新一代LIS系統集成與應用研究

楊國良 左秀然

新一代LIS系統集成與應用研究

楊國良 左秀然

隨著醫院數字化進程的發展, LIS已成為醫院信息系統的一個重要的組成部分。傳統的LIS因為其管理思想以及軟件技術等方面的不足，已經無法滿足醫院業務需求。武漢市中心醫院引進了新一代基于多層B/S架構模式的LIS，并與醫院的CIS、HIS、體檢系統通過Ensemble集成平臺集成，與其他系統一同集成到醫院門戶中。實踐證明，LIS性能穩定、安全性高，提高了工作效率，加速了醫院建設數字化醫院的進程。

LIS；多層架構；集成；Ensemble

檢驗科傳統的手工操作方式效率低易出錯，已不能滿足業務量增大以及檢驗結果質控要求不斷提高的需求，同時隨著檢驗科專科的不斷細化，各種先進的檢驗儀器的引入，手工的檢驗方法發展滯后于檢驗科硬件設備更新的速度，致使昂貴先進的檢驗設備無法發揮最大的優勢，造成資源浪費。因此，檢驗信息系統LIS (Laboratory Information System)便伴隨著建設數字化醫院的進程產生了。

1 國內外LIS發展現狀

1.1 國內LIS的發展現狀

自20世紀70年代，某些全自動分析儀器已經使用微處理器進行控制和記錄了。到20世紀80年代，單機運行的數據處理系統可對儀器的數據進行簡單的存儲和分析，被稱為第一代LIS。20世紀80年代末、90年代初，關系型數據庫被引入到檢驗數據的存儲和管理中，并且出現了以PC為基礎，部門級規模的第二代LIS。90年代中期開始，LIS才開始逐漸變成一個以局域網為基礎，開放的C/S（Client/Server）架構模式或B/S（Browser/Server）架構模式的軟件系統[1-2]。國內LIS在不斷發展的同時也存在著一些問題：（1）偏重數據采集與處理，忽視管理功能。(2)LIS技術上架構模式單一，多數基于C/S的架構模式。(3)LIS所基于的底層實現技術有其局限性。例如，LIS的數據存儲多為關系型數據庫，在存儲大量數據和處理數據時會顯現出其弊端。

1.2 國外LIS的發展現狀

國外LIS依托先進的管理思想和計算機技術已實現大型化、一體化。如檢驗信息的預處理思想，利用LIS在整個醫院信息系統下游的有利位置，充分利用上游HIS（Hospital Information System）與CIS（Clinical Information System，臨床信息系統）來提供信息[3]。在芬蘭已有多數LIS運行在面向對象的Caché數據庫系統之上，它是一種后關系型、面向對象數據庫，它整合了對象數據庫訪問、高性能的SQL訪問、強大的多維數據訪問這三種方法，成功解決了關系型數據庫不能解決的一些問題[4]。

2 我院LIS架構模式與網絡構建

2.1 LIS架構模式

我院LIS采用的是多層B/S架構。傳統的三層B/S架構即客戶端瀏覽器——Web服務器——數據庫，中間層Web服務器兼有應用程序服務器和Web服務器的功能，即同時負責接收http請求、返回http響應和提供客戶端業務處理的商業邏輯。另一種多層B/S結構，即客戶端瀏覽器——Web服務器——應用服務器—數據庫，此結構獨立配置Web服務器，Web請求不會影響應用程序服務器，有助于提高性能。我院LIS底層以Caché為數據庫，同時使用Caché自帶的應用服務器，使用Apache作為Web服務器，于是LIS就有如圖1所示的架構模式。

圖1 我院LIS的B/S架構模式

2.2 網絡構建

我院LIS總體網絡拓撲結構圖如圖2。

其中，儀器與LIS根據其通訊類型不同，選擇不同的網絡接入方式。串口通訊類型的儀器有串口服務器接入和電腦串口接入兩種方式；網口通訊類型的儀器也有通過網絡接口服務器和電腦主機接口上傳數據至LIS兩種方式。

圖2 我院LIS總體網絡拓撲結構

3 我院LIS工作流程與數據信息管理

3.1 LIS工作流程

LIS的主要工作流程如下：

（1） 醫生在電子病歷系統中開檢驗申請單；

（2） 護士在HIS中審核確認醫囑；

（3） 護士在LIS中匹配條碼；

（4） 采集樣本，并在LIS中進行采集確認；

（5） 檢驗科掃描條碼核收樣本到LIS檢驗儀器中；

（6） 檢驗技師審核檢驗結果；

（7） 查看或打印檢驗報告。

LIS的工作流程圖如圖3。

圖3 LIS工作流程

3.2 LIS數據信息管理

（1） 自動核收及編號管理

LIS提供自動編號規則設置實現核收樣本時自動匹配儀器的功能，同時可以設置核收起始編號，在核收下一個樣本時序號自動加1。

（2） 結果二次處理

檢驗科有時需要將檢驗儀器的結果以其他形式體現在報告中，例如根據結果的取值范圍，來確定“結果”是“陰性”還是“陽性”，有些檢驗結果要經過換算，這些都通過結果二次處理來設置。

（3） 檢驗報告管理

LIS提供通過自定義打印報告模版，滿足不同項目不同儀器檢驗報告個性化的需求，而且可通過“一處設置，多處引用”，在儀器設置界面配置報告模版的URL地址即可實現報告格式設置。LIS提供了批量報告打印功能，提高打印大批量檢驗報告的效率。目前我院正在實施中的電子簽名正式應用以后，醫生也可以電子病歷系統中直接打印報告，因為技師的電子簽名已經在報告審核時簽入到報告中。

(4） 信息查詢管理

LIS為用戶提供了以住院號或條形碼為條件的查詢功能，同時醫生在電子病歷系統中可查看“已報告”狀態的申請的檢驗報告。

（5） 數據安全管理

LIS通過嚴格的權限管理機制實現護士及檢驗科技師的授權，實時記錄用戶的每一次操作記錄，利于事后的追蹤。LIS實行多級審核，高權限人員可以將低權限人員的審核結果撤銷重審；檢驗結果提供異常標記，多/漏項檢查等提示；檢驗報告記錄檢驗者、審核者、核收時間、報告時間以驗證報告有效性。

4 我院LIS與其他系統的集成

Ensemble是由美國Intersystems公司開發的惟一的通用醫療集成平臺，能夠實現非常苛刻的開發和集成需求[5]：

(1） 為快速開發和部署連接以及增值的數據轉換和流程編碼提供了便利；

(2） 調整集成產品的性能和伸縮性，以實現分布式的、基于服務的、可適應變化的環境；

(3） 建立健全的、可重用的面向對象的消息倉庫和共享的元數據倉庫；

(4） 提供統一用戶接口形式的集成和開發環境。

而且Ensemble具有以下關鍵要素：

(1） 一體化的服務架構；

(2） 持久化對象和消息引擎；

(3） 統一的開發環境；

(4） 可配置的管理系統。

基于LIS、EMR、HIS、PACS（Picture Archiving and Communication System,影像存儲與通信系統）以及體檢系統都是獨立的系統，有自己不同的數據庫環境和存取方案，借建設數字化醫院系統之機，我院引入了Ensemble應用集成平臺，LIS與其他系統之間的信息交互都必須通過Ensemble的消息機制來進行傳遞實現。各方分別按照Ensemble的要求進行業務邏輯的發布與注冊，實現數據的交換。引入Ensemble實現各系統數據交換的總體結構圖如圖4。

醫院通過建立企業門戶采用單點登錄和安全防護體系，為用戶提供統一的信息資源認證訪問平臺，建立統一的、基于角色的和個性化的信息訪問、集成平臺；單點登錄功能使各種用戶只需一次登錄就可以根據相關的規則去訪問不同的應用系統。

LIS與門戶的關系示意圖如圖5。

圖4 Ensemble實現各系統數據交換總體結構

圖5 LIS與門戶的關系

5 我院LIS應用實效

我院使用LIS之前，檢驗申請從下達到報告的流程如下：臨床醫生手寫檢驗申請單——護士根據檢驗申請單在標本容器上寫明病人的姓名和床號——護士帶容器和檢驗申請單到病區采集樣本——檢驗科將檢驗申請單和樣本帶回檢驗科——檢驗科技師醫技記賬系統逐一記賬——技師在申請單、試管上寫明序號——技師在儀器設置序號——樣本送儀器檢驗后由儀器自動打印檢驗報告——報告與申請單一起送臨床醫生查看。醫生手寫檢驗申請單、檢驗科要分派專人進行記帳、人工為樣本編序號，都會導致效率低下且易出錯，檢驗報告不同儀器報告樣式不一致，不利于檢驗報告的格式統一。在以上環節中，檢驗申請單是確定申請信息的唯一單據，任一環節丟失了檢驗申請單，都會導致后面的環節無法進行。

我院自實施通過Ensemble實現與其他業務系統集成的LIS以來，臨床醫生在電子病歷系統中下達檢驗申請，無需手寫紙質申請；護士擺脫了對紙質申請單的依賴，隨時隨處打印采樣單對照采樣；檢驗科流程得到優化，記賬、編序號的操作在核收樣本時同步完成；檢驗報告格式統一化，利于醫院報告規范化管理。

檢驗科目前每月完成的檢驗數量都在5萬條以上，平均每天完成檢驗標本數量近1900條，而且這個數量隨著醫院業務量的不斷增加而上升。在使用LIS之前，這是不可能完成的。

6 小結

LIS滿足了醫院對于檢驗信息系統速度、可靠性、易用性、連通性、適應性的要求。操作界面簡捷，使用流程清晰，系統維護方便。數據庫結構設計合理，數據的存儲和讀取效率高，LIS運行近三年期間，數據庫沒有出現過災難性故障。LIS與其他業務系統通過Ensemble集成平臺松耦合集成，實現了醫院信息系統建設的整體性原則。在數字化醫院建設的進程中，對于“集成”的要求將會更嚴格，因此，探索LIS與醫院其他信息系統更深層次的集成也是我院建設數字化醫院的努力方向之一。

[1] 安寧,呂順超,華琛.醫院實驗室信息系統的開發和應用[J].生物醫學工程與臨床,2006,10(3)∶188-190.

[2]盧冠華.LIS系統在醫院信息管理系統中的應用[J].衛生管理,2007,10∶107-109.

[3] 佚名. 國內外LIS（檢驗信息系統）的發展現狀與比較. http∶// www.labbbs.com/article/net/wMMDAwMDAwMTAwMg.html.

[4] Getting Started with Caché. http∶//www.intersystems.com/ cache/documentation/index.html.

[5] Introducing Ensemble. http∶//www.intersystems.com/ensemble/ product-specifications.html.

Along with the development of hospital digitization advancement, LIS has become an important constituent of the hospital information systems. The traditional LIS already could not meet the hospital business need because of its insuff ciencies in management idea and software technology. Our hospital has introduced a new generation of LIS which is based on multi-layered B/S pattern. It is integrated with CIS, HIS and the physical examination system through Ensemble. They are integrated together into hospital portal. The practice proved that, the LIS has stable performance and high security, enhances working eff ciency and has accelerated advancement of digitization hospital construction.

LIS; Multi-layer architecture; Integration; Ensemble

10.3969/j.issn.1009-4393.2010.34.010

430014 武漢市中心醫院信息中心（楊國良 左秀然）