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摘要:由于社區醫療數據資源具有分散、規模龐大等特點,在借鑒國內外相關研究成果和經驗的基礎上,引入了云計算的概念到社區醫療信息系統中,設計并實現了通用醫療信息管理系統來提高社區醫療服務的效率和水平,該系統實現了通用醫療數據的分布式存儲和高效處理,并以B/S結構的形式為用戶提供數據管理服務。在強大的云計算數據處理能力的幫助下,結合相應的醫學數據分析算法,數據結果可為醫療決策提供重要依據。
關鍵詞:云計算;社區醫療;信息管理;B/S結構;通用醫療
1系統結構與功能
1.1通用醫療信息管理系統的結構體系
通用醫療信息管理系統的設計目標是實現醫療資源的需求分配和海量醫療數據的高效管理。通過使用相關的安全認證來控制用戶訪問,并使患者和中小型醫療機構調用部署在云數據庫中的醫療數據,同時將居民的醫療記錄、檢查報告和相關的醫療信息文件上傳到云服務器。因此,通用醫療信息管理系統的總體架構主要包括云計算層、服務提供者層和用戶訪問層。
1.2系統功能
云計算層是系統的基礎層,通過使用現有硬件和軟件的基礎來構建云計算環境,并為包括了分布式數據存儲、大規模數據處理和非關系數據庫技術的整個系統提供相關的存儲和計算服務。分布式文件系統部署了大量的通用硬件,采用并行編程技術,可以提供高吞吐量的數據操作和容錯的應用程序。數據庫可以解決醫療領域因不同文件大小和類型引起的醫療數據存儲問題。服務提供者層是云計算層和用戶訪問層之間的中間環節,它構建于云計算環境中,并充分利用云計算的高數據存儲和計算能力,以減少對客戶端硬件的配置需求。這一層不僅需要與云計算層和用戶訪問層交互,調用云計算的資源層,確保安全穩定的數據存儲和數據處理的效率,并處理來自用戶訪問層的請求并反饋結果,還需要提供一些例如用戶信息管理、健康管理服務的功能。用戶訪問層關注與服務提供者層的信息通信,作為系統的人機交互接口,它不執行實際的計算和數據處理操作,主要體現了為用戶提供數據信息服務的用戶界面。這層通過建立友好和方便的界面提供了與健康相關的醫療應用服務,其中包括用戶認證、個人健康記錄管理、生理數據監測、健康知識普及和專家咨詢服務。
2云計算層的設計和實現
在現有的云計算技術中,作為開源分布式軟件框架的Hadoop可以在大量的普通硬件設備上運行,并為開發應用程序提供云計算的技術支持。在集群配置方面,Hadoop使用主從架構,并包含HDFS和MapReduce邏輯組件。云計算層的數據存儲功能是由分布式文件系統HDFS實現的,HDFS集群由NameNode和多個DataN-ode組成,NameNode管理文件系統的元數據,DataNode存儲實際的數據。客戶端通過NameNode獲取文件的元數據地址,而實際的文件I/O操作直接與DataNode交互。并行編程模型MapReduce可以很好地與HDFS結合來進行大規模數據集的并行計算,MapReduce包含Job-Tracker和TaskTracker服務,JobTracker是負責調度和管理TaskTracker的主要控制服務。
3服務提供者層的設計和實現
3.1基于MVC模型的中間件
MVC是現代程序設計中的一種層次結構模型,其中典型的3層MVC架構,包含模型層、視圖層和控制器層。模型層接受來自視圖層的數據請求,包括數據處理、數據存儲和與不同數據庫的通信,然后返回最終結果;視圖層為客戶端提供用戶交互界面,允許用戶輸入和編輯顯示頁面中的數據,并提供數據驗證功能;控制器層負責處理用戶請求,調用相應的組件模型來處理,并選擇適當的視圖來顯示模型返回的數據。
3.2數據可視化程序
數據可視化技術可以使抽象數據成為可見的圖形或圖像,顯示數據之間的鏈接、比較和趨勢。此外,它有效地揭示了數據變化和發展的趨勢,幫助用戶更好地管理個人醫療數據信息,并對自己的健康有更直觀的認識。數據可視化涵蓋了一個相對廣泛的范圍,一般來說,數據可視化的過程被劃分為數據預處理、映射、繪圖和顯示。
4用戶訪問層的設計和實現
4.1基于B/S結構的系統形式
目前,大多數軟件系統設計采用C/S結構,C/S結構可以充分利用兩個終端的硬件環境優勢,合理地將任務分配給客戶端和服務器端。然而,C/S結構不僅要求用戶安裝特殊的軟件,而且需要根據不同的操作系統開發不同的軟件版本,它的跨平臺性差,軟件升級也很麻煩。在C/S結構上改進的B/S結構下,軟件接口是由瀏覽器實現的。交互的主要邏輯是在Web服務器中處理,并處理與數據庫服務器的交互。基于B/S結構的軟件可以降低客戶計算機硬件的要求,實現軟件在C/S結構下的強大功能,并降低系統維護和軟件升級的成本。
4.2FinReport在圖表控件中的應用
在B/S結構中軟件應用程序的實現,通常需要將數據以圖表的形式顯示在Web頁面上,而基于網絡的動態圖表不僅可以實現數據可視化,也可以彌補在C/S結構中缺乏無法共享數據的軟件系統。創建Web圖表的方法通常包括JavaApplet、SVG和圖表控件,JavaAp-plet在客戶端執行,只有當客戶端安裝Java虛擬機時,它才可以正常運行。為了在Web頁面中正常使用SVG圖形,瀏覽器必須預先安裝SVG查看器。因此理想的方法是通過圖表控件在Web服務器中生成圖表,然后直接將它們發送到瀏覽器進行顯示。常見的圖表控件包含JFreeChart、CrystalReports、JReport和FineReport等。在這些控件中,FineReport是一個企業級的Web報表軟件,它可以實現許多功能,比如報表表單的各種顯示形式、交互分析、權威管理和打印輸出。FineReport是由報表設計器和報表服務器組成的,它采用了像Excel的類似接口樣式。能夠實現數據顯示、數據查詢和數據錄入的頁面模板可以由報表設計器上的簡單操作來完成,然后將這些模板解析成零客戶機的HTML頁面,以便由報表服務器顯示給用戶。該系統的開發環境包括語言環境、編程環境、云計算環境、部署環境和操作環境。語言環境采用Java軟件開發工具JDK,并在Java集成開發環境EclipseIDE中進行編程。通過Cygwin工具對Linux環境進行模擬,以安裝Hadoop偽分布式集群。與此同時,需要完成關系數據庫MySQL的配置。該項目部署在一個輕量級的應用程序服務器Tomcat中,用戶通過IE或搜狗等常見瀏覽器來操作系統。可以看出,該機制可用于提高醫療數據交互平臺的靈活性和可擴展性。它可以實現不同社區的用戶訪問不同交互服務端的目標。這些機制的范圍涉及到工作流引擎、重組和分配服務器、組件管理模塊、組件存儲庫和來自體系結構的交互組件。重組機制由相互協作范圍的各個部分運行。(1)工作流引擎負責分析用戶選擇的工作流,并將功能需求發送到重組和分配服務器。(2)分配服務器解決功能需求,并將這些信息發送到組件管理模塊。(3)組件管理模塊負責操作組件存儲庫,按需完成組件重組。(4)使用交互組件來提供各種功能。最后,云平臺上的服務管理服務器將打包每個功能,并為社區用戶提供服務。
5結語
分析了當前社區醫療信息系統發展現狀的基礎上,介紹了云計算的新思路和新技術,并設計和開發了通用醫療信息管理系統。該系統實現了通用醫療數據的分布式存儲和高效處理,并以B/S結構的形式為用戶提供數據管理服務。隨著醫學數據的不斷增加,通過該系統可以合理有效地挖掘醫學數據的隱性信息,發現潛在價值變得至關重要。在強大的云計算數據處理能力的幫助下,結合相應的醫學數據分析算法,數據結果可為醫療決策提供重要依據。
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作者:盛志華 夏開建 單位: 常熟市疾病預防控制中心 蘇州大學附屬常熟醫院