ESB 技術在地市級公立醫院信息集成平臺設計中的應用探索

唐振坤，張耀龍，唐 忠

（1.南寧市第二人民醫院，南寧 530031；2.廣西醫科大學，南寧 530021）

醫院信息平臺是一種基于患者電子病歷信息采集、存儲和集中管理的醫療信息共享和業務協作平臺，其主要作用是連接臨床信息系統和管理信息系統，為醫院提供完整的信息化服務，對主數據管理具有重要作用[1-2]。該平臺涉及多個信息系統[3]，包括醫院信息系統（HIS）、電子病歷系統（EMR）、護理文書系統（NIS）、醫學影像信息系統（PACS）、醫學檢驗系統（LIS）、心電系統（ECG）以及護理管理、醫務管理和遠程影像會診等信息系統。

根據2022 年12 月21 日《國家衛生健康委辦公廳關于2021 年度全國三級公立醫院績效考核國家監測分析情況的通報》的數據顯示，在2021 年，全國三級公立醫院參加電子病歷系統應用水平評價的比例達到99.71%。其中，電子病歷系統應用水平全國平均級別趨近四級，78.55%的三級公立醫院達到四級及以上水平[4]，而達到電子病歷水平五級以上的三級公立醫院占比為9.75%。

要達到電子病歷五級水平，醫院信息集成平臺的建設必須先行。這意味著需要將醫院各業務系統的流程整合優化，并為接入醫院的信息系統提供統一的接口服務。

1 集成平臺建設前醫院信息化現狀

南寧市第二人民醫院（廣西醫科大學第三附屬醫院、廣西醫科大學第三臨床醫學院）始建于1952 年，是一所集醫療、急救、教學、科研、預防、保健及康復為一體的三級甲等綜合性醫院。1993 年成為全區首家廣西醫科大學非直屬附屬醫院，1997 年成為首家南寧市級三級甲等醫院。2019 年9 月，南寧市第二人民醫院醫療集團成立，包括院本部、西院·江南區人民醫院，4 家二級醫療機構（五經開區象醫院、良慶區人民醫院、南寧市婦產兒童醫院、經開區空港醫院）以及5 家一級醫療機構（福建園社區衛生服務中心、大沙田街道前進社區衛生服務中心、蟠龍西社區衛生服務中心、延安鎮衛生院、良慶鎮中心衛生院）。2022 年3 月，西院·江南區人民醫院獲頒南寧市首張“一院多址”執業許可證，醫院步入“一院兩區”新時代。

南寧市第二人民醫院在信息化建設方面分為5 個階段，其中前4 個階段主要是應用系統的建設，第5 個階段則是在前面4 個階段的基礎上，建設智慧醫院信息集成平臺，以實現數據深度互聯互通。從2008 年起，第一階段建設主要是傳統門診和住院收費結算系統的建設；第二階段則以臨床業務為導向，通過梳理臨床業務需求，建設HIS、LIS、EMR、NIS 等系統，初步建成醫院信息化系統；第三階段則以醫院三甲復審為契機，建設放射、超聲、心電和內鏡等醫院影像系統以及重癥醫學管理、手術麻醉、輸血管理等輔助系統，實現信息化以評促建的目的；第四階段則以服務患者為導向，建設“互聯網+”、掌上醫院等便民服務系統，全面實現面向患者的醫療數字化服務。

目前，該院已經完成了HIS、LIS、EMR、PACS、NIS、ECG、移動護理、藥品管理等信息系統的建設工作。在醫院信息系統開發的早期，由于業務系統數量較少，各個系統數據交換量少[5-6]，盡管通過以HIS 為主導的信息化尚可實現院內數據資源共享，但由于這些系統來自不同廠商，使用不同的數據庫結構及開發語言，標準化程度存在很大差異，導致各系統之間無法完全實現數據深度互聯互通。在新系統的實施中，需要重新按照廠商系統要求編寫系統接口，導致系統接口繁多且難以維護，嚴重影響信息系統的性能，進而影響醫院的服務水平。建設平臺前各系統接口連接情況如圖1 所示。

為了解決這些問題，該院基于ESB 建設醫院信息集成平臺，旨在建立一個統一且符合信息標準及數據格式的信息集成平臺，從而實現各系統之間的數據深度互聯互通，提升醫院信息系統的性能，提高醫院的服務水平。

2 ESB 技術概念介紹

企業服務總線（ESB）是一種集中式的服務總線，其核心是服務和消息。ESB 專注于集成，通過實現業務流程消息的集成處理，監控系統之間的消息流動。提供了一種開放的、基于標準的消息機制，通過簡單的標準適配器和接口，來完成粗粒度應用（服務）和其他組件之間的互操作，能夠滿足大型異構企業環境的集成需求[7]。人類早期的物流運輸也是一種總線，它將物品從生產地點運輸到目的地。物流運輸的過程就像一條總線，到達各地的物流點就像一個個系統。總線技術最初用于計算機硬件，如系統總線、并口、串口、ISA 和USB等。隨著軟件技術的發展，總線技術逐漸發展到軟件系統，最終形成了ESB 總線。ESB 內置有預先定制的適配器庫，支持HL7 標準化的醫療衛生信息交換協議，用以解決不同廠商的醫療設備、儀器、醫療信息系統之間醫療數據交換的問題[8]，同樣支持SOAP、HTTP 等協議。將消息在多種通信協議之間進行轉換，將業務服務重新組合封裝成標準，再提供統一的接口服務給外部系統調用。ESB 的應用是由可重復使用的服務組成，各應用之間可以通過ESB 推送和接收消息，應用之間同時支持異步產生與接收消息。ESB 技術更像一個自來水管道（如圖2 所示），在管道上根據預先設置的條件，在不同的分叉口，將對應的消息提供給對應的外部系統，實現接口開發及維護的簡易性。

3 平臺建設方案設計與思路

2019 年，南寧市第二人民醫院為了滿足電子病歷水平五級標準和國家衛生醫療健康信息互聯互通標準化成熟度要求，完成了醫院信息集成平臺的建設工作。該平臺的架構分為5 個功能模塊，包括基礎業務應用層、醫院信息交換層、醫院信息資源庫、電子病歷服務系統以及基于醫院信息平臺的應用系統（如圖3 所示）。集成平臺的架構依托于ESB 總線（如圖4 所示），采用了面向服務架構（SOA）進行設計。該總線支持HL7 標準的消息傳輸機制，同時也可以基于自定義XML 格式解決異構系統之間數據的連通性。通過協議轉換、消息解析和消息路由傳遞各系統的數據，完成了信息交換的工作。該平臺的建設使得醫院內部各系統之間實現了信息互聯互通，方便了醫院的信息共享和管理。

圖3 醫院信息集成平臺功能架構圖

圖4 ESB 總線視圖

在醫院信息集成平臺的架構中，基礎業務應用層是存儲所有相關業務流程的生產數據的數據庫，是醫院信息系統中非常重要的組成部分。在實際的應用場景中，醫院信息系統中的各個子系統使用的系統開發語言和數據庫類型不一樣，因此需要通過接口對接的方式來實現數據的交互和共享。

傳統的接口對接方案通常使用視圖或者WebService 來完成，但是這種方法存在一些問題。使用視圖進行對接會占用視圖提供方的服務器及數據庫資源，從而影響系統性能；而使用WebService 完成接口對接，則需要針對不同的子系統編寫不同的接口，導致接口數量龐大，且接口數據沒有統一的標準，不利于系統的更新和維護。實現醫療衛生行業各業務部門之間以及與其他行業業務部門衛生數據的共享與交換，完成醫療衛生信息資源的互通互連，提高整個醫療衛生業務數據處理的效率和質量，是我國衛生事業發展的需要和必然趨勢[3]。

采用ESB 技術架構，編制功能一致的接口規范，平臺各項接入服務、平臺應用項目的各類數據，遵循相同的接口規范[9]可以實現醫院信息系統之間的數據交互和共享，提高系統的整體性能和可靠性，同時也可以更好地支持系統的更新和維護。

為了解決傳統接口建設方案的問題[10-11]，信息交換層采用了制定統一的數據、信息標準，確定數據交換的原則，并對接入醫院的系統廠商實施接口準入原則。這種方式避免了為不同的醫技系統重復編寫接口的情況，也保證了接口的標準化和可維護性。具體而言，信息交換層通過定義消息業務流，將消息分發給各個醫技系統，醫技系統接收到消息后按預先定義好的數據標準解析數據，從而避免了為不同的醫技系統重復編寫接口的情況（如圖5 所示）。與傳統的接口方式不同，檢查申請服務有更新時，作為接口消息發起方，明確記錄消息發起的日志，通過檢查申請服務分發消息給各個系統，系統接收到更新的消息時，按接口標準解析接收的內容，再更新相應的數據信息，并向集成平臺返回接收消息狀態。這樣通過ESB 轉發接口消息的方式，避免了缺漏消息的情況，也避免了各個系統廠商相互扯皮或者把故障歸屬網絡中斷問題導致的情況，明確消息缺漏的責任方，確保數據安全、可靠傳輸。這些措施使得信息交換層的接口標準化和可維護性得到了提高，并且也有助于減少系統間接口的不兼容性和錯誤率，從而提高了醫院信息化的整體效率和管理水平。

圖5 消息業務流程圖

電子病歷是醫院信息化建設的核心，旨在提供一種全面、可靠的患者診療數據存儲和管理方式。作為核心的信息資源，電子病歷集成了門診、住院、醫技檢驗檢查等與患者就診環節相關的信息。這些信息包括患者的個人信息、過往病史、病情診斷、醫囑、處方、醫技檢查、醫技檢驗及護理記錄等。通過集成平臺整合醫院信息資源庫的方式，為醫護人員及患者提供全面、可靠的電子病歷服務，為診療過程提供可視化的決策支持，幫助醫生更好地診斷和治療患者，并提高醫療質量和安全水平。電子病歷的全面應用，可以促進醫療信息共享和交流，提高醫療服務效率，促進醫療資源的優化配置，實現醫療衛生信息化的全面發展。

4 應用效果展示與分析

為提高醫院的服務水平，實現不同業務部門間的實時數據共享，醫院建設了信息集成平臺，通過整合信息化系統的所有數據，使不同系統之間的數據能夠互聯互通。這樣一來，醫院的消息孤島得以消除，醫療數據可以在不同業務部門之間實現實時共享，從而提高了以患者為中心的服務水平。

在2019 年，醫院向國家衛生健康委員統計信息中心申請了國家醫療健康信息互聯互通標準化成熟度測評。經過四級甲等的成熟度測評后，證明醫院建設信息集成平臺是成功的。

為實現信息集成平臺的建設，醫院進行了接口改造，涉及8 個廠商和32 個業務系統。在系統改造前，接口數量高達264 個，而引入ESB 建設集成平臺后，接口數量減少到了119 個。這種改造極大地減少了各個系統的耦合性，提高了系統性能。接口改造后，消息流轉速度明顯加快，可以實現毫秒級別的消息處理。圖6展示了毫秒級別的消息處理。

圖6 毫秒級消息處理

在2022 年，南寧市第二人民醫院西院區正式運營，3 個院區共用一套信息系統。通過ESB 總線技術，實現消息數據的高效流轉，日均數據交互量超過65萬次。此外，醫院還采用了仲裁/應用負載均衡服務器架構，當主服務器故障時，系統自動切換到備機上，以確保醫院業務系統正常運行。這些措施都為醫院提供了高效、穩定的信息化服務，為患者提供更好的醫療服務。

5 結論與探索

通過建設信息集成平臺，醫院已經實現了各個信息化系統數據的整合和共享。這種數據共享的優勢不僅可以提高醫院業務部門的服務水平，還為醫院下一步的國家電子病歷五級水平的申報打下了基礎。同時，隨著醫院打造城市化醫療集團的要求，多院區系統接口的應用情況將會增多，因此實現醫聯體單位及社區醫院數據的互聯互通已成為迫在眉睫的任務。在這樣的背景下，對信息集成平臺的優化升級將會往集團化和區域化的方向發展。而ESB 總線技術則對提高集團化區域化的消息數據共享性具有指導價值。

為了更好地應對這些挑戰，信息集成平臺需要進一步優化，從而使其能夠更好地滿足醫院未來發展的需求。一方面，醫院需要加強對信息集成平臺的維護和管理，確保其在長期運行中能夠保持良好的狀態。另一方面，信息集成平臺也需要不斷更新升級，以適應不斷變化的醫療健康信息化環境。例如，可以通過引入人工智能、大數據等先進技術，進一步提升信息集成平臺的性能和智能化水平，從而更好地滿足醫院業務部門的需求。既滿足了醫院信息化等級評審要求，又實現了醫療管理跨越式發展[12]。

總之，建設信息集成平臺是醫院信息化發展的關鍵一步。通過優化信息集成平臺，醫院可以進一步提高服務水平，實現各個系統數據的共享和互通，為醫院未來發展打下堅實的基礎。在不斷變化的信息化環境中，醫院需要不斷更新升級信息集成平臺，以適應未來發展的需求，實現更好的業務支持和服務水平。