一種基于HSB的醫(yī)院信息平臺系統(tǒng)研究

編者按：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和相關(guān)系統(tǒng)也越來越多的在各種生活領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)醫(yī)療系統(tǒng)由于系統(tǒng)模塊不統(tǒng)一，信息數(shù)據(jù)能力運(yùn)用不足，導(dǎo)致醫(yī)療系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享能力不足。這篇文章通過建立一種基于HSB的醫(yī)院信息平臺系統(tǒng)實現(xiàn)醫(yī)療信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中處理;處理后的數(shù)據(jù)通過HSB提供統(tǒng)一共享接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的能力，實現(xiàn)多院之間統(tǒng)一身份認(rèn)證、統(tǒng)一操作、數(shù)據(jù)共享等業(yè)務(wù)能力整合，提高醫(yī)療系統(tǒng)信息化服務(wù)的能力;實現(xiàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間的業(yè)務(wù)協(xié)同，幫助醫(yī)院實現(xiàn)高效管理，同時，便于醫(yī)療機(jī)構(gòu)快速為患者實現(xiàn)診斷，提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。另外，還方便一線醫(yī)療人員采用最新的數(shù)據(jù)進(jìn)行臨床科研，提高綜合醫(yī)療能力。系統(tǒng)還提供集中、統(tǒng)一的知識庫服務(wù)，與臨床業(yè)務(wù)系統(tǒng)對接，形成臨床決策支持系統(tǒng)，供醫(yī)生進(jìn)行診治時進(jìn)行參考，提高醫(yī)療系統(tǒng)總體診治的質(zhì)量。

研究背景和目的

隨著當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理技術(shù)也越來越成熟，數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)共享能力也在許多行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。和西方國家相比，我國醫(yī)療行業(yè)信息化和數(shù)據(jù)化能力建設(shè)相對較晚，早期的醫(yī)療系統(tǒng)都是各個單位系統(tǒng)獨立建設(shè)，后期擴(kuò)展能力不足，院內(nèi)外數(shù)據(jù)能力基本做不到業(yè)務(wù)協(xié)同，所以利用面向服務(wù)的醫(yī)院服務(wù)總線技術(shù)HSB構(gòu)建一套跨系統(tǒng)的醫(yī)院信息平臺顯得尤為重要，通過平臺可以實現(xiàn)多院之間統(tǒng)一身份認(rèn)證、統(tǒng)一操作、數(shù)據(jù)共享等業(yè)務(wù)能力整合，提高信息化服務(wù)的能力。醫(yī)院信息平臺具備數(shù)據(jù)實現(xiàn)跨系統(tǒng)之間進(jìn)行共享，平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲和處理形成一套完成的醫(yī)療數(shù)據(jù)庫，方便后期醫(yī)療人員查閱醫(yī)療數(shù)據(jù)和為醫(yī)療人員提供數(shù)據(jù)進(jìn)行臨床科研服務(wù)，提高醫(yī)療系統(tǒng)的臨床科研能力。醫(yī)院信息平臺還可能為患者提供診療信息服務(wù)，患者可以在平臺上方便快捷的查閱自己所有的診治信息，提高患者的使用滿意度。醫(yī)院信息集成平臺通過整合并實時同步臨床診療活動的所有數(shù)據(jù)，可對醫(yī)院具體藥物的使用量、醫(yī)療器械管理情況、患者安全情況、重返情況等進(jìn)行全面監(jiān)測分析，并可對臨床重點人群、重點事件進(jìn)行實時地監(jiān)測、提醒，幫助醫(yī)院實現(xiàn)高質(zhì)量管理。不同的醫(yī)療機(jī)構(gòu)都可以通過平臺系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一對接，實現(xiàn)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行共享。這樣一方面有利于醫(yī)療機(jī)構(gòu)高效的利用現(xiàn)有的醫(yī)療資源，便于開展工作;另一方面，還有利于不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享，便于為患者進(jìn)行全程服務(wù)，利于后期醫(yī)生進(jìn)行臨床研究。系統(tǒng)提供集中、統(tǒng)一的知識數(shù)據(jù)服務(wù)庫，數(shù)據(jù)服務(wù)庫會收錄全部的基本臨床案例知識、檢查檢驗知識、治療指南知識、醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)知識、各類業(yè)務(wù)管理規(guī)范，形成為各學(xué)科服務(wù)及管理的知識庫，并在知識庫的基礎(chǔ)上，與臨床業(yè)務(wù)系統(tǒng)對接，形成臨床決策支持系統(tǒng)，提升醫(yī)院的醫(yī)療診治的綜合質(zhì)量，最終能夠規(guī)范醫(yī)生醫(yī)療行為、降低患者死亡率、輔助降低醫(yī)療風(fēng)險。

信息平臺系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于HSB的醫(yī)院信息平臺系統(tǒng)在考慮到系統(tǒng)需求功能性和后期系統(tǒng)的拓展性、兼容性等需求，系統(tǒng)總體架構(gòu)主要分為基礎(chǔ)平臺層、 平臺數(shù)據(jù)層、平臺服務(wù)層、平臺應(yīng)用層和平臺門戶層?；A(chǔ)平臺層主要負(fù)責(zé)構(gòu)建醫(yī)院信息平臺的基礎(chǔ)設(shè)施，基礎(chǔ)平臺層的主要核心功能為底層硬件設(shè)備系統(tǒng)、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)核心模塊、系統(tǒng)災(zāi)備處理平臺、數(shù)據(jù)存儲核心模塊和安全模塊等?；A(chǔ)平臺層是上層系統(tǒng)安全高效運(yùn)行的基礎(chǔ)，所以需要具備安全性和高可用性。平臺數(shù)據(jù)層主要負(fù)責(zé)構(gòu)建醫(yī)療系統(tǒng)的集成數(shù)據(jù)中心，包括業(yè)務(wù)復(fù)制庫及操作數(shù)據(jù)存儲（ODS）、臨床數(shù)據(jù)中心（CDR）、運(yùn)營數(shù)據(jù)中心（ODR）、科研數(shù)據(jù)中心（RDR）、主數(shù)據(jù)管理（MDM）、數(shù)據(jù)倉庫（DW）、知識庫（KB）。另外，數(shù)據(jù)層還需要完成統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲和處理工作，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析后，數(shù)據(jù)層對上層提供統(tǒng)一API進(jìn)行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析能力共享，便于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集中處理分析。平臺服務(wù)層核心功能為搭建平臺統(tǒng)一的服務(wù)能力組件，核心的服務(wù)能力包括統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)一數(shù)據(jù)分析和核心基礎(chǔ)服務(wù)能力等。平臺應(yīng)用層主要通過底層平臺服務(wù)層獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)能力對外提供服務(wù)，主要面向醫(yī)生、醫(yī)院管理者和患者等用戶。平臺門戶層主要是通過前端對外直接輸出能力，實現(xiàn)方式不限于網(wǎng)頁、APP和小程序等功能能力，主要的功能包括醫(yī)療信息和醫(yī)療數(shù)據(jù)等直接使用的功能頁面。具體平臺總體架構(gòu)圖，如圖1所示。

信息平臺系統(tǒng)核心技術(shù)

本項目基于HSB的醫(yī)院信息平臺系統(tǒng)，HSB是指對系統(tǒng)提供分布式的數(shù)據(jù)處理功能，提供整套的路由分發(fā)和路由轉(zhuǎn)換功能，制定一套完整的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口能力，便于實現(xiàn)多系統(tǒng)間進(jìn)行對接工作。HSB是一個實現(xiàn)了通信、互連、轉(zhuǎn)換、可移植性和安全性標(biāo)準(zhǔn)接口的醫(yī)院基礎(chǔ)軟件平臺。系統(tǒng)主要對醫(yī)院信息數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一集中采集、處理，分析、加密和利用，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一整合處理和業(yè)務(wù)統(tǒng)一整合處理，同時提供跨系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享的能力，提高統(tǒng)一醫(yī)療服務(wù)能力。

數(shù)據(jù)整合處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理處理主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)利用。（1）數(shù)據(jù)采集主要包括，數(shù)據(jù)清洗主要是清理數(shù)據(jù)庫內(nèi)留有很多老版本的垃圾數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)，取出可用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換將業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不兼容數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)中心能夠接收的統(tǒng)一規(guī)范數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。后結(jié)構(gòu)化主要是提供對非結(jié)構(gòu)化以及半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的功能。數(shù)據(jù)加載是指數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后存入數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫的過程稱為數(shù)據(jù)加載。（2）數(shù)據(jù)處理主要包括，數(shù)據(jù)計算：基于平臺的應(yīng)用系統(tǒng)獲取經(jīng)過計算的數(shù)據(jù)指標(biāo)并展示這些指標(biāo)，平臺可提供可自定義計算表達(dá)式的功能，該表達(dá)式可支持常規(guī)的如求和、平均等數(shù)據(jù)計算方式。數(shù)據(jù)緩存：將常用的數(shù)據(jù)或者需要長時間計算的數(shù)據(jù)加入數(shù)據(jù)緩存中，用戶在使用服務(wù)時會優(yōu)先通過數(shù)據(jù)緩存獲取數(shù)據(jù)，減少用戶等待時間。數(shù)據(jù)加密：為了確保接入平臺的信息安全性，與平臺交互的數(shù)據(jù)應(yīng)使用加密傳輸?shù)姆绞?。?）數(shù)據(jù)利用主要包括，數(shù)據(jù)展現(xiàn)：平臺可提供多種形式的數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式，包括：柱狀圖、扇形圖、區(qū)域圖、統(tǒng)計分析圖等多種圖表方式，以及文字標(biāo)簽與圖片等形式。搜索引擎：用戶可通過搜索引擎查詢平臺的各類數(shù)據(jù)。可搜索的內(nèi)容不單限于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)本身，還包括對平臺轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)、后結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)以及經(jīng)過數(shù)據(jù)計算的指標(biāo)。統(tǒng)計分析：主要包括數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、數(shù)據(jù)的同比、數(shù)據(jù)的環(huán)比、數(shù)據(jù)的分布情況、數(shù)據(jù)的影響因子計算以及數(shù)據(jù)的趨勢預(yù)測等。知識挖掘：通過臨床產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行分析，同時結(jié)合診療效果完善、挖掘新的知識庫內(nèi)容，以便更好地指導(dǎo)、輔助臨床醫(yī)護(hù)人員工作。數(shù)據(jù)整合處理流程圖，如圖2所示。

搜索系統(tǒng)

隨著醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)越來越多，每個系統(tǒng)都有自己的患者信息，但是這些系統(tǒng)之間的患者信息并不統(tǒng)一，為了能夠?qū)︶t(yī)院患者信息統(tǒng)一管理，并能夠?qū)⑦@些分散的患者信息作為同一個患者處理，平臺應(yīng)當(dāng)提供患者主索引。對于醫(yī)院信息平臺建設(shè)以前的患者，建議通過患者標(biāo)識交叉技術(shù)PIX實現(xiàn)，新用戶通過平臺進(jìn)行注冊，系統(tǒng)會進(jìn)行生成一個統(tǒng)一用戶標(biāo)識ID，用來標(biāo)識用戶的唯一性。另外存在兼容老系統(tǒng)中的老用戶的情況，可以根據(jù)具體的用戶身份證和醫(yī)保卡等信息輔助來標(biāo)識用戶，對老用戶也需要先進(jìn)行ID遷移，使用統(tǒng)一的標(biāo)識來確保用戶的唯一性。醫(yī)療機(jī)構(gòu)在查詢用戶時，會通過主索引EMPI來進(jìn)行特定范圍域中進(jìn)行查找這個唯一用戶，但是對于跨域的系統(tǒng)，還需要通過對不同域中用戶進(jìn)行并行檢索來確保用戶的唯一性。在檢索過程中，通過不同域中的ID進(jìn)行索引，交叉查找來實現(xiàn)檢索的目的，這樣可以快捷的確認(rèn)用戶的唯一性。PIX集成規(guī)范與MPI的關(guān)系圖，如圖3所示。

跨系統(tǒng)之間的用戶檢索，首先需要通過提供的系統(tǒng)號和患者局部ID進(jìn)行索引查找工作，如果系統(tǒng)中可以直接的進(jìn)行精準(zhǔn)檢索，那么直接給上層用戶返回精確查找的結(jié)果信息。對于未能精確進(jìn)行檢索的用戶，則需要對可能匹配的結(jié)果結(jié)合進(jìn)行進(jìn)一步的檢索操作，如果能得到相對應(yīng)的匹配結(jié)果，那么直接給上層用戶返回精確查找的結(jié)果信息。當(dāng)然對于沒有任何記錄相匹配的結(jié)果，也需要同樣給上層用戶返回空的檢索結(jié)果信息。另外對于存在潛在重復(fù)記錄的信息，則把這些潛在重復(fù)記錄的數(shù)據(jù)都返給上層，供上層進(jìn)行篩選操作，用于確認(rèn)用戶的身份信息?；颊邫z索流程圖，如圖4所示。

信息平臺系統(tǒng)具體實踐

為了保證系統(tǒng)平臺可以正常平穩(wěn)的運(yùn)行，總體平臺基礎(chǔ)架構(gòu)采用主備兩套容災(zāi)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，當(dāng)主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，備用系統(tǒng)迅速接管系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，這樣保證所有業(yè)務(wù)可以有效運(yùn)轉(zhuǎn)，保證系統(tǒng)可以不間斷運(yùn)行?？傮w平臺主要由用戶區(qū)、接入?yún)^(qū)、安全管理區(qū)、平臺應(yīng)用服務(wù)、平臺集成數(shù)據(jù)服務(wù)和內(nèi)網(wǎng)區(qū)組成?？紤]到后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行的擴(kuò)展性，系統(tǒng)在設(shè)計時，留有充分的內(nèi)外拓展接口和系統(tǒng)間模塊解耦設(shè)計，系統(tǒng)總體還采用集群、冗余和多中心多活架構(gòu)等技術(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性?？傮w平臺基礎(chǔ)架構(gòu)圖如圖5所示。

系統(tǒng)是采用主備兩套系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，在充分考慮到醫(yī)療系統(tǒng)的數(shù)據(jù)重要性需求的情況下，系統(tǒng)的存儲方案架構(gòu)也采用主備服務(wù)器進(jìn)行設(shè)計，來充分保障醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全可靠。系統(tǒng)存儲方案架構(gòu)主要是由3層進(jìn)行構(gòu)建，醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲采用主備兩套服務(wù)器進(jìn)行工作，確保在服務(wù)器異常時，有備用服務(wù)進(jìn)行接管，確保數(shù)據(jù)安全可靠，減少不必要的數(shù)據(jù)損失。同時為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽浚W(wǎng)絡(luò)層還需要提供高效傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，數(shù)據(jù)在統(tǒng)一化管理的同時，還需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行安全加密，保證數(shù)據(jù)傳輸和使用的安全可靠。信息平臺存儲架構(gòu)圖如圖6所示。

醫(yī)療系統(tǒng)信息是國家規(guī)定的重要安全信息，它不僅僅包括臨床上的具體研究數(shù)據(jù)，還包括人民具體個人隱私醫(yī)療記錄信息，這些信息在傳輸和使用的同時尤其需要注意數(shù)據(jù)安全，防止數(shù)據(jù)泄露。數(shù)據(jù)在傳輸和使用時，系統(tǒng)平臺會采用安全技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)安全保護(hù)，系統(tǒng)平臺中的數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用動態(tài)秘鑰來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，防止數(shù)據(jù)秘鑰泄露操作數(shù)據(jù)丟失。另外，數(shù)據(jù)服務(wù)器統(tǒng)一采用私有化部署，保證數(shù)據(jù)及其絕對安全可靠。對于安全管理方面做到系統(tǒng)權(quán)限控制，防止用戶越權(quán)進(jìn)行數(shù)據(jù)查看，保證數(shù)據(jù)盡可能做到“誰使用，誰負(fù)責(zé)”，防止用戶方面造成不必要的數(shù)據(jù)泄露。醫(yī)院信息平臺安全體系框架圖，如圖7所示。

小結(jié)

經(jīng)過充分的調(diào)查和對大量資料的研究，本文分析了基于HSB的醫(yī)院信息平臺系統(tǒng)研究的研究背景和現(xiàn)狀，介紹了醫(yī)院信息平臺系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、工作原理和設(shè)計思路，圍繞著企業(yè)的實際需求，完成了基于HSB的醫(yī)院信息平臺系統(tǒng)的實現(xiàn)。文章先對信息平臺系統(tǒng)總體核心架構(gòu)進(jìn)行研究，詳細(xì)分析總體架構(gòu)中的層級分布，分析每一層級的作用。接著討論了信息平臺系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)整合處理，分析數(shù)據(jù)整合處理核心流程，具體關(guān)鍵流程的核心處理思路。最后，通過以上對信息平臺系統(tǒng)的核心架構(gòu)的了解，分析了構(gòu)建信息平臺系統(tǒng)的核心平臺基礎(chǔ)架構(gòu)圖，平臺基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計中，采用了那些核心的技術(shù)和方案;再根據(jù)目前實際的數(shù)據(jù)需求并結(jié)合企業(yè)的存儲狀況，進(jìn)行平臺系統(tǒng)具體核心信息平臺存儲架構(gòu)搭建;分析平臺基礎(chǔ)架構(gòu)、平臺存儲架構(gòu)和全體系框架設(shè)計3個重要組成部分，最后建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了總結(jié)和改進(jìn)。

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作者簡介：王誠斌（1984—），男，初級工程師，現(xiàn)就職于上海市眼病防治中心。