醫(yī)院大數(shù)據(jù)集成與服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)與應(yīng)用

邵旻暉

摘? 要： 為了實(shí)現(xiàn)醫(yī)院核心業(yè)務(wù)之間的互聯(lián)互通，推動(dòng)醫(yī)院內(nèi)部信息資源整合和共享，建立了由主數(shù)據(jù)管理、患者主索引、患者360試圖、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、臨床科研平臺(tái)、綜合運(yùn)營BI六大模塊組成的，以電子病歷為核心的醫(yī)院大數(shù)據(jù)集成與服務(wù)平臺(tái)。該平臺(tái)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院各個(gè)異構(gòu)系統(tǒng)的集成并提供了統(tǒng)一的醫(yī)療數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，為智慧醫(yī)院建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 互聯(lián)互通; 電子病歷; 醫(yī)院大數(shù)據(jù); 集成平臺(tái); 智慧醫(yī)院

中圖分類號(hào)：TP391? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2022）02-69-03

Construction and application of hospital big data integration and service platform

Shao Minhui

（Ningbo Medical Center Lihuili Hospital， Ningbo， Zhejiang 315000， China）

Abstract： In order to realize the interconnection between hospital core businesses and promote the integration and sharing of hospital internal information resources， the hospital big data integration and service platform is established， which consists of master data management， patient master index， patient information management， big data application， clinical research platform and comprehensive operation BI， etc. six modules， and takes electronic medical record as the core. The construction of the platform realizes the integration of various heterogeneous systems in the hospital and provides unified medical data access services， which has laid a solid foundation for the construction of smart hospital.

Key words： interconnection; electronic medical record; hospital big data; integration platform; smart hospital

0 引言

在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的今天，我國醫(yī)療信息化的建設(shè)已經(jīng)取得了顯著效果，而隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新興技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，醫(yī)療服務(wù)也逐步從信息化向智能化過渡[1-2]。我院作為一所集醫(yī)療、教學(xué)和臨床科研為一體的綜合性三甲醫(yī)院，經(jīng)過近幾年的信息化建設(shè)，已經(jīng)建立了HIS、LIS、PACS（超聲、內(nèi)鏡、放射）、電子病歷、急診分診、手術(shù)麻醉管理、不良事件上報(bào)等醫(yī)療信息管理系統(tǒng)和醫(yī)療輔助系統(tǒng)，但由于各個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)模型或者實(shí)現(xiàn)方式不同，仍面臨數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，交互接口復(fù)雜繁多，信息交換不完善等信息集成和共享的問題[3]。因此，通過建設(shè)醫(yī)院大數(shù)據(jù)集成與服務(wù)平臺(tái)，以患者電子病歷的信息采集、存儲(chǔ)和集中管理為基礎(chǔ)，應(yīng)用集成引擎工具來實(shí)現(xiàn)不同服務(wù)之間的互聯(lián)互通操作，以及院內(nèi)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的統(tǒng)一集成、資源整合和高效運(yùn)轉(zhuǎn)[4]。

1 醫(yī)院大數(shù)據(jù)集成與服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)

醫(yī)院大數(shù)據(jù)集成與服務(wù)平臺(tái)以springcloud分布式架構(gòu)為基礎(chǔ)，分布式架構(gòu)使平臺(tái)可以承受醫(yī)院數(shù)據(jù)高并發(fā)的訪問，在極高的負(fù)載情況下仍能保證較高的可用性[5]。同時(shí)，針對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)部系統(tǒng)緊密耦合的特點(diǎn)，采用JSON數(shù)據(jù)格式作為醫(yī)療數(shù)據(jù)的統(tǒng)一交換格式。JSON是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式，易于閱讀和編寫，也易于機(jī)器解析和生成，醫(yī)院數(shù)據(jù)可在JSON規(guī)范下直接進(jìn)行共享與交互，實(shí)現(xiàn)不同服務(wù)之間的通信與整合[6]。此外，平臺(tái)還提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫訪問功能，支持主流關(guān)系型數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)抽取、更改、插入功能，如Oracle、MySQL等，提供數(shù)據(jù)處理結(jié)果全流程顯示，數(shù)據(jù)庫終端結(jié)果可自動(dòng)生成JSON schema方便數(shù)據(jù)映射。

醫(yī)院大數(shù)據(jù)集成與服務(wù)平臺(tái)支持多種平臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了跨Windows和Liunx操作系統(tǒng)的整合環(huán)境。在終端連接的外部系統(tǒng)突然斷線的情況下，終端保持運(yùn)行狀態(tài)，在外部系統(tǒng)重新工作后，無需手動(dòng)干預(yù)啟動(dòng)終端便可自動(dòng)重新連接。平臺(tái)集成了抽取-轉(zhuǎn)換-加載（ETL）技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機(jī)分析處理（OLAP）技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，支持同步異步消息處理，整體項(xiàng)目事物回滾，這些技術(shù)為平臺(tái)的數(shù)據(jù)整合、報(bào)表發(fā)布以及高效處理的數(shù)據(jù)倉庫提供了可靠基礎(chǔ)[7]。該平臺(tái)整體架構(gòu)如圖1所示。

2 醫(yī)院大數(shù)據(jù)集成與服務(wù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 醫(yī)院服務(wù)總線（HSB）

ESB是集成平臺(tái)基礎(chǔ)架構(gòu)中的關(guān)鍵組件，醫(yī)院服務(wù)總線（HSB）則是企業(yè)服務(wù)總線（ESB）在復(fù)雜的醫(yī)療環(huán)境中的應(yīng)用。ESB的核心思想是面向服務(wù)，它將各種資源封裝成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的服務(wù)，再將各個(gè)服務(wù)通過事先約定的接口聯(lián)系起來，為服務(wù)交互的接入方提供一個(gè)可實(shí)時(shí)交互、信息共享的平臺(tái)。這種集成放棄了傳統(tǒng)的運(yùn)用接口互聯(lián)的方式，轉(zhuǎn)化為服務(wù)的集合，系統(tǒng)間的互相調(diào)用變?yōu)榱朔?wù)間的互相通信[8]。在這種架構(gòu)下，HSB具備了良好的可擴(kuò)展性，各種不同的醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以通過獨(dú)立封裝成服務(wù)注冊(cè)到總線中，實(shí)現(xiàn)插拔式接入。這種插拔式接入不僅為醫(yī)院各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了便捷、一致的數(shù)據(jù)接口，消除了不同系統(tǒng)間的差異，還實(shí)現(xiàn)了不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互，為未來全面建立面向臨床、科研、管理、質(zhì)控、績效等決策支持系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)及平臺(tái)支撐。

2.2 ETL過程

ETL是將業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)過抽取（Extract）、轉(zhuǎn)換（Transform）、加載（Load）到數(shù)據(jù)倉庫的過程。數(shù)據(jù)抽取是從源數(shù)據(jù)源獲取目的數(shù)據(jù)源所需的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換是將獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過清洗和加工轉(zhuǎn)換成目標(biāo)數(shù)據(jù)，加載是將處理好后的目標(biāo)數(shù)據(jù)裝載到目的數(shù)據(jù)源中。ETL有兩個(gè)重要作用，一是要解決數(shù)據(jù)分散問題，二是要解決數(shù)據(jù)不清潔的問題。集成平臺(tái)中的ETL技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：從各個(gè)不同的系統(tǒng)中獲得初始數(shù)據(jù)，將其整合，再將這些數(shù)據(jù)按照制定的規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換不僅需要結(jié)果，也要生成日志記錄轉(zhuǎn)換過程，最后將經(jīng)過技術(shù)處理的數(shù)據(jù)集成裝入數(shù)據(jù)倉庫，進(jìn)行報(bào)表生成、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等處理，為商業(yè)智能（BI）提供準(zhǔn)確的決策依據(jù)。

2.3 醫(yī)院數(shù)據(jù)中心（CDR）

醫(yī)院主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)如醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）、實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)（LIS）、影像歸檔與通訊系統(tǒng)（PACS）以及電子病歷（EMR）及其相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫是醫(yī)院數(shù)據(jù)中心的重要組成部分。集成平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)主要包括三大部分。第一部分是數(shù)據(jù)的采集、匯總與整理，包括了數(shù)據(jù)倉庫及將分散在不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的臨床數(shù)據(jù)通過抽取、轉(zhuǎn)換和加載存入數(shù)據(jù)中心;第二部分是數(shù)據(jù)的多維度分析與展示，包括了聯(lián)機(jī)分析處理（OLAP）技術(shù)，用以完成各種復(fù)雜的多維分析操作，形成可供數(shù)據(jù)挖掘的多維數(shù)據(jù)集;第三部分是決策數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用，包含了多維分析報(bào)表（MDAR）展現(xiàn)工具，以多指標(biāo)、可視化的方式呈現(xiàn)關(guān)鍵的醫(yī)院管理及決策支持信息。醫(yī)療數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)存和呈現(xiàn)完整的醫(yī)療資料，實(shí)現(xiàn)以“患者”為核心的醫(yī)療資料采集、存儲(chǔ)和展現(xiàn)功能，有效地協(xié)助醫(yī)院臨床和行政管理部門，以實(shí)現(xiàn)更有效的醫(yī)療管理和醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量的提高。

3 醫(yī)院大數(shù)據(jù)集成與服務(wù)平臺(tái)應(yīng)用

3.1 主數(shù)據(jù)管理

主數(shù)據(jù)管理的主要功能是基于醫(yī)院各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的語義級(jí)別的統(tǒng)一，管理任何來源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，將醫(yī)院內(nèi)重要注冊(cè)信息、術(shù)語、字典等作為主數(shù)據(jù)進(jìn)行管理維護(hù)，做到統(tǒng)一管理、統(tǒng)一發(fā)布和同步更新，向業(yè)務(wù)系統(tǒng)和分析系統(tǒng)提供完整、準(zhǔn)確和標(biāo)準(zhǔn)化的主數(shù)據(jù)。接口方面向業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供“新增”、“更新”、“歸檔”、“檢索”、“合并”、“拆分”、“交叉檢索”、“變更通知”等功能，使各業(yè)務(wù)系統(tǒng)能夠通過集成平臺(tái)及時(shí)進(jìn)行主數(shù)據(jù)交互。

3.2 患者主索引

患者主索引是每一位患者在醫(yī)院就診后建立的獨(dú)一無二的數(shù)據(jù)字段，是患者在醫(yī)院中惟一的身份標(biāo)識(shí)。患者主索引通過患者基本信息歸并規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗而形成，它將同一患者分散在不同臨床系統(tǒng)中的診療信息整合在一起，形成統(tǒng)一存儲(chǔ)、互相關(guān)聯(lián)的患者信息資料，這不但提高了患者歷史診療數(shù)據(jù)的可用性，而且為醫(yī)生提供了更加完善的患者歷史診療數(shù)據(jù)，提高了患者就診效率和醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。

3.3 患者360視圖

患者360視圖是患者數(shù)據(jù)在集成平臺(tái)上的統(tǒng)一展示。集成平臺(tái)提供了患者當(dāng)前就診和歷次就診的全診療數(shù)據(jù)視圖，包含患者門診診療視圖、門診處方視圖、檢驗(yàn)報(bào)告視圖、檢查報(bào)告視圖、醫(yī)學(xué)影像視圖、電子病歷視圖、住院醫(yī)囑視圖、體檢數(shù)據(jù)視圖等。患者360視圖體現(xiàn)了以患者為中心的臨床數(shù)據(jù)可視化，醫(yī)護(hù)人員可以通過清晰直觀的可視化操作界面快速訪問、查閱患者所有歷次醫(yī)療信息，為患者提供更加精確、高效的醫(yī)療服務(wù)。

3.4 大數(shù)據(jù)應(yīng)用

臨床數(shù)據(jù)的數(shù)量巨大，數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性又異常復(fù)雜，傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)讀取速度會(huì)隨著數(shù)據(jù)量的增加而越來越慢，難以滿足醫(yī)院數(shù)據(jù)日趨龐大的存儲(chǔ)需求。大數(shù)據(jù)應(yīng)用以Hadoop分布式集群架構(gòu)存儲(chǔ)為基礎(chǔ)，提供高并發(fā)、高性能、可伸縮、實(shí)時(shí)讀寫的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語言處理等技術(shù)，建立了電子病歷智能全文檢索、臨床科研平臺(tái)和臨床決策支持三大應(yīng)用系統(tǒng)。這三大應(yīng)用系統(tǒng)涵蓋了醫(yī)院臨床、科研和運(yùn)營等重要業(yè)務(wù)，形成醫(yī)院多學(xué)科、多部門共用的全量數(shù)據(jù)中心，為醫(yī)護(hù)人員臨床診療和科研提供智能助手，為醫(yī)院管理層分析決策提供信息化抓手。

3.5 臨床科研平臺(tái)

臨床科研平臺(tái)以醫(yī)院數(shù)據(jù)中心（CDR）為基礎(chǔ)，篩選出符合臨床研究的病例，完成對(duì)病例數(shù)據(jù)的集成整合、統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)臨床數(shù)據(jù)向科研數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。電子病歷是臨床科研的主要數(shù)據(jù)來源，通過應(yīng)用ETL、分布式計(jì)算、自然語言處理等技術(shù)，結(jié)合電子病歷標(biāo)準(zhǔn)化改造和臨床試驗(yàn)電子數(shù)據(jù)采集（EDC）等方式，對(duì)其中結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取，對(duì)非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行改造，最終在臨床科研平臺(tái)中全面整合患者門診、住院等就診信息，提高了臨床科研工作效率，充分發(fā)揮了電子病歷大數(shù)據(jù)的價(jià)值[9]。此外，臨床科研平臺(tái)還支持科室科研專病數(shù)據(jù)庫建設(shè)，為科室高質(zhì)量、高效率地開展臨床教學(xué)研究提供數(shù)據(jù)支撐。

3.6 綜合運(yùn)營BI

基于大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)和臨床數(shù)據(jù)中心（CDR），采集HIS等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，建立醫(yī)院運(yùn)營決策實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)，使醫(yī)療機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)管理科學(xué)化、規(guī)范化和精細(xì)化的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。醫(yī)院運(yùn)營決策實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)以報(bào)表和圖表等多種形式重點(diǎn)展示了門診人次、候診時(shí)間、住院人次、出院人次、手術(shù)人次、抗菌藥物藥占比、醫(yī)療總收入等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，涵蓋了對(duì)門急診、住院、醫(yī)技工作量等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計(jì)查詢，對(duì)抗菌素DDDS等關(guān)鍵指標(biāo)的監(jiān)控預(yù)警，對(duì)財(cái)務(wù)運(yùn)營、績效等重要業(yè)務(wù)主體的深度分析。集成平臺(tái)為醫(yī)院的各級(jí)管理者提供了一個(gè)實(shí)現(xiàn)管理工作的統(tǒng)一門戶，滿足了多用戶的并行實(shí)時(shí)查詢和動(dòng)態(tài)分析需要，提高了醫(yī)療機(jī)構(gòu)的運(yùn)營管理水平。

4 結(jié)束語

醫(yī)院大數(shù)據(jù)集成與服務(wù)平臺(tái)是我院科學(xué)管理的重要組成部分，其核心在于實(shí)現(xiàn)醫(yī)院各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)一集成，提高醫(yī)療大數(shù)據(jù)共享的應(yīng)用水平，解決數(shù)據(jù)“孤島”，從而提升醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量以及醫(yī)院的核心競爭力。該集成平臺(tái)不需要原來的多個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)接口，通過建立一系列的標(biāo)準(zhǔn)接口和服務(wù)，支持應(yīng)用集成和數(shù)據(jù)集成，為醫(yī)院內(nèi)部信息共享提供了一個(gè)數(shù)據(jù)共享與交換平臺(tái)，不僅實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院核心業(yè)務(wù)的有效集成以及醫(yī)療數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，更為醫(yī)院未來建設(shè)以互聯(lián)化和智能化為核心的智慧醫(yī)院打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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