夏哲新

【摘 要】利用虛擬化技術，設計瘦終端方案，為醫(yī)院全面部署和實施移動醫(yī)療奠定可靠的基礎。

【關鍵詞】瘦終端；移動醫(yī)療；虛擬化

【Abstract】Using the virtualization technology， we will design the thin terminal proposal for hospital that can provide the reliable foundation for deploying and carrying out the Mobilized healthcare.

【Key words】Thin terminal proposal； Mobilized healthcare； Virtualization

1 背景和意義

隨著移動智能終端和全球性移動通信網絡的日益普及與覆蓋，以此為載體的各種移動應用與服務應運而生，許多服務和應用也正深刻改變著人們的生活。這促使我們去思考，能否將移動智能終端應用到醫(yī)療行業(yè)中去，通過使用移動通信技術與設備以電子醫(yī)療應用形式給醫(yī)生或病人提供所需的醫(yī)療信息，隨時隨地提供醫(yī)療辦公、醫(yī)療服務，于是就有了移動醫(yī)療的概念。

國內外醫(yī)院對信息化系統有著嚴格的要求，智能型數字化醫(yī)院建設也一直是醫(yī)院信息化工作的重點。近年來，醫(yī)院信息化取得了較快的發(fā)展，科技創(chuàng)新已經成為醫(yī)院發(fā)展的新動力，同時信息安全顯得越來越重要，信息安全的涵蓋面非常廣，涉及到人員、流程和技術等諸多方面的因素，信息泄露將會給醫(yī)院管理帶來壓力。桌面虛擬化解決方案在提升安全性、簡化管理、訪問加速、節(jié)約能源等方面表現突出，另一方面，智能手機、平板電腦、PDA等瘦終端的普遍應用也為移動醫(yī)療提供了不少便利之處。

2 移動醫(yī)療和瘦終端的概念

移動醫(yī)療的一個簡單定義就是使用小型的、可以隨身攜帶的、無線的計算或者通訊儀器，來滿足醫(yī)護人員或廣大消費者關于健康信息服務的需求。

瘦終端是一種小體積、低功耗接入終端，為用戶提供輸入、輸出設備接口，以及跟服務器端的網絡通訊等功能，適用于以數據中心、服務器為中心的計算模式。其特點是使用專業(yè)嵌入式處理器、小型本地閃存、精簡版操作系統、基于PC工業(yè)標準設計。瘦終端可以提供比普通PC更加安全可靠的使用環(huán)境，以及更低的功耗，更高的安全性。

3 國內外現狀和發(fā)展趨勢

移動醫(yī)療尚屬于一個新興的產業(yè)，而移動醫(yī)療本身的一大特點就是讓醫(yī)療服務隨手可得。借助PDA、移動電話、平板電腦等瘦終端設備獲得即時的醫(yī)療服務，如電話預約、院外查詢健康信息、移動查房等，已經成為國內外消費群體的一項巨大需求。

國外在移動醫(yī)療領域的研究主要是用于個人健康監(jiān)測、家庭健康檔案等方面，但國外更關注個體醫(yī)療服務和醫(yī)患交互關系。如Nuno Rodrigues、Joao L（2011）提出了一個移動醫(yī)療解決方案來改善醫(yī)生和其患者之間的交互關系。該方案不僅作為醫(yī)生和患者之間溝通的特權方法，也是一個漸進的智能平臺，基于移動規(guī)則的交互系統，并提供兩種不同的工作模式，線上模式和線下模式。在健康監(jiān)測方面也有較多的研究成果，如Tang et al（2010）結合醫(yī)療信息系統和移動通信技術，建立了一個遠程醫(yī)療家庭護理管理系統，通過傳輸多媒體信息服務（MMS）實現長期和可持續(xù)健康監(jiān)測。

國內在移動醫(yī)療領域的研究主要包括移動醫(yī)療信息系統、移動遠程醫(yī)療、移動醫(yī)療監(jiān)護系統等，更偏重于服務醫(yī)療機構和醫(yī)務人員。如孔華明、周天舒等（2010）闡述了利用戴明循環(huán)方法進行移動應用的醫(yī)療信息系統構建，同時設計實現了能對整個醫(yī)療過程進行管理的移動醫(yī)療信息系統。

從技術角度來看，目前國內大多數醫(yī)院采用的是基于VPN技術的遠程醫(yī)療方式。但其數據仍然在客戶機和服務器之間傳輸，所以通過網絡要傳輸大量的數據，對帶寬的要求就很高，而當數據量較大時，完全無法保證使用的正常實現。而且安全也是一項難題，因為應用和數據駐留在客戶端桌面系統上，很容易造成數據的流失。這不僅會增加未經授權的訪問的危險，也會增加信息丟失或被盜的危險。

采用桌面虛擬化技術與瘦終端應用的結合方案，安全地保護了醫(yī)院敏感數據，有效地避免因瘦終端的異常使用或損害帶來的數據丟失。

4 具體設計過程和相關技術

4.1 安全的組網模式

1）三層網絡架構：充分發(fā)揮了網絡交換機的硬件性能，采用雙機熱備、負載均衡的工作方式，提高了網絡對突發(fā)事故的自動容錯能力，最小化網絡的失效時間。

2）多網合一邏輯隔離：利用MPLS L3 VPN技術作為縱向隔離的虛擬化技術，將一套物理網絡劃分為多個邏輯子網，如內網、外網、語音網、無線網等，既保證了各個邏輯子網之間不可互訪，提供了高度的安全性，又保證了在嚴格身份認證和授權下的業(yè)務互訪，為桌面虛擬化的部署提供了必要的網絡條件。

3）安全的無線接入網：作為有線網絡的延伸，無線網絡采用瘦AP方案，通過POE供電解決了布線和網絡管理方面的問題。同時，終端準入解決方案在有線和無線的網絡環(huán)境下采用同一套認證方法，使得用戶認證信息和安全策略全網一致，極大地簡化了網絡結構，為部分無線瘦終端的安全使用提供了可靠的網絡保障。

4.2 服務器虛擬化

將服務器物理資源抽象成邏輯資源，一臺服務器上的硬件設備資源，如CPU、內存、硬盤都變成一個可動態(tài)管理的資源池，一臺服務器可以虛擬成多臺服務器，或者多臺服務器虛擬化為一臺服務器，從而提高服務器設備物理資源的利用率，簡化系統管理，實現服務器整合，并能按需分配資源。

4.3 HDX ICA技術

Citrix虛擬桌面提供了基于服務器的計算模式（Server-based Computing）。其技術核心是HDX ICA協議，HDX ICA協議把運行在服務器上的應用進程、虛擬桌面與遠程客戶端設備連接在一起，通過HDX ICA的32個虛擬通道（包括鼠標、鍵盤、圖像、聲音、端口、打印等），把運行在中心服務器上應用進程的輸入、輸出數據重新定向到遠程客戶端的輸入、輸出設備上，因此雖然桌面和應用客戶端軟件并沒有運行在客戶端設備上，但使用起來和在客戶端安裝運行客戶端軟件相比，沒有任何操作上的改變。

4.4 動態(tài)口令技術

Citrix的Netscaler技術結合DKEY動態(tài)密碼認證，用戶賬號托管在AD/LDAP中，在完成域用戶認證之后，認證服務器會隨機生成一個一次性的驗證碼并通過短信網關發(fā)送到用戶手機（或者令牌上顯示的隨即6位數字）上，并提交認證后才能完成認證。這是域用戶和動態(tài)密碼（短信密碼/動態(tài)令牌）的雙重認證，因而能夠很有效的保證用戶登陸安全性。

4.5 瘦終端常見的應用模式

虛擬桌面模式：是指通過桌面虛擬化架構（Virtual Desktop Infrastructure ，VDI）產品，將不同桌面用戶的計算機硬件、操作系統、用戶配置文件和應用分離，使終端用戶可以從瘦終端通過網絡隨時隨地訪問各自的桌面工作環(huán)境。虛擬桌面是服務器虛擬化在桌面系統下的一種部署形式，目的是方便資源動態(tài)調用、桌面管理和用戶認證。

虛擬桌面架構圖：

其中虛擬化平臺為瘦終端用戶提供互相隔離的虛擬桌面，并通過VDI軟件提供桌面用戶認證管理、桌面訪問控制、動態(tài)桌面遷移等功能。

5 瘦終端方案的實現

5.1 瘦終端的特點

瘦終端方案（即桌面虛擬化技術方案）改變了過去分散、獨立的桌面系統環(huán)境，通過集中部署桌面服務器，用戶桌面環(huán)境均部署在醫(yī)院的信息中心，用戶使用的瘦終端只是一個顯示設備。具有以下幾個特點：

1）數據控制中心：用戶無法將醫(yī)院資料、敏感性資料、涉密信息從虛擬桌面上取走，瘦終端只提供一個顯示的功能。

2）桌面訪問控制策略：嚴格地控制瘦終端用戶對桌面應用的訪問權限，例如復制粘貼、打印、本地另存為等。

3）二級密碼保護：虛擬桌面上的應用程序設置二級密碼，若瘦終端丟失或被惡意登錄，也無法使用里面的應用程序。

4）動態(tài)資源遷移：若虛擬桌面在使用中出現死機或系統問題，用戶可分離當前的錯誤桌面，重新尋找并遷移到可用的虛擬桌面，而且用戶資料存儲在個人網絡硬盤，不會因此丟失個人數據。

5）隨時隨地接入：有網絡的地方就有瘦終端的用武之地，能隨時隨地接入虛擬化平臺，只需輸入密碼及動態(tài)口令，就能和使用工作電腦一樣方便。

6）節(jié)能且方便：一臺瘦終端的發(fā)熱量、功率遠不及一臺電腦，而且不存在開機自檢的過程，不僅低碳環(huán)保而且使用方便。

5.2 瘦終端方案系統架構

5.3 簡單的訪問流程描述

醫(yī)院搭建桌面虛擬化平臺，采用基于虛擬機的共享式桌面部署方案。用戶無論在醫(yī)院外還是醫(yī)院內均可以使用各種瘦終端連接到醫(yī)院安全防火墻，通過SSL和telnet端口訪問NetScaler安全設備，在AD域控制器中驗證用戶身份，然后通過基礎架構服務器集群訪問所分配的桌面系統，并通過桌面訪問后臺應用程序。

從服務器到瘦終端，所有的通訊都安全接入網關設備被封裝在加密通道中。這樣的架構既保證了網絡訪問的安全，又保護了醫(yī)院數據的安全。

6 總結

將云計算思想應用在移動醫(yī)療中，將桌面虛擬化技術與瘦終端技術結合，使醫(yī)護人員可以隨時隨地完成醫(yī)囑錄入、電子病歷書寫、護理記錄、異地辦公等，同時無需對現有的前后臺應用做大規(guī)模的改造。

通過無線移動終端設備調用托管在數據中心的虛擬桌面和應用，實現了日常醫(yī)療、護理工作的“位置無關性”；同時，數據的同步性確保了診療的準確性和病患檔案的完整性，帶給患者更加輕松、貼心的診療體驗，并能有效地改善醫(yī)患關系。

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[責任編輯：湯靜]