乎為零,如果任何一台核心交換機發生意外宕機,那麼另外一台核心交換機也可以在極短的時間內接管全網業務,從而避免由於單台網路核心交換機的失效導致全網癱瘓;連線兩台核心交換機的高速網路( 2g~16g )還將起到網路負載的分擔作用,從而降低業務流量對單台裝置的壓力。在設計雙機冗餘網路核心時通常可以採用均衡和非均衡兩種方式,這將完全取決於對資料流量和流向的狀況,考慮到院內業務資料的重要性,我們建議在條件允許的情況下網路核心交換機最好採用均衡方式的雙機熱備方案。

3 單台網路交換機的控制引擎設計熱備工作方式:

在條件不具備的情況下可以考慮為單台網路交換機配置雙引擎並以熱備方式工作,由於交換機引擎的故障率通常高於相應的線路模組,因此這樣的冗餘設計也可以提高裝置的可靠性,降低系統單點故障發生的機率。但該設計的弱點在於單台網路裝置的路由交換背板無法實現冗餘,任何背板所發生的故障將直接導致裝置癱瘓,因此我們建議該冗餘設計只適用於承載醫院非核心業務的網路匯聚層上,從而減輕交換機宕機對全網業務的影響。

4 部分網路裝置可考慮現場備機服務:

採用以上冗餘方式提高網路裝置的可靠性效果雖好,但在連線客戶終端的接入層裝置上是很難實現的,因此對於接入交換機可以充分利用裝置廠商所提供的免費現場備機服務,在最短的時間內進行裝置更換以減少斷網對醫院業務的影響。

2、 線路級冗餘設計

線路級冗餘並不完全是指綜合佈線領域的備份線路,在投資不變的情況下,該設計不僅可以提供冗餘的通訊鏈路,而且可以提供倍增的鏈路頻寬。由於線路冗餘設計已經是一種先進、成熟的通用技術,因此利用該技術為醫院網路提高線路可靠性和傳輸效率是完全可行的。針對醫院的實際情況我們建議在以下兩種情況考慮使用線路級冗餘設計:

1 接入層交換機與核心層交換機之間的級聯線路:

在網路核心採用雙機冗餘設計的基礎上,接入層交換機將通過雙條線路分別連線兩台網路核心交換機。**路正常的情況下接入交換機與網路核心之間的有效頻寬將是單條鏈路的兩倍,資料流在雙線路上實現負載均衡傳輸,從而減少對任何一條線路的頻寬占用。當其中任意一條線路發生故障時,系統將自動調整全部流量至另外一條線路,保證資料的正常傳輸,待受損線路正常之後又可以自動恢復負載均衡的功能。

這樣可以有效提高接入層與核心層之間的線路可靠性並能顯著增加有效的傳輸頻寬。

2 接入層交換機之間的級聯線路:

隨著醫院網路覆蓋範圍的增加,接入層交換機之間的級聯情況會經常出現,當採用一條線路進行級聯時的頻寬最多只能達到2g,因此在接入使用者數量較多的情況下該級聯線路將成為嚴重的頻寬瓶頸,在這種情況下可以通過多條(2 ~ 8條)冗餘線路建立接入層交換機之間的級聯,並利用乙太網**技術增加有效級聯頻寬,當其中任何一條線路斷開時,其餘級聯線路仍可維持**方式執行,從而提高端聯線路的可靠性。

3、 協議級冗餘設計

利用標準網路協議可以方便的實現基於二層、三層的冗餘設計,而且對於採用不同廠家裝置的現有網路改造更有現實意義,該冗餘設計不但可以提高網路的可靠性,而且還有助於網路今後的擴充套件和故障隔離。我們建議在醫院網路建設中綜合使用以下基於二層和三層的兩種協議級冗餘設計,以提高網路的可靠性:

① 基於二層的生成樹協議和快速生成樹協議冗餘設計

生成樹協議的冗餘設計將配合交換機之間冗餘線路的使用,該協議通過演算法阻斷冗餘線路中傳輸代價最高的路經,並以此避免網路廣播風暴的發生,但當某條正在使用的線路斷開時,該協議又可以在短時間內自動恢復原先被阻斷的路經,從而在二層網路中實現線路的冗餘備份,保證網路資料的正常通訊。快速生成樹協議是在原有生成樹協議的基礎上最新發展的,在功能上兩者完全相同,只是在效果上快速生成樹協議可以更加迅速的恢復線路通訊,減少網路通訊中斷時間。。

② 基於三層的路由協議冗餘設計

4、 提供關鍵業務級別的冗餘設計

「安全性」是保證網路長期穩定執行的關鍵,也是如今網路設計所必須保證的。無論是病毒阻塞網路頻寬還是黑客入侵網路裝置,其後果都將嚴重影響醫院的業務資料在網路中傳輸,因此在網路建設中應能提供全面、深度的安全防禦機制,保證網路的穩定執行。

1、使用者接入的安全認證機制

2、使用者使用許可權的限制機制

3、關鍵業務傳輸的頻寬保證機制

4、網路病毒的控制機制

5、網路入侵的控制機制

「可管理性」是網路系統在執行維護階段所必須達到的指標,隨著網路規模的不斷增長以及針對可靠性、安全性的新技術不斷使用,網路系統將更需要面向裝置、拓撲、安全和使用者的高效、便捷管理手段,從而提高網路整體的管控能力和工作效率。

1、網路裝置和拓撲的管理

2、網路安全控制的管理

3、網路接入使用者的管理

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