智慧健康研究综述_ 从云端到边缘的系统.pdf

计 算 机 研 究 与 发 展

DOI

:

１０．７５４４∕issn１０００Ｇ１２３９．２０２０．２０１９０００２

JournalofCom

p

uterResearchandDevelo

p

ment ５７

　

收稿日期

:

２０１９

０１

０４

;

修回日期

(

)

Pro

j

ect

　

通信作者

:

齐开悦

q

i＠s

j

tu．edu．cn

)

智慧健康研究综述

:

从云端到边缘的系统

上海交通大学大学计算机科学与工程系

上海

　２００２４０

上海交通大学电子信息和电气工程学院

上海

　２００２４０

)

上海交通大学医学院附属新华医院

　２０００９２

)

２

１

１

１

,

２００２４０

)

,

y

健服务

得益于云计算

雾计算以及物联网 等 相关 技 术的 快 速发展

,

关于 智 慧健 康 的相 关 研究 也 逐渐步

入正轨

近年来对于智慧健康的相关研究

,

个主要方向展开

,

其中包含了云

算

,

,

何利用云去完成海量健康数据的挑战和提升服务性能

对典型的智慧健康应用案例

区块链在智慧健康中的应用以及相关隐私和安全问题进行了讨论

,

并提出

了智慧健康服务在未来的挑战和机遇

关键词

云计算

雾计算

传感器

;

中图法分类号

和健康问题上

平均年龄的增长和慢性病的流行导致人们对医疗资

源需求的快速增长

市地区

对病人提供实时的医疗保障

在不久的将

在雾计算层中

雾会根据当前的负载情况

云端

,

这些健康数据具有 非 常大 的 量级

设备中进行存储

分析和处理

健康大数 据 成 为 了 一 项 挑 战

以及更大范 围数 据 量 的 数 据

它 具 有 大 容 量

化

快速

复杂 等 特 点

健 康 大 数 据 不 仅 具 有大 数

据

通常的单机系统 和 便携 移 动设 备 没有 足 够的 能

力去存储和处理

而云 计 算平 台 具有 强 大的 计 算存

储能力

是最合适且最具性价比的方法

云计算是 一种计 算资源 的抽象

它把动 态可扩

[

３Ｇ６

]

这些基本特点

智慧健 康 服务 提 供者 可 以在 基 于云

的系统框架上搭建 出 实时 的

智能 的 和无 处 不在 的

智慧健康应用

并且可 以 满足 智 慧健 康 中大 数 据的

要求

可以说

云计算的高速发展为智慧健康服务 的

基于此

越来越多的研

分析和

接下

随着医疗信息化的不断发展以及各类医疗传感

７

所示

本文将从

个方面来讨论

Table１　Stora

eS

y

stemofSmartHealthinCloud

智慧健康大数据的云端存储系统

Ref

]

DataCom

p

lexit

p

timization HealthData SQL∕NoSQL DataforDifferentStructures

Ref

[

１０

]

y

,

g

eandEHR HDFS Hi

g

hFaultTolerance

Ref

[

１１

]

y

,

italFile DFS MassStora

Ref

１２

面向数据复杂性优化的存储

与传统的 互联网 大数据 不同

备会产生大量复杂 的 异构 健 康数 据

这些 结 构各 异

的医疗健康 数据 很难 用一 种统 一 的 模 式 去 规 范 和

定义

据异构性和复杂性 的存储 要求

[

]

得益于非关系型数 据 库的 出 现和 快 速发 展

商业 和

系型数据库系统相 比

一些常见的非关系型 数 据库 如 表

所示

库

文档数据库

e A

Redis Ke

ＧValue HealthDataCache

Memcached Ke

ＧValue HealthDataCache

oDB Document Hetero

g

eneousHealthData

g

eneousHealthData

采用 非 关系 型 数据 库

等人

[

８

]

存储

:

大数据的综合方法

该方法基于非关系型数据库

使

用以患者为中心的 数 据架 构

以实 现 数据 的 快速 存

储和灵活扩展

其中的 时 间序 列 模式 可 以用 于 生成

患者记录的可视化 表 示

可以 作 为医 生 给患 者 提供

咨询的参考

医疗健康 大数据 一般来 自多个 不同的 源

各类功能形式各异 的 医疗 传 感器

便携医疗设备等

这些数据形式和结构都不相同

因

此数据库必须采用一系列不同的模型来存储和处理

不同形式的医疗健康大数 据

基于非关系型数据库的智慧健康服务可以有效地应

对异构健康大数据的存储问题

高可靠性和高容错性的存储

由于健康 大数据 的特殊 性

据设计存储 和文 件管 理系 统方 面 展 开 了 一 系 列 工

作

文件和存储系统 不 仅要 满 足存 储 海量 的 医疗 健

康数据的需求

同时需 要 保障 高 可靠 性 和高 容 错能

力

以提供可靠的医疗信息服务

大 文 件 被 分 成 固 定 大 小 的

个备份块

包括命名空 间

访问 控 制

该 模 型 采 用 大 量 低 成 本 服 务 器

与传统的 互联网 大数据 相比较

医疗健 康大数

可能会导致很多隐私和安全问题

存储在 每个

完整 性

平 台 利 用 私 有 云 进 行