醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺的分析與設(shè)計

李 桃，鄭西川，王潘章

醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺的分析與設(shè)計

李 桃，鄭西川，王潘章

目的：建立基于集團醫(yī)院的數(shù)據(jù)交換模式，實現(xiàn)總分院及各信息系統(tǒng)之間的有效整合。方法：在服務(wù)器上部署數(shù)據(jù)總線，通過適配器將醫(yī)院各個信息系統(tǒng)接入到數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線實現(xiàn)消息的轉(zhuǎn)換、路由，從而完成數(shù)據(jù)交換。結(jié)果：采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的接口可很好地實現(xiàn)跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合。結(jié)論：建設(shè)醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺，有利于共享和交互數(shù)據(jù)，解決數(shù)據(jù)孤島。

醫(yī)院信息系統(tǒng)；集成平臺；中間件；HL7

0 引言

近年來，隨著醫(yī)院信息化應(yīng)用的快速發(fā)展，國內(nèi)醫(yī)療信息化的建設(shè)已取得顯著效果。大部分三甲醫(yī)院的信息化程度較高，已逐步建立起趨于完善的醫(yī)療業(yè)務(wù)信息化系統(tǒng)，例如醫(yī)院信息化系統(tǒng)（hospital information system，HIS）、電子病歷系統(tǒng)（electronic medical record system，EMRS）、臨床信息系統(tǒng)（clinical information system，CIS）、實驗室信息系統(tǒng)（laboratory information system，LIS）、醫(yī)學(xué)圖像存檔和通信系統(tǒng)（picture archiving and communication systems，PACS）等。但是伴隨著醫(yī)院各類信息系統(tǒng)愈發(fā)的龐大和復(fù)雜，各供應(yīng)商提供的信息系統(tǒng)相對獨立且技術(shù)和架構(gòu)區(qū)別較大，導(dǎo)致整體上形成信息煙囪，數(shù)據(jù)無法充分共享，產(chǎn)生了數(shù)據(jù)冗余、效率低下和資源浪費等問題，制約了醫(yī)院信息化建設(shè)和發(fā)展。因此建立各系統(tǒng)信息充分共享的數(shù)據(jù)集成平臺，實現(xiàn)系統(tǒng)間業(yè)務(wù)協(xié)同迫在眉睫[1-2]。

1 我院信息化應(yīng)用現(xiàn)狀

上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院是一所集醫(yī)療、教學(xué)和臨床科研為一體的綜合性三甲醫(yī)院，醫(yī)院自20世紀(jì)90年代信息化系統(tǒng)上線以來，實施了一系列醫(yī)院信息化產(chǎn)品，不僅優(yōu)化了就診流程，縮短了患者就診時間，而且實現(xiàn)了醫(yī)生的無紙化操作，為醫(yī)院的高效管理提供了便捷。但是隨之而來的問題也日益突顯，主要集中在以下3個方面[3-6]：

（1）接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。由于醫(yī)院各部門需求的增多，使得醫(yī)療軟件供應(yīng)商的產(chǎn)品越來越多，不同架構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)之間只能通過傳統(tǒng)的做接口的方式進行簡單的數(shù)據(jù)共享，對外接口標(biāo)準(zhǔn)不一致。這給信息系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、可靠性帶來巨大的隱患，同時導(dǎo)致信息系統(tǒng)的運行效率低下，運營維護成本增加。

（2）患者信息無法充分共享。我院下設(shè)有分院，總院和分院之間信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相對獨立，同一患者的就診信息無法兩院共享，不利于醫(yī)院業(yè)務(wù)的統(tǒng)一管理和醫(yī)療資源的整合。

（3）信息交換不完善。我院雖已實現(xiàn)醫(yī)院與醫(yī)保、醫(yī)聯(lián)的部分信息交換，但醫(yī)院與社區(qū)、非醫(yī)聯(lián)的信息交換還不夠完善，尚不能完全滿足區(qū)域范圍內(nèi)以居民個人為主線的臨床信息共享和醫(yī)療機構(gòu)協(xié)同服務(wù)。

2 醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺的作用

接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、患者信息無法充分共享、信息交換不完善造成了一個個數(shù)據(jù)孤島，限制了醫(yī)院信息化的發(fā)展。針對這種情況，通過靈活、可靠并具有可擴展性的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺，可以實現(xiàn)醫(yī)院信息的快捷流通和共享，同時保障醫(yī)院信息系統(tǒng)安全高效的運行。

對于醫(yī)院各個系統(tǒng)，集成平臺起到“翻譯官”的作用，無論各個系統(tǒng)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，集成平臺都通過接口適配器將其提供的服務(wù)與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，以供第三方交換與使用。集成平臺除了交換數(shù)據(jù)之外，還對關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行梳理采集和冗余保存，以便獨立向各個系統(tǒng)提供采集的數(shù)據(jù)，同時根據(jù)需要將提取的數(shù)據(jù)保存于系統(tǒng)集成平臺的主數(shù)據(jù)庫或臨床數(shù)據(jù)中心。

3 醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺幾種方案

醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺以使用中間件技術(shù)為主流，能以標(biāo)準(zhǔn)化的接口實現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互。這里的中間件是指企業(yè)服務(wù)總線（enterprise service bus，ESB），它是集成平臺的基礎(chǔ)設(shè)施[4，6]，能提供可靠消息傳輸、服務(wù)接入、協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、基于內(nèi)容的路由等功能。目前國內(nèi)醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺主要采用以下3種解決方案[7-8]：

（1）ESB中間件與衛(wèi)生信息交換標(biāo)準(zhǔn)HL7v2消息。業(yè)務(wù)系統(tǒng)嚴(yán)格按照HL7v2標(biāo)準(zhǔn)來收發(fā)消息。衛(wèi)生信息交換標(biāo)準(zhǔn)（Health Level 7，HL7）是國際上通用的醫(yī)療領(lǐng)域電子數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，HL7v2指HL7標(biāo)準(zhǔn)第2版。此模式分為消息結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化和內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化2類：消息結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化是指接口數(shù)據(jù)的格式符合HL7v2消息約定，此方式方便數(shù)據(jù)的解析；內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化是指消息中的相關(guān)醫(yī)學(xué)內(nèi)容采用業(yè)界較為成熟的標(biāo)準(zhǔn)（如觀測指標(biāo)標(biāo)志符邏輯命名與編碼系統(tǒng)（logical observation identifiers names and codes，LOINC）、國際疾病分類編碼ICD-10等，此方式更加方便后續(xù)數(shù)據(jù)的利用（如數(shù)據(jù)接入臨床數(shù)據(jù)中心）。

（2）ESB中間件與普通Web服務(wù)器服務(wù)。當(dāng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)供應(yīng)商不太熟悉HL7v2標(biāo)準(zhǔn)，無法收發(fā)HL7v2消息時，可以使用Web服務(wù)器接入平臺。此時通過調(diào)用部署在ESB中間件上的Web服務(wù)器服務(wù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。

（3）ESB中間件與HL7v3消息。HL7v3指HL7的第3版，是對HL7v2的進一步發(fā)展，復(fù)雜度大幅提升，目前國內(nèi)很少采用HL7v3實現(xiàn)院內(nèi)集成交換。

國內(nèi)醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺優(yōu)缺點對比結(jié)果見表1。

醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺的最終目標(biāo)是梳理信息化整體架構(gòu)，對流程進行一定再造，同時發(fā)布符合業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)范，使整體信息化架構(gòu)更加合理且易于維護和擴展。因此基于醫(yī)院原有系統(tǒng)的復(fù)雜性以及不確定性，平臺方案的選擇要根據(jù)自身情況靈活選擇和設(shè)置。

結(jié)合我院的實際情況，集成方案采用ESB中間件與HL7v2消息的模式，消息結(jié)構(gòu)進行標(biāo)準(zhǔn)化，消息內(nèi)容不做標(biāo)準(zhǔn)化。由集成平臺制定消息標(biāo)準(zhǔn)，HIS、LIS、RIS、手術(shù)麻醉系統(tǒng)等均基于此標(biāo)準(zhǔn)進行信息交互。未來有新的系統(tǒng)做接入時無需重復(fù)開發(fā)接口，只需按標(biāo)準(zhǔn)與平臺進行對接，可大大降低醫(yī)院的信息化成本。

表1 國內(nèi)醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺方案對比

4 醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺設(shè)計

醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺的總體架構(gòu)如圖1所示。整個平臺的技術(shù)架構(gòu)包括醫(yī)院業(yè)務(wù)應(yīng)用層、適配器、醫(yī)院信息平臺交換層、醫(yī)院信息平臺資源層、醫(yī)院信息平臺服務(wù)層5個部分。為實現(xiàn)我院總、分院間的業(yè)務(wù)協(xié)同，需分別在總院和分院搭建集成平臺，2個集成平臺間可實現(xiàn)服務(wù)的互調(diào)。例如，分院的患者轉(zhuǎn)診到總院，可通過數(shù)據(jù)總線上的查詢服務(wù)，獲取患者轉(zhuǎn)診前的信息。

圖1 醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺技術(shù)架構(gòu)圖

4.1 醫(yī)院業(yè)務(wù)應(yīng)用層

醫(yī)院業(yè)務(wù)應(yīng)用層是醫(yī)院信息平臺的基礎(chǔ)，包括臨床服務(wù)系統(tǒng)、醫(yī)療管理系統(tǒng)和運營管理系統(tǒng)三大類業(yè)務(wù)系統(tǒng)。業(yè)務(wù)應(yīng)用層要接入到醫(yī)院信息平臺，向平臺提供診療數(shù)據(jù)，同時也從平臺獲得業(yè)務(wù)協(xié)同支持。

4.1.1 臨床服務(wù)系統(tǒng)

臨床服務(wù)系統(tǒng)是指以患者為中心，實現(xiàn)臨床診療活動全過程的數(shù)字化運作。主要包括門急診掛號系統(tǒng)、門診醫(yī)生工作站、分診管理系統(tǒng)、住院患者入出轉(zhuǎn)系統(tǒng)、住院醫(yī)生工作站、住院護士工作站、電子化病歷書寫與管理系統(tǒng)、合理用藥管理系統(tǒng)、臨床檢驗系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)、超聲/內(nèi)鏡/病理管理系統(tǒng)、手術(shù)麻醉管理系統(tǒng)、臨床路徑管理系統(tǒng)、輸血管理系統(tǒng)、重癥監(jiān)護系統(tǒng)、心電管理系統(tǒng)、體檢管理系統(tǒng)等。

4.1.2 醫(yī)療管理系統(tǒng)

醫(yī)療管理系統(tǒng)是指對醫(yī)院醫(yī)療活動和醫(yī)療費用進行全過程監(jiān)控，保障醫(yī)院醫(yī)療活動的質(zhì)量和安全，合理控制醫(yī)療費用。主要包括門急診收費系統(tǒng)、住院收費系統(tǒng)、護理管理系統(tǒng)、醫(yī)務(wù)管理系統(tǒng)、院感/傳染病管理系統(tǒng)、科研教學(xué)管理系統(tǒng)、病案管理系統(tǒng)等。

4.1.3 運營管理系統(tǒng)

運營管理系統(tǒng)是指醫(yī)院物流、資金流、信息流、業(yè)務(wù)流的統(tǒng)一管理。主要包括人力資源管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、藥品管理系統(tǒng)、設(shè)備材料管理系統(tǒng)、物資供應(yīng)管理系統(tǒng)、預(yù)算管理系統(tǒng)等。

4.2 適配器

4.2.1 工作原理

通過集成平臺來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換與共享，取代原有的系統(tǒng)間私有接口。需要調(diào)研分析醫(yī)院的業(yè)務(wù)流程，并參考醫(yī)療健康信息集成（integrating the healthcare enterprise，IHE）規(guī)范，由集成平臺制定HL7v2的消息規(guī)范，業(yè)務(wù)系統(tǒng)按此規(guī)范接收、發(fā)送HL7v2消息。業(yè)務(wù)系統(tǒng)與ESB中間件通過適配器連接起來，適配器的作用是獲取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成HL7v2標(biāo)準(zhǔn)的消息，發(fā)送到ESB中間件，同時解析從ESB中間件發(fā)送過來的HL7v2消息，并寫入到業(yè)務(wù)系統(tǒng)。HL7適配器工作原理如圖2所示。

圖2 HL7適配器工作原理

4.2.2 集成平臺接口技術(shù)

集成平臺接口主要指HL7v2消息規(guī)范及平臺接入技術(shù)。HL7v2消息規(guī)范的制定非常重要，消息需要滿足醫(yī)院現(xiàn)有流程，并且要保證數(shù)據(jù)的完整性。HL7消息可主要分為患者管理（admit discharge transfer，ADT）消息（就診者入院、出院、轉(zhuǎn)院）、通用申請單（general order message，ORM）消息（醫(yī)囑錄入）、臨床觀察報告（observational report-unsolicited，ORU）消息（臨床觀察數(shù)據(jù)，如檢驗結(jié)果、檢查結(jié)果）3類。制定消息規(guī)范時需對消息內(nèi)容做本地化處理，即為HL7消息的字段重新賦予特定的含義。HL7v2消息字段含義指定示例見表2。

表2 HL7v2消息字段含義指定

業(yè)務(wù)系統(tǒng)以傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議（transmission control protocol/internet protocol，TCP/ IP）收發(fā)消息。消息接收模式可分為被動接收及主動查詢，被動接收指數(shù)據(jù)源系統(tǒng)發(fā)送消息后，接收方及時解析消息，并將消息內(nèi)容存入數(shù)據(jù)庫；主動查詢指業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要數(shù)據(jù)時發(fā)送查詢消息給數(shù)據(jù)源系統(tǒng)，數(shù)據(jù)源系統(tǒng)通過應(yīng)答消息返回查詢結(jié)果。我院采用被動接收的方式，這種方式在技術(shù)上比較成熟。

4.3 醫(yī)院信息平臺交換層

ESB能夠?qū)⑾⒃诙喾N通信協(xié)議之間路由、在多種格式之間轉(zhuǎn)換，將業(yè)務(wù)服務(wù)重新組合封裝成標(biāo)準(zhǔn)行為，同時具備審計跟蹤和管理功能，主要任務(wù)是以滿足臨床信息、醫(yī)療服務(wù)信息和醫(yī)院管理信息的共享和協(xié)同應(yīng)用為目標(biāo)，采集相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并對外部系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)交換服務(wù)，包括與區(qū)域平臺的數(shù)據(jù)交換。

ESB為整個平臺的數(shù)據(jù)來源提供了技術(shù)基礎(chǔ)和保障，通過信息標(biāo)準(zhǔn)、交換原則的制定，對業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的信息交換服務(wù)，確保數(shù)據(jù)交換過程的安全性、可靠性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)平臺范圍內(nèi)自由、可靠、可信的交換。

ESB中間件對性能要求非常高，中間件必須具備承受并發(fā)量能力高、處理速度快、消息日志可追溯、消息能夠重發(fā)等特性?？蛇x擇OrionHealth的rhapsody作為ESB中間件。OrionHealth是國際主流的ESB中間件供應(yīng)商，在我國有多家醫(yī)院使用了他們的中間件，如上海電力醫(yī)院、上海公共衛(wèi)生臨床中心等。

4.4 醫(yī)院信息平臺資源層

醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺不僅是數(shù)據(jù)交換的平臺，還能改進醫(yī)院的管理。例如，醫(yī)院的職工信息在多個系統(tǒng)中進行維護造成管理上的不便，為實現(xiàn)醫(yī)院基礎(chǔ)字典數(shù)據(jù)的統(tǒng)一維護、集中管理，可以在醫(yī)院信息平臺資源層引入術(shù)語字典管理系統(tǒng)，在其中統(tǒng)一維護字典，并通過ESB中間件分發(fā)到各業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

4.5 醫(yī)院信息平臺服務(wù)層

業(yè)務(wù)系統(tǒng)中含有患者的數(shù)據(jù)，但各系統(tǒng)中使用的患者標(biāo)志號不一致，有門診號、住院號、醫(yī)?？ㄌ?、院內(nèi)卡號、患者內(nèi)碼等，各系統(tǒng)間做接口或系統(tǒng)間調(diào)取患者數(shù)據(jù)時要花很多精力去關(guān)聯(lián)患者，不僅效率低下而且容易出錯?；颊咧魉饕╡nterprise master patient index，EMPI）系統(tǒng)能有效解決這個問題，它能通過唯一的患者標(biāo)志將多個患者的多次就診記錄、多個系統(tǒng)中的患者數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，保證對同一個患者分布在不同系統(tǒng)中的個人信息采集的完整性和準(zhǔn)確性。建立EMPI是實現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部系統(tǒng)集成，醫(yī)院集團內(nèi)資源共享，以及建立居民健康檔案，實現(xiàn)區(qū)域醫(yī)療共享的必要條件[9]。

注冊服務(wù)位于醫(yī)院信息平臺服務(wù)層，用于醫(yī)院信息平臺各種共享服務(wù)資源的注冊，通過服務(wù)資源的“發(fā)布－發(fā)現(xiàn)－訪問”機制，實現(xiàn)服務(wù)資源共享。注冊服務(wù)是醫(yī)療信息閉環(huán)系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的服務(wù)之一，包括對患者、醫(yī)護人員、醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)/系統(tǒng)、醫(yī)療衛(wèi)生術(shù)語/字典的注冊管理服務(wù)，系統(tǒng)對這些實體提供唯一的標(biāo)志。不同實體形成的各類注冊庫（如個人注冊庫、醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)注冊庫等）具有獨立的內(nèi)部標(biāo)志符，每個注冊庫都能解決單個實體具有多個標(biāo)志符的問題。

5 醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺應(yīng)用效果

醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺建成后，信息系統(tǒng)之間可以不需要建立私有接口。搭建集成平臺之前，每當(dāng)要上新的醫(yī)技系統(tǒng)時，都需要與HIS廠商討論接口事宜，不僅增加成本，而且影響醫(yī)技系統(tǒng)的上線進度。而現(xiàn)在只需要按照集成平臺的公共接口規(guī)范接入集成平臺即可。例如門診醫(yī)生在HIS開好檢驗申請單，由收費處完成處方收費后，HL7適配器將患者檢驗申請單轉(zhuǎn)換為HL7v2消息并推送到ESB中間件，ESB中間件再對消息進行處理、轉(zhuǎn)換，并發(fā)送消息給檢驗系統(tǒng)，檢驗系統(tǒng)接收到消息后將HL7v2消息解析成可識別的檢驗申請信息，并存入檢驗數(shù)據(jù)庫。如果有其他系統(tǒng)需要采集檢驗申請單，ESB中間件也可以將檢驗申請的HL7v2消息發(fā)送給這些系統(tǒng)。

以往要想實現(xiàn)門診、住院患者信息的關(guān)聯(lián)并不容易，門診、住院系統(tǒng)中沒有患者的唯一標(biāo)志號，在住院系統(tǒng)中無法看到歷次的門診檢驗報告。集成平臺建立后，EMPI系統(tǒng)記錄了患者的唯一索引號，住院系統(tǒng)調(diào)用EMPI的服務(wù)查詢患者在門診系統(tǒng)的標(biāo)志號，就可以查詢到門診的檢驗報告。

6 結(jié)語

針對我院信息化進程中存在的問題，提出了醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺的方案，它是涉及信息系統(tǒng)整合、實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與醫(yī)療協(xié)同的關(guān)鍵內(nèi)容，關(guān)系到醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展。通過建立標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換和集成，實現(xiàn)各系統(tǒng)間的互通互聯(lián)、信息共享，消除信息孤島，可使子系統(tǒng)之間信息互操作的接口數(shù)目大大減少，總院與分院之間也可實現(xiàn)醫(yī)療協(xié)同，如轉(zhuǎn)診、轉(zhuǎn)檢等。集成平臺還包含了EMPI系統(tǒng)和術(shù)語/字典管理系統(tǒng)，EMPI系統(tǒng)能準(zhǔn)確地識別各系統(tǒng)中的患者是否為同一人，術(shù)語/字典管理系統(tǒng)則實現(xiàn)了術(shù)語/字典的統(tǒng)一管理，解決了各系統(tǒng)分散維護的問題。同時，建立醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺，完成了臨床數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)抽取工作，為在醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺基礎(chǔ)上建立臨床數(shù)據(jù)中心提供了數(shù)據(jù)依靠，大大降低了后期的建設(shè)成本。

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（收稿：2014-11-30 修回：2015-03-10）

Analysis and design of hospital information system integration platform

LI Tao,ZHENG Xi-chuan,WANG Pan-zhang
（Computer Center,the Sixth People's Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200233,China）

Objective To establish a group hospital data exchange mode to realize the integration between general hospital and branches,and between information systems.Methods The data bus was deployed on the server and the adapter accessed the hospital information system to the data bus.The data bus converted and routed the message so as to complete the data exchange.Results Unified standard interfaces could realize data integration between the systems.Conclusion The hospital information system integration platform is beneficial for data sharing and exchange.[Chinese Medical E－quipment Journal，2015，36（11）：57-60]

hospital information system;integration platform;middleware;HL7

R318；TP393.1

A

1003-8868（2015）11-0057-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.11.057

上海市2011信息化發(fā)展專項基金資助（201101049）

李 桃（1983—），女，助理工程師，主要從事臨床信息系統(tǒng)、信息集成平臺方面的研究工作，E-mail：70588073@qq.com。

200233上海，上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院計算機中心（李桃，鄭西川，王潘章）