賴家聚　賴燕梅　劉焱鑫

摘要：系統(tǒng)間的整合、集成和擴(kuò)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(guò)建設(shè)一個(gè)規(guī)范的系統(tǒng)集成平臺(tái)，在IHE、DICOM、HL7等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，制定覆蓋醫(yī)療所有業(yè)務(wù)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(tái)，為遺留的、當(dāng)前的以及將來(lái)的系統(tǒng)提供了一個(gè)統(tǒng)一切標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換和工作流協(xié)同的平臺(tái)。

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

中圖分類號(hào)：TP311.52;R197.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.14.005

文章編號(hào)：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(gè)完善的醫(yī)院信息系統(tǒng)通常由上百個(gè)子系統(tǒng)組成，牽涉眾多的專業(yè)領(lǐng)域。醫(yī)院信息化能夠取得成功必須保證各個(gè)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(wèn)題。系統(tǒng)集成平臺(tái)的構(gòu)建主要面向兩個(gè)核心問(wèn)題：一個(gè)是為各種醫(yī)療應(yīng)用提供統(tǒng)一的醫(yī)療數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)，從而消除各種醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)與醫(yī)療數(shù)據(jù)中心的直接耦合性;另一個(gè)是為各種臨床信息系統(tǒng)提供系統(tǒng)集成服務(wù)，系統(tǒng)集成服務(wù)基于系統(tǒng)集成模型，通過(guò)HL7和DICOM等標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議為各種醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)提供集成服務(wù)，確保各個(gè)臨床信息系統(tǒng)在工作流整合的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)交互協(xié)作，從而以數(shù)字化的形式完成各項(xiàng)醫(yī)療業(yè)務(wù)。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(guò)規(guī)范化的系統(tǒng)集成平臺(tái)，為醫(yī)院各個(gè)系統(tǒng)間提供一個(gè)統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換和工作流協(xié)同的平臺(tái)。

1信息集成方法

信息集成方法有三，即應(yīng)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(wèn)題。應(yīng)用集成指應(yīng)用程序之間實(shí)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)，利用消息中間件、BPM等中間件實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)集成是指應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)現(xiàn)。界面集成含義是應(yīng)用程序界面之間相互關(guān)聯(lián)引用合成，采用的技術(shù)包括ActiveX插件、Portlet、IFrame等[1]。

協(xié)同應(yīng)用從早期單純的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口方式，發(fā)展到現(xiàn)如今的集成平臺(tái)方式，各有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。其中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口方式的復(fù)雜性在于要和不同的系統(tǒng)建立1∶N的接口，假定有N個(gè)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(tái)的優(yōu)勢(shì)在于，在N個(gè)系統(tǒng)需要進(jìn)行應(yīng)用協(xié)同的情況下，只需要開發(fā)N個(gè)適配器接口即可，減少了集成平臺(tái)的系統(tǒng)負(fù)荷。

由于醫(yī)院信息系統(tǒng)復(fù)雜性，需要根據(jù)不同的需求和應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)分別采用上述三種不同集成方法和手段進(jìn)行信息集成。

2應(yīng)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(chǎng)景信息交互的數(shù)據(jù)量不大，實(shí)時(shí)性要求不高，且各信息系統(tǒng)的專業(yè)廠商實(shí)現(xiàn)方式相差較大，采用基于集成平臺(tái)的應(yīng)用集成方式是最優(yōu)選擇。集成平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)見圖1，集成平臺(tái)對(duì)外提供支持多種方式的集成服務(wù)：包括WebService服務(wù)、TCP監(jiān)聽服務(wù)、文件監(jiān)測(cè)服務(wù)、FTP服務(wù)、SQL監(jiān)控服務(wù)等[2]。

信息集成組件主要由以下幾部分組成：Business Service業(yè)務(wù)服務(wù)、Business Process業(yè)務(wù)處理、Business Operation業(yè)務(wù)操作，這幾部分共同作用下，完成集成事務(wù)與消息傳遞。其中，Business Service主要負(fù)責(zé)進(jìn)行消息的監(jiān)聽與接收;Business Process負(fù)責(zé)全局的消息路由轉(zhuǎn)發(fā)、事務(wù)流程處理、消息匹配映射等工作職責(zé);Business Operation負(fù)責(zé)將轉(zhuǎn)換完成、最原子化的一個(gè)操作，發(fā)送/調(diào)用信息集成的目標(biāo)端。在三者相互作用下，消息的反饋準(zhǔn)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(wù)系統(tǒng)，醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)的多樣性導(dǎo)致集成接入方式的多樣性，如部分系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)TCP的發(fā)送傳遞;部分已實(shí)現(xiàn)文本輸出等。集成平臺(tái)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(tái)允許的接入方式有：TCP、FILE、FTP、SQL、SOAP（WebService）、HTTP、MAIL等多種方式與相應(yīng)的適配器。

2數(shù)據(jù)集成

在實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用中，醫(yī)院的日常HIS庫(kù)與ERMS庫(kù)之間存在較多高頻率、高性能要求的交互，如計(jì)價(jià)信息與藥品庫(kù)存等信息的實(shí)時(shí)共享等。針對(duì)這樣的應(yīng)用場(chǎng)景，可以采用ETL工具（GoldenGate）在數(shù)據(jù)庫(kù)底層進(jìn)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(hào)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，同時(shí)增加醫(yī)院自己的需求發(fā)展而來(lái)。ERMS電子病歷系統(tǒng)是一個(gè)完整的獨(dú)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(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。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(gè)系統(tǒng)既有各自的工作重點(diǎn)，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(wàn)縷的關(guān)系，醫(yī)院現(xiàn)有醫(yī)療信息系統(tǒng)需要在這兩個(gè)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(wù)往往涉及醫(yī)療各個(gè)環(huán)節(jié)，需要信息同步的數(shù)據(jù)量比較大，同時(shí)為了不造成醫(yī)療業(yè)務(wù)的延遲和脫節(jié)，也需要很高的實(shí)時(shí)性[3]。

在這種應(yīng)用場(chǎng)景下已不適宜采用通過(guò)消息交互的應(yīng)用集成方式。因?yàn)橄⒓煞绞皆跀?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(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)部分：HIS數(shù)據(jù)庫(kù)和EMRS數(shù)據(jù)庫(kù)。采用GoldenGate實(shí)現(xiàn)HIS數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)和EMRS數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)雙向同步，其基本結(jié)構(gòu)圖見圖3。可以看到，發(fā)生在HIS數(shù)據(jù)庫(kù)上的相關(guān)數(shù)據(jù)變化通過(guò)GoldenGate實(shí)時(shí)同步到EMRS數(shù)據(jù)庫(kù)，而發(fā)生在EMRS數(shù)據(jù)庫(kù)上的相關(guān)數(shù)據(jù)變化通過(guò)GoldenGate也會(huì)實(shí)時(shí)同步到HIS數(shù)據(jù)庫(kù)，其具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程見圖4。其中，數(shù)據(jù)同步的核心是GoldenGate，在HIS數(shù)據(jù)庫(kù)和EMRS數(shù)據(jù)庫(kù)上變化數(shù)據(jù)的捕獲、傳遞和復(fù)制都是通過(guò)GoldenGate來(lái)完成的。當(dāng)EMRS數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生數(shù)據(jù)變化的時(shí)候，運(yùn)行在EMRS數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上的GoldenGate將捕獲該功能業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)的變化數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞到HIS數(shù)據(jù)庫(kù)，HIS數(shù)據(jù)庫(kù)接收到這些變化數(shù)據(jù)之后，運(yùn)行在HIS數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上的GoldenGate解析這些變化數(shù)據(jù)并應(yīng)用到HIS數(shù)據(jù)庫(kù)。反之，HIS數(shù)據(jù)庫(kù)上的變化數(shù)據(jù)也是經(jīng)過(guò)上述過(guò)程應(yīng)用到EMRS數(shù)據(jù)庫(kù)。

通過(guò)GoldenGate可以很好地實(shí)現(xiàn)HIS數(shù)據(jù)庫(kù)和EMRS數(shù)據(jù)庫(kù)的之間的獨(dú)立和聯(lián)系，使他們各盡其職，分工明確，很好地支撐整個(gè)醫(yī)院的正常運(yùn)營(yíng)。

3界面集成

對(duì)于醫(yī)學(xué)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(duì)其操作處理的要求，通常對(duì)應(yīng)系統(tǒng)供應(yīng)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(yīng)的工具來(lái)處理、管理、傳輸和轉(zhuǎn)換圖像和波形[4]。針對(duì)這種帶專業(yè)處理功能的人機(jī)交互界面的應(yīng)用程序，采用界面集成的方式，集成專業(yè)瀏覽器插件或應(yīng)用程序。針對(duì)這種方式的場(chǎng)景，EMRS系統(tǒng)將采用界面集成應(yīng)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(jìn)行開發(fā)，實(shí)質(zhì)是各類專業(yè)瀏覽插件的容器，支持對(duì)各種醫(yī)學(xué)影像（X-Ray、CT、MRI、超聲、胃腸鏡）、心電圖、監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)和麻醉監(jiān)護(hù)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(shí)現(xiàn)，可能又會(huì)采用應(yīng)用集成的方式，但通常為了提高性能，和多媒體資料庫(kù)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像格式定義與交互傳輸。該模塊以O(shè)CX控件的方式實(shí)現(xiàn)，同時(shí)提供給集成事務(wù)處理模塊和醫(yī)護(hù)工作站使用。EMRS醫(yī)護(hù)工作站使用DICOM引擎主要實(shí)現(xiàn)從影像中心查詢和獲取影像等功能。DICOM影像應(yīng)用流程規(guī)劃見圖5，主要由以下幾步組成：

第一步：醫(yī)護(hù)工作站通過(guò)調(diào)用DICOM引擎，設(shè)置參數(shù)（Study UID或Study Type + Study ID，DICOM Server的IP、Port、AE）*，請(qǐng)求獲取一個(gè)檢查的影像;

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

第三步：DICOM引擎啟動(dòng)DICOM Move服務(wù)，向影像中心請(qǐng)求影像;

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

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

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

4總結(jié)

通過(guò)建立集成信息平臺(tái)，集成各類應(yīng)用系統(tǒng)以及日常運(yùn)營(yíng)的業(yè)務(wù)，整合醫(yī)院內(nèi)部業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，形成一個(gè)互聯(lián)互通的醫(yī)院業(yè)務(wù)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)。集成信息平臺(tái)為臨床數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)來(lái)源提供了技術(shù)基礎(chǔ)和保障，通過(guò)信息標(biāo)準(zhǔn)、交換原則的制定，對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的信息交換服務(wù)，確保數(shù)據(jù)交換過(guò)程的安全性、可靠性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)平臺(tái)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(gè)醫(yī)療過(guò)程中的相關(guān)信息。

通過(guò)醫(yī)院信息平臺(tái)建設(shè)，一方面可以規(guī)避“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”式的信息共享與交換，并使得醫(yī)院可以基于信息平臺(tái)整體上進(jìn)行業(yè)務(wù)流程優(yōu)化與管理，對(duì)內(nèi)提高管理水平，對(duì)外以統(tǒng)一的方式接入?yún)^(qū)域衛(wèi)生協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，更好地為人民健康服務(wù)。另一方面利于醫(yī)院信息系統(tǒng)建設(shè)的持續(xù)性發(fā)展，以適應(yīng)未來(lái)的需求變化，避免信息化建設(shè)的大范圍的推倒重來(lái);另外，持續(xù)性發(fā)展還必須要有一套合適的實(shí)施和服務(wù)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