醫療異構環境下Ensemble平臺數據資源交互的研究

蒙　華　李東林　韋潤蓮　翟玉蘭

(廣西醫科大學第一附屬醫院　廣西 南寧 530021)

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醫療異構環境下Ensemble平臺數據資源交互的研究

蒙華李東林韋潤蓮翟玉蘭

(廣西醫科大學第一附屬醫院廣西 南寧 530021)

隨著區域醫療發展的推進，醫療信息資源集成是關鍵，這就要求系統開發考慮到當前醫療異構環境下信息系統的集成和數據中心的建立。由于醫療信息資源形式各異，系統軟件數據庫不同，以及大數據量交換、對業務流程的控制要求等，阻礙了信息系統集成和資源共享，提出基于Ensemble集成平臺(內置后關系型數據庫Caché)，避開限制條件，實現醫療資源數據交互的方法。從廣西醫科大學第一附屬醫院滿意度回訪的需求出發，闡述交換數據定義、消息流程以及傳輸機制等環節，通過在Ensemble建立BusinessService、BusinessProcess、BusinessOperation實現接口平臺消息發送和結果返回過程。在實踐運用中表明，Ensemble集成平臺能滿足醫療異構環境下數據交換要求，促進醫院信息化建設。

系統集成EnsembleCaché接口技術滿意度回訪

0　引　言

區域醫療信息化不斷推進過程中，醫療技術新發展帶來諸多便利，同時也導致大量異構、自主的醫療信息系統和海量信息資源。各系統管理和維護眾多重復多樣的基礎性數據，各異的數據庫，但是系統之間卻無法與聯動，共享業務數據[1]，給醫療衛生工作造成困擾。在醫療信息化程度不高的縣鄉各醫院和衛生院，這種現象更加明顯。因此，醫療信息資源如何進行有效、安全的集成和通信，并逐步向醫療業務數據的分析與挖掘方向延伸是醫療界面臨的挑戰。從上世紀80年代開始，醫療界信息系統整合方案吸引了國際上眾多科研、教育機構和醫療軟件系統開發商的關注，各種醫療通信標準和規范的制定和推廣，如HL7(Healthlevelseven)、webservice協議棧、IHE(IntegratingtheHealthcareEnterprise)集成規范等為醫療信息系統間的集成奠定基礎[2]。

實現醫療業務系統間的數據交互可通過建立醫療業務中間數據庫和集成平臺。前者集中存儲醫療數據，數據交互由各異構系統訪問中間數據庫實現[3]。該模式的數據安全及業務流程缺乏控制。集成平臺模式，可實現醫療數據交換標準化，并控制醫療業務流程，動態調整異構系統間的數據流向，滿足實時數據交互以及互操作性。國內已有較成熟的醫療集成平臺，如IBM、東軟公司、美國Intersystems公司開發的產品，但醫療信息資源的集成方面的成功案例和經驗仍欠缺，須規劃全局，循序漸進。美國Intersystems公司開發的集成平臺Ensemble(內嵌Caché 數據庫)，有效解決接口繁雜及數據規范化的問題。通過對現有業務系統的數據自動抽取和流轉，實現醫療服務信息和管理信息的互聯互通[4，5]。

1　Ensemble集成平臺總體架構

區域醫療以居民健康檔案為中心，要求簡化異構系統集成，并制定醫療信息體系各種標準和規范，實現醫療數據共享[2,6]。廣西醫科大學第一附屬醫院是綜合性三級甲等醫院，是區內醫療、教學、科研的重要基地。近年來，醫院信息化程度不斷提高，院內異構系統增多，如醫德醫風、醫學影像、超聲、醫院信息系統、電子病歷、人力資源管理系統等。系統單點間信息交換，耦合度過高。系統間數據交互和集成更加復雜，接口維護、管理難度加大，且存在安全隱患。

Ensemble應融入醫院信息系統建設，可搭建在HIS體系架構的應用層。EnsembleStudio工作室，集成Caché 的開發環境，具有跨網絡、跨協議、支持應用集成和數據集成優勢，各系統只需要與Ensemble平臺做接口，降低系統開發復雜度[7，8]。圖1為Ensemble體系架構。

圖1　Ensemble平臺的體系架構

Ensemble在醫院信息系統中主要作用是消息機制的傳輸和控制，主要特點是支持內嵌HL7標準、XML類庫等消息格式；內置后關系型數據庫Caché。Ensemble主要包含三個層次：數據接口層、業務核心層和數據存儲層。

(1) 業務核心層

包括業務流程管理和消息管理，定制、調度業務流程以及映射消息。業務服務BS(BusinessService)，接受消息對象，將它轉換成請求消息，并傳遞給業務流程或者業務操作。業務流程BP(BusinessProcess)接收請求消息，然后按照順序或者并行的方式執行一套預定義好的行為。業務操作BO(BusinessOperation)，接收BP消息，映射到指定的外部應用。同時把請求消息對象的屬性轉換成外部應用可用的格式，并通過輸出適配器調用該外部應用[6]。

(2) 數據接口層

輸入和輸出適配器(支持SQL/FTP/TCP/HTTP/SOAP等)，集成各異構系統到業務流程中，并監控各個子系統的執行情況和運行狀態[9]。接入服務以適配器集成接入各醫療業務系統(HIS/EMR/LIS/PACS等)，被集成系統之間的信息交互載體為XML，通過消息機制建立XML的交換通道。

(3) 數據存儲層

包括元數據存儲庫和消息倉庫，用于存儲各業務流程的消息定義和轉換等。

(4) Caché 數據庫

美國Intersystems公司采用面向對象方式成功設計的后關系數型據庫Caché，本質是基于關系數據庫技術，融合網絡技術和面向對象應用開發的高性能數據庫管理系統。美國三大實驗室及70%醫療行業信息系統均采用Caché[6，7]。Caché包含事務處理和Client/Server應用，優勢在于集成多種數據庫訪問方式，包括多維數組、SQL和對象數據庫。查詢數據效率增強，同時存儲空間占有率減小。

Caché 所有數據都保存在多維數組存機制擎Global中，Global是一個樹狀結構，可存儲帶有許多下標的數據，且不限制數據類型。Global表示形式：^名稱(下標1,下標2,…)=值。如表1所示為查找表PA_ADM的表結構，即各種Global的索引類型、名稱和具體內容。其中，data類型是用于保存數據，遍歷樹結構就是訪問data；index類型是用于存放查找下一個節點的索引。Global以樹狀的形式保存，每一個節點直接與磁盤和內存中的數據塊相對應，訪問速度極快[6]。

表1　多維數組Global

Ensemble提供業務、事件、業務規則日志、消息跟蹤監控等功能，實現開發期的有效調試及運行期間的故障診斷分析。利用集成平臺故障可追溯機制，可快速定位導致異常的環節[9]。集成平臺的權限還包括數據來源的定義、調度控制等方面，對外提供統一數據訪問方法，形成各應用系統統一的數據視圖。

2　接口關鍵技術WebService

WebService由一系列的標準和協議組成，具有跨平臺、簡單和集成能力強等特點[11，12]。鑒于XML在網絡環境中的跨平臺技術，且易于處理結構化文檔信息[6,9，10]，Ensemble內置的Caché創建Web服務時，采用XML作為描述結構化資料和應用組件的標準語言，并自動生成WSDL，用于描述、規范命令和服務[11]，實現可互操作的分布式應用程序。

3　在醫德醫風滿意度回訪的接口實現

3.1接口需求

目前國內大多數醫院醫德醫風滿意度調查主要通過軟件系統對就診病人開展。包括電話咨詢，病房發放調查單，網站調查以及自助機等方式，調查內容較單一，且信息之間無法有效共享，存在信息孤島現象。隨著醫療信息化改革從面向醫院內部管理向整體醫療全面發展，對醫德醫風滿意度調查工作提出內容更廣泛、信息化程度更高要求[13]。

順應醫療信息化發展要求，廣西醫科大學第一附屬醫院針對滿意度調查模塊另辟蹊徑，采用信息化手段，結合通信、網站等渠道對出院患者的全方位調查，提供康復、術后治療指導等，了解病人出院后的治療和恢復情況，觀察醫院對病人診斷、治療的有效性。通過社會監督和患者參與，提高患者就診滿意度，積極防止或減少醫德考評失真。如何安全有效獲取病人全面、準確的就診信息，協助工作人員更好開展院外回訪工作，涉及到異構系統間數據的共享，信息的安全等問題。借助醫院Ensemble集成平臺，及院內穩定運行的醫院HIS系統、全結構化電子病歷等醫療信息化發展的優勢，與醫德醫風系統實現接口數據的有效傳輸。

3.2開發環境

操作系統：windowserver2008;

Web服務器：IIS(InternetInformationServer) 6.0;

集成平臺：Ensemble(集成開發平臺，內置Caché 數據庫)。

3.3接口消息定義

廣西醫科大第一附屬醫院在醫院數據庫設計時主要采用醫生開立的醫囑來設計數據庫。病人首次就診，系統生成唯一登記號(PAPMI_NO)，該病人每次就診均生成一個就診號(PAADM_RowID)，子項是醫生開出的多個醫囑號(OEORD_RowID)。根據醫院信息系統數據庫表結構來定義接口消息的結構，定義接口消息時要求相關系統的消息結構設計遵循：

1. 消息的返回值ResultCode有兩種取值：0代表成功; -1代表錯誤。

2. 消息類型FLAG有三種取值：插入;更新；刪除。

3.XML消息中的字段名標簽命名，釆用單詞首字母大寫方式，如：NAME字段的標簽形如〈Name〉小明〈/Name〉, 而PAPMI_NO字段的標簽形如0001111000。

4. 平臺返回值形式：平臺把此消息發給病人服務系統，則返回值形如：0成功0001111000…。

5. 涉及的參數說明。以住院病人診斷信息字典參數為例。

交易輸入：4186096

。

表2和表3是病人診斷信息的輸入參數說明。

表2　病人診斷信息接口輸入參數說明

交易輸出：0成功086239急性淋巴細胞性白血病,L2型治愈…

表3　病人診斷信息接口輸入參數說明

3.4消息交換觸發原理

圖2　滿意度調查模塊接口觸發原理

如圖2所示，醫德醫風系統向Ensemble發送請求消息：實參和方法。平臺依據HIS系統回訪病人標準(住院病人達到出院標準，醫生下達出院醫囑，護士對病人做出院處理；或主管醫生提交病人電子病歷)，調取Caché 腳本數據處理程序，返回XML消息串給醫德醫風系統。系統接受XML消息，把病人的基本信息放入接口中間庫等候隊列(包括病人基本信息，出院診斷、手術情況、出院醫囑等)。

3.5滿意度調查接口的具體實現

BS提供的方法接口，即webservice接口，說明如表4所示。平臺通過添加命名空間和類名直接調用webservice接口。

表4　webservice接口說明

圖3顯示BP的消息路徑，協調八個業務操作，屬于Ensemble內部調用。調用下一個BO，使用的是哪種方法。是消息同步，此步驟運行完成，才可以進行下一步。

圖3　BP

訪問Ensemble之外的方法或者應用程序，屬于內部調用。業務操作在Ensemble中封裝為BO，部分代碼如下所示。調用可以重用，減少工作量。

圖4接口返回值

3.6集成平臺的界面視圖數據追蹤

集成平臺的消息管理和跟蹤視圖如圖5和圖6所示。

圖5　消息管理界面

圖6　消息跟蹤視圖

3.7請求方獲取所需數據

醫德醫風系統主要完成以下工作：

(1) 與Ensemble服務器端建立連接，發送查詢請求。通過Skettle開源數據抽取工具與集成平臺接口建立連接。依據雙方協定的接口輸入，制定查詢請求，通過建立的連接把查詢請求發送到接口端。

(2) 接收接口端返回的XML數據，提取所需的數據，進行相應處理。

醫德醫風系統獲取病案首頁、電子病歷等信息，數據解析、過濾等操作，得出滿意度回訪界面數據如圖7所示。

圖7　滿意度回訪界面

4　結　語

本文介紹醫療集成平臺Ensemble的基本功能、XML和 webservice 技術，并結合醫院數據交互實例需求，建立基于Ensemble平臺的BS、BP、BO實現數據交互，該平臺具有很好的應用前景。集成平臺投入使用后，信息人員的平臺管理、接口二次開發能力需要不斷提高。若平臺宕機醫療信息系統將面臨巨大風險[14]。將第三方數字認證系統引入集成平臺，確保信息安全加密，防范數據被竊取和篡改風險[1,14]，是下一步深入研究的方向之一。

[1] 邱麗麗，俞烽．異構數據動態交互平臺設計與實現[J]．計算機應用與軟件，2013，30(3):182-185.

[2] 閆世方．醫院信息集成平臺研究和實現[D]．山東:中國海洋大學，2012．

[3] 白巖，李婧．醫院信急系統集成平臺的研究與分析[J]．中國數字醫學，2014，9(11):1-2.

[4] 徐璨，蘇厚勤．一種信息資源集成平臺的研究與實踐[J]．計算機應用與軟件，2012，29(4):195-196，215.

[5] 張立，胡正剛．醫院信息系統集成平臺建設的目的和效果[J]．中國衛生信息管理雜志，2012，9(2):3-4.

[6] 龍鳳舞．基于ENSEMBLE的醫院信息集成平臺的設計與實現[D]．長沙:中南大學，2014．

[7] Anonymous.Inter systems corporation:NexJen systems chooses intersystems CACHé database for new erp application[J]．Information Technology Newsweekly, 2009, 18(2):11-17.

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[9] 黃冉．基于ENSEMBLE的醫療信息系統集成[D]．浙江:浙江大學，2012．

[10] 王博．基于ENSEMBLE的醫療應用集成系統設計與實現[D]．貴陽:貴州大學，2009．

[11] 丁宇．WebService高效安全數據傳輸技術研究及其企業級實現[D]．北京:北京工業大學，2013.

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[13] 徐娟娟，梁紅衛，裘燕飛. 多維評價醫德檔案體系的建立及應用[J]．醫院管理論壇，2012，29(10):38-40.

[14] 張菁. 對醫療信息集成平臺的探究[J]．學術論壇，2015(3):197-199.

RESEARCHONINTERACTIONOFENSEMBLEPLATFORMDATARESOURCEINMEDICALHETEROGENEOUSENVIRONMENT

MengHuaLiDonglinWeiRunlianZhaiYulan

(TheFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniversity，Nanning530021,Guangxi,China)

Withthepromotionofregionalmedicaldevelopment,medicalinformationresourcesintegrationbecomesthekeyissue,anditrequirestheintegrationofinformationsystemandestablishmentofdatacentreinheterogeneousmedicalenvironment．Becauseofthediversityofmedicalinformationresourcesandthedifferenceofdatabaseofsystemsoftwareaswellasthelarge-scaledataexchanges,thecontrolofbusinessprocesses,etc,theinformationsystemintegrationandresourcesharingareimpeded.Weputforwardamethodofimplementingmedicalresourcesdatainteraction,whichisbasedonEnsembleintegrationplatform(abuilt-inrelationaldatabaseCaché),andkeepsawayfromvariouslimitation.ProceedingfromtheneedsoftheFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniversityonfollow-upforsatisfaction,weexpoundedthelinksofdefinitionofexchangingdata,massageprocess,andtransmissionmechanism,etc,andthenimplementedthemessagesendingandresultsreturningprocessoninterfaceplatformbyestablishingBusinessService,BusinessProcessandBusinessOperationonEnsemble.ItisdemonstratedinpracticalapplicationthattheEnsembleintegrationplatformcanmeettherequirementofdataexchangesinheterogeneousmedicalenvironmentandpromotehospitalinformatisationconstruction.

SystemintegrationEnsemblecachéInterfacetechnologyFollow-upofsatisfaction

2015-07-30。蒙華，工程師，主研領域：集成平臺，醫療信息管理與信息系統。李東林，工程師。韋潤蓮，高級工程師。翟玉蘭，工程師。

TP

ADOI:10.3969/j.issn.1000-386x.2016.10.025