管愛愛　周敏

摘要：為了解決目前醫(yī)院信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和綜合利用，消除信息孤島，該文基于醫(yī)院信息系統(tǒng)通用的打印接口，研究了一種基于虛擬打印的臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)獲取技術(shù)。通過(guò)設(shè)計(jì)面向醫(yī)院信息系統(tǒng)的虛擬打印系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在醫(yī)療報(bào)告打印輸出時(shí)自動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為PDF格式文檔，并提取關(guān)鍵臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)的功能。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)為臨床醫(yī)療信息的進(jìn)一步集成提供了技術(shù)支持和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，目前已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。

關(guān)鍵詞：虛擬打??；臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)；PDF文檔

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）18-0007-02

1 概述

隨著新一代信息技術(shù)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，醫(yī)療信息化是我國(guó)各級(jí)醫(yī)院提升醫(yī)療水平，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療公平性、可及性和群眾受益性的核心抓手之一，是我國(guó)醫(yī)療改革的出發(fā)點(diǎn)和立足點(diǎn)。自上世紀(jì)90年代末，隨著醫(yī)療信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，近年來(lái)醫(yī)院信息系統(tǒng)（Hospital Information System，HIS）已在國(guó)內(nèi)各級(jí)醫(yī)療醫(yī)院廣泛普及應(yīng)用。隨著醫(yī)院信息系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大和專業(yè)化程度不斷提高，各醫(yī)療機(jī)構(gòu)為滿足各專業(yè)科室的特定需求，在不同階段逐步部署了大量異構(gòu)的臨床信息系統(tǒng)[1，2]，醫(yī)院信息系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境非常復(fù)雜，臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)分散于各個(gè)臨床信息系統(tǒng)中。由于臨床信息系統(tǒng)都是獨(dú)立開發(fā)的，擁有獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)，這些臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、術(shù)語(yǔ)、定義等都是相互不同的，難以共享和綜合利用，從而形成了大量的信息孤島。目前已有的一些醫(yī)療信息系統(tǒng)集成方法在解決醫(yī)療信息集成問(wèn)題上仍有局限。

目前，醫(yī)院信息系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中必須打印報(bào)告、病歷等紙質(zhì)材料，是醫(yī)療環(huán)節(jié)中不可或缺的。這些信息系統(tǒng)通常都配備了打印功能，采用的也是打印機(jī)的通用接口。本文旨在利用打印機(jī)通用接口，通過(guò)定制打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序，在打印過(guò)程中獲取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行信息提取和重組，生成通用的PDF格式文檔，獲取電子化的臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)，使其他臨床信息系統(tǒng)可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、組織和再利用，從而實(shí)現(xiàn)醫(yī)療信息的共享和綜合利用，在一定程度上解決信息孤島和信息化死角的問(wèn)題。

2 虛擬打印技術(shù)概述

虛擬打印技術(shù)是一種模擬真實(shí)打印機(jī)的功能的軟件技術(shù)，可以像使用打印機(jī)一樣使用，截獲所有Windows程序的打印操作，模擬打印效果。目前在辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域，虛擬打印技術(shù)將打印數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電子化格式文檔，不但實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化的要求，而且便于共享、存儲(chǔ)和再次利用，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用[3]。在醫(yī)療領(lǐng)域，虛擬打印技術(shù)主要應(yīng)用于電子病歷、檢驗(yàn)、檢查報(bào)告的PDF文檔虛擬打印[6-8]，如心電圖檢查報(bào)告通常是紙質(zhì)文檔，通過(guò)虛擬打印技術(shù)可以將紙質(zhì)報(bào)告直接轉(zhuǎn)換為PDF格式的電子文檔，從而解決心電圖檢查報(bào)告的電子化問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)電子化的瀏覽和查詢功能。

目前常見的虛擬打印機(jī)有Microsoft office自帶的Microsoft Office Document Image Writer、CAD自帶虛擬打印機(jī)、SnagIt的SnagIt 打印機(jī)、及Smart Print等，也有部分是基于Acrobat SDK開發(fā)的。這些虛擬打印機(jī)功能都比較全面，但是在應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域時(shí)仍存在一定的局限性，往往無(wú)法滿足臨床醫(yī)療環(huán)境的特殊要求，無(wú)法支持醫(yī)療圖像的打印，無(wú)法實(shí)現(xiàn)PDF文件的自動(dòng)歸檔等功能。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1架構(gòu)設(shè)計(jì)

面向醫(yī)院信息系統(tǒng)的虛擬打印系統(tǒng)與現(xiàn)有的信息系統(tǒng)的打印接口集成，在臨床醫(yī)療報(bào)告打印過(guò)程中獲取臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息提取和加工處理，最后輸出相應(yīng)的PDF文檔，圖1為虛擬打印系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)圖。虛擬打印系統(tǒng)采用基于Pscript框架的數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多種類型的字體渲染和矢量圖形的無(wú)損縮放打印功能。

3.2 功能模塊劃分

根據(jù)面向醫(yī)院信息系統(tǒng)的虛擬打印系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)功能，該系統(tǒng)可分為以下6個(gè)模塊：打印控制模塊、文檔管理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、對(duì)象解析模塊、信息提取模塊和PDF文檔生成模塊。

1）打印控制模塊：實(shí)現(xiàn)初始化和清理功能。其中初始化功能包含打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序的初始化、PDEV的初始化、繪制表面的啟用。打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序初始化完成后，就可以繪制打印作業(yè)。另外，在打印完成后，還需進(jìn)行清理工作，釋放已分配的內(nèi)存和資源。

2）文檔管理模塊：管理文檔的各種操作指令，提供文檔打印的開始與結(jié)束、文檔頁(yè)面的啟動(dòng)與發(fā)送等功能。GDI繪制引擎通過(guò)調(diào)用DrvStartDoc、DrvEndDoc、DrvStartPage和DrvSendPage四個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)文檔打印和文檔頁(yè)面處理。

3）數(shù)據(jù)處理模塊：分為文本對(duì)象處理、路徑對(duì)象處理和圖像對(duì)象處理。文本對(duì)象處理以文本字符串繪制和自行輪廓填充來(lái)實(shí)現(xiàn)繪制，實(shí)現(xiàn)所有字體渲染的文本對(duì)象的正確打?。宦窂綄?duì)象處理實(shí)現(xiàn)直線、曲線等矢量圖形的描繪，以及閉合路徑的描繪和填充，根據(jù)路徑的線條顏色、樣式和寬度，以及端點(diǎn)樣式和連接樣式等數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)路徑的描繪；圖像對(duì)象處理模塊實(shí)現(xiàn)在繪制表面描繪圖像的功能。

4）對(duì)象解析模塊：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)象的解析功能，主要是字體和文本的解析，為之后PDF文檔生成時(shí)提供字體庫(kù)和文本庫(kù)。

5）信息提取模塊：采用模板匹配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)文本、圖形、圖像等臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)的分類提取功能。信息提取采用模板匹配技術(shù)，采用XML格式的模板，分為文本類型、圖形類型和圖像類型三個(gè)大類打印元素。

6）PDF文檔生成模塊：將獲取的臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為以PDF格式編碼的文檔數(shù)據(jù)。以PDF的文檔結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，將文本、字體、路徑、圖形、圖像等數(shù)據(jù)按照格式要求重組，輸出PDF格式文檔。

3.3 PDF文檔生成技術(shù)

PDF文檔生成技術(shù)的核心是將虛擬打印系統(tǒng)中捕獲的臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為PDF格式編碼的文檔數(shù)據(jù)。以PDF文檔結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，將捕獲的數(shù)據(jù)對(duì)象（文本、路徑和圖像等）按照PDF格式要求進(jìn)行組合封裝，流程圖如圖2所示。在創(chuàng)建并打開PDF文檔后，需啟動(dòng)PDF文檔結(jié)構(gòu)生成，包含文檔信息對(duì)象、文檔目錄對(duì)象、文檔頁(yè)面對(duì)象、文檔頁(yè)面樹對(duì)象、文檔大綱樹對(duì)象、文檔大綱對(duì)象、內(nèi)容流、資源字典等。頁(yè)面生成包含字體對(duì)象生成、文本對(duì)象生成、路徑對(duì)象生成和圖像對(duì)象生成。另外，還采用DEFLATE算法和過(guò)濾器，實(shí)現(xiàn)對(duì)PDF文檔的壓縮處理，從而減小了PDF文檔的大小。

4 實(shí)現(xiàn)和結(jié)果

本文以微軟Postscript打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序（Pscript）為基礎(chǔ)，定制虛擬打印機(jī)的繪制插件，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了面向醫(yī)院信息系統(tǒng)的虛擬打印系統(tǒng)。Pscript框架的核心組件ps5ui.dll向所有支持Pscript的打印機(jī)提供通用的UI代碼，可以調(diào)用一個(gè)或多個(gè)可選的特定的用戶接口插件。本文設(shè)計(jì)的PDFDraw.dll作為Pscript的一個(gè)繪制插件，通過(guò)定制指定的COM接口和DDI繪制函數(shù)，在醫(yī)療報(bào)告打印過(guò)程中捕獲數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)部分臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)的提取功能。另外，所有與PDFDraw.dll相關(guān)聯(lián)的dll文件需要與打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序一同安裝。圖3為虛擬打印系統(tǒng)在超聲工作站打印報(bào)告時(shí)自動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)，并最終生成的PDF文檔。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文基于醫(yī)院信息系統(tǒng)通用的打印接口，提出了一種基于虛擬打印的臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，通過(guò)設(shè)計(jì)面向醫(yī)院信息系統(tǒng)的虛擬打印系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在醫(yī)療報(bào)告打印輸出時(shí)捕獲數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為PDF格式文檔，提取關(guān)鍵臨床數(shù)據(jù)的功能。該技術(shù)解決了遺留系統(tǒng)或單機(jī)醫(yī)技工作站等信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和綜合應(yīng)用問(wèn)題，為醫(yī)療信息的進(jìn)一步集成提供了技術(shù)支持和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。

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