基于Web Service的電子病歷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

宋莉莉，郭雪清，李 進(jìn)，黃正東

（廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院信息科 湖北 武漢 430070）

電子病歷系統(tǒng)[1-3]是由貫穿完整診療過程（包括門急診、住院、體檢等）的一系列以支持臨床醫(yī)師診療為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成的有機(jī)整體或綜合性系統(tǒng)。它是建立在醫(yī)院基礎(chǔ)臨床信息系統(tǒng)（如放射、超聲、檢驗(yàn)、醫(yī)囑、病程以及護(hù)理等）之上的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，是對病人在院所有醫(yī)療活動(dòng)的完整記錄。電子病歷系統(tǒng)要求在任何時(shí)間任何地點(diǎn)都能夠?yàn)槭跈?quán)醫(yī)療服務(wù)人員提供所需的有關(guān)病人的診療信息，以支持高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)。

近年來，隨著醫(yī)療改革的不斷深入，建立支持電子病歷全面共享的區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)或平臺已成為當(dāng)前我國衛(wèi)生信息化建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。但由于我國衛(wèi)生信息化發(fā)展不平衡，存在大量的孤立系統(tǒng)、煙囪系統(tǒng)，以及采用不同平臺實(shí)現(xiàn)的臨床信息系統(tǒng)，嚴(yán)重阻礙了電子病歷的全面共享。平臺無關(guān)的Web Service技術(shù)使得異構(gòu)系統(tǒng)的集成成為可能[4-6]，本文結(jié)合我院電子病歷系統(tǒng)的實(shí)施與應(yīng)用情況，探討基于Web Service的電子病歷系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

1 Web Service相關(guān)技術(shù)介紹

Web服務(wù)是一種新型的Web應(yīng)用模式，是Web技術(shù)與分布式組件技術(shù)融合的產(chǎn)物。在傳統(tǒng)的分布式組件技術(shù)中，服務(wù)是一個(gè)可以通過編程接口訪問的軟件組件，用戶通過使用相應(yīng)的分布式組件協(xié)議 （如DCOM、CORBA和RMI等）訪問這些服務(wù)，由于這些協(xié)議大都與具體的編程語言（如C++、Java和JavaBeans）或平臺（如DCOM只能在Windows系統(tǒng)中使用）相關(guān)，因此應(yīng)用程序與服務(wù)是一種緊耦合的關(guān)系，而Web服務(wù)技術(shù)的出現(xiàn)改變了這一狀況。使用不同平臺和編程語言實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用程序與服務(wù)通過標(biāo)準(zhǔn)的Web協(xié)議 （如HTTP，F(xiàn)TP等）和XML進(jìn)行通信，為跨領(lǐng)域的異構(gòu)應(yīng)用集成提供了全面的技術(shù)支持。

W3C組織對Web服務(wù)的定義為：“Web服務(wù)是由統(tǒng)一資源標(biāo)識符標(biāo)識的軟件應(yīng)用，通過XML實(shí)現(xiàn)接口和綁定的定義、描述和發(fā)現(xiàn)，同時(shí)支持通過基于Interact的協(xié)議 （如SOAP）直接與其他使用XML信息的軟件應(yīng)用程序進(jìn)行交互"。因此，可以說Web服務(wù)是能夠通過使用一系列標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議描述、發(fā)布、定位和調(diào)用的組件，通過標(biāo)準(zhǔn)的接口對軟件組件進(jìn)行包裝，實(shí)現(xiàn)了組件實(shí)現(xiàn)與組件描述的分離，服務(wù)之間通過調(diào)用這些接口來進(jìn)行交互，從而屏蔽了不同軟件組件之間的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。目前有關(guān)Web服務(wù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的研究正在Web服務(wù)描述、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)組合等各個(gè)層次展開，并且已經(jīng)在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界形成了一套廣為接受的基本協(xié)議棧，其基本構(gòu)成如圖1所示。

圖1 Web Service協(xié)議棧Fig.1 Web Service protocol stacks

2 基于Web Service的電子病歷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 需求分析

Web Service技術(shù)是面向業(yè)務(wù)的應(yīng)用集成技術(shù)，因此既可以支持醫(yī)院內(nèi)部臨床信息系統(tǒng)的集成也可以支持醫(yī)院與其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間的異構(gòu)集成。目前，醫(yī)院內(nèi)部的集成一般采用基于數(shù)據(jù)庫和接口的數(shù)據(jù)集成方式進(jìn)行集成，很少考慮各臨床信息系統(tǒng)與整個(gè)醫(yī)院信息系統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)邏輯，甚至存在原有系統(tǒng)與新系統(tǒng)業(yè)務(wù)之間存在矛盾的情況，給系統(tǒng)部署升級工作帶來了很大麻煩，對工作人員要求也比較高（需要了解所有的業(yè)務(wù)邏輯）。對于外部集成，采用醫(yī)院內(nèi)部集成方式顯然是不可取的，一方面不利于保護(hù)醫(yī)院的電子病歷及相關(guān)資源的私有性，另一方面也存在較大的安全隱患。

2.2 基于Web Service的電子病歷系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

Web Service強(qiáng)調(diào)將業(yè)務(wù)封裝成服務(wù)進(jìn)行發(fā)布，并支持跨平臺的服務(wù)調(diào)用，給出一個(gè)基于Web Service的電子病歷系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示?；赪eb Service的電子病歷系統(tǒng)邏輯上可以分為3個(gè)層次：基礎(chǔ)業(yè)務(wù)層、服務(wù)層和集成應(yīng)用層。

圖2 基于Web Service的電子病歷系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig.2 Architecture of Web Service-based electronic medical records system

基礎(chǔ)業(yè)務(wù)層由數(shù)據(jù)層和醫(yī)院內(nèi)部應(yīng)用系統(tǒng)兩個(gè)層次，這樣區(qū)分的原因是在對遺留系統(tǒng)的集成中，對于采用基于數(shù)據(jù)庫進(jìn)行集成的子系統(tǒng)，封裝的服務(wù)一般直接操作數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成（沒有達(dá)到業(yè)務(wù)集成水平），而對于原來采用基于接口方式進(jìn)行集成的子系統(tǒng)可直接將接口封裝成服務(wù)進(jìn)行發(fā)布，而不是直接訪問數(shù)據(jù)庫。

服務(wù)層是整個(gè)體系結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的部分，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。從理論上來說，存在集成應(yīng)用的系統(tǒng)（如門急診醫(yī)生站、住院醫(yī)生站、體檢信息系統(tǒng)等）都通過服務(wù)層提供的服務(wù)接口來實(shí)現(xiàn)各臨床子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成。服務(wù)層是Web Service技術(shù)應(yīng)用的集中體現(xiàn)，包括服務(wù)的定義、發(fā)布、注冊、發(fā)現(xiàn)、綁定、協(xié)作、事務(wù)協(xié)調(diào)，以及服務(wù)質(zhì)量管理等，還需要保證XML文檔的高效解析、SOAP消息的可靠傳輸、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，以及服務(wù)狀態(tài)持久等關(guān)鍵技術(shù)問題。內(nèi)部集成服務(wù)主要面向醫(yī)院內(nèi)部各個(gè)子臨床信息系統(tǒng)的集成應(yīng)用，外部集成服務(wù)主要是各種對外業(yè)務(wù)服務(wù)接口，如網(wǎng)上預(yù)約掛號、跨院轉(zhuǎn)診，以及數(shù)據(jù)上報(bào)等。

集成應(yīng)用系統(tǒng)層主要關(guān)注數(shù)據(jù)的一體化表現(xiàn)和業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，比如醫(yī)院內(nèi)部醫(yī)生站中對病人所有診療信息的一體化表現(xiàn)，醫(yī)生不需要登陸專門的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行察看；還可以在門戶網(wǎng)站中提供預(yù)約掛號、跨院轉(zhuǎn)診，以及數(shù)據(jù)上報(bào)等對外服務(wù)連接。

2.3 基于Web Service的電子病歷系統(tǒng)運(yùn)行支撐框架

電子病歷系統(tǒng)運(yùn)行支撐框架的主要功能是處理基于Web Service的服務(wù)和數(shù)據(jù)調(diào)用的相關(guān)問題，如SOAP消息的封裝與解析，消息的傳輸?shù)?，將其進(jìn)行封裝提供給用戶使用，從而使Web Service的調(diào)用像調(diào)用本地接口程序一樣簡單?；赪eb Service的電子病歷系統(tǒng)采用三層架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此運(yùn)行支撐框架主要由3個(gè)部分組成：

1）數(shù)據(jù)庫訪問模塊：數(shù)據(jù)庫訪問模塊實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的直接操作，以消除其他應(yīng)用系統(tǒng)和模塊對數(shù)據(jù)庫的直接依賴性和耦合性。該模塊以DLL動(dòng)態(tài)庫形式實(shí)現(xiàn)，且支持以集群服務(wù)器的模式對外提供服務(wù)），能夠被任何需要直接訪問數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序使用。

2）數(shù)據(jù)庫訪問服務(wù)模塊：數(shù)據(jù)訪問服務(wù)模塊通過數(shù)據(jù)庫訪問模塊為一體化醫(yī)護(hù)工作站提供面向業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。該模塊以Web Service的形式實(shí)現(xiàn)，且支持以集群服務(wù)器的模式對外提供服務(wù)，主要部署在Web Service服務(wù)器上。

3）數(shù)據(jù)訪問服務(wù)調(diào)用模塊：數(shù)據(jù)訪問服務(wù)調(diào)用模塊對數(shù)據(jù)訪問服務(wù)模塊進(jìn)行封裝，以動(dòng)態(tài)庫的形式部署在客戶端供一體化醫(yī)護(hù)工作站調(diào)用。該模塊主要實(shí)現(xiàn)對Web Service形式的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)的訪問以及相關(guān)的安全控制機(jī)制，模塊的接口與數(shù)據(jù)訪問服務(wù)模塊提供的接口一致。

3 基于Web Service的電子病歷系統(tǒng)的應(yīng)用

為了順應(yīng)醫(yī)療改革需求，2011年我院組織實(shí)施了基于Web Service的電子病歷系統(tǒng)，該系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)如圖3所示。該組織結(jié)構(gòu)從邏輯上可分為4個(gè)部分：客戶端、中間層服務(wù)器、電子病歷服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其中中間層服務(wù)器、電子病歷服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫可分開部署也可部署在同一臺計(jì)算機(jī)上?？蛻舳藢?shù)據(jù)庫的訪問均通過中間層服務(wù)器提供的Web Service標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)。在具體實(shí)施過程中，為了保證我院1 200多臺客戶端對服務(wù)層和數(shù)據(jù)層的訪問效率，一共部署了4臺中間層服務(wù)器、一臺電子病歷服務(wù)器和一臺HIS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

圖3 電子病歷系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure of electronic medical records system

目前，基于Web Service的電子病歷系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了與我院多個(gè)臨床信息系統(tǒng)的集成 （如圖4所示），如合理用藥系統(tǒng)、檢驗(yàn)系統(tǒng)、PACS影像系統(tǒng)，以及移動(dòng)醫(yī)護(hù)系統(tǒng)等。

圖4 基于Web Service的電子病歷系統(tǒng)應(yīng)用Fig.4 Application of Web Service-based electronic medical records system

4 結(jié) 論

電子病歷系統(tǒng)是醫(yī)療過程和活動(dòng)的全面信息化，不僅僅是病歷的電子化，更重要的價(jià)值是能夠?yàn)獒t(yī)護(hù)人員提供滿足臨床診療的信息需求，并能夠及時(shí)有效的輔助和改善醫(yī)護(hù)人員的臨床決策。采用平臺無關(guān)Web Service技術(shù)能夠?yàn)殡娮硬v的跨平臺區(qū)域共享提供技術(shù)支持，有利于電子病歷的深度利用（科學(xué)研究）和基于電子病歷的居民健康檔案的信息化管理。目前，Web Service相關(guān)技術(shù)在醫(yī)院信息系統(tǒng)集成和區(qū)域醫(yī)療信息化中的運(yùn)用還處于起步階段[5-7]，其應(yīng)用潛力還需要進(jìn)一步深化，比如當(dāng)前使用Web Service技術(shù)主要用于數(shù)據(jù)共享，很少利用其業(yè)務(wù)層次的共享和協(xié)同優(yōu)勢。從技術(shù)角度來看，要在衛(wèi)生信息化領(lǐng)域充分利用其優(yōu)勢，一方面需要標(biāo)準(zhǔn)化，建立醫(yī)療業(yè)務(wù)規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并采用平臺無關(guān)的WSDL技術(shù)進(jìn)行描述，另一方面還需要進(jìn)一步提高安全性，減少醫(yī)患糾紛，保護(hù)病人隱私。

[1]電子病歷基礎(chǔ)架構(gòu)與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（試行）[S]．北京:中華人民共和國衛(wèi)生部國家中醫(yī)藥管理局，2009．

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