基于三層C/S結(jié)構(gòu)的HIS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

許亮，王建新

（1．中南大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410083；

2.湖南第一師范學(xué)院信息科學(xué)與工程系，湖南長(zhǎng)沙410205）

基于三層C/S結(jié)構(gòu)的HIS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

許亮1,2，王建新1

（1．中南大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410083；

2.湖南第一師范學(xué)院信息科學(xué)與工程系，湖南長(zhǎng)沙410205）

研究并設(shè)計(jì)了一個(gè)基于三層C/S結(jié)構(gòu)的醫(yī)院信息系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了其體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、系統(tǒng)軟硬件環(huán)境、功能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的若干技術(shù)。

醫(yī)院信息系統(tǒng)；客戶機(jī)/服務(wù)器；三層模式

衛(wèi)生部《全國(guó)衛(wèi)生信息化發(fā)展規(guī)劃綱要(2003-2010年)》，明確提出了今后一段時(shí)期我國(guó)醫(yī)療服務(wù)信息系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)：三級(jí)醫(yī)院在全面應(yīng)用管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，要重點(diǎn)加強(qiáng)臨床信息系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用，如電子病歷、數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像、醫(yī)生和護(hù)士工作站等；有重點(diǎn)、有選擇地在三級(jí)醫(yī)院中先期建立10家信息化示范醫(yī)院，跟蹤世界醫(yī)院信息化發(fā)展的趨勢(shì)；對(duì)二級(jí)醫(yī)院、街道醫(yī)院和鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院等也都提出了“要加快信息化建設(shè)步伐”的要求[1]。

醫(yī)院信息系統(tǒng) (Hospital Information System)，是指利用計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等現(xiàn)代化手段，對(duì)醫(yī)院及其所屬各部門對(duì)人流、物流、財(cái)流進(jìn)行綜合管理，對(duì)在醫(yī)療活動(dòng)各階段中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存貯、處理、提取、傳輸、匯總、加工生成各種信息，為醫(yī)院的整體運(yùn)行提供全面的、自動(dòng)化的管理及各種服務(wù)的信息系統(tǒng)[2]。醫(yī)院信息系統(tǒng)是現(xiàn)代化醫(yī)院建設(shè)中不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施與支撐環(huán)境。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

（一）先進(jìn)性和成熟性

建立醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)采用在國(guó)內(nèi)具有先進(jìn)性，符合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展，管理和醫(yī)療專業(yè)發(fā)展的方向的軟件產(chǎn)品；同時(shí)應(yīng)確保系統(tǒng)和技術(shù)又是成熟的，盡量減少系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

（二）開(kāi)放性和標(biāo)準(zhǔn)化

開(kāi)放系統(tǒng)是九十年代用戶的強(qiáng)烈需求。綜合反映在可移植性、可操作性、系統(tǒng)獨(dú)立性和集成性。對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬軟件平臺(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)從選型、設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā)，都充分考慮“標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)放”的原則。留有各種相應(yīng)的接口，使之具有靈活性和可擴(kuò)展性。

（三）可維護(hù)性、可擴(kuò)充性

軟件系統(tǒng)不僅應(yīng)滿足當(dāng)前應(yīng)用的需要，而且保證了今后信息管理發(fā)展的需要，考慮未來(lái)的技術(shù)發(fā)展的需要。系統(tǒng)有充分的可擴(kuò)充性，以利于今后技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展。可擴(kuò)充的范圍應(yīng)包括應(yīng)用系統(tǒng)軟件模塊，及其與主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)的適應(yīng)性和可維護(hù)性。

（四）高可靠和實(shí)用性

應(yīng)保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，有足夠的防錯(cuò)、容錯(cuò)措施。提供特殊情況下硬件和軟件的故障恢復(fù)措施。保證醫(yī)院業(yè)務(wù)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦系統(tǒng)故障，可自行進(jìn)入切換或應(yīng)急處理，以保證不間斷業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。用戶界面方便易學(xué)，適合于業(yè)務(wù)人員操作使用。

（五）安全保密性

安全保密性是指數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的安全可靠性、保密性和數(shù)據(jù)一致性。系統(tǒng)采用分級(jí)分層授權(quán)、功能分級(jí)使用等措施，以保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全，操作系統(tǒng)的安全，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的安全，數(shù)據(jù)的安全保密，應(yīng)用系統(tǒng)的安全。

二、體系結(jié)構(gòu)

兩層C/S軟件體系結(jié)構(gòu)，即C1ient／Server(客戶機(jī)／服務(wù)器)結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)九十年代成熟起來(lái)的技術(shù)。其實(shí)質(zhì)是將數(shù)據(jù)存取與應(yīng)用程序分離，服務(wù)器(后臺(tái))負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理，客戶機(jī)(前臺(tái))實(shí)現(xiàn)軟件功能，并完成前后臺(tái)的數(shù)據(jù)交互工作。隨著應(yīng)用系統(tǒng)的大型化以及用戶對(duì)系統(tǒng)性能要求的不斷提高，兩層C／S模式的缺陷和不足越來(lái)越明顯。表現(xiàn)為：（1）數(shù)據(jù)庫(kù)性能低。兩層C／S模式中，DBMS需要為連接到服務(wù)器的每個(gè)客戶維護(hù)一個(gè)“session”，因此當(dāng)用戶數(shù)目增加時(shí)，DBMS的性能將下降。（2）缺乏安全性。兩層C／S模式中，由于事務(wù)處理邏輯包含在客戶端應(yīng)用程序里，這就有可能使得未授權(quán)用戶繞過(guò)客戶端的應(yīng)用邏輯直接操作數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)的安全性構(gòu)成威脅。（3）升級(jí)維護(hù)困難。升級(jí)軟件開(kāi)發(fā)好后，系統(tǒng)管理員必須到每個(gè)客戶機(jī)所在地進(jìn)行軟件的升級(jí)安裝，造成系統(tǒng)管理和維護(hù)上工作量過(guò)大。

為了解決以上這些問(wèn)題，三層體系結(jié)構(gòu)在客戶端和服務(wù)器端增加一個(gè)中間層，把主要的業(yè)務(wù)邏輯轉(zhuǎn)移到中間層上，是一種比兩層C／S模式更為先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)。三層結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模型如圖1所示。

圖1 三層C/S模式

客戶層為第一層。是用戶與系統(tǒng)間交互信息的窗口，為以后的處理收集數(shù)據(jù)，向第二層的服務(wù)器組件層請(qǐng)示調(diào)用核心服務(wù)處理，并輸出結(jié)果。

服務(wù)器組件為中間層。這些組件由中間層管理，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)，包括了系統(tǒng)中核心的和易變的業(yè)務(wù)邏輯(算法、流程、模式等)，并將這些服務(wù)按名字廣播，管理并接受客戶的輸入，處理后返回結(jié)果。

數(shù)據(jù)層構(gòu)成模型的第三層，即關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)(DBMS)，負(fù)責(zé)管理應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫和維護(hù)，完成數(shù)據(jù)操作，例如數(shù)據(jù)的更新和檢索。

基于三層客戶機(jī)/服務(wù)器模式的醫(yī)院管理系統(tǒng)，采用了中間件封裝的技術(shù)，合理劃分各層的功能，業(yè)務(wù)邏輯和表示邏輯分離，系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)更為清晰、更安全、可維護(hù)性可擴(kuò)展性更強(qiáng)、響應(yīng)時(shí)間更快速、更易使用。

三、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

醫(yī)院信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括三部分：(1)主干網(wǎng)。負(fù)責(zé)提供醫(yī)院內(nèi)計(jì)算機(jī)主干通信服務(wù)；(2)工作組網(wǎng)。負(fù)責(zé)為樓宇或協(xié)同工作的計(jì)算機(jī)集合的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)服務(wù)；(3)遠(yuǎn)程訪問(wèn)網(wǎng)。負(fù)責(zé)連接院外辦公地點(diǎn)或部門，向衛(wèi)生、保險(xiǎn)等機(jī)構(gòu)提供疾病、死亡、醫(yī)療衛(wèi)生保健情況等[3]。

結(jié)合醫(yī)院的實(shí)例，因?yàn)闃?gòu)建的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將來(lái)還應(yīng)用于醫(yī)院的PACS/LIS系統(tǒng)，而PACS對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求較高，所以主干網(wǎng)絡(luò)（包括服務(wù)器）采用千兆交換式以太網(wǎng)方案,分支網(wǎng)絡(luò)采用100兆快速以太網(wǎng)方案，100M交換到桌面。遠(yuǎn)程訪問(wèn)部分可以根據(jù)需要采用DDN或ISDN專線、光纖連接、撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信等不同形式。同時(shí)系統(tǒng)還可以采用路由及防火墻技術(shù)實(shí)現(xiàn)與Internet的安全連接，對(duì)外進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布。

四、系統(tǒng)軟硬件環(huán)境

(一)服務(wù)器／客戶機(jī)軟硬件

1.服務(wù)器配置

中心主服務(wù)器為HP-DL380G5，備份服務(wù)器為HP-ML110G4，數(shù)據(jù)庫(kù)備份軟件為永思；

2.客戶機(jī)為長(zhǎng)城品牌機(jī)，并且安裝了系統(tǒng)還原軟件。

(二)操作系統(tǒng)

1.服務(wù)器操作系統(tǒng)采用WindowsNT/2000/XP/ 2003，安裝、管理和維護(hù)方便：

2.客戶機(jī)操作系統(tǒng)使用2000/XP/2003，操作簡(jiǎn)易，穩(wěn)定性好，支持軟件眾多。

(三)開(kāi)發(fā)工具

1.采用功能強(qiáng)大的面向?qū)ο蟮那岸碎_(kāi)發(fā)工具DELPHI，開(kāi)發(fā)出的系統(tǒng)為32位應(yīng)用程序，提供高保證穩(wěn)定性和安全性；

2.服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)采用MSSQL-Server2000及ORACLE 9i。

五、系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

本方案的醫(yī)院信息系統(tǒng)軟件工程的總體設(shè)計(jì)，是以實(shí)現(xiàn)醫(yī)院全面的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化信息管理為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)包括醫(yī)院門急診管理、住院及病房管理、藥品管理、臨床診療信息（門診、住院、護(hù)士工作站）管理、檢驗(yàn)管理、經(jīng)濟(jì)核算管理、綜合統(tǒng)計(jì)管理、醫(yī)療物資管理、院長(zhǎng)綜合查詢等全部功能。實(shí)現(xiàn)以病人為中心，以臨床診療信息管理為核心，以臨床診療信息管理為主的無(wú)紙化的數(shù)字化管理。以醫(yī)院的信息平臺(tái)（信息總線)作為基礎(chǔ)，將各種單項(xiàng)的管理系統(tǒng)(計(jì)費(fèi)、庫(kù)管、預(yù)約安排等)、業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)（LIS，PACS等)以及電子病歷系統(tǒng)構(gòu)建在院級(jí)信息平臺(tái)之上，集合而成臨床信息管理系統(tǒng)(CIS)，在此基礎(chǔ)上建立綜合查詢與統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。

圖2 應(yīng)用軟件建設(shè)模型

根據(jù)“總體規(guī)劃、分布實(shí)施”的原則，我們將整個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)劃分成36個(gè)大系統(tǒng)，分四個(gè)階段完成，如圖2所示。

六、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的若干技術(shù)

（一）面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)

DelPhi6.0基于WINDOWS平臺(tái)的面向?qū)ο罂梢暬浖_(kāi)發(fā)系統(tǒng)，是建立在一個(gè)真正面向?qū)ο蟮目蚣芙Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的。我們先建立了一個(gè)基類庫(kù)，定義和設(shè)計(jì)窗體、控件、一些通用過(guò)程和應(yīng)用邏輯等一組具有抽象功能的基本對(duì)象，將它們保存在一個(gè)或多個(gè)類庫(kù)中。其中每一個(gè)對(duì)象都設(shè)計(jì)成整個(gè)框架必需的部分。這基類庫(kù)將作為以后程序設(shè)計(jì)中軟件復(fù)用的基礎(chǔ)。

本系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)時(shí)，我們首先分析HIS開(kāi)發(fā)的共同特征，建立了一個(gè)符合普通HIS需要的框架。其中包括各種可供繼承的菜單、窗口、公用函數(shù)、應(yīng)用模板、模板窗口等，例如，窗口設(shè)計(jì)分成單數(shù)據(jù)窗口和主細(xì)數(shù)據(jù)查詢窗口。其中，單數(shù)據(jù)輸入的窗口是用于錄入、修改、刪除、查詢(只能瀏覽)的窗口，主細(xì)數(shù)據(jù)查詢窗口用于建立具有主從表數(shù)據(jù)查詢風(fēng)格的窗口。此框架滿足了各種HIS的最基本的需要。在具體設(shè)計(jì)模塊時(shí)，根據(jù)功能需要從此框架的類中繼承或復(fù)制得到相應(yīng)的子類，然后對(duì)功能和屬性進(jìn)行修改和擴(kuò)充。

（二）存儲(chǔ)過(guò)程

存儲(chǔ)過(guò)程在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中是十分有用的，執(zhí)行效率更高，安全性也更高。尤其對(duì)于一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，涉及到比較大的數(shù)據(jù)查詢查詢，或者需要關(guān)聯(lián)更新和刪除，采用存儲(chǔ)過(guò)程更可以起到事半功倍的效果。所以，要提高HIS的效率，存儲(chǔ)過(guò)程是一項(xiàng)不可忽略的技術(shù)。

在中西藥庫(kù)管理信息系統(tǒng)中，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)就采用了數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)過(guò)程技術(shù)。因?yàn)榇四K有一些業(yè)務(wù)處理的計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜、涉及表較多。通過(guò)使用存儲(chǔ)過(guò)程，大大提高了系統(tǒng)的工作效率，減輕了網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。

（三）觸發(fā)器

我們可以利用DBMS提供的約束條件來(lái)保證簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)完整性維護(hù)，而使用觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)據(jù)完整性檢查和約束[4]。另外還我們可以利用觸發(fā)器對(duì)數(shù)對(duì)據(jù)庫(kù)中相關(guān)的表進(jìn)行連環(huán)更新、可以基于時(shí)間限制用戶的操作、可以基于數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)限制用戶的操作、可以審計(jì)用戶操作數(shù)據(jù)庫(kù)的語(yǔ)句和同步實(shí)時(shí)地復(fù)制表中的數(shù)據(jù)等操作。

七、結(jié)論

本文所介紹的醫(yī)院信息系統(tǒng)，目前已經(jīng)完成第一、第二階段的建設(shè)，已經(jīng)以一個(gè)完整的系統(tǒng)投入使用。其特點(diǎn)主要有：(1)執(zhí)行效率較高，有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力、較快的查詢檢索速度。(2)且安全性較好，人機(jī)界面友好、操作靈活、方便，系統(tǒng)工作穩(wěn)定。(3)考慮到今后系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展，與現(xiàn)有醫(yī)院系統(tǒng)及計(jì)劃籌建的醫(yī)院系統(tǒng) (如HIS、RIS、LIS、PACS)的整合，本系統(tǒng)預(yù)留了擴(kuò)展接口及相應(yīng)的擴(kuò)展程序，從而可以實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的資源共享。

[1]中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.全國(guó)衛(wèi)生信息化發(fā)展規(guī)劃綱要(2003～2010)[EB/OL].[2010-06-12].http://www. moh.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/mohwsbw stjxxzx/s8553/200809/37871.htm.

[2]潘登.醫(yī)院信息系統(tǒng)的選擇及其實(shí)施[J].中國(guó)醫(yī)院, 2005,(1).

[3]楊俊杰,覃登念.醫(yī)院信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,2000,(3).

[4]胡恩博.DBMS測(cè)試淺深[J].湖南第一師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，（1）

Design and Implementation ofHospitalInformation System Based on Tri-tier C／SMode

XU Liang1,2,WANG Jian-xin1
(1.School ofInformation Science and Engineering,Central South University,Changsha,Hunan 410083;
2.Information Science and Engineering Department,Hunan First Normal University,Changsha,Hunan 410205)

The design and implementation of a hospital information system based on tri-tier C/S mode is discussed.The system structure,the network topology structure,software and hardware environment,the modules of system and related technologies are introduced and expatiated in detail．

hospital information system;client/server;tri-tier mode

TP311.52

A

1674-831X（2011）02-0129-04

2010-04-10

許亮（1982-），女，湖南岳陽(yáng)人，湖南第一師范學(xué)院講師，碩士研究生，主要從事系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、信息安全技術(shù)研究；王建新(1969-),男,中南大學(xué)教授,博士,博士生導(dǎo)師,主要從事生物信息學(xué),網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論研究。

[責(zé)任編輯：胡 偉]