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    醫(yī)療異構(gòu)環(huán)境下Ensemble平臺(tái)數(shù)據(jù)資源交互的研究

    2016-11-08 08:34:58李東林韋潤(rùn)蓮翟玉蘭
    關(guān)鍵詞:醫(yī)德消息信息系統(tǒng)

    蒙 華 李東林 韋潤(rùn)蓮 翟玉蘭

    (廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 廣西 南寧 530021)

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    醫(yī)療異構(gòu)環(huán)境下Ensemble平臺(tái)數(shù)據(jù)資源交互的研究

    蒙華李東林韋潤(rùn)蓮翟玉蘭

    (廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院廣西 南寧 530021)

    隨著區(qū)域醫(yī)療發(fā)展的推進(jìn),醫(yī)療信息資源集成是關(guān)鍵,這就要求系統(tǒng)開(kāi)發(fā)考慮到當(dāng)前醫(yī)療異構(gòu)環(huán)境下信息系統(tǒng)的集成和數(shù)據(jù)中心的建立。由于醫(yī)療信息資源形式各異,系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)不同,以及大數(shù)據(jù)量交換、對(duì)業(yè)務(wù)流程的控制要求等,阻礙了信息系統(tǒng)集成和資源共享,提出基于Ensemble集成平臺(tái)(內(nèi)置后關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Caché),避開(kāi)限制條件,實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源數(shù)據(jù)交互的方法。從廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院滿(mǎn)意度回訪(fǎng)的需求出發(fā),闡述交換數(shù)據(jù)定義、消息流程以及傳輸機(jī)制等環(huán)節(jié),通過(guò)在Ensemble建立BusinessService、BusinessProcess、BusinessOperation實(shí)現(xiàn)接口平臺(tái)消息發(fā)送和結(jié)果返回過(guò)程。在實(shí)踐運(yùn)用中表明,Ensemble集成平臺(tái)能滿(mǎn)足醫(yī)療異構(gòu)環(huán)境下數(shù)據(jù)交換要求,促進(jìn)醫(yī)院信息化建設(shè)。

    系統(tǒng)集成EnsembleCaché接口技術(shù)滿(mǎn)意度回訪(fǎng)

    0 引 言

    區(qū)域醫(yī)療信息化不斷推進(jìn)過(guò)程中,醫(yī)療技術(shù)新發(fā)展帶來(lái)諸多便利,同時(shí)也導(dǎo)致大量異構(gòu)、自主的醫(yī)療信息系統(tǒng)和海量信息資源。各系統(tǒng)管理和維護(hù)眾多重復(fù)多樣的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù),各異的數(shù)據(jù)庫(kù),但是系統(tǒng)之間卻無(wú)法與聯(lián)動(dòng),共享業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)[1],給醫(yī)療衛(wèi)生工作造成困擾。在醫(yī)療信息化程度不高的縣鄉(xiāng)各醫(yī)院和衛(wèi)生院,這種現(xiàn)象更加明顯。因此,醫(yī)療信息資源如何進(jìn)行有效、安全的集成和通信,并逐步向醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分析與挖掘方向延伸是醫(yī)療界面臨的挑戰(zhàn)。從上世紀(jì)80年代開(kāi)始,醫(yī)療界信息系統(tǒng)整合方案吸引了國(guó)際上眾多科研、教育機(jī)構(gòu)和醫(yī)療軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商的關(guān)注,各種醫(yī)療通信標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定和推廣,如HL7(Healthlevelseven)、webservice協(xié)議棧、IHE(IntegratingtheHealthcareEnterprise)集成規(guī)范等為醫(yī)療信息系統(tǒng)間的集成奠定基礎(chǔ)[2]。

    實(shí)現(xiàn)醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互可通過(guò)建立醫(yī)療業(yè)務(wù)中間數(shù)據(jù)庫(kù)和集成平臺(tái)。前者集中存儲(chǔ)醫(yī)療數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)交互由各異構(gòu)系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)中間數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)[3]。該模式的數(shù)據(jù)安全及業(yè)務(wù)流程缺乏控制。集成平臺(tái)模式,可實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)化,并控制醫(yī)療業(yè)務(wù)流程,動(dòng)態(tài)調(diào)整異構(gòu)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)流向,滿(mǎn)足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互以及互操作性。國(guó)內(nèi)已有較成熟的醫(yī)療集成平臺(tái),如IBM、東軟公司、美國(guó)Intersystems公司開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品,但醫(yī)療信息資源的集成方面的成功案例和經(jīng)驗(yàn)仍欠缺,須規(guī)劃全局,循序漸進(jìn)。美國(guó)Intersystems公司開(kāi)發(fā)的集成平臺(tái)Ensemble(內(nèi)嵌Caché 數(shù)據(jù)庫(kù)),有效解決接口繁雜及數(shù)據(jù)規(guī)范化的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)自動(dòng)抽取和流轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)醫(yī)療服務(wù)信息和管理信息的互聯(lián)互通[4,5]。

    1 Ensemble集成平臺(tái)總體架構(gòu)

    區(qū)域醫(yī)療以居民健康檔案為中心,要求簡(jiǎn)化異構(gòu)系統(tǒng)集成,并制定醫(yī)療信息體系各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)共享[2,6]。廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院是綜合性三級(jí)甲等醫(yī)院,是區(qū)內(nèi)醫(yī)療、教學(xué)、科研的重要基地。近年來(lái),醫(yī)院信息化程度不斷提高,院內(nèi)異構(gòu)系統(tǒng)增多,如醫(yī)德醫(yī)風(fēng)、醫(yī)學(xué)影像、超聲、醫(yī)院信息系統(tǒng)、電子病歷、人力資源管理系統(tǒng)等。系統(tǒng)單點(diǎn)間信息交換,耦合度過(guò)高。系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交互和集成更加復(fù)雜,接口維護(hù)、管理難度加大,且存在安全隱患。

    Ensemble應(yīng)融入醫(yī)院信息系統(tǒng)建設(shè),可搭建在HIS體系架構(gòu)的應(yīng)用層。EnsembleStudio工作室,集成Caché 的開(kāi)發(fā)環(huán)境,具有跨網(wǎng)絡(luò)、跨協(xié)議、支持應(yīng)用集成和數(shù)據(jù)集成優(yōu)勢(shì),各系統(tǒng)只需要與Ensemble平臺(tái)做接口,降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)復(fù)雜度[7,8]。圖1為Ensemble體系架構(gòu)。

    圖1 Ensemble平臺(tái)的體系架構(gòu)

    Ensemble在醫(yī)院信息系統(tǒng)中主要作用是消息機(jī)制的傳輸和控制,主要特點(diǎn)是支持內(nèi)嵌HL7標(biāo)準(zhǔn)、XML類(lèi)庫(kù)等消息格式;內(nèi)置后關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Caché。Ensemble主要包含三個(gè)層次:數(shù)據(jù)接口層、業(yè)務(wù)核心層和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。

    (1) 業(yè)務(wù)核心層

    包括業(yè)務(wù)流程管理和消息管理,定制、調(diào)度業(yè)務(wù)流程以及映射消息。業(yè)務(wù)服務(wù)BS(BusinessService),接受消息對(duì)象,將它轉(zhuǎn)換成請(qǐng)求消息,并傳遞給業(yè)務(wù)流程或者業(yè)務(wù)操作。業(yè)務(wù)流程BP(BusinessProcess)接收請(qǐng)求消息,然后按照順序或者并行的方式執(zhí)行一套預(yù)定義好的行為。業(yè)務(wù)操作BO(BusinessOperation),接收BP消息,映射到指定的外部應(yīng)用。同時(shí)把請(qǐng)求消息對(duì)象的屬性轉(zhuǎn)換成外部應(yīng)用可用的格式,并通過(guò)輸出適配器調(diào)用該外部應(yīng)用[6]。

    (2) 數(shù)據(jù)接口層

    輸入和輸出適配器(支持SQL/FTP/TCP/HTTP/SOAP等),集成各異構(gòu)系統(tǒng)到業(yè)務(wù)流程中,并監(jiān)控各個(gè)子系統(tǒng)的執(zhí)行情況和運(yùn)行狀態(tài)[9]。接入服務(wù)以適配器集成接入各醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)(HIS/EMR/LIS/PACS等),被集成系統(tǒng)之間的信息交互載體為XML,通過(guò)消息機(jī)制建立XML的交換通道。

    (3) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層

    包括元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)和消息倉(cāng)庫(kù),用于存儲(chǔ)各業(yè)務(wù)流程的消息定義和轉(zhuǎn)換等。

    (4) Caché 數(shù)據(jù)庫(kù)

    美國(guó)Intersystems公司采用面向?qū)ο蠓绞匠晒υO(shè)計(jì)的后關(guān)系數(shù)型據(jù)庫(kù)Caché,本質(zhì)是基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和面向?qū)ο髴?yīng)用開(kāi)發(fā)的高性能數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。美國(guó)三大實(shí)驗(yàn)室及70%醫(yī)療行業(yè)信息系統(tǒng)均采用Caché[6,7]。Caché包含事務(wù)處理和Client/Server應(yīng)用,優(yōu)勢(shì)在于集成多種數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)方式,包括多維數(shù)組、SQL和對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)。查詢(xún)數(shù)據(jù)效率增強(qiáng),同時(shí)存儲(chǔ)空間占有率減小。

    Caché 所有數(shù)據(jù)都保存在多維數(shù)組存機(jī)制擎Global中,Global是一個(gè)樹(shù)狀結(jié)構(gòu),可存儲(chǔ)帶有許多下標(biāo)的數(shù)據(jù),且不限制數(shù)據(jù)類(lèi)型。Global表示形式:^名稱(chēng)(下標(biāo)1,下標(biāo)2,…)=值。如表1所示為查找表PA_ADM的表結(jié)構(gòu),即各種Global的索引類(lèi)型、名稱(chēng)和具體內(nèi)容。其中,data類(lèi)型是用于保存數(shù)據(jù),遍歷樹(shù)結(jié)構(gòu)就是訪(fǎng)問(wèn)data;index類(lèi)型是用于存放查找下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的索引。Global以樹(shù)狀的形式保存,每一個(gè)節(jié)點(diǎn)直接與磁盤(pán)和內(nèi)存中的數(shù)據(jù)塊相對(duì)應(yīng),訪(fǎng)問(wèn)速度極快[6]。

    表1 多維數(shù)組Global

    Ensemble提供業(yè)務(wù)、事件、業(yè)務(wù)規(guī)則日志、消息跟蹤監(jiān)控等功能,實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)期的有效調(diào)試及運(yùn)行期間的故障診斷分析。利用集成平臺(tái)故障可追溯機(jī)制,可快速定位導(dǎo)致異常的環(huán)節(jié)[9]。集成平臺(tái)的權(quán)限還包括數(shù)據(jù)來(lái)源的定義、調(diào)度控制等方面,對(duì)外提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)方法,形成各應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)視圖。

    2 接口關(guān)鍵技術(shù)WebService

    WebService由一系列的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議組成,具有跨平臺(tái)、簡(jiǎn)單和集成能力強(qiáng)等特點(diǎn)[11,12]。鑒于XML在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的跨平臺(tái)技術(shù),且易于處理結(jié)構(gòu)化文檔信息[6,9,10],Ensemble內(nèi)置的Caché創(chuàng)建Web服務(wù)時(shí),采用XML作為描述結(jié)構(gòu)化資料和應(yīng)用組件的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言,并自動(dòng)生成WSDL,用于描述、規(guī)范命令和服務(wù)[11],實(shí)現(xiàn)可互操作的分布式應(yīng)用程序。

    3 在醫(yī)德醫(yī)風(fēng)滿(mǎn)意度回訪(fǎng)的接口實(shí)現(xiàn)

    3.1接口需求

    目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)醫(yī)院醫(yī)德醫(yī)風(fēng)滿(mǎn)意度調(diào)查主要通過(guò)軟件系統(tǒng)對(duì)就診病人開(kāi)展。包括電話(huà)咨詢(xún),病房發(fā)放調(diào)查單,網(wǎng)站調(diào)查以及自助機(jī)等方式,調(diào)查內(nèi)容較單一,且信息之間無(wú)法有效共享,存在信息孤島現(xiàn)象。隨著醫(yī)療信息化改革從面向醫(yī)院內(nèi)部管理向整體醫(yī)療全面發(fā)展,對(duì)醫(yī)德醫(yī)風(fēng)滿(mǎn)意度調(diào)查工作提出內(nèi)容更廣泛、信息化程度更高要求[13]。

    順應(yīng)醫(yī)療信息化發(fā)展要求,廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院針對(duì)滿(mǎn)意度調(diào)查模塊另辟蹊徑,采用信息化手段,結(jié)合通信、網(wǎng)站等渠道對(duì)出院患者的全方位調(diào)查,提供康復(fù)、術(shù)后治療指導(dǎo)等,了解病人出院后的治療和恢復(fù)情況,觀(guān)察醫(yī)院對(duì)病人診斷、治療的有效性。通過(guò)社會(huì)監(jiān)督和患者參與,提高患者就診滿(mǎn)意度,積極防止或減少醫(yī)德考評(píng)失真。如何安全有效獲取病人全面、準(zhǔn)確的就診信息,協(xié)助工作人員更好開(kāi)展院外回訪(fǎng)工作,涉及到異構(gòu)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的共享,信息的安全等問(wèn)題。借助醫(yī)院Ensemble集成平臺(tái),及院內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行的醫(yī)院HIS系統(tǒng)、全結(jié)構(gòu)化電子病歷等醫(yī)療信息化發(fā)展的優(yōu)勢(shì),與醫(yī)德醫(yī)風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)接口數(shù)據(jù)的有效傳輸。

    3.2開(kāi)發(fā)環(huán)境

    操作系統(tǒng):windowserver2008;

    Web服務(wù)器:IIS(InternetInformationServer) 6.0;

    集成平臺(tái):Ensemble(集成開(kāi)發(fā)平臺(tái),內(nèi)置Caché 數(shù)據(jù)庫(kù))。

    3.3接口消息定義

    廣西醫(yī)科大第一附屬醫(yī)院在醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)主要采用醫(yī)生開(kāi)立的醫(yī)囑來(lái)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。病人首次就診,系統(tǒng)生成唯一登記號(hào)(PAPMI_NO),該病人每次就診均生成一個(gè)就診號(hào)(PAADM_RowID),子項(xiàng)是醫(yī)生開(kāi)出的多個(gè)醫(yī)囑號(hào)(OEORD_RowID)。根據(jù)醫(yī)院信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)來(lái)定義接口消息的結(jié)構(gòu),定義接口消息時(shí)要求相關(guān)系統(tǒng)的消息結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循:

    1. 消息的返回值ResultCode有兩種取值:0代表成功; -1代表錯(cuò)誤。

    2. 消息類(lèi)型FLAG有三種取值:插入;更新;刪除。

    3.XML消息中的字段名標(biāo)簽命名,釆用單詞首字母大寫(xiě)方式,如:NAME字段的標(biāo)簽形如〈Name〉小明〈/Name〉, 而PAPMI_NO字段的標(biāo)簽形如0001111000。

    4. 平臺(tái)返回值形式:平臺(tái)把此消息發(fā)給病人服務(wù)系統(tǒng),則返回值形如:0成功0001111000。

    5. 涉及的參數(shù)說(shuō)明。以住院病人診斷信息字典參數(shù)為例。

    交易輸入:4186096

    。

    表2和表3是病人診斷信息的輸入?yún)?shù)說(shuō)明。

    表2 病人診斷信息接口輸入?yún)?shù)說(shuō)明

    交易輸出:0成功086239急性淋巴細(xì)胞性白血病,L2型治愈

    表3 病人診斷信息接口輸入?yún)?shù)說(shuō)明

    3.4消息交換觸發(fā)原理

    圖2 滿(mǎn)意度調(diào)查模塊接口觸發(fā)原理

    如圖2所示,醫(yī)德醫(yī)風(fēng)系統(tǒng)向Ensemble發(fā)送請(qǐng)求消息:實(shí)參和方法。平臺(tái)依據(jù)HIS系統(tǒng)回訪(fǎng)病人標(biāo)準(zhǔn)(住院病人達(dá)到出院標(biāo)準(zhǔn),醫(yī)生下達(dá)出院醫(yī)囑,護(hù)士對(duì)病人做出院處理;或主管醫(yī)生提交病人電子病歷),調(diào)取Caché 腳本數(shù)據(jù)處理程序,返回XML消息串給醫(yī)德醫(yī)風(fēng)系統(tǒng)。系統(tǒng)接受XML消息,把病人的基本信息放入接口中間庫(kù)等候隊(duì)列(包括病人基本信息,出院診斷、手術(shù)情況、出院醫(yī)囑等)。

    3.5滿(mǎn)意度調(diào)查接口的具體實(shí)現(xiàn)

    BS提供的方法接口,即webservice接口,說(shuō)明如表4所示。平臺(tái)通過(guò)添加命名空間和類(lèi)名直接調(diào)用webservice接口。

    表4 webservice接口說(shuō)明

    圖3顯示BP的消息路徑,協(xié)調(diào)八個(gè)業(yè)務(wù)操作,屬于Ensemble內(nèi)部調(diào)用。調(diào)用下一個(gè)BO,使用的是哪種方法。是消息同步,此步驟運(yùn)行完成,才可以進(jìn)行下一步。

    圖3 BP

    訪(fǎng)問(wèn)Ensemble之外的方法或者應(yīng)用程序,屬于內(nèi)部調(diào)用。業(yè)務(wù)操作在Ensemble中封裝為BO,部分代碼如下所示。調(diào)用可以重用,減少工作量。

    圖4接口返回值

    3.6集成平臺(tái)的界面視圖數(shù)據(jù)追蹤

    集成平臺(tái)的消息管理和跟蹤視圖如圖5和圖6所示。

    圖5 消息管理界面

    圖6 消息跟蹤視圖

    3.7請(qǐng)求方獲取所需數(shù)據(jù)

    醫(yī)德醫(yī)風(fēng)系統(tǒng)主要完成以下工作:

    (1) 與Ensemble服務(wù)器端建立連接,發(fā)送查詢(xún)請(qǐng)求。通過(guò)Skettle開(kāi)源數(shù)據(jù)抽取工具與集成平臺(tái)接口建立連接。依據(jù)雙方協(xié)定的接口輸入,制定查詢(xún)請(qǐng)求,通過(guò)建立的連接把查詢(xún)請(qǐng)求發(fā)送到接口端。

    (2) 接收接口端返回的XML數(shù)據(jù),提取所需的數(shù)據(jù),進(jìn)行相應(yīng)處理。

    醫(yī)德醫(yī)風(fēng)系統(tǒng)獲取病案首頁(yè)、電子病歷等信息,數(shù)據(jù)解析、過(guò)濾等操作,得出滿(mǎn)意度回訪(fǎng)界面數(shù)據(jù)如圖7所示。

    圖7 滿(mǎn)意度回訪(fǎng)界面

    4 結(jié) 語(yǔ)

    本文介紹醫(yī)療集成平臺(tái)Ensemble的基本功能、XML和 webservice 技術(shù),并結(jié)合醫(yī)院數(shù)據(jù)交互實(shí)例需求,建立基于Ensemble平臺(tái)的BS、BP、BO實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,該平臺(tái)具有很好的應(yīng)用前景。集成平臺(tái)投入使用后,信息人員的平臺(tái)管理、接口二次開(kāi)發(fā)能力需要不斷提高。若平臺(tái)宕機(jī)醫(yī)療信息系統(tǒng)將面臨巨大風(fēng)險(xiǎn)[14]。將第三方數(shù)字認(rèn)證系統(tǒng)引入集成平臺(tái),確保信息安全加密,防范數(shù)據(jù)被竊取和篡改風(fēng)險(xiǎn)[1,14],是下一步深入研究的方向之一。

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    RESEARCHONINTERACTIONOFENSEMBLEPLATFORMDATARESOURCEINMEDICALHETEROGENEOUSENVIRONMENT

    MengHuaLiDonglinWeiRunlianZhaiYulan

    (TheFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniversity,Nanning530021,Guangxi,China)

    Withthepromotionofregionalmedicaldevelopment,medicalinformationresourcesintegrationbecomesthekeyissue,anditrequirestheintegrationofinformationsystemandestablishmentofdatacentreinheterogeneousmedicalenvironment.Becauseofthediversityofmedicalinformationresourcesandthedifferenceofdatabaseofsystemsoftwareaswellasthelarge-scaledataexchanges,thecontrolofbusinessprocesses,etc,theinformationsystemintegrationandresourcesharingareimpeded.Weputforwardamethodofimplementingmedicalresourcesdatainteraction,whichisbasedonEnsembleintegrationplatform(abuilt-inrelationaldatabaseCaché),andkeepsawayfromvariouslimitation.ProceedingfromtheneedsoftheFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniversityonfollow-upforsatisfaction,weexpoundedthelinksofdefinitionofexchangingdata,massageprocess,andtransmissionmechanism,etc,andthenimplementedthemessagesendingandresultsreturningprocessoninterfaceplatformbyestablishingBusinessService,BusinessProcessandBusinessOperationonEnsemble.ItisdemonstratedinpracticalapplicationthattheEnsembleintegrationplatformcanmeettherequirementofdataexchangesinheterogeneousmedicalenvironmentandpromotehospitalinformatisationconstruction.

    SystemintegrationEnsemblecachéInterfacetechnologyFollow-upofsatisfaction

    2015-07-30。蒙華,工程師,主研領(lǐng)域:集成平臺(tái),醫(yī)療信息管理與信息系統(tǒng)。李東林,工程師。韋潤(rùn)蓮,高級(jí)工程師。翟玉蘭,工程師。

    TP

    ADOI:10.3969/j.issn.1000-386x.2016.10.025

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