醫(yī)院信息集成平臺建設研究

賴家聚　賴燕梅　劉焱鑫

摘要：系統(tǒng)間的整合、集成和擴展一直都是制約醫(yī)院數(shù)字化發(fā)展的主要障礙，由于不同廠商之間的產(chǎn)品不兼容，使得醫(yī)院整體信息化步履維艱。本文主要通過建設一個規(guī)范的系統(tǒng)集成平臺，在IHE、DICOM、HL7等國際標準的基礎上，制定覆蓋醫(yī)療所有業(yè)務流程的系統(tǒng)集成規(guī)范，開發(fā)基于規(guī)范的系統(tǒng)集成平臺，為遺留的、當前的以及將來的系統(tǒng)提供了一個統(tǒng)一切標準的數(shù)據(jù)交換和工作流協(xié)同的平臺。

關鍵詞：集成平臺;中間件;結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);插件

中圖分類號：TP311.52;R197.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：B? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.14.005

文章編號：1006-1959（2019）14-0011-04

Abstract：Integration， integration and expansion between systems have always been the main obstacles restricting the digital development of hospitals. Due to the incompatibility of products between different manufacturers， the overall informationization of hospitals is difficult. This paper mainly builds a standardized system integration platform， based on IHE， DICOM， HL7 and other international standards， develops system integration specifications covering all medical business processes， and develops a specification-based system integration platform for legacy and current Future systems provide a unified platform for data exchange and workflow collaboration.

Key words：Integration platform;Middleware;Structured data;Plugin

一個完善的醫(yī)院信息系統(tǒng)通常由上百個子系統(tǒng)組成，牽涉眾多的專業(yè)領域。醫(yī)院信息化能夠取得成功必須保證各個系統(tǒng)的有效集成和數(shù)據(jù)的高度共享，這些系統(tǒng)的集成整合已經(jīng)逐漸成為醫(yī)院數(shù)字化發(fā)展亟待解決的主要問題。系統(tǒng)集成平臺的構(gòu)建主要面向兩個核心問題：一個是為各種醫(yī)療應用提供統(tǒng)一的醫(yī)療數(shù)據(jù)訪問服務，從而消除各種醫(yī)療應用系統(tǒng)與醫(yī)療數(shù)據(jù)中心的直接耦合性;另一個是為各種臨床信息系統(tǒng)提供系統(tǒng)集成服務，系統(tǒng)集成服務基于系統(tǒng)集成模型，通過HL7和DICOM等標準通訊協(xié)議為各種醫(yī)療應用系統(tǒng)提供集成服務，確保各個臨床信息系統(tǒng)在工作流整合的基礎上實現(xiàn)交互協(xié)作，從而以數(shù)字化的形式完成各項醫(yī)療業(yè)務。目前由于不同廠商之間的產(chǎn)品不兼容，使得醫(yī)院整體信息化步履維艱，基于此，本文旨在通過規(guī)范化的系統(tǒng)集成平臺，為醫(yī)院各個系統(tǒng)間提供一個統(tǒng)標準的數(shù)據(jù)交換和工作流協(xié)同的平臺。

1信息集成方法

信息集成方法有三，即應用集成、數(shù)據(jù)集成、界面集成，這三種集成方式各解決不同方面的問題。應用集成指應用程序之間實時或異步交換信息和相互調(diào)用功能，可以采用HL7消息、Web Service、CORBA、EJB、DCOM、RPC等標準，利用消息中間件、BPM等中間件實現(xiàn)。數(shù)據(jù)集成是指應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交換和共享，以及數(shù)據(jù)之間的映射變換，常采用ETL（Extract-Transform-Load）工具實現(xiàn)。界面集成含義是應用程序界面之間相互關聯(lián)引用合成，采用的技術包括ActiveX插件、Portlet、IFrame等[1]。

協(xié)同應用從早期單純的點對點接口方式，發(fā)展到現(xiàn)如今的集成平臺方式，各有不同的優(yōu)缺點。其中點對點接口方式的復雜性在于要和不同的系統(tǒng)建立1∶N的接口，假定有N個系統(tǒng)相互之間需要建立接口，則接口數(shù)為N×（N-1）/2。而集成平臺的優(yōu)勢在于，在N個系統(tǒng)需要進行應用協(xié)同的情況下，只需要開發(fā)N個適配器接口即可，減少了集成平臺的系統(tǒng)負荷。

由于醫(yī)院信息系統(tǒng)復雜性，需要根據(jù)不同的需求和應用場景，設計分別采用上述三種不同集成方法和手段進行信息集成。

2應用集成

醫(yī)院醫(yī)技輔診科室信息系統(tǒng)（如PACS/RIS、LIS、MUSE等）的信息集成，這種場景信息交互的數(shù)據(jù)量不大，實時性要求不高，且各信息系統(tǒng)的專業(yè)廠商實現(xiàn)方式相差較大，采用基于集成平臺的應用集成方式是最優(yōu)選擇。集成平臺體系結(jié)構(gòu)見圖1，集成平臺對外提供支持多種方式的集成服務：包括WebService服務、TCP監(jiān)聽服務、文件監(jiān)測服務、FTP服務、SQL監(jiān)控服務等[2]。

信息集成組件主要由以下幾部分組成：Business Service業(yè)務服務、Business Process業(yè)務處理、Business Operation業(yè)務操作，這幾部分共同作用下，完成集成事務與消息傳遞。其中，Business Service主要負責進行消息的監(jiān)聽與接收;Business Process負責全局的消息路由轉(zhuǎn)發(fā)、事務流程處理、消息匹配映射等工作職責;Business Operation負責將轉(zhuǎn)換完成、最原子化的一個操作，發(fā)送/調(diào)用信息集成的目標端。在三者相互作用下，消息的反饋準確的返回到Business Process，由Process將反饋消息控制返回到消息發(fā)送方，其工作流程見圖2。

目前，醫(yī)院中存在各種各樣的醫(yī)療業(yè)務系統(tǒng)，醫(yī)療業(yè)務系統(tǒng)的多樣性導致集成接入方式的多樣性，如部分系統(tǒng)已實現(xiàn)TCP的發(fā)送傳遞;部分已實現(xiàn)文本輸出等。集成平臺作為醫(yī)院信息系統(tǒng)的中轉(zhuǎn)、適配角色，接入方式的多樣性已成為必要條件。如前所述，在這方面，集成平臺允許的接入方式有：TCP、FILE、FTP、SQL、SOAP（WebService）、HTTP、MAIL等多種方式與相應的適配器。

2數(shù)據(jù)集成

在實際業(yè)務應用中，醫(yī)院的日常HIS庫與ERMS庫之間存在較多高頻率、高性能要求的交互，如計價信息與藥品庫存等信息的實時共享等。針對這樣的應用場景，可以采用ETL工具（GoldenGate）在數(shù)據(jù)庫底層進行DB層同步方式。

目前，醫(yī)院已經(jīng)存在比較完整的醫(yī)療信息系統(tǒng)，這些醫(yī)療信息是以軍衛(wèi)一號系統(tǒng)為基礎，同時增加醫(yī)院自己的需求發(fā)展而來。ERMS電子病歷系統(tǒng)是一個完整的獨立產(chǎn)品，該系統(tǒng)擁有一套完整的系統(tǒng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)，而在系統(tǒng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)上，醫(yī)院現(xiàn)有醫(yī)療信息系統(tǒng)和EMRS電子病歷系統(tǒng)都存在較大差異，這就決定了現(xiàn)有系統(tǒng)和EMRS電子病歷系統(tǒng)很難共用一個數(shù)據(jù)庫。但EMRS電子病歷系統(tǒng)和醫(yī)院現(xiàn)有醫(yī)療信息系統(tǒng)都是醫(yī)院系統(tǒng)不可分割的一部分，各個系統(tǒng)既有各自的工作重點，又有相互聯(lián)系和配合，只有相互結(jié)合，才能快速、高效和正確的完成日常工作。兩者之間存在著千絲萬縷的關系，醫(yī)院現(xiàn)有醫(yī)療信息系統(tǒng)需要在這兩個系統(tǒng)之間同步數(shù)據(jù)信息，而涉及到同步的醫(yī)療業(yè)務往往涉及醫(yī)療各個環(huán)節(jié)，需要信息同步的數(shù)據(jù)量比較大，同時為了不造成醫(yī)療業(yè)務的延遲和脫節(jié)，也需要很高的實時性[3]。

在這種應用場景下已不適宜采用通過消息交互的應用集成方式。因為消息集成方式在數(shù)據(jù)量很大的情況下，處理速度較慢，因此需要采用數(shù)據(jù)集成的方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，數(shù)據(jù)庫集成工具采用Oracle GoldenGate。

醫(yī)院涉及到需要數(shù)據(jù)同步的包括兩個部分：HIS數(shù)據(jù)庫和EMRS數(shù)據(jù)庫。采用GoldenGate實現(xiàn)HIS數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)和EMRS數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)雙向同步，其基本結(jié)構(gòu)圖見圖3?？梢钥吹?，發(fā)生在HIS數(shù)據(jù)庫上的相關數(shù)據(jù)變化通過GoldenGate實時同步到EMRS數(shù)據(jù)庫，而發(fā)生在EMRS數(shù)據(jù)庫上的相關數(shù)據(jù)變化通過GoldenGate也會實時同步到HIS數(shù)據(jù)庫，其具體的實現(xiàn)過程見圖4。其中，數(shù)據(jù)同步的核心是GoldenGate，在HIS數(shù)據(jù)庫和EMRS數(shù)據(jù)庫上變化數(shù)據(jù)的捕獲、傳遞和復制都是通過GoldenGate來完成的。當EMRS數(shù)據(jù)庫發(fā)生數(shù)據(jù)變化的時候，運行在EMRS數(shù)據(jù)庫服務器上的GoldenGate將捕獲該功能業(yè)務對應的變化數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡傳遞到HIS數(shù)據(jù)庫，HIS數(shù)據(jù)庫接收到這些變化數(shù)據(jù)之后，運行在HIS數(shù)據(jù)庫服務器上的GoldenGate解析這些變化數(shù)據(jù)并應用到HIS數(shù)據(jù)庫。反之，HIS數(shù)據(jù)庫上的變化數(shù)據(jù)也是經(jīng)過上述過程應用到EMRS數(shù)據(jù)庫。

通過GoldenGate可以很好地實現(xiàn)HIS數(shù)據(jù)庫和EMRS數(shù)據(jù)庫的之間的獨立和聯(lián)系，使他們各盡其職，分工明確，很好地支撐整個醫(yī)院的正常運營。

3界面集成

對于醫(yī)學影像、心電圖波形數(shù)據(jù)，臨床醫(yī)師的需求是不僅能瀏覽圖像和波形，還有對其操作處理的要求，通常對應系統(tǒng)供應商提供了DICOM影像瀏覽器和心電圖瀏覽器，這些瀏覽器提供相應的工具來處理、管理、傳輸和轉(zhuǎn)換圖像和波形[4]。針對這種帶專業(yè)處理功能的人機交互界面的應用程序，采用界面集成的方式，集成專業(yè)瀏覽器插件或應用程序。針對這種方式的場景，EMRS系統(tǒng)將采用界面集成應用的方式集成數(shù)據(jù)綜合瀏覽視圖，在臨床數(shù)據(jù)中心一節(jié)中已提到，該視圖采用組件化方式進行開發(fā)，實質(zhì)是各類專業(yè)瀏覽插件的容器，支持對各種醫(yī)學影像（X-Ray、CT、MRI、超聲、胃腸鏡）、心電圖、監(jiān)護數(shù)據(jù)和麻醉監(jiān)護數(shù)據(jù)等在內(nèi)的多種醫(yī)療數(shù)據(jù)的綜合閱覽分析。至于各專業(yè)瀏覽器插件內(nèi)部的實現(xiàn)，可能又會采用應用集成的方式，但通常為了提高性能，和多媒體資料庫中心采用直連的方式獲取影像和波形[5]。

以DICOM影像瀏覽器組件為例，其內(nèi)部采用DICOM標準進行醫(yī)學影像格式定義與交互傳輸。該模塊以OCX控件的方式實現(xiàn)，同時提供給集成事務處理模塊和醫(yī)護工作站使用。EMRS醫(yī)護工作站使用DICOM引擎主要實現(xiàn)從影像中心查詢和獲取影像等功能。DICOM影像應用流程規(guī)劃見圖5，主要由以下幾步組成：

第一步：醫(yī)護工作站通過調(diào)用DICOM引擎，設置參數(shù)（Study UID或Study Type + Study ID，DICOM Server的IP、Port、AE）*，請求獲取一個檢查的影像;

第二步：DICOM引擎啟動DICOM Query服務，獲取檢查影像數(shù)，事件通知醫(yī)護工作站，醫(yī)護工作站可以根據(jù)返回的影像數(shù)啟動初始化進度條;

第三步：DICOM引擎啟動DICOM Move服務，向影像中心請求影像;

第四步：影像中心啟動DICOM Storage服務，向DICOM引擎發(fā)送影像;

第五步：DICOM引擎每接收到一個新文件，事件通知醫(yī)護工作站，醫(yī)護工作站可以在此事件的處理中打開并顯示此文件，同時改變進度條位置;

第六步：DICOM引擎接收到DICOM Move響應，表明文件獲取已經(jīng)結(jié)束，事件通知醫(yī)護工作站。

4總結(jié)

通過建立集成信息平臺，集成各類應用系統(tǒng)以及日常運營的業(yè)務，整合醫(yī)院內(nèi)部業(yè)務應用系統(tǒng)，形成一個互聯(lián)互通的醫(yī)院業(yè)務協(xié)作網(wǎng)絡。集成信息平臺為臨床數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)來源提供了技術基礎和保障，通過信息標準、交換原則的制定，對業(yè)務系統(tǒng)提供標準的信息交換服務，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。在醫(yī)院信息系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)中，如HIS、LIS、RIS、OA等，傳遞和展現(xiàn)整個醫(yī)療過程中的相關信息。

通過醫(yī)院信息平臺建設，一方面可以規(guī)避“點對點”式的信息共享與交換，并使得醫(yī)院可以基于信息平臺整體上進行業(yè)務流程優(yōu)化與管理，對內(nèi)提高管理水平，對外以統(tǒng)一的方式接入?yún)^(qū)域衛(wèi)生協(xié)同網(wǎng)絡，更好地為人民健康服務。另一方面利于醫(yī)院信息系統(tǒng)建設的持續(xù)性發(fā)展，以適應未來的需求變化，避免信息化建設的大范圍的推倒重來;另外，持續(xù)性發(fā)展還必須要有一套合適的實施和服務模式作支撐。

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收稿日期：2019-4-8;修回日期：2019-4-19

編輯/成森