基于W e b的醫院信息系統架構及其數據交互設計

曹玉珍，賈朔，陳露詩

天津大學 精密儀器與光電子工程學院 天津市生物醫學檢測技術與儀器重點實驗室 天津 300072

基于W e b的醫院信息系統架構及其數據交互設計

曹玉珍，賈朔，陳露詩

天津大學 精密儀器與光電子工程學院 天津市生物醫學檢測技術與儀器重點實驗室 天津 300072

本文在設計基于Web的醫院信息系統總體架構的基礎上，著重對其數據交互進行設計。參考DICOM信息模型對數據進行規范化的分類，使用SQL Server 2005數據庫服務對數據進行統一管理。使用Web服務為用戶提供網絡交互平臺，使病人、醫生、管理人員通過統一的平臺對醫療信息進行實時而不同級別權限的操作。

HIS;DICOM;數據庫;Web

0 前言

隨著網絡化、信息化時代的到來，醫院信息管理也必然隨之發生改變，醫療模式轉變和數字化管理理念漸漸形成并成為主導。

20世紀60年代初，美國便開始了醫院信息系統（Hospital Information System, HIS）的研究。日本及歐洲各國相繼從70年代開始開展研究。我國的HIS是從80年代末期逐步發展起來的，雖然也有了長足的發展，但是大部分醫院并沒有讓病人品嘗到數字化醫院所帶來的好處[1,2]，雖有些改變，但是長時間的排隊、信息不透明等現象還是讓諸多患者和家屬不滿。衡量一個醫院的綜合水平高低，不再僅局限于醫院設施上，更要比“服務”，越來越多的患者，需要迅捷、方便地得到醫院的醫療信息和自己的醫療診斷結果，并且能及時地反饋個人信息給醫院。

醫院信息交互平臺[3]，集Internet網站、計算機通信集成、計算機網絡、數據庫等技術于一體，為各醫療服務機構開辟了一種新的服務平臺，實現全院信息的徹底數字化。

我國醫院信息交互平臺建設的瓶頸在于醫院信息化程度的不足，以病人為中心的醫院信息建設的思想未形成[4]。

本研究將為醫院信息系統的進一步完善提供參考。

1 系統框架

對于醫院信息系統交互平臺，信息操作一般包括：數據的采集、數據傳輸、數據錄入、存儲、打印和瀏覽、數據備份和管理等。對應這些操作，硬件上則需要各種檢測儀器（如心電圖機、B超）、采集卡（用于非標準化接口設備）、網絡設備、數據庫服務器、數據存儲器材（包括磁盤陣列和其他存儲介質）等[5]。

圖1是本交互平臺的系統架構，針對現在各醫院的基本設施主要添加了無線以太網和GPRS網絡服務器，使各種檢測設備直接網絡化或者通過PC實現網絡化，用戶能夠使用任何一種網絡終端連接到Web服務器，從而使各種檢測信息、診斷信息能夠實時得到存儲和獲取。數據傳輸主要通過以太網和GPRS實現，其中GPRS因其移動性作為無線終端（如PDA手機等）的傳輸渠道；而以太網（包括802.3/802.11）都是用于醫院內部各設備以及與其他主干網絡的數據傳輸，保證數據傳輸的可靠。

平臺中傳輸的信息按其性質可以分為五類：二維或三維的影像、視頻信息（如B超、MRI、CT等）；一維波形信息（如心電、脈搏波等）；文本檢查數據（如體溫、血壓等）及診斷信息；醫生、護士、病人、藥物及設備等基本信息；標準化HL7消息文件。醫院檢測設備信息直接或間接通過采集設備由醫生有選擇的上傳到Web服務器，Web服務器再將數據按照特定結構存儲到數據庫中。診斷、文本信息、醫囑信息由醫生直接通過Web上添加到數據庫中；醫生、護士、病人、藥物及設備等基本信息由管理員通過Web或者直接添加到數據庫中。HL7消息文件是遵循HL7數據傳輸規范封裝的結構完好的XML文件，用于不同系統或者系統與遠程設備之間的數據傳輸。

2 信息管理與數據交互

隨著醫院信息系統的發展，各大型醫院的硬件基礎設施已基本完善，因而數據的存儲和交互的實現才是重點[6]。為實現醫院信息系統交互，本設計使用Web服務實現交互平臺的搭建，使用數據庫服務技術實現數據的管理，參照DICOM數據模型實現數據的組織。

2.1 信息管理

數據庫是按照數據結構來組織、存儲和管理數據的倉庫。使用數據庫可以帶來許多好處，如：減少了數據的冗余度，節省數據的存儲空間；實現數據資源的充分共享等等。美國放射學會（ACR）和全美電子廠商聯合會（NEMA）建立了規范醫學影像及其相關信息交換的DICOM標準。DICOM之所以能促進圖像信息有效地存檔是因為它建立了規范性的數據結構和完整的數據模型，使得信息得到完整有效地表達。

DICOM標準中定義了四層信息模型：患者、研究、序列、圖像，依據信息生成階段和不同來源，在內容上緊密聯系又相互獨立，在過程中環環相連又層次清晰。對比DICOM的四層信息模型和醫院診斷模式：患者信息對應掛號基本信息；研究信息對應診斷的病歷信息；序列對應進行的各項檢查；圖像則對應檢查的結果。以醫療信息部分的數據庫表設計為例，設計時參照DICOM數據模型[7]，采用中國人傳統的習慣，按病人、研究、序列、影像四個層次進行構建數據庫模型，表名采用英文，主鍵、外鍵采用英文(或簡寫)，其他列標識采用中文列名的拼音首字母命名。表1為按照以上規則設計的研究信息表。

2.2 Web交互的實現

Web系統基于B/S模式，服務器提供數據瀏覽、查詢、導入、導出等功能。Web服務器為三種用戶提供服務：病人（普通用戶）、醫護人員和管理人員，每個用戶具有不同的訪問級別。在任何可以瀏覽WWW的網絡終端上用戶通過自己的用戶編號和密碼登錄即可獲得服務[8]。

2.2.1 病人與系統信息交互的實現

圖2 用戶登錄后的窗口界面

病人與系統的交互信息涵蓋了診斷的所有信息以及醫師、設備、藥物等相關信息，是交互平臺的重要組成部分。病人可以通過服務器訪問自己所有病歷信息以及各科室的醫生簡要信息，一方面便于病人察看病情、了解診斷、實行醫囑；另一方面通過了解醫生信息選擇合適的醫生進行診治。病人在進行信息瀏覽時信息的可獲取性是嚴格控制的，每一級信息的瀏覽都需要在上一級獲得可獲取信息的編號，然后Web通過HTTP協議連接數據庫獲取相應的信息[9]。病人信息中有一項特殊的交互——病人信息XML封裝輸出。XML文檔以標準化的格式存儲了病人的基本信息，用戶可以攜帶包含此文件的智能卡去醫院進行診斷，方便病人參與診斷過程的同時減少了醫師對數據的重復操作[10]。

圖2(a)為用戶登錄后查看到的個人信息和研究信息列表；(b)為生成的用戶XML文檔。

2.2.2 醫護人員與系統信息交互的實現

醫生除了可以查看自己的信息以外，還可以查閱參與診治的病人診斷信息，添加新病人的診斷信息和醫囑信息；護士主要是執行住院用戶和在院病人的醫囑以及實時進行醫囑反饋。

醫生與醫院信息系統的信息交互的主要操作是在病人的診斷過程中將各種就診信息以及醫囑信息添加到數據庫中。本設計提供XML格式病人信息直接導入方式，信息存儲在個人持有的智能卡中，通過讀卡器直接讀取病人的基本信息或者僅僅讀取病人的patient No（用戶編號），由系統從數據庫服務器中讀取其他相關信息。

加載完用戶信息之后添加診斷檢測信息、檢測信息的錄入界面在導入XML后就將自動顯示病人的基本信息，方便信息的錄入和核對過程。

醫生通過登錄后可以查看到病人的檢查信息，圖3分別為B超與心電檢查的數據瀏覽示例。

圖3 病人檢測信息

其他用戶（如護士和管理員）信息交互的方式同上，只是各自職責不同。護士主要的職責除了對病人進行日常護理之外主要是對病人醫囑的執行和反饋，幫助醫生實施對病人的治療；管理員則可以進行添加刪除更新用戶、添加刪除更新藥物儀器、數據備份等操作，同時負責對Web服務器日常維護、更新網頁信息。

3 總結

本文為醫院信息系統交互平臺提供了完整的設計方案，實現了數據的管理和Web平臺搭建的工作，解決了醫院信息不透明和醫院信息全數字化問題，為醫院信息系統的發展提供了參考。

[1] 田子睿,劉旭宏,曹宇.醫療信息系統技術結構的現狀與發展[J].北京生物醫學工程,2002,21(3):234-237.

[2] 劉挺.基于web的醫院信息系統交互平臺設計與實現[D].天津:天津大學,2008.

[3] 于建國,毛玉明.基于因特網的電子病歷系統的設計與安全技術[J].中國醫療設備,2009,24(2):48-50.

[4] 李剛,孫智軍,史淑紅,等.醫院計算機網絡系統設計及管理探討[J].中國醫療設備,2009,24(12):63-65.

[5] Angel Petrovski. John Grundy Web-enabling an Integrated Health Informatics System[C]. Proceedings of the 7th conference on object-oriented information system,spring lecture notes in computer science,2001.

[6] 江捍平.美國衛生信息工作標準HL7- 跨醫療衛生體系信息交換理論入門[M].北京:科學出版社,2005.

[7] ACR-NEMA,Digital Imaging and Communication in Medicine(DICOM),Part4,Service Class Specifications, 2003:35-81.

[8] 董建成,申飛駒,周董.基于Web的電子病歷安全體系分析與設計[J].中華醫院管理雜志,2007,22(8):560-563.

[9] 向璐,向祚鐵.Microsoft.NET XML Web服務程序設計[M].北京:清華大學出版社,2003.

[10] 鄭重,薛萬國.XML簽名在電子病歷系統安全中的應用[J].計算機系統應用,2005(2):14-17.

Design and Implement of Interactive Platform for HIS Based on Web

CAO Yu-zhen,JIA Shuo,CHEN Lu-shi
Tianjin Key Laboratory of Biomedical Detecting Techniques and Instruments,College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China

Based on the design of an integrated block scheme of HIS, this paper stressed on the interactive platform design of medical information. According the DICOM model, data were standardized, classified,and then were managed by SQL Server 2005 database services. An interactive network platform was accomplished by using Web services. It can offer doctors and patients an interactive environment and accesses data within the purview of users in an effective way. It provides a valuable reference of the HIS development.

HIS; DICOM; database; Web

TP311.1

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.08.008

1674-1633(2010)08-0023-03

2010-04-11

2010-05-28

天津市科技發展計劃資助項目（06YFSYSF02200）。

本文作者：曹玉珍，副教授。主要從事生物醫學信號檢測、醫療電子信息化方面的工作。

作者郵箱：yzcao@tju.edu.cn