医疗信息系统进入了医疗智能化建设阶段，医疗CPS是这一阶段的代表系统。医疗CPS是复杂的医疗流程与复杂的生命系统密切交互的过程，它将医学知识与工程应用相结合，以创建个性化的智能医疗技术。然而，随着经济水平的提高，孤立的智能设备和简单的医疗资源共享已满足不了人们对高质量医疗服务的需求，精准医疗成为人们期望的目标且已上升至国家战略。尽管医疗CPS在传统医疗闭环中引入了智能单元，但其知识库的全面性和灵活性不足常常导致对复杂疾病的误诊和误治。同时，医学专科的细化也导致专科医生面对复杂疾病时需要多学科协作。因此，引入协同计算技术，将网络空间的优势资源深度共享和整合，可以减少单一诊疗模式带来的弊端，通过多方协同计算使医疗CPS的医疗精准性得以提高。本文针对医疗CPS协同计算问题，研究了协同计算模型、协同架构等相关问题。主要研究工作和创新点概括如下：
　　(1)研究医疗CPS协同计算模型。医疗CPS协同计算是将多个医疗机构的医疗资源通过网络进行整合，医疗CPS之间交互信息，协作为病人提供持续的高质量的医疗服务。文中定义了协同计算节点、交互模式和协同计算网络模型。协同计算节点由医疗CPS聚类和部署在该聚类内的协同控制器组成。协同计算任务由协同计算源节点发出经过协同计算通信节点到达协同计算目标节点，由协同计算目标节点完成任务计算后，计算结果根据网络拓扑情况原路或者根据新的通信路径返回至协同计算源节点。由于医疗CPS协同计算网络的演变趋势具有无标度网络特性，所以结合无标度网络特征和医疗CPS应用特点定义了医疗CPS协同计算节点的动态方程。
　　(2)医疗CPS协同网络架构研究。网络是医疗CPS协同计算的基础平台之一，本文将SDN网络的控制架构与医疗CPS协同计算这类复杂网络相结合，提出了基于SDN的医疗CPS协同计算网络架构，网络架构分为三层，分别是基础设备层、控制层和应用层。控制层内部分控制级和决策级二级管理，相对应的基础设备是SDN协同控制器和SDN运维控制器。协同控制器与医疗CPS聚类的组合形成了医疗CPS协同计算节点。因此，医疗CPS协同计算节点生成问题转化为医疗CPS聚类和协同控制器的部署问题。针对这个问题文中提出了HCD算法，针对运维控制器的部署问题提出了CCD算法。最后，通过模拟实验说明了HCD算法在生成医疗CPS协同计算节点的有效性，并且HCD算法在牺牲了较少的通信时延情况下，却大幅提升了协同控制器的负载均衡。CCD算法在聚类节点较少的情况下，较HCD算法对三个指标的优化效果更好，因此更适合运维控制器的部署。
　　(3)协同计算目标搜索问题研究。在协同计算模型中，协同任务和计算结果是在协同计算源节点到协同计算目标节点之间的路径上传输。解决协同计算目标搜索问题就是要建立从协同计算源节点到协同计算目标节点的通信路径。本文提出了LTS算法用于建立从源节点到多个目标节点的通信路径。此外，为了进行协同计算节点的同步稳定性分析，本文根据通信路径求解了同步稳定分析参数即外耦合矩阵，并考虑网络拓扑变化因素，提出了一种动态处理策略ECMCP，以确保通信路径及时更新和外耦合矩阵维度一致。实验证明了LTS算法以及LTS&ECMCP策略的有效性，且具有资源占用少和通信代价低的优势。
　　(4)协同计算同步稳定性问题研究。本文以复杂网络视角研究医疗CPS协同计算网络，医疗CPS协同计算网络具有双向多闭环特点，开展同步稳定性分析以确保网络的服务质量，保障协同计算节点之间的成功协作。本文根据协同计算网络模型中定义的三个节点动态方程，利用李雅普诺夫同步稳定性定理求解了协同计算网络的同步稳定性判据，最后通过实验验证了同步稳定性判据的有效性。