區(qū)域醫(yī)療信息化平臺數(shù)據(jù)交換方案設(shè)計

趙浩宇

西南醫(yī)院 信息科，重慶 400038

0 前言

近年來，醫(yī)院“看病難、看病貴、看病煩”成為社會關(guān)注焦點。究其原因，是醫(yī)療信息資源缺乏整合。各醫(yī)院基本為獨立運作，醫(yī)療信息分散、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，難以實現(xiàn)互通，求醫(yī)群眾和醫(yī)護(hù)人員均無法通過網(wǎng)絡(luò)實時了解多家醫(yī)院的醫(yī)療信息動態(tài)和實現(xiàn)醫(yī)療信息的共享。通過區(qū)域醫(yī)療信息共享平臺，各醫(yī)療機(jī)構(gòu)將醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳共享，實現(xiàn)醫(yī)療信息資源整合，既可使病人享受更加透明、便利、高效、便宜的醫(yī)療服務(wù)[1]，也可以幫助各醫(yī)療機(jī)構(gòu)獲取病人大量共享信息，以此改進(jìn)工作流程，提高工作效率。

1 數(shù)據(jù)交換關(guān)鍵技術(shù)

1.1 SOA體系

SOA（面向服務(wù)架構(gòu)）是一種IT體系結(jié)構(gòu)樣式。區(qū)域協(xié)同醫(yī)療服務(wù)數(shù)據(jù)交換與共享平臺遵循SOA架構(gòu)體系，將不同的應(yīng)用系統(tǒng)通過良好的接口和契約聯(lián)系起來，利用ESB企業(yè)服務(wù)總線實現(xiàn)各類異構(gòu)信息資源的集成，從而實現(xiàn)相互間的信息交換、信息共享與業(yè)務(wù)協(xié)同。

1.2 前置交換技術(shù)

前置交換子系統(tǒng)從各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中獲得數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成XML格式、通過WebServices等協(xié)議完成于中心交換子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)支持格式包括XML、HL7、CDA R2等。對于數(shù)據(jù)的交換可以通過映射工具來完成生成CDA文件[2]。

1.3 ICE架構(gòu)

ICE架構(gòu)是一種適用于異種環(huán)境的面向?qū)ο笾虚g件平臺，支持分布式的部署管理、消息中間件、網(wǎng)格計算等。ICE API提供了一個向下調(diào)用接口，通過調(diào)用此接口來實現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)交換。可以將系統(tǒng)設(shè)計成一個節(jié)點對象，對數(shù)據(jù)交換所需的操作全部定義為服務(wù)接口，供其他節(jié)點對象進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)用。采用ICE中間件作為通信平臺，隱藏了通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程調(diào)用的細(xì)節(jié)，使得數(shù)據(jù)交換像是非遠(yuǎn)程進(jìn)行的，系統(tǒng)的上下級不影響對系統(tǒng)的管理。通過ICE將系統(tǒng)和設(shè)備共有的操作抽象出來作為抽象構(gòu)建角色，將系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換以及系統(tǒng)與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換統(tǒng)一起來，大大簡化了設(shè)計的復(fù)雜度，使得結(jié)構(gòu)更為清晰。

2 數(shù)據(jù)交換方案設(shè)計

2.1 數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)

由于各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)采用了不同的醫(yī)療信息化系統(tǒng)，而系統(tǒng)集成商在設(shè)計實施這些醫(yī)療信息化系統(tǒng)時對醫(yī)院規(guī)模、開發(fā)技術(shù)掌握、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和業(yè)務(wù)理解等各方面有著千差萬別，從而導(dǎo)致對相同業(yè)務(wù)采取了各種不同的數(shù)據(jù)定義、組織和存儲。為了屏蔽這些區(qū)別，必須對這些醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)定義和組織。通過對醫(yī)療業(yè)務(wù)的分析整理，定義出醫(yī)療業(yè)務(wù)信息交換標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)以HL7標(biāo)準(zhǔn)和XML標(biāo)記語言為基礎(chǔ)，對醫(yī)療業(yè)務(wù)中的各種信息進(jìn)行定義，統(tǒng)一了醫(yī)療業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)的定義和數(shù)據(jù)組織模式，規(guī)范了醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。HL7是不同醫(yī)療信息系統(tǒng)間標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，它使得醫(yī)院各型醫(yī)療信息系統(tǒng)、醫(yī)院間不同醫(yī)療信息系統(tǒng)之間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)交流與交換，允許醫(yī)療機(jī)構(gòu)不同的應(yīng)用系統(tǒng)間進(jìn)行一些重要資料的溝通。XML即可擴(kuò)展標(biāo)記語言，通過此種標(biāo)記，計算機(jī)之間可以處理包含各種信息的文件。它既可以根據(jù)用戶要求進(jìn)行自定義，也可以具有特定的標(biāo)準(zhǔn)格式，是一種很抽象的語言。通過符合HL7標(biāo)準(zhǔn)的XML可擴(kuò)展性的標(biāo)記語言作為數(shù)據(jù)傳輸介體，為將來其他應(yīng)用系統(tǒng)直接與區(qū)域醫(yī)療數(shù)據(jù)交換平臺交換數(shù)據(jù)提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口[3]。

2.2 數(shù)據(jù)交換機(jī)制

各醫(yī)療機(jī)構(gòu)上傳的數(shù)據(jù)在前置機(jī)的交換以XML文件作為中介，見圖1。醫(yī)院把符合標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫里提取后，再導(dǎo)入中間表，傳輸至醫(yī)院交換前置機(jī)。醫(yī)院交換前置機(jī)部署數(shù)據(jù)發(fā)布的源適配器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)換、過濾和發(fā)布等功能，通過相關(guān)觸發(fā)器生成相應(yīng)的XML文件。也可在醫(yī)院交換前置機(jī)上安裝一個數(shù)據(jù)庫，作為交換數(shù)據(jù)庫使用。通過部署數(shù)據(jù)復(fù)制適配器，實現(xiàn)共享數(shù)據(jù)從醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)到交換數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移任務(wù)。數(shù)據(jù)復(fù)制適配器可配成定時導(dǎo)入或?qū)崟r導(dǎo)入，并支持?jǐn)?shù)據(jù)的增量抽取或同步更新等多種模式。然后在醫(yī)院交換前置機(jī)中部署數(shù)據(jù)發(fā)布源適配器，實現(xiàn)定時或?qū)崟r的數(shù)據(jù)發(fā)布，將數(shù)據(jù)進(jìn)一步發(fā)布到中心交換服務(wù)器。在中心交換服務(wù)器中部署數(shù)據(jù)訂閱目的適配器，訂閱來自各醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)的共享數(shù)據(jù)，并存貯到數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫中（ODS，可操作數(shù)據(jù)存儲）。醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可共享數(shù)據(jù)，就可以定時或?qū)崟r集成到中心數(shù)據(jù)庫中，形成數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

需要特別說明的是，醫(yī)療數(shù)據(jù)交換平臺采用星形結(jié)構(gòu)部署，以前置交換服務(wù)器為中心，通過各種適配器與現(xiàn)有的系統(tǒng)通信交換數(shù)據(jù)。前置交換服務(wù)器的部署原則是不影響原有系統(tǒng)的正常運行，所以前置交換服務(wù)器提供開放的交換接口和通用的各種適配器接入原有系統(tǒng)，盡量不在原有系統(tǒng)上安裝任何軟件或者客戶端程序。

圖1 數(shù)據(jù)交換機(jī)制

2.3 數(shù)據(jù)訪問機(jī)制

數(shù)據(jù)中心設(shè)計架構(gòu)為B/S模式，該模式具有良好的開放性和跨平臺性。對衛(wèi)生局?jǐn)?shù)據(jù)中心可采用Web形式進(jìn)行訪問，客戶端僅需要瀏覽器就可以訪問患者數(shù)據(jù)。由于涉及醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)與衛(wèi)生局?jǐn)?shù)據(jù)中心（外網(wǎng)）間的相互訪問，必須保障醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的安全。各醫(yī)療機(jī)構(gòu)可以通過光纖直連衛(wèi)生局，并且加裝防火墻。醫(yī)院在帶路由功能的防火墻上對衛(wèi)生局網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行NAT（Network Address Translation，TAN）地址映射（圖2），分配與院內(nèi)網(wǎng)相同的網(wǎng)段，在技術(shù)上可將衛(wèi)生局變成醫(yī)院的一個分院。在防火墻處對不同的數(shù)據(jù)交換內(nèi)容進(jìn)行了相應(yīng)配置，開放必要的端口進(jìn)行訪問，實現(xiàn)了安全可靠的數(shù)據(jù)交換[4]。

圖2 網(wǎng)絡(luò)端口映射示意圖

根據(jù)醫(yī)院內(nèi)部局域網(wǎng)基本情況，各工作站使用的IE瀏覽器通過NAT技術(shù)轉(zhuǎn)換地址后訪問衛(wèi)生局?jǐn)?shù)據(jù)中心Web服務(wù)器，按照網(wǎng)頁的提示，輸入病人全局識別碼即可以查詢病人的病歷、檢驗、檢查等信息，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)醫(yī)護(hù)人員對病人就診信息的共享訪問。

3 交換方案特點

3.1 整合兼容性

對接入到區(qū)域醫(yī)療信息化網(wǎng)絡(luò)平臺的信息提供者和信息獲取者，不需要改變其原有的內(nèi)部信息系統(tǒng)，只需要編寫接口程序和信息編碼轉(zhuǎn)換程序就能實現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)交換。

3.2 采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

平臺數(shù)據(jù)交換方案采用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)類型、組織結(jié)構(gòu)、醫(yī)療術(shù)語、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠滿足各種應(yīng)用系統(tǒng)的臨床數(shù)據(jù)需求，最大程度地支持不同系統(tǒng)之間的互操作，為未來更多區(qū)域醫(yī)療業(yè)務(wù)的開展提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作平臺。

3.3 可擴(kuò)展性

該數(shù)據(jù)交換方案具有可擴(kuò)展性，醫(yī)院不會因為數(shù)據(jù)交換平臺一個系統(tǒng)的微調(diào)而影響整個醫(yī)院信息系統(tǒng)的運行，可以隨著需求的增加擴(kuò)展其相應(yīng)的交互能力。

4 結(jié)語

數(shù)據(jù)交換平臺是實現(xiàn)區(qū)域醫(yī)療信息化的核心環(huán)節(jié)，由于大多醫(yī)療機(jī)構(gòu)都有自己的信息系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也各不相同，醫(yī)療信息資源交換與共享的長效機(jī)制尚未建立，這些問題都會妨礙區(qū)域醫(yī)療信息化的發(fā)展。本文通過對數(shù)據(jù)交換技術(shù)的分析和設(shè)計，為解決不同醫(yī)療機(jī)構(gòu)間診療記錄、醫(yī)療文件等相關(guān)信息資源的交換與共享提供了一種可行的技術(shù)方案，對促進(jìn)醫(yī)療衛(wèi)生信息資源開發(fā)利用、降低信息協(xié)同成本、推動區(qū)域醫(yī)療信息化建設(shè)具有一定的借鑒意義[5-7]。

[1]楊燕,陳功,沈?qū)m建,等.醫(yī)療數(shù)據(jù)交換平臺在醫(yī)院信息化中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2011,(8):38-42.

[2]楊雷.數(shù)據(jù)交換平臺在區(qū)域醫(yī)療信息化中的設(shè)計與研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用,2013,1(4):43-45.

[3]唐凱,管世俊,黃釗,等.區(qū)域醫(yī)療信息化中的醫(yī)療數(shù)據(jù)交換平臺[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2010,31(5):35-37.

[4]宋斌,陳海東,余賽玉,等.軍隊區(qū)域醫(yī)療信息平臺設(shè)計與技術(shù)應(yīng)用[J].解放軍預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志,2010,28(5):32-33.

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[6]顧辰辰.基于區(qū)域的醫(yī)療信息交換平臺的研究[D].北京:北京工業(yè)大學(xué),2013.

[7]萬瑩.區(qū)域醫(yī)療信息共享協(xié)同平臺技術(shù)研究及應(yīng)用[D].長沙:中南大學(xué),2012.