ESB 技術在地市級公立醫(yī)院信息集成平臺設計中的應用探索

唐振坤，張耀龍，唐 忠

（1.南寧市第二人民醫(yī)院，南寧 530031；2.廣西醫(yī)科大學，南寧 530021）

醫(yī)院信息平臺是一種基于患者電子病歷信息采集、存儲和集中管理的醫(yī)療信息共享和業(yè)務協(xié)作平臺，其主要作用是連接臨床信息系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)，為醫(yī)院提供完整的信息化服務，對主數(shù)據(jù)管理具有重要作用[1-2]。該平臺涉及多個信息系統(tǒng)[3]，包括醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）、電子病歷系統(tǒng)（EMR）、護理文書系統(tǒng)（NIS）、醫(yī)學影像信息系統(tǒng)（PACS）、醫(yī)學檢驗系統(tǒng)（LIS）、心電系統(tǒng)（ECG）以及護理管理、醫(yī)務管理和遠程影像會診等信息系統(tǒng)。

根據(jù)2022 年12 月21 日《國家衛(wèi)生健康委辦公廳關于2021 年度全國三級公立醫(yī)院績效考核國家監(jiān)測分析情況的通報》的數(shù)據(jù)顯示，在2021 年，全國三級公立醫(yī)院參加電子病歷系統(tǒng)應用水平評價的比例達到99.71%。其中，電子病歷系統(tǒng)應用水平全國平均級別趨近四級，78.55%的三級公立醫(yī)院達到四級及以上水平[4]，而達到電子病歷水平五級以上的三級公立醫(yī)院占比為9.75%。

要達到電子病歷五級水平，醫(yī)院信息集成平臺的建設必須先行。這意味著需要將醫(yī)院各業(yè)務系統(tǒng)的流程整合優(yōu)化，并為接入醫(yī)院的信息系統(tǒng)提供統(tǒng)一的接口服務。

1 集成平臺建設前醫(yī)院信息化現(xiàn)狀

南寧市第二人民醫(yī)院（廣西醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院、廣西醫(yī)科大學第三臨床醫(yī)學院）始建于1952 年，是一所集醫(yī)療、急救、教學、科研、預防、保健及康復為一體的三級甲等綜合性醫(yī)院。1993 年成為全區(qū)首家廣西醫(yī)科大學非直屬附屬醫(yī)院，1997 年成為首家南寧市級三級甲等醫(yī)院。2019 年9 月，南寧市第二人民醫(yī)院醫(yī)療集團成立，包括院本部、西院·江南區(qū)人民醫(yī)院，4 家二級醫(yī)療機構（五經(jīng)開區(qū)象醫(yī)院、良慶區(qū)人民醫(yī)院、南寧市婦產(chǎn)兒童醫(yī)院、經(jīng)開區(qū)空港醫(yī)院）以及5 家一級醫(yī)療機構（福建園社區(qū)衛(wèi)生服務中心、大沙田街道前進社區(qū)衛(wèi)生服務中心、蟠龍西社區(qū)衛(wèi)生服務中心、延安鎮(zhèn)衛(wèi)生院、良慶鎮(zhèn)中心衛(wèi)生院）。2022 年3 月，西院·江南區(qū)人民醫(yī)院獲頒南寧市首張“一院多址”執(zhí)業(yè)許可證，醫(yī)院步入“一院兩區(qū)”新時代。

南寧市第二人民醫(yī)院在信息化建設方面分為5 個階段，其中前4 個階段主要是應用系統(tǒng)的建設，第5 個階段則是在前面4 個階段的基礎上，建設智慧醫(yī)院信息集成平臺，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)深度互聯(lián)互通。從2008 年起，第一階段建設主要是傳統(tǒng)門診和住院收費結算系統(tǒng)的建設；第二階段則以臨床業(yè)務為導向，通過梳理臨床業(yè)務需求，建設HIS、LIS、EMR、NIS 等系統(tǒng)，初步建成醫(yī)院信息化系統(tǒng)；第三階段則以醫(yī)院三甲復審為契機，建設放射、超聲、心電和內(nèi)鏡等醫(yī)院影像系統(tǒng)以及重癥醫(yī)學管理、手術麻醉、輸血管理等輔助系統(tǒng)，實現(xiàn)信息化以評促建的目的；第四階段則以服務患者為導向，建設“互聯(lián)網(wǎng)+”、掌上醫(yī)院等便民服務系統(tǒng)，全面實現(xiàn)面向患者的醫(yī)療數(shù)字化服務。

目前，該院已經(jīng)完成了HIS、LIS、EMR、PACS、NIS、ECG、移動護理、藥品管理等信息系統(tǒng)的建設工作。在醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)的早期，由于業(yè)務系統(tǒng)數(shù)量較少，各個系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換量少[5-6]，盡管通過以HIS 為主導的信息化尚可實現(xiàn)院內(nèi)數(shù)據(jù)資源共享，但由于這些系統(tǒng)來自不同廠商，使用不同的數(shù)據(jù)庫結構及開發(fā)語言，標準化程度存在很大差異，導致各系統(tǒng)之間無法完全實現(xiàn)數(shù)據(jù)深度互聯(lián)互通。在新系統(tǒng)的實施中，需要重新按照廠商系統(tǒng)要求編寫系統(tǒng)接口，導致系統(tǒng)接口繁多且難以維護，嚴重影響信息系統(tǒng)的性能，進而影響醫(yī)院的服務水平。建設平臺前各系統(tǒng)接口連接情況如圖1 所示。

為了解決這些問題，該院基于ESB 建設醫(yī)院信息集成平臺，旨在建立一個統(tǒng)一且符合信息標準及數(shù)據(jù)格式的信息集成平臺，從而實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)深度互聯(lián)互通，提升醫(yī)院信息系統(tǒng)的性能，提高醫(yī)院的服務水平。

2 ESB 技術概念介紹

企業(yè)服務總線（ESB）是一種集中式的服務總線，其核心是服務和消息。ESB 專注于集成，通過實現(xiàn)業(yè)務流程消息的集成處理，監(jiān)控系統(tǒng)之間的消息流動。提供了一種開放的、基于標準的消息機制，通過簡單的標準適配器和接口，來完成粗粒度應用（服務）和其他組件之間的互操作，能夠滿足大型異構企業(yè)環(huán)境的集成需求[7]。人類早期的物流運輸也是一種總線，它將物品從生產(chǎn)地點運輸?shù)侥康牡亍Ｎ锪鬟\輸?shù)倪^程就像一條總線，到達各地的物流點就像一個個系統(tǒng)?？偩€技術最初用于計算機硬件，如系統(tǒng)總線、并口、串口、ISA 和USB等。隨著軟件技術的發(fā)展，總線技術逐漸發(fā)展到軟件系統(tǒng)，最終形成了ESB 總線。ESB 內(nèi)置有預先定制的適配器庫，支持HL7 標準化的醫(yī)療衛(wèi)生信息交換協(xié)議，用以解決不同廠商的醫(yī)療設備、儀器、醫(yī)療信息系統(tǒng)之間醫(yī)療數(shù)據(jù)交換的問題[8]，同樣支持SOAP、HTTP 等協(xié)議。將消息在多種通信協(xié)議之間進行轉換，將業(yè)務服務重新組合封裝成標準，再提供統(tǒng)一的接口服務給外部系統(tǒng)調(diào)用。ESB 的應用是由可重復使用的服務組成，各應用之間可以通過ESB 推送和接收消息，應用之間同時支持異步產(chǎn)生與接收消息。ESB 技術更像一個自來水管道（如圖2 所示），在管道上根據(jù)預先設置的條件，在不同的分叉口，將對應的消息提供給對應的外部系統(tǒng)，實現(xiàn)接口開發(fā)及維護的簡易性。

3 平臺建設方案設計與思路

2019 年，南寧市第二人民醫(yī)院為了滿足電子病歷水平五級標準和國家衛(wèi)生醫(yī)療健康信息互聯(lián)互通標準化成熟度要求，完成了醫(yī)院信息集成平臺的建設工作。該平臺的架構分為5 個功能模塊，包括基礎業(yè)務應用層、醫(yī)院信息交換層、醫(yī)院信息資源庫、電子病歷服務系統(tǒng)以及基于醫(yī)院信息平臺的應用系統(tǒng)（如圖3 所示）。集成平臺的架構依托于ESB 總線（如圖4 所示），采用了面向服務架構（SOA）進行設計。該總線支持HL7 標準的消息傳輸機制，同時也可以基于自定義XML 格式解決異構系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的連通性。通過協(xié)議轉換、消息解析和消息路由傳遞各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，完成了信息交換的工作。該平臺的建設使得醫(yī)院內(nèi)部各系統(tǒng)之間實現(xiàn)了信息互聯(lián)互通，方便了醫(yī)院的信息共享和管理。

圖3 醫(yī)院信息集成平臺功能架構圖

圖4 ESB 總線視圖

在醫(yī)院信息集成平臺的架構中，基礎業(yè)務應用層是存儲所有相關業(yè)務流程的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，是醫(yī)院信息系統(tǒng)中非常重要的組成部分。在實際的應用場景中，醫(yī)院信息系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)使用的系統(tǒng)開發(fā)語言和數(shù)據(jù)庫類型不一樣，因此需要通過接口對接的方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和共享。

傳統(tǒng)的接口對接方案通常使用視圖或者WebService 來完成，但是這種方法存在一些問題。使用視圖進行對接會占用視圖提供方的服務器及數(shù)據(jù)庫資源，從而影響系統(tǒng)性能；而使用WebService 完成接口對接，則需要針對不同的子系統(tǒng)編寫不同的接口，導致接口數(shù)量龐大，且接口數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一的標準，不利于系統(tǒng)的更新和維護。實現(xiàn)醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)各業(yè)務部門之間以及與其他行業(yè)業(yè)務部門衛(wèi)生數(shù)據(jù)的共享與交換，完成醫(yī)療衛(wèi)生信息資源的互通互連，提高整個醫(yī)療衛(wèi)生業(yè)務數(shù)據(jù)處理的效率和質(zhì)量，是我國衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展的需要和必然趨勢[3]。

采用ESB 技術架構，編制功能一致的接口規(guī)范，平臺各項接入服務、平臺應用項目的各類數(shù)據(jù)，遵循相同的接口規(guī)范[9]可以實現(xiàn)醫(yī)院信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互和共享，提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性，同時也可以更好地支持系統(tǒng)的更新和維護。

為了解決傳統(tǒng)接口建設方案的問題[10-11]，信息交換層采用了制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、信息標準，確定數(shù)據(jù)交換的原則，并對接入醫(yī)院的系統(tǒng)廠商實施接口準入原則。這種方式避免了為不同的醫(yī)技系統(tǒng)重復編寫接口的情況，也保證了接口的標準化和可維護性。具體而言，信息交換層通過定義消息業(yè)務流，將消息分發(fā)給各個醫(yī)技系統(tǒng)，醫(yī)技系統(tǒng)接收到消息后按預先定義好的數(shù)據(jù)標準解析數(shù)據(jù)，從而避免了為不同的醫(yī)技系統(tǒng)重復編寫接口的情況（如圖5 所示）。與傳統(tǒng)的接口方式不同，檢查申請服務有更新時，作為接口消息發(fā)起方，明確記錄消息發(fā)起的日志，通過檢查申請服務分發(fā)消息給各個系統(tǒng)，系統(tǒng)接收到更新的消息時，按接口標準解析接收的內(nèi)容，再更新相應的數(shù)據(jù)信息，并向集成平臺返回接收消息狀態(tài)。這樣通過ESB 轉發(fā)接口消息的方式，避免了缺漏消息的情況，也避免了各個系統(tǒng)廠商相互扯皮或者把故障歸屬網(wǎng)絡中斷問題導致的情況，明確消息缺漏的責任方，確保數(shù)據(jù)安全、可靠傳輸。這些措施使得信息交換層的接口標準化和可維護性得到了提高，并且也有助于減少系統(tǒng)間接口的不兼容性和錯誤率，從而提高了醫(yī)院信息化的整體效率和管理水平。

圖5 消息業(yè)務流程圖

電子病歷是醫(yī)院信息化建設的核心，旨在提供一種全面、可靠的患者診療數(shù)據(jù)存儲和管理方式。作為核心的信息資源，電子病歷集成了門診、住院、醫(yī)技檢驗檢查等與患者就診環(huán)節(jié)相關的信息。這些信息包括患者的個人信息、過往病史、病情診斷、醫(yī)囑、處方、醫(yī)技檢查、醫(yī)技檢驗及護理記錄等。通過集成平臺整合醫(yī)院信息資源庫的方式，為醫(yī)護人員及患者提供全面、可靠的電子病歷服務，為診療過程提供可視化的決策支持，幫助醫(yī)生更好地診斷和治療患者，并提高醫(yī)療質(zhì)量和安全水平。電子病歷的全面應用，可以促進醫(yī)療信息共享和交流，提高醫(yī)療服務效率，促進醫(yī)療資源的優(yōu)化配置，實現(xiàn)醫(yī)療衛(wèi)生信息化的全面發(fā)展。

4 應用效果展示與分析

為提高醫(yī)院的服務水平，實現(xiàn)不同業(yè)務部門間的實時數(shù)據(jù)共享，醫(yī)院建設了信息集成平臺，通過整合信息化系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，使不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)能夠互聯(lián)互通。這樣一來，醫(yī)院的消息孤島得以消除，醫(yī)療數(shù)據(jù)可以在不同業(yè)務部門之間實現(xiàn)實時共享，從而提高了以患者為中心的服務水平。

在2019 年，醫(yī)院向國家衛(wèi)生健康委員統(tǒng)計信息中心申請了國家醫(yī)療健康信息互聯(lián)互通標準化成熟度測評。經(jīng)過四級甲等的成熟度測評后，證明醫(yī)院建設信息集成平臺是成功的。

為實現(xiàn)信息集成平臺的建設，醫(yī)院進行了接口改造，涉及8 個廠商和32 個業(yè)務系統(tǒng)。在系統(tǒng)改造前，接口數(shù)量高達264 個，而引入ESB 建設集成平臺后，接口數(shù)量減少到了119 個。這種改造極大地減少了各個系統(tǒng)的耦合性，提高了系統(tǒng)性能。接口改造后，消息流轉速度明顯加快，可以實現(xiàn)毫秒級別的消息處理。圖6展示了毫秒級別的消息處理。

圖6 毫秒級消息處理

在2022 年，南寧市第二人民醫(yī)院西院區(qū)正式運營，3 個院區(qū)共用一套信息系統(tǒng)。通過ESB 總線技術，實現(xiàn)消息數(shù)據(jù)的高效流轉，日均數(shù)據(jù)交互量超過65萬次。此外，醫(yī)院還采用了仲裁/應用負載均衡服務器架構，當主服務器故障時，系統(tǒng)自動切換到備機上，以確保醫(yī)院業(yè)務系統(tǒng)正常運行。這些措施都為醫(yī)院提供了高效、穩(wěn)定的信息化服務，為患者提供更好的醫(yī)療服務。

5 結論與探索

通過建設信息集成平臺，醫(yī)院已經(jīng)實現(xiàn)了各個信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合和共享。這種數(shù)據(jù)共享的優(yōu)勢不僅可以提高醫(yī)院業(yè)務部門的服務水平，還為醫(yī)院下一步的國家電子病歷五級水平的申報打下了基礎。同時，隨著醫(yī)院打造城市化醫(yī)療集團的要求，多院區(qū)系統(tǒng)接口的應用情況將會增多，因此實現(xiàn)醫(yī)聯(lián)體單位及社區(qū)醫(yī)院數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通已成為迫在眉睫的任務。在這樣的背景下，對信息集成平臺的優(yōu)化升級將會往集團化和區(qū)域化的方向發(fā)展。而ESB 總線技術則對提高集團化區(qū)域化的消息數(shù)據(jù)共享性具有指導價值。

為了更好地應對這些挑戰(zhàn)，信息集成平臺需要進一步優(yōu)化，從而使其能夠更好地滿足醫(yī)院未來發(fā)展的需求。一方面，醫(yī)院需要加強對信息集成平臺的維護和管理，確保其在長期運行中能夠保持良好的狀態(tài)。另一方面，信息集成平臺也需要不斷更新升級，以適應不斷變化的醫(yī)療健康信息化環(huán)境。例如，可以通過引入人工智能、大數(shù)據(jù)等先進技術，進一步提升信息集成平臺的性能和智能化水平，從而更好地滿足醫(yī)院業(yè)務部門的需求。既滿足了醫(yī)院信息化等級評審要求，又實現(xiàn)了醫(yī)療管理跨越式發(fā)展[12]。

總之，建設信息集成平臺是醫(yī)院信息化發(fā)展的關鍵一步。通過優(yōu)化信息集成平臺，醫(yī)院可以進一步提高服務水平，實現(xiàn)各個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享和互通，為醫(yī)院未來發(fā)展打下堅實的基礎。在不斷變化的信息化環(huán)境中，醫(yī)院需要不斷更新升級信息集成平臺，以適應未來發(fā)展的需求，實現(xiàn)更好的業(yè)務支持和服務水平。