淺析構件在醫(yī)院信息系統(tǒng)中的應用

中共張家口市委黨校 曹永峰

1.引言

隨著科技的日益發(fā)達，計算機在各個行業(yè)不斷受到人們的重視，同時得到越來越廣泛的應用，醫(yī)院同樣面臨著信息時代的挑戰(zhàn)。醫(yī)院信息管理的計算機化、網(wǎng)絡化將是建設現(xiàn)代化醫(yī)院必不可少的條件和重要的手段。

醫(yī)院要緊跟時代發(fā)展的步伐和潮流，必須實現(xiàn)醫(yī)院全面的信息化管理，為病人提供現(xiàn)代化的服務，提高對病人的服務水平，方便、準確、快捷地為病人提供醫(yī)療服務和醫(yī)療費用信息，進而增強病人對醫(yī)院的信任和支持。當前，醫(yī)院還面臨著越來越激烈的市場競爭，想要在競爭中取勝，就必須采用先進的計算機信息系統(tǒng)。

2.醫(yī)院信息化發(fā)展現(xiàn)狀

在中國醫(yī)療系統(tǒng)改革中，醫(yī)院信息化是一個重要的環(huán)節(jié)。加快醫(yī)院信息化的建設和發(fā)展，有利于提高工作效率與管理水平，轉變傳統(tǒng)的衛(wèi)生管理模式，降低醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)運營成本，增強現(xiàn)代醫(yī)院競爭力，使其能夠最大程度的適應社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展[1]。

目前醫(yī)院的信息化應用主要有：醫(yī)院信息管理系統(tǒng)(HIS)、臨床信息系統(tǒng)(CIS)、醫(yī)學影像信息系統(tǒng)(PACS)、檢驗信息系統(tǒng)(LIS)和電子病歷系統(tǒng)(EMR)等，同時單個醫(yī)院還可以與社會保險系統(tǒng)接軌。

醫(yī)院信息管理系統(tǒng)(HIS，Hospital Information System)是以計算機為基礎，用于簡化所有醫(yī)院醫(yī)療和管理信息。按照Morris F.Collen所給的定義：利用電子計算機和通訊設備，為醫(yī)院所屬各部門提供病人診療信息(Patient Care Information)和行政管理信息(Administration Information)的收集(Collect)、存儲(Store)、處理(Process)、提取(Retrieve)和數(shù)據(jù)交換(Communicate)的能力，并滿足所有授權用戶(Authorized)的功能需求。

醫(yī)院信息系統(tǒng)屬于迄今世界上現(xiàn)存的企業(yè)級(Enterprise)信息系統(tǒng)中最復雜的一類。這是醫(yī)院本身的目標、任務和性質決定的。它不僅要同其它所有MIS系統(tǒng)一樣追蹤管理伴隨人流、財流、物流所產(chǎn)生的管理信息，從而提高整個醫(yī)院的運作效率，而且還應該支持以病人醫(yī)療信息記錄為中心的整個醫(yī)療、科學、科研活動。

目前，我國已建成的醫(yī)院信息系統(tǒng)多數(shù)屬于面向管理的醫(yī)院信息系統(tǒng)，更確切的說，是以財務為中心的醫(yī)院信息系統(tǒng)。衛(wèi)生部對國內(nèi)6921家醫(yī)院進行調查，其中有2179家建設了醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)，占31%。從地區(qū)分布看，華東地區(qū)醫(yī)院建設HIS比例接近80%，其他大部分地區(qū)在30%～35%之間，西北地區(qū)不足20%。從醫(yī)院規(guī)模看，省級醫(yī)院建設HIS的比例達到84%，地市級醫(yī)院建設HIS的比例為37%，縣級醫(yī)院為34%。根據(jù)衛(wèi)生部的統(tǒng)計，國內(nèi)有17000多家縣以上的醫(yī)療機構，應有5000多家醫(yī)院建設了HIS。在經(jīng)過了這一輪的醫(yī)院信息系統(tǒng)實施應用之后，現(xiàn)在一些大型醫(yī)院已經(jīng)開始考慮對HIS系統(tǒng)進行升級和修改。

3.基于構件的醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)開發(fā)過程模型

3.1 構件的概念及其一般特征

構件是系統(tǒng)中實際存在的可更換部分，它實現(xiàn)特定的功能，符合一套接口標準并實現(xiàn)一組接口。構件代表系統(tǒng)中的一部分物理實施，包括軟件代碼（源代碼、二進制代碼或可執(zhí)行代碼）或其等價物（如腳本或命令文件）。軟件構件則是指軟件系統(tǒng)中具有一定意義的相對獨立的構成成分，即可以被多個軟件系統(tǒng)所復用、具有相對獨立功能的系統(tǒng)構成成分。具體地說，軟件構件是一個或一組具有良好接口定義的自包含軟件，既具有運行時可訪問的接口，又具有開發(fā)時可立提交與安裝的特性。一般來說，可復用軟件構件應具備以下特征：①有用性(Usefulness)，構件必須提供有用的功能；②可用性(Usability)，構件必須易于理解和使用；③質量(Quality)，構件及其變形必須能正確地工作；④適應性(Adaptability)，構件應能通過參數(shù)化等方式在不同的語境中進行配置；⑤可移植性(Portability)，構件應能在不同的硬件運行平臺和軟件環(huán)境中工作[2]。隨著對軟件復用理解的深入，構件的概念已不再局限于源代碼級的標準類庫、函數(shù)、類和對象等，而是延伸到包括需求分析在內(nèi)的軟件開發(fā)過程的各個階段，可以包括軟件工作產(chǎn)品、軟件子系統(tǒng)、軟件構架、場景分析設計文檔、經(jīng)驗教訓、有創(chuàng)見的軟件工程思想與表述，以及其他對開發(fā)活動有用的信息。從抽象層次上看，軟件復用可體現(xiàn)在3個層次：概念級復用，如場景知識、開發(fā)經(jīng)驗、建模方法和文檔資源的復用；邏輯級復用，關鍵是軟件體系結構重組和規(guī)則復用；物理級復用的實質是構件復用，包括模板共享、類庫共享、子程序和函數(shù)調用等。因此，軟件構件也可以按這3個抽象層次來進行劃分。

3.2 基于構件的醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)過程

正如前文所述，醫(yī)院信息系統(tǒng)屬于迄今世界上現(xiàn)存的企業(yè)級(Enterprise)信息系統(tǒng)中最復雜的一類。所以我們提出基于構件的醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)方法，即構建軟件體系結構可重組以及通過構件庫將可重用的構件引入信息系統(tǒng)開發(fā)過程。從工程化與過程管理的角度講，如圖1所示，基于構件的醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)過程可定義為3個層次和4個場景。

3.2.1 醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)模型的4個場景

(1)開發(fā)場景。從醫(yī)院各科室特定應用需求出發(fā)，通過場景分析進行共性需求識別、場景對象抽象和場景知識獲取，以建立概念級的場景模型，產(chǎn)生應用系統(tǒng)的需求規(guī)格說明，這一階段的成果是場景模型。

(2)部署場景。部署場景的主要任務是為場景需求尋求軟件解決方案，包括構架設計模型和構件設計模型。在這一階段中，首先檢索構架庫中存放的面向特定場景的構架，尋找可復用的構架，或者對其進行必要的適應性修改；在無可復用構架時，創(chuàng)造適合該應用環(huán)境的新構架，并進行標準化描述后入庫，以備將來的復用。然后，在構架的指導下，把系統(tǒng)功能分解到相應的構件和連接件，并定義系統(tǒng)中的構件與構件之間的關系。這一階段的成果是構架模型和構件模型。

(3)運維場景。根據(jù)場景應用開發(fā)或直接重用的需要，進行場景實現(xiàn)。包括場景構件的識別、設計、編碼和測試等局部過程集成，系統(tǒng)構件的分類、檢索、引用和構件庫維護，場景構件與系統(tǒng)構件的演化、實例化、組合和應用原型的動態(tài)生成等場景框架整體集成，從而建立符合場景應用的各種物理模型。這一階段的成果是軟件構架和代碼級的構件。

(4)用戶場景：通過對實現(xiàn)階段所生成的產(chǎn)品進行組裝和運行模擬(正向)、設計優(yōu)化(逆向)等措施，對場景化軟件原型進行可用性評價和可重構性驗證，并對符合確認測試條件的應用系統(tǒng)進行全局封裝和使用規(guī)范生成，最終獲得一個真正構件化的目標系統(tǒng)。

基于構件的軟件開發(fā)過程強調可復用構件的中心作用，工作流程中的各項活動與瀑布模型大不相同，在基于構件的軟件開發(fā)整個過程自始至終把識別共性與重用放在重要的位置。在開發(fā)過程的每一個場景中，都是從對構架／構件庫的查找開始，經(jīng)選取、直接采用或修改采用，再進行測試和裝配，最終將完成的構架／構件入庫或形成一個新的應用系統(tǒng)而發(fā)布。可見，在整個過程中，構架庫和構件庫為各項開發(fā)活動提供了基礎，標準規(guī)范和質量保證對整個生產(chǎn)過程提供支持。

圖1 基于構件的軟件開發(fā)模型

3.2.2 過程模型的3層結構

如前所述，軟件復用可體現(xiàn)在概念級復用、邏輯級復用和物理級復用3個層次。從模型化與內(nèi)容抽象的角度看，面向構件的軟件開發(fā)過程也可按3個層次展開：概念層、邏輯層和物理層。這與UML描述、數(shù)據(jù)庫設計模式、元建模技術以及分布式計算等多種方法是一致的，差別只在術語不同。例如，在基于UML形式描述的面向對象建模中，上述3個層次稱概念層、說明層和實現(xiàn)層；而在元建模中則稱元知識層、結構知識層和算法知識層。之所以具有這樣的分層結構，其主要原因是將技術層的物理實現(xiàn)與概念層和邏輯層的分析與設計相分離。

過程模型的這種架構特征有利于軟件生產(chǎn)過程的組織與管理，在軟件過程模型的不同層次上，產(chǎn)生的產(chǎn)品是不同的，例如，在概念層上，關鍵活動是場景需求分析，其成果是場景模型；而在邏輯層上，關鍵活動是場景構架(Architecture，也稱軟件體系結構)設計和場景構件設計，其成果是構架模型和構件模型；而在物理層上，關鍵活動是場景構件實現(xiàn)、系統(tǒng)構件維護、應用系統(tǒng)集成等，其成果是代碼級的軟件制品。顯然，所處的層次不同，要求的抽象能力和工作技能也不同。

4.結語

軟件構件技術的出現(xiàn)，為根本改善目前醫(yī)院信息系統(tǒng)生產(chǎn)高成本、低效率的狀況，為實現(xiàn)醫(yī)院信息系統(tǒng)軟件由作坊式生產(chǎn)向工業(yè)化生產(chǎn)的飛躍帶來了機會。因此，構件技術必將在今后的醫(yī)院信息化建設中的展現(xiàn)中越來越廣闊前景。

[1]韋子奇.醫(yī)院信息化的建設和發(fā)展[J].計算機光盤軟件與應用,2011(7).

[2]黃柳青,王滿紅.構件中國(面向構件的方法與實踐).