大型醫(yī)院檢驗(yàn)信息系統(tǒng)架構(gòu)模式探討

徐玲，劉長興

濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院 信息科，山東 濟(jì)南 250031

隨著醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)和檢驗(yàn)方法的飛速發(fā)展，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)在臨床的診斷工作中發(fā)揮的輔助作用越來越大，使得實(shí)驗(yàn)室在醫(yī)學(xué)實(shí)踐活動中的工作量驟增。在此情況下，大型綜合型醫(yī)院如何在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的基礎(chǔ)上選擇合適的系統(tǒng)架構(gòu)，更好地適應(yīng)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室管理需求，進(jìn)一步提高工作效率，是構(gòu)建和改進(jìn)檢驗(yàn)信息系統(tǒng)（LIS）首要考慮的問題[1]。

1 C/S與B/S概念

目前，常見的系統(tǒng)架構(gòu)主要有客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server，C/S）和瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）兩種。

C/S結(jié)構(gòu)即通過將任務(wù)合理分配到Client端和Server端，降低了系統(tǒng)的通訊開銷，可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢。早期的檢驗(yàn)信息系統(tǒng)多以此作為首選設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

B/S結(jié)構(gòu)即隨著Internet技術(shù)的興起，對C/S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶界面完全通過Web瀏覽器實(shí)現(xiàn)，一部分事務(wù)邏輯在前端實(shí)現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，形成所謂3層結(jié)構(gòu)。B/S結(jié)構(gòu)是一種全新的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也是當(dāng)今應(yīng)用軟件的首選體系結(jié)構(gòu)[2]。

2 C/S與B/S主要區(qū)別[3-5]

（1）安全要求不同。① C/S一般面向相對固定的用戶群，對信息安全的控制能力很強(qiáng)，一般高度機(jī)密的信息系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，可以通過B/S發(fā)布部分可公開信息；②B/S建立在廣域網(wǎng)之上，對安全的控制能力相對弱，面向的是不可知的用戶群。

（2）程序架構(gòu)不同。①C/S更加注重流程，可以對權(quán)限多層次校驗(yàn)，較少考慮系統(tǒng)運(yùn)行速度；②B/S出于對安全以及訪問速度的多重考慮，比C/S有更高的要求。從長遠(yuǎn)來看，B/S結(jié)構(gòu)的架構(gòu)是未來發(fā)展的趨勢。

（3）軟件兼容性不同。①C/S架構(gòu)下軟件的兼容性較差。傳統(tǒng)的C/S體系結(jié)構(gòu)雖然采用的是開放模式，但這只是系統(tǒng)開發(fā)層面的開放性，在特定的應(yīng)用中無論是Client端還是Server端都需要特定的軟件支持。由于沒能提供用戶真正期望的開放環(huán)境，C/S結(jié)構(gòu)的軟件需要針對不同的操作系統(tǒng)開發(fā)不同版本，開發(fā)的資金成本和時間成本較大；② B/S架構(gòu)下的構(gòu)件相對獨(dú)立。主要利用不斷成熟的Web瀏覽器技術(shù)，結(jié)合瀏覽器的多種Script語言和ActiveX技術(shù)，用通用瀏覽器來實(shí)現(xiàn)原來需要復(fù)雜專用軟件才能實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)大功能，節(jié)約了開發(fā)成本。

（4）系統(tǒng)維護(hù)不同。①C/S架構(gòu)下，C/S系統(tǒng)的各部分模塊中有一部分改變，就要關(guān)聯(lián)到其他模塊的變動，網(wǎng)絡(luò)管理人員要同時進(jìn)行服務(wù)器和客戶端的維護(hù)管理工作，這需要高昂的投資和復(fù)雜的技術(shù)支持，維護(hù)成本高，維護(hù)任務(wù)量大；②B/S架構(gòu)下，所有的客戶端均通過Web瀏覽器實(shí)現(xiàn)用戶需求，不需要做任何維護(hù)。所有工作都集中在服務(wù)器端，網(wǎng)絡(luò)管理人員只需要做好維護(hù)管理服務(wù)器的保障工作即可。無論用戶的規(guī)模有多大，對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)行升級時，只需更新服務(wù)器端的軟件，這大大減輕了異地用戶系統(tǒng)維護(hù)與升級的成本。

（5）技術(shù)要求不同。①C/S多是建立在Window平臺上，表現(xiàn)方法有限,對程序員普遍要求較高，要具有一定專業(yè)水準(zhǔn)的技術(shù)人員才能勝任；②B/S建立在瀏覽器上，有更加豐富和生動的表現(xiàn)方式與用戶交流，開發(fā)難度降低。

3 我院LIS架構(gòu)及升級需求

我院現(xiàn)有LIS于2008年啟用，采用C/S結(jié)構(gòu)，見圖1。系統(tǒng)內(nèi)所有的檢驗(yàn)醫(yī)囑、檢驗(yàn)結(jié)果等內(nèi)部數(shù)據(jù)都存在服務(wù)器中，檢驗(yàn)醫(yī)師、檢驗(yàn)設(shè)備、醫(yī)生、護(hù)士通過客戶端工作站同服務(wù)器連成一個網(wǎng)絡(luò)。客戶端安裝相關(guān)應(yīng)用程序，使用人員通過應(yīng)用程序客戶端完成界面操作并發(fā)送數(shù)據(jù)查詢或處理指令，服務(wù)器接受指令并執(zhí)行，并將執(zhí)行結(jié)果數(shù)據(jù)集發(fā)送到相應(yīng)客戶應(yīng)用程序。檢驗(yàn)信息系統(tǒng)C/S網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，見圖1。

圖1 檢驗(yàn)信息系統(tǒng)C/S網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

在后期運(yùn)行維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)基于C/S架構(gòu)的LIS應(yīng)用存在如下問題：

（1）維護(hù)任務(wù)繁重。隨著臨床開展項(xiàng)目和后期客戶開發(fā)需求的增加，客戶端軟件的改進(jìn)和升級越來越頻繁，使得維護(hù)的工作量增大。我院現(xiàn)有臨床病區(qū)60個，按照每個病區(qū)5～6個客戶端計(jì)算，僅臨床科室客戶端就達(dá)到300臺以上，再加上各實(shí)驗(yàn)室終端及院內(nèi)查詢終端，每次升級需要維護(hù)的客戶端約500臺，維護(hù)成本較高。

（2）外延應(yīng)用受限。隨著醫(yī)院自身發(fā)展水平和患者需求標(biāo)準(zhǔn)的提高，針對LIS不斷提出外延應(yīng)用。具體表現(xiàn)在：① 以往的C/S架構(gòu)下，系統(tǒng)面向相對固定的用戶群，多為臨床醫(yī)護(hù)人員和檢驗(yàn)科工作人員，只能滿足局域網(wǎng)內(nèi)客戶端對數(shù)據(jù)庫的操作。也就是說,臨床檢驗(yàn)信息的應(yīng)用還只是停留在計(jì)算機(jī)專業(yè)層次，信息技術(shù)并未有效改善和提升病人的就醫(yī)體驗(yàn)。這種模式已不能滿足患者隨時隨地查詢跟蹤報(bào)告的需求，需要通過建立B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，利用其異地瀏覽和信息采集的靈活性來實(shí)現(xiàn)不同人員，從不同地點(diǎn)，以不同接入方式實(shí)現(xiàn)跨平臺的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時操作；②醫(yī)院等級和規(guī)模的提升提出了醫(yī)院各分支機(jī)構(gòu)同中心實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)交互、地區(qū)各實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)比對等需求，即異地通訊的問題。C/S架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)難度大、成本高，而B/S架構(gòu)下只需要把服務(wù)器連接專網(wǎng)即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)、升級和數(shù)據(jù)共享。

4 我院基于B/S的LIS特點(diǎn)

為滿足臨床業(yè)務(wù)發(fā)展和患者的需求，我院LIS將C/S移植至B/S架構(gòu)下[6-8]，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D,見圖2。

圖2 檢驗(yàn)信息系統(tǒng)B/S網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

（1）系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)（客戶端、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫）設(shè)計(jì)。① 各層次相對獨(dú)立，便于測試、便于擴(kuò)展。數(shù)據(jù)分開保存，保證安全的同時確保大數(shù)據(jù)量查詢不影響系統(tǒng)性能；② 能夠支持各種主流的大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫；③ 客戶端系統(tǒng)主體功能采用Web瀏覽器，但也可是某些Window桌面或后臺應(yīng)用程序。客戶端不保存任何業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)安全性好。

（2）應(yīng)用服務(wù)器采用獨(dú)創(chuàng)的基于內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)緩存（Cache）技術(shù)。① 可提升應(yīng)用系統(tǒng)的整體性能，系統(tǒng)吞吐量大（支持更多的客戶端）；② 可提升客戶端的響應(yīng)速度，近期業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)直接從內(nèi)存進(jìn)行查詢和處理。

（3）Web客戶端采用獨(dú)創(chuàng)的基于Ajax等技術(shù)的界面框架。① 在瀏覽器上實(shí)現(xiàn)與Window桌用應(yīng)用相媲美的操作方便性；② 客戶端免安裝，可以在任何地方進(jìn)行操作而不用安裝任何專門的軟件。只要有一臺能上網(wǎng)的電腦就能使用，客戶端零維護(hù)，減少了系統(tǒng)實(shí)施的工作量和實(shí)施成本；③ 便于系統(tǒng)升級，升級只針對應(yīng)用服務(wù)器和Web服務(wù)器即可，減少系統(tǒng)維護(hù)的工作量和維護(hù)成本；④ Web客戶端的單點(diǎn)登錄方式與其他Web應(yīng)用進(jìn)行界面的整合、集成，使用戶感覺不到多套系統(tǒng)；⑤ 支持PDA移動式管理，做到樣本、條碼對照無誤，降低了人為出錯率。

（4）客戶端和應(yīng)用服務(wù)器通信采用基于http傳輸協(xié)議和基于Json的內(nèi)容協(xié)議。① 不但在局域內(nèi)可以使用，在互聯(lián)網(wǎng)上也可以使用；② 應(yīng)用服務(wù)器可以直接使用80端口，并且可以在80端口下部署多個Web應(yīng)用。

綜上所述，B/S架構(gòu)下客戶機(jī)載荷大大降低，主要業(yè)務(wù)集中在服務(wù)器端。軟件升級和維護(hù)的工作量會大大減少，而客戶端的使用也會越來越簡單快捷，對用戶人力、物力、時間、費(fèi)用的節(jié)省是顯而易見的。這種“瘦”客戶機(jī)、“胖”服務(wù)器的模式將是大型綜合醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室信息化系統(tǒng)架構(gòu)發(fā)展的主流方向。

[1]亓濤,熊石龍,鄭磊,等.B/S模式在臨床檢驗(yàn)信息學(xué)的應(yīng)用研究[J].醫(yī)學(xué)臨床研究,2007,24(6):984-986.

[2]王開正,王治國.檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)信息學(xué)[M].成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社,2004:1-5.

[3]黃文博,燕楊.C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)的分析與比較[J].長春師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,25(1):56-58.

[4]吳大剛,肖榮榮.C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)的信息系統(tǒng)比較分析[J].情報(bào)科學(xué),2003,21(3):313-315.

[5]Stephen T C Wong,Kent Soo Hoo,Robert C Knowlton,et al.Design and applications of a multimodality image data warehouse framework[J].J Am Med Inform Assoc,2002,9(3):239-254.

[6]徐玲,劉國偉,楊燕紅.我院門診檢驗(yàn)信息系統(tǒng)的流程再造[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2012,27(7):57-58.

[7]楊喆,楊磊,李少俠.醫(yī)院檢驗(yàn)信息系統(tǒng)的構(gòu)成及應(yīng)用[J].中外醫(yī)學(xué)研究,2011,(5):104.

[8]劉志友,張曉偉,高曉星.我院LIS系統(tǒng)實(shí)施方案[J].科技風(fēng),2010,(3):54.