基于Hadoop的医院智慧医疗信息管理系统设计

郭家华 张金华

摘要：为保障医院化工器械管理的安全性，结合我院实际，提出一种基于Hadoop的化工医疗器械信息管理系统。为实现该系统，将系统分为四层，其中在采集部分，通过RFID标签实现对化工医疗器械信息的存储;在存储部分，采用Hadoop集群完成数据存储;在应用服务层，采用聚类、关联规则等模型完成对医疗器械信息的分类。最后，搭建Hadoop测试环境，对上述架构进行验证。结果看出，在大量并发线程下，系统具有较快的写入时间。同时通过扫描RFID标签，可实现对化工医疗器械产品的全案过程追溯。由此，上述设计实现了提升了医院管理和诊断水平。

关键词：Hadoop集群;智慧医疗;化工器械

中图分类号：TP311.13 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2019）12-0119-04

在现代医疗信息化的今天，每天产生的海量数据正在成为医院宝贵的财富。而在数据海量增长的同时，如何对这些数据进行分析和利用，以提高医院数据利用效率，并加强医院的管理，成为当前思考重点。Hadoop架构作为大数据的代表，具有存储量大、运算快的特点，进而被广泛应用在医疗领域。如王巡（2017）、曾航齐（2018）等作者都将Hadoop应用到医疗信息化中，从而提供了医院的信息哈管理水平和诊断水平。除以上应用以外，部分学者还将Ha-doop技术应用到医院管理和医疗器械的管理中。而随着医院规模的扩大，面临着大量的医用化学废弃物、医疗化工用品等，一旦这些化工用品处理不好，会对环境带来巨大的危害。因此，做好对医院化学化工器材的全过程追溯，对提高医院的卫生安全，基于极其重要的价值。由此，结合大数据和医院化工器材要化学药品等安全管理的需求，提出一种基于Hadoop的智慧医疗信息管理系统，并对该系统进行详细的设计。

1 系统整体架构设计

由于医院每天会涉及大量的化学器材和化学药品。以医院手术中心为例，每天涉及多台手术，这会产生大量的医疗废弃物。这些医疗废弃物一旦处理不好，会产生大量的污染。因此，促边这类化工物品的全过程管理，对保障医院卫生安全具有重要作用。由此，构建该系统的目的，是借助传感设备、移动设备等实现对医疗器械、化工药品等数据的采集;通过Hadoop架构实现对这些海量数据的存储和分析;通过应用服务层实现对不同批次医疗器械和化工药品的管理查询，最终促进医院的信息化管理。因此结合Hadoop技术，将系统分为3层：信息采集与存储层、数据分析层、应用服务提供层。具体整体结构如图1所示。

在图1中，信息采集与存储部分主要是对化工医疗器械的数据进行采集，然后通过HDS分布式文件完成数据存储;分析层主要采用MapReduce运算方式，实现对数据的高效率运算和挖掘;应用层部分则是用于对化工器械信息进行查询、追溯等。

2 数据采集与存储层设计

2.1数据采集设计

2.1.1标签采集整体架构设计

在信息采集部分，主要数据来源于RFID标签采集。通过该采集平台，可对化工器械、手术室用品等各项信息进行全面扫描监控。具体采集架构如图2所示。

2.1.2RFID标签采集流程设计

RFID标签采集严格按照医院关于化学药品和化工器械的相关管理，从化学器材入库，到最后的器材处置，都需要扫描RFID标签完成对这些器材使用去向的跟踪，以及相关信息的采集。具体流程如图3所示。

2.2标签信息存储设计

对标签信息来讲，主要来自RFID标签所存储的信息。对该部分信息的存储，采用Hadoop集群服务器进行存储。通过这种集群存储方式，不仅可以满足多个院区数据存储的要求，还可以大大降低存储成本。具体是以我院计算机机房的1台服务器作为主存储节点，其余服务器则作为子存储节点，将全院的每天产生的大量患者信息存储在这些分布式节点中。而通过这种存储方式，可存储大量的非结构化数据。具体的存储部署方案如图4所示。

3 分析层设计

3.1分析层架构设计

在分析层部分，主要负责将采集到的标签信息进行分类、挖掘等。而在数据挖掘方面，需要高运算的存储方式。因此，为解决该问题，在将数據部署在各个子节点的基础上，采用MapReduce并行化处理的方式对数据进行运算，以改善对RFID标签信息挖掘的性能。具体实现的步骤为：将整个分析层分为接口层、逻辑层、并行化算法层、数据预处理层。其中，接口层主要连接应用服务提供层的各个应用模块;逻辑层主要提供业务响应模块和工作流;并行化算法层主要采用聚类、关联规则等对化工器械信息进行分类。具体如图5所示。

3.2应用服务提供层设计

提供层部分主要为医院管理层、化工药品与器械管理者提供相关的查询和分类服务。因此，结合上述的需求，设计标签信息查询、标签信息异常分类、标签信息挖掘等相关的功能。

4 系统搭建与测试

4.1系统环境搭建

为验证上述系统设计的可行性，以我院计算机中心作为实验基础，搭建如图6所示的系统测试环境。

在该测试中，服务器选择4台，1为主服务器，3台为从服务器。Hadoop选择2.8.0;通过Java语言进行编程。

4.2 Hadoop平台系统性能测试

为验证上述搭建的系统的性能，以我院手术室每天产生的化工器械扫描信息作为写入的数据进行测试。写入测试采用多线程，将数据写入到数据库中，写入量在100～1000之间。根据上述的写入数据量，得到如图7的测试结果。

4.3 RFID追溯界面

根据上述的设计，得到如图8所示的医疗化工器械的追溯界面。

5 结语

通过上述的研究，本文主要得出以下3点结论：

1）化工医疗器械作为当前医院医疗安全的一个重要方面，其重要性不言而喻。一旦废气的化工医疗器械处理不好，会给医疗安全带来严重影响。而信息化作为保证医疗安全的重要手段，通过RFID追溯等，可实现对医院任意化工医疗器械的追踪。

2）通过Hadoop等大数据技术，可存储大量的医疗器械信息，而该系统还可以进行拓展，拓展到对医院任意设备、物品的追踪，以此可实现对医院更为全方位和信息化的管理。

3）通过上述信息的存储，可实现对大量医疗信息的挖掘，为今后医院的更为智能化的管理提供了参考和借鉴。

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