醫院信息集成平臺建設研究

賴家聚　賴燕梅　劉焱鑫

摘要：系統間的整合、集成和擴展一直都是制約醫院數字化發展的主要障礙，由于不同廠商之間的產品不兼容，使得醫院整體信息化步履維艱。本文主要通過建設一個規范的系統集成平臺，在IHE、DICOM、HL7等國際標準的基礎上，制定覆蓋醫療所有業務流程的系統集成規范，開發基于規范的系統集成平臺，為遺留的、當前的以及將來的系統提供了一個統一切標準的數據交換和工作流協同的平臺。

關鍵詞：集成平臺;中間件;結構化數據;插件

中圖分類號：TP311.52;R197.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：B? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.14.005

文章編號：1006-1959（2019）14-0011-04

Abstract：Integration， integration and expansion between systems have always been the main obstacles restricting the digital development of hospitals. Due to the incompatibility of products between different manufacturers， the overall informationization of hospitals is difficult. This paper mainly builds a standardized system integration platform， based on IHE， DICOM， HL7 and other international standards， develops system integration specifications covering all medical business processes， and develops a specification-based system integration platform for legacy and current Future systems provide a unified platform for data exchange and workflow collaboration.

Key words：Integration platform;Middleware;Structured data;Plugin

一個完善的醫院信息系統通常由上百個子系統組成，牽涉眾多的專業領域。醫院信息化能夠取得成功必須保證各個系統的有效集成和數據的高度共享，這些系統的集成整合已經逐漸成為醫院數字化發展亟待解決的主要問題。系統集成平臺的構建主要面向兩個核心問題：一個是為各種醫療應用提供統一的醫療數據訪問服務，從而消除各種醫療應用系統與醫療數據中心的直接耦合性;另一個是為各種臨床信息系統提供系統集成服務，系統集成服務基于系統集成模型，通過HL7和DICOM等標準通訊協議為各種醫療應用系統提供集成服務，確保各個臨床信息系統在工作流整合的基礎上實現交互協作，從而以數字化的形式完成各項醫療業務。目前由于不同廠商之間的產品不兼容，使得醫院整體信息化步履維艱，基于此，本文旨在通過規范化的系統集成平臺，為醫院各個系統間提供一個統標準的數據交換和工作流協同的平臺。

1信息集成方法

信息集成方法有三，即應用集成、數據集成、界面集成，這三種集成方式各解決不同方面的問題。應用集成指應用程序之間實時或異步交換信息和相互調用功能，可以采用HL7消息、Web Service、CORBA、EJB、DCOM、RPC等標準，利用消息中間件、BPM等中間件實現。數據集成是指應用系統數據庫之間的數據交換和共享，以及數據之間的映射變換，常采用ETL（Extract-Transform-Load）工具實現。界面集成含義是應用程序界面之間相互關聯引用合成，采用的技術包括ActiveX插件、Portlet、IFrame等[1]。

協同應用從早期單純的點對點接口方式，發展到現如今的集成平臺方式，各有不同的優缺點。其中點對點接口方式的復雜性在于要和不同的系統建立1∶N的接口，假定有N個系統相互之間需要建立接口，則接口數為N×（N-1）/2。而集成平臺的優勢在于，在N個系統需要進行應用協同的情況下，只需要開發N個適配器接口即可，減少了集成平臺的系統負荷。

由于醫院信息系統復雜性，需要根據不同的需求和應用場景，設計分別采用上述三種不同集成方法和手段進行信息集成。

2應用集成

醫院醫技輔診科室信息系統（如PACS/RIS、LIS、MUSE等）的信息集成，這種場景信息交互的數據量不大，實時性要求不高，且各信息系統的專業廠商實現方式相差較大，采用基于集成平臺的應用集成方式是最優選擇。集成平臺體系結構見圖1，集成平臺對外提供支持多種方式的集成服務：包括WebService服務、TCP監聽服務、文件監測服務、FTP服務、SQL監控服務等[2]。

信息集成組件主要由以下幾部分組成：Business Service業務服務、Business Process業務處理、Business Operation業務操作，這幾部分共同作用下，完成集成事務與消息傳遞。其中，Business Service主要負責進行消息的監聽與接收;Business Process負責全局的消息路由轉發、事務流程處理、消息匹配映射等工作職責;Business Operation負責將轉換完成、最原子化的一個操作，發送/調用信息集成的目標端。在三者相互作用下，消息的反饋準確的返回到Business Process，由Process將反饋消息控制返回到消息發送方，其工作流程見圖2。

目前，醫院中存在各種各樣的醫療業務系統，醫療業務系統的多樣性導致集成接入方式的多樣性，如部分系統已實現TCP的發送傳遞;部分已實現文本輸出等。集成平臺作為醫院信息系統的中轉、適配角色，接入方式的多樣性已成為必要條件。如前所述，在這方面，集成平臺允許的接入方式有：TCP、FILE、FTP、SQL、SOAP（WebService）、HTTP、MAIL等多種方式與相應的適配器。

2數據集成

在實際業務應用中，醫院的日常HIS庫與ERMS庫之間存在較多高頻率、高性能要求的交互，如計價信息與藥品庫存等信息的實時共享等。針對這樣的應用場景，可以采用ETL工具（GoldenGate）在數據庫底層進行DB層同步方式。

目前，醫院已經存在比較完整的醫療信息系統，這些醫療信息是以軍衛一號系統為基礎，同時增加醫院自己的需求發展而來。ERMS電子病歷系統是一個完整的獨立產品，該系統擁有一套完整的系統架構和數據中心結構，而在系統架構和數據中心結構上，醫院現有醫療信息系統和EMRS電子病歷系統都存在較大差異，這就決定了現有系統和EMRS電子病歷系統很難共用一個數據庫。但EMRS電子病歷系統和醫院現有醫療信息系統都是醫院系統不可分割的一部分，各個系統既有各自的工作重點，又有相互聯系和配合，只有相互結合，才能快速、高效和正確的完成日常工作。兩者之間存在著千絲萬縷的關系，醫院現有醫療信息系統需要在這兩個系統之間同步數據信息，而涉及到同步的醫療業務往往涉及醫療各個環節，需要信息同步的數據量比較大，同時為了不造成醫療業務的延遲和脫節，也需要很高的實時性[3]。

在這種應用場景下已不適宜采用通過消息交互的應用集成方式。因為消息集成方式在數據量很大的情況下，處理速度較慢，因此需要采用數據集成的方式來實現數據同步，數據庫集成工具采用Oracle GoldenGate。

醫院涉及到需要數據同步的包括兩個部分：HIS數據庫和EMRS數據庫。采用GoldenGate實現HIS數據庫數據和EMRS數據庫之間的數據雙向同步，其基本結構圖見圖3。可以看到，發生在HIS數據庫上的相關數據變化通過GoldenGate實時同步到EMRS數據庫，而發生在EMRS數據庫上的相關數據變化通過GoldenGate也會實時同步到HIS數據庫，其具體的實現過程見圖4。其中，數據同步的核心是GoldenGate，在HIS數據庫和EMRS數據庫上變化數據的捕獲、傳遞和復制都是通過GoldenGate來完成的。當EMRS數據庫發生數據變化的時候，運行在EMRS數據庫服務器上的GoldenGate將捕獲該功能業務對應的變化數據，并通過網絡傳遞到HIS數據庫，HIS數據庫接收到這些變化數據之后，運行在HIS數據庫服務器上的GoldenGate解析這些變化數據并應用到HIS數據庫。反之，HIS數據庫上的變化數據也是經過上述過程應用到EMRS數據庫。

通過GoldenGate可以很好地實現HIS數據庫和EMRS數據庫的之間的獨立和聯系，使他們各盡其職，分工明確，很好地支撐整個醫院的正常運營。

3界面集成

對于醫學影像、心電圖波形數據，臨床醫師的需求是不僅能瀏覽圖像和波形，還有對其操作處理的要求，通常對應系統供應商提供了DICOM影像瀏覽器和心電圖瀏覽器，這些瀏覽器提供相應的工具來處理、管理、傳輸和轉換圖像和波形[4]。針對這種帶專業處理功能的人機交互界面的應用程序，采用界面集成的方式，集成專業瀏覽器插件或應用程序。針對這種方式的場景，EMRS系統將采用界面集成應用的方式集成數據綜合瀏覽視圖，在臨床數據中心一節中已提到，該視圖采用組件化方式進行開發，實質是各類專業瀏覽插件的容器，支持對各種醫學影像（X-Ray、CT、MRI、超聲、胃腸鏡）、心電圖、監護數據和麻醉監護數據等在內的多種醫療數據的綜合閱覽分析。至于各專業瀏覽器插件內部的實現，可能又會采用應用集成的方式，但通常為了提高性能，和多媒體資料庫中心采用直連的方式獲取影像和波形[5]。

以DICOM影像瀏覽器組件為例，其內部采用DICOM標準進行醫學影像格式定義與交互傳輸。該模塊以OCX控件的方式實現，同時提供給集成事務處理模塊和醫護工作站使用。EMRS醫護工作站使用DICOM引擎主要實現從影像中心查詢和獲取影像等功能。DICOM影像應用流程規劃見圖5，主要由以下幾步組成：

第一步：醫護工作站通過調用DICOM引擎，設置參數（Study UID或Study Type + Study ID，DICOM Server的IP、Port、AE）*，請求獲取一個檢查的影像;

第二步：DICOM引擎啟動DICOM Query服務，獲取檢查影像數，事件通知醫護工作站，醫護工作站可以根據返回的影像數啟動初始化進度條;

第三步：DICOM引擎啟動DICOM Move服務，向影像中心請求影像;

第四步：影像中心啟動DICOM Storage服務，向DICOM引擎發送影像;

第五步：DICOM引擎每接收到一個新文件，事件通知醫護工作站，醫護工作站可以在此事件的處理中打開并顯示此文件，同時改變進度條位置;

第六步：DICOM引擎接收到DICOM Move響應，表明文件獲取已經結束，事件通知醫護工作站。

4總結

通過建立集成信息平臺，集成各類應用系統以及日常運營的業務，整合醫院內部業務應用系統，形成一個互聯互通的醫院業務協作網絡。集成信息平臺為臨床數據中心的數據來源提供了技術基礎和保障，通過信息標準、交換原則的制定，對業務系統提供標準的信息交換服務，確保數據交換過程的安全性、可靠性，實現數據在系統平臺范圍內自由、可靠、可信的交換。在醫院信息系統中的各子系統中，如HIS、LIS、RIS、OA等，傳遞和展現整個醫療過程中的相關信息。

通過醫院信息平臺建設，一方面可以規避“點對點”式的信息共享與交換，并使得醫院可以基于信息平臺整體上進行業務流程優化與管理，對內提高管理水平，對外以統一的方式接入區域衛生協同網絡，更好地為人民健康服務。另一方面利于醫院信息系統建設的持續性發展，以適應未來的需求變化，避免信息化建設的大范圍的推倒重來;另外，持續性發展還必須要有一套合適的實施和服務模式作支撐。

參考文獻：

[1]趙移畛，金琰.基于醫院信息集成平臺的數字化醫院建設[J].中國數字醫學，2017，12（9）：50-52.

[2]楊旋，朱辰，周慶利.基于XML的醫院信息集成平臺的研究與應用[J].中國醫療設備，2016，31（12）：82-85 .

[5]王文翠，李志強，秦芳.GoldenGate在醫院信息系統中的部署與應用[J].中國數字醫學，2016，11（4）：67-69.

[4]周渝霞，王東，何欣.基于Web Service技術的醫院數據交換集成平臺設計與實現[J].中國醫學裝備，2018，15（1）：99-102.

[3]周培斌，陳代嬌，張軍.基于大型數字化醫院集成平臺集成測試的應用[J].中國數字醫學，2017，12（11）：113-115.

收稿日期：2019-4-8;修回日期：2019-4-19

編輯/成森