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当前以集成平台和数据中心为核心的医院数字化建设整体架构可分为三层，如图3-1所示。最底层是物理层，包括综合布线、机房建设、硬件建设等，物理层的建设是持续进行的，是所有信息系统的物理载体。物理层之上分为内网和外网两个部分：内网部分是医院信息系统的主体，主要包括底层的信息安全与管理平台，以及建立在之上的以数据交换平台为核心的各业务系统和临床信息系系统和协同医疗管理系统。最顶层是应用系统，包括数据分析与挖掘系统、临床科研一体化系统、专科数据库管理系统等。
图3-1 医院数字化建设整体架构
数据集成平台处于架构核心地位，需要集成全部数据来源，解决全部信息孤岛问题。无论客户关系系统还是协同医疗系统都应该接口于该集成平台，并与各类数据中心、数据仓库及各应用系统交互数据。数据集成平台是其上层应用的基础，其建设首先要保证系统间信息交互的完备性、共享信息的一致性，提供数据完整性验证、提供交互反馈能力及交互数据存储能力，并对整个医院系统的数据字典管理、统一用户管理提供支持，进而实现提供各类功能的可视化管理软件。
信息安全与支撑平台处于基础地位。对于众多数据库系统和应用系统，一般利用现有的虚拟化平台将其部署到虚拟机中统一管理。内外网安全问题通过防火墙与网闸技术进行隔离，将放到外网上的数据按时更新到外网服务器并单独提取、独立使用，而系统安全与管理机制与集成平台统一建设。
医院的数据中心建设中我们更关注的是围绕医疗数据构建的临床数据中心的建设一般采用物理集中式的数据存储和管理，围绕患者组织和管理数据，重点关注各类临床数据。临床数据中心使用扩充的“业务数据库+临床文档库+影像库”混合架构模式随着电子病历应用程度深入而不断发展。由于要保证患者电子健康档案的完整性，患者全医疗周期的数据必须长期在线，其数据量十分庞大，且临床数据中心需要实时对外提供数据服务，因此还必须满足顶层应用的海量数据快速展示的需求。针对这种问题，可采用云计算的解决方法，将临床数据中心建设在一个分布式存储系统中，利用并行计算的高性能来解决医疗电子大数据应用的问题。
医院的数据仓库是一个面向主题、集成、相对稳定、能反映历史变化的各类医疗相关信息数据的集合。医院各类数据通过数据仓库工具进行抽取、转化和整理后，存储在数据仓库中以支持医院管理决策及科研分析等应用。建立数据仓库的目的是存放以主题方式组织的、经过二次加工的历史数据，这些数据的来源包括集成平台、临床数据中心，也可以是直接来自底层的业务系统数据库。将这些数据通过清洗和转换，构建成符合数据仓库要求的数据库，为医院成本核算和绩效考评等提供数据支持，并在此基础上构建多维分析模型，为顶层的数据分析和挖掘提供基础。
医院客户关系系统以数据仓库、数据挖掘、电子病历以及现代化通信技术、广域网技术为手段，构建医院智能化的客户关系服务平台，为患者提供即时性、个性化、全方位的医疗服务，也为医务工作者和管理者提供分析管理和决策的数据支持。该平台有利于医院建立和保持与患者的良好关系，深入挖掘和有效管理医疗资源，同时突破时空的限制，能够将医院为病患服务水平提升到一个新高度。
顶层智能应用建设主要包括数据分析与挖掘系统、临床科研一体化系统、专科数据库管理系统等。其中，数据分析与挖掘系统的深入探索与研究数据仓库技术、联机分析处理技术、数据挖掘技术和数据可视化技术，在临床数据中心与数据仓库和数据集市的基础上，对多年来的医院医疗及经济运行的各项数据进行收集、整理、钻取，建立起科学的数据模型和指标体系框架，通过最新的数据可视化技术和跨平台技术为医院各级人员提供决策支持；临床科研一体化系统探索和研究如何根据医院总体规划和各专科特点构建统一的临床科研数据库与前端应用，以期更好地达到临床科研统一规划、统一管理、统一应用的目的；专科数据库管理系统扩展临床科研一体化系统的基础架构，通过增加数据结构、开发专科应用系统等手段，实现既能满足专科特色的科研需要，又能提供科室个性化、精细化管理需要的专科管理系统。
可以看到，整个HIS的生态环境能够保证集成、全面、一致和安全的医疗信息数据的产生，这些数据是真实临床诊疗活动的记录，同时也是医疗科研人员从事临床大数据医药研究的宝贵财富。综合的利用这些HIS系统产生的数据是临床科学研究的重要内容，并将产生巨大的研究价值和丰硕的研究成果。