多任務高并發數據處理平臺的技術研究

張濤 李建 康永佳

北京工業大學計算機學院 北京 100124

0 前言

隨著信息化的逐步深入，數據處理平臺每天都在幫助我們保存和處理各種數據信息，如臨床、銀行、保險、管理、行政及檢驗等系統。然而隨著數據量的不斷增大，各個數據處理系統之間的通訊和標準統一也變得越來越重要。

醫療衛生服務是一項信息密集型工作，而信息管理的自動化極大地影響著衛生服務運行的效率。對于一個現代化醫院而言，在住院處、臨床實驗室、放射科、財務處等部門通常都會安裝使用計算機應用系統。每個不同部門使用的電腦軟件都不相同，那么這些軟件之間的交流和共享病人的數據就需要一種大家都懂的“語言”和說話規則，即一套完整的數據處理平臺，它通過具有一定標準的協議進行數據交換，從而達到多系統間數據共享、信息交換的效果。因此，本文提出了多任務高并發處理平臺的概念，該概念廣泛適用于各種應用領域。本文針對醫療衛生系統的需求，詳細分析研究了該平臺的數據處理技術，進而給出其設計結構和實現方法。

從美國、歐洲等發達國家和地區的醫療發展過程來看，建立區域性的乃至全國范圍的多任務高并發醫療數據處理平臺是必然的趨勢，其最大的受益處在于個人健康檔案的形成。在現有醫療信息系統的基礎上，為醫生工作站添加標準檔案的文本輸入功能，一套健康檔案就形成了。當然，這不僅僅是形式上的飛躍。在加入數字加密技術后，能夠保證檔案的錄入、存儲和傳輸過程絕對的安全性，從而形成了一套具有法律效力的電子病歷。

HL7(Health Level Seven)是醫療領域不同應用之間電子數據傳輸的協議，HL7標準可以規范臨床醫學和管理信息格式，降低醫院信息系統互連成本，提高醫院信息系統之間信息共享的程度。在美國及越來越多的歐洲國家，HL7被用作醫療系統中文字及數字信息的標準接口。而HL7在國內的應用還很少，這是因為囊括醫院各管理模塊的綜合型HIS產品還是市場的主流。但是，隨著醫院信息系統由管理為中心向以病人為中心的臨床信息系統轉變，隨著數據量的增大和專業化細分的發展，以HL7標準實現數據處理平臺將成為必然趨勢。

1 數據處理平臺的概念及體系結構的建立

1.1 數據處理平臺的概念

多任務高并發數據處理平臺是一種為醫療衛生系統提供數據傳輸及處理的平臺。它不同于傳統的衛生醫療系統平臺，在于它為醫療模塊提供了通用的設計接口，并使用超大型存儲設備和嚴格的安全管理方案，可以同時進行完整的并發數據處理，實現多任務高并發的醫療信息交換。本項目的研究目的旨在提出用于醫學海量數據處理的合理存儲結構和索引方式。解決醫療衛生體系之中接口復雜、非標準化的問題，并進行適度的方案試行，為建立較大規模的醫學影像數據系統提供理論及技術依據。

多任務高并發數據處理平臺是建立覆蓋地域范圍、面向全區居民服務的醫學影像服務體系，形成由醫學數據管理中心、骨干醫院、社區保健機構和居民家庭的多級結構信息化衛生保健網絡。為逐步實現由以醫院為中心的醫療衛生體系轉變為以居民為中心的醫療保健體系建立結構化基礎、形成以HL7標準為基礎的數據資源和基本的技術條件，為建立開放的、標準化的居民電子病歷系統形成基礎。系統建成后，能夠在本人所在的醫療衛生體系之間實現(就診患者)醫學檢查結果的兩級存儲，實現在遠程訪問支持下，快速、高效地無障礙數據訪問。為居民個人健康檔案的永久性官方存儲提供技術條件。

1.2 數據處理平臺體系結構的建立

(1) 開發多任務高并發數據處理平臺模塊覆蓋應用此系統的各個醫院內部系統以及整體區域的數據中心系統。包括應用系統范圍內的全部醫療影像設備、管理系統軟件、管理系統計算機硬件設備、數據存儲設備、醫護人員工作站軟硬件設備等。整個區域數據處理中心的設計框架如圖1所示。

圖1 區域數據處理中心的設計框架

(2) 在整體應用模式上，區域性數據處理平臺即是在原醫院內部系統應用模式的基礎上，增加區域多任務高并發數據處理中心，將下屬醫院全部的醫學影像及病例數據通過HL7標準進行匯總，而區域內各個醫院也可以隨時利用多任務高并發方式調用這些數據以滿足診療、研究等工作的需要。每個醫院內部的數據處理平臺和醫療模塊的設計結構如圖2所示。

圖2 數據處理平臺的設計結構

2 數據處理平臺的關鍵技術

(1) 身份識別

醫護人員的身份識別、驗證，用于保證系統操作者的記錄正確，責任人明確；就診者的身份識別，一方面用戶方便患者就診，保證接診快速、便捷，避免發生錯誤；另一方面，確保診斷數據的原始性，即在是否有患者身份識別設備在場時，保存的診斷、處置數據會有所標記，并且此標記不可修改，保證診斷數據不會在患者不知情的情況下被篡改，保證患者利益。

(2) 數據標準化

數據標準化是數據處理平臺針對不同來源的醫療數據、診斷數據進行標準化處理、加入保真數據的過程。其功能包括：對于非HL7兼容設備產生的特定數據進行標準化處理，使其可以被系統所兼容、存儲；對HL7兼容設備生成的數據加入保真數據信息以及區域數據處理平臺中特有的識別信息等數據。

(3) 使用超大型、高速存儲設備進行數據存儲和交換

數據處理平臺另一項基礎功能是對醫學影像數據、診斷報告等檢查數據進行存儲，數據處理平臺所提供的跨醫院數據調用、在線會診、共享數據供醫學研究、教學等功能都是基于對這些檢查結果數據的存儲來實現的。因此，用超大型、高速存儲設備進行數據存儲和交換是數據處理平臺各項擴展功能實現的基礎。

3 結束語

隨著國家醫療體制改革的深化，社會醫療保險事業正在全面推行，醫保系統與醫院信息系統(HIS系統)之間的信息交互勢在必行。本文從數據處理及信息安全的角度出發，提出了基于 HL7協議及數據流處理技術的多任務高并發數據處理平臺，并對數據處理平臺的技術進行了研究，實現了傳統數據處理平臺所不能達到的標準化超大型數據處理，希望能對不同的用戶提供參考。

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