某医院信息化集成平台的改造实施结构设计doc.docx
《某医院信息化集成平台的改造实施结构设计doc.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某医院信息化集成平台的改造实施结构设计doc.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
某医院信息化集成平台的改造实施结构设计doc
某医院信息化集成平台的改造实施结构设计
第一章绪论
1.1、研究背景
随着信息技术和网络技术的飞速发展，共享医疗数据以及医疗信息系统可操作性互联的需求显得更为迫切，所以建立统一的医疗信息标准已成为世界性趋势。
HL7（HealthLevelSeven）医学信息标准，已成为美国公认的医学信息标准，美国约90％医院的医学信息相关设备和医疗信息系统正是基于HL7标准建立的。
而且在英国、德国等发达国家，HL7标准也逐渐被大众接受和认可。
经过二十多年的快速发展，HL7已经成为了一个国际化的技术标准，同时在国际舞台上发挥的重要作用。
论文正是基于HL7医学信息标准的良好发展前景而展开论述的，其中着重介绍了HL7标准以及其相关信息，在此基础上着重研究了HL7信息传输服务器的搭建，从而实现服务器和客户端的连接和信息传输。
由于种种原因，我国医疗信息系统还在使用不同的技术标准，这严重阻碍了各医疗信息系统之间的通信互联和信息共享。
加快HL7标准的推广，不断完善客户端和服务器之间通信传输，进一步和国际发展接轨对我国医疗信息产业的未来将会有很大的帮助。
1.2、课题来源
鉴于多年的医院信息化工作的经历，愈发体会到现代医院发展对信息化的依赖性。
创建“数字化医院”未来必将成为医院等级考核的硬性指标。
而目前绝大多数医院普遍存在大量异构的、自主的、分布的、来自多个开发商的数据库、应用系统如：
（HIS，LIS，PACS，EMR等）这些都是早期信息化建设所经历的过程。
数据存在一个个“信息孤岛”之中，如何将有用的信息从大量的数据中抽取出来是信息化所面临的问题：
是推翻重建吗？
不可能。
成本和时间都不允许，那么只有整合。
这也就是我们目前研究的课题—“医疗信息化集成”平台。
这里的“集成平台”不只是简单意义的将各业务系统中需要共享的数据集成在平台上，它应该满足实时的数据交互以及互操作性（Interoperability）。
然而医院中不同的部门、不同系统供应商的产品、不同的数据库平台如何整合呢？
这给信息集成平台的建立带来了很高的难度。
20世纪80年代后，国际上陆续提出了许多解决医疗信息系统集成问题的方案，各种医疗通讯标准被制定和推广，如：
HL7（Healthlevelseven）[2]、CCOW（Clinicalcontextobjectworkgroup）[3]DICOM（Digitalimagingandcommunicationsinmedicine）[4]、CORBAMed（Commonobjectrequestbrokerarchitectureinmedicine）。
经过30多年的不断推进与完善，2011年它们成了ISO国际标准，医疗信息集成平台产品也随之发展起来。
也正是由于标准化的形成以及它对未来医疗行业所带来的巨大冲击。
2001年7月，中国以HL7CHINA的名义正式加入HL7标准组织，成为HL7的国际会员。
致力于制定HL7FORCHINA的标准[1]。
目前国内一些医疗生产厂商也开始向此标准靠拢，开发了一些符合HL7标准的平台的产品。
本论文以标准化为出发点，采用目前流行的接口服务技术，研究并设计了一种开放的可扩展的信息集成平台，保证了异构系统之间信息交换格式和内容的统一。
1.3、研究目标
通过集成平台的建立最终实现：
1、医院建立标准化电子病历，方便病人资料交流。
2、提高医生工作效率，使得医生能做出更准确的诊断。
4、实现医院“以病人信息为中心”，方便就医。
5、实现医院的信息平台的升级，提高医院的整体服务水平和效率，节约资源。
总之，建平台不是目的。
而是使原有孤立于各系统中的信息被“解救”出来，信息能够顺畅地“流动”于医院的各业务系统之间，最大限度地发挥各系统协同工作的作用，更好地服务于患者。
使患者能够体会到“信息化”所带来的方便和快捷。
同时为医院的管理注入信息化元素，进而为下一步实现跨区域医疗奠定技术基础。
1.4研究意义
1.近几年医院医疗业务量逐渐扩大，信息化的程度越来越高，信息化技术不仅是能促进医院各项改革措施的落实，不断提高信息资源开发效率获取信息经济效益的过程。
而且以医改为契机，在国家大力推行医院信息化建设的前提下，医院进行传统工作模式的改革显得尤为重要。
2.进行医院办公自动化平台的建设，能解决医院传统工作模式下存在的问题，改变医院的管理模式，以数字化管理、信息化管理为核心，形成先进的医院管理理论和医院管理模式。
同时通过该平台的建设，能有效的整合医疗信息资源，将日常的办公管理、医疗行为管理、医疗信息管理，在该平台上统一进行归集和分析，适应现代化医院的医疗、科研、教育和管理的要求。
从临床应用角度、医院管理角度、领导决策角度，都能够通过该平台实现辅助工作，同时架起对外交流的桥梁。
3. 办公自动化是以计算机网络为平台、电子技术为基础构成的人机信息系统，是在行政管理信息化的基础上产生的，经历了以邮件、office处理为核心->以公文为核心->以信息共享为核心->以门户、流程、知识管理为核心的几个发展阶段。
4. 办公自动化系统实施的首要条件就是要用计算机等先进设备处理大量冗繁的工作，这就要求在竞争日益激烈的医院中，工作人员必须学会和掌握基本的计算机及网络技术的知识，办公自动化系统不但提高了医院工作人员的计算机应用技能，也为医院全面建设数字化医院打下了坚实基础。
建设办公自动化平台后，节省了工作人员的大量时间，有效消除信息孤岛的存在，为医护人员进一步学习相关业务知识或深造，集中精力研究新问题提供了必要条件。
1.5研究内容
本论文主要研究医疗集成服务平台是如何借助及医疗服务总线和接口技术，改造早期现有业务系统使通过平台转换后的信息符合HL7标准，使信息彻底“活起来”并最终服务于患者。
满足医院的各业务系统应用需要，建立共享的数据库，实现病人主索引、统一术语和编码、医疗文档交换、统一的用户安全管理等集成服务。
1、建立业务系统集成规范
在平台建设前期，遵循HL7标准规范的基础上，针对各业务系统进行调研，制定医院内各业务应用系统的交换标准集成规范。
对挂号收费系统、入出院系统、门诊医生工作站、住院医生工作站、CIS系统、护理系统、手术管理系统、RIS/PACS检查系统、LIS系统等多家厂商的业务系统进行了HL7接口改造，主要涉及了患者基本信息、预约信息、就诊信息、过敏信息、病历信息、病案信息、处方/医嘱信息、手术信息、护理信息、检验检查报告等业务的HL7消息。
消息在集成平台传输时，实现与患者主索引系统的集成和业务流程的优化管理，并达到各个业务系统间通过ESB实现数据实时交换与共享。
2、系统交互标准化改造
对医院HIS与RIS/PACS的电子申请业务标准化进行改造，其业务流程交互参照医疗信息系统集成（IntegratingtheHealthcareEnterprise,IHE）标准，消息规范参照HL7标准。
达到实现医生在HIS系统中下达一个CT检查电子申请，HIS系统主动触发并发送一条OMG^O19类型的HL7消息到集成平台，集成平台主动将该消息推送至RIS/PACS系统，消息包含病人基本信息、申请医生信息、申请单信息等。
3、实现基于系统引擎的系统集成。
集成平台的通讯点作为内外数据交换的接口适配器，设置输入、输出或双工模式，支持采用不同协议集成各类业务系统。
过滤器（Filter）：
可以被认为是一种特殊的转换器，它支持对进入引擎的消息进行二次处理，包括格式转换、基于消息内容的判断、消息内容修改、业务逻辑校验等。
此外，过滤器也支持JavaScript，提供更多灵活的数据接口处理规则扩展。
集成平台路由是由多个通讯点及过滤器组成的通路或路径。
消息会按照路由指定的方向流动，搭配接口适配器，达到传输信息的目的。
第二章相关技术现状
2.1、医院信息系统集成现状与问题分析
2.1.1医院信息系统集成现状
信息系统在我国医院的应用主要开始于20世纪80年代末，有发展阶段，分别为：
1.二十世纪八十年代末的纠偏阶段：
随着计算机信息技术的发展，八十年代末计算机技术在各行业逐渐获得普遍的应用，其中有不少的大型医院逐渐开始了计算机在医院工作中应用的尝试。
但这时的应用主要表现为一些单机系统在医院的收费处和药房的简单的应用。
这种单机的应用在一定程度上减少了收费或划价过程中的人为差错，提高了工作的效率。
2.二十世纪九十年代中期的管理阶段：
通过八十年代末期计算机在各行业的应用，到九十年代中期，由于网络技术的突飞猛进和信息化产品硬件价格的下降，此时计算机在医院的大规模部署应用已经成为可能。
此时，卫生部也成立了专门的信息化领导小组，开发了自己的医院信息管理系统。
在此阶段，在医疗领域各种版本的HIS不断出现，信息化领导小组的成立在一定程度上规范了系统的开发，并完成了一些相关标准的制定。
3.进入二十一世纪以来，HIS系统的开发进入数字化阶段，此时随着信息技术的发展，真正意义上的电子病案系统的形成已经成熟。
以前一些独立开发的信息系统逐渐进行整合，使医院信息系统在功能上获得的全面提升的突破成为现实[3]。
从总体来看，在我国计算机进入医院管理的实际应用开始于70年代末期，开始主要以小型机为主，主要应用在全国几个几个较大型的医院。
随着计算机和信息技术的进步，一些医院开始逐渐的添加计算机设备，一些小型的管理软件也逐渐的得到开发、部署和应用。
在计算机技术发展的基础上，随着网络技术的突飞猛进，基于互联互通和信息共享的真正意义上的HiS也逐渐开始出现，以前开发部署的功能相对单一的HIS系统也开始进入系统整合的阶段。
通过新的功能强大的HIS系统的开发和多个功能单一的HIS系统的整合，使医院信息系统在功能上获得的全面提升的突破成为现实。
1.2.1国外的研究现状
计算机在医院的应用已经有了多年的历史,HIS系统的开发和应用也明显的早于中国，下面分别以美国、日本和欧洲的HIS系统的开发应用情况为例说明HIS系统在国外的应用情况，情况如图1-1所示。
图1-1HIS系统在国外的发展状况
从整体来看，目前的医院信息系统正在朝广度和深度的方向发展，许多大型的一体化的医院HIS系统正在逐步建立。
2.1.2医院信息系统集成平台介绍
1建设需求
一个完善的医院信息系统通常由上百个子系统组成，牵涉众多的专业领域。
这么庞大的系统需要非常专业化的软件开发分工，整合不同厂商有特色的专业系统是医院信息系统的发展趋势，医院信息化能够取得成功必须保证各个系统的有效集成和数据的高度共享。
然而这些系统通常是随着医院的发展需求逐步建设的，它们来源于不同的厂家，基于不同的技术，缺乏统一的信息交换标准，这些系统的集成整合已经逐渐成为医院数字化发展亟待解决的主要问题。
系统集成平台的构建主要面向两个核心问题：
一个是为各种医疗应用提供统一的医疗数据访问服务，从而消除各种医疗应用系统与医疗数据中心的直接耦合性；另一个是为各种临床信息系统提供系统集成服务，系统集成服务基于系统集成模型，通过HL7和DICOM等标准通讯协议为各种医疗应用系统提供集成服务，确保各个临床信息系统在工作流整合的基础上实现交互协作，从而以数字化的形式完成各项医疗业务。
2建设目标
系统间的整合、集成和扩展一直都是制约医院数字化发展的主要障碍，由于不同厂商之间的产品不兼容，使得医院整体信息化步履维艰。
通过建设一个规范的系统集成平台，在IHE、DICOM、HL7等国际标准的基础上，制定覆盖医疗所有业务流程的系统集成规范，开发基于规范的系统集成平台，为遗留的、当前的以及将来的系统提供了一个统一且标准的数据交换和工作流协同的平台。
3信息集成方法
信息集成方法有三，即应用集成、数据集成、界面集成，这三种集成方式各解决不同方面的问题。
应用集成指应用程序之间实时或异步交换信息和相互调用功能，可以采用HL7消息，WebService，CORBA，EJB，DCOM，RPC等标准，采用消息中间件，BPM等中间件实现；数据集成是指应用系统的数据库系统之间的数据交换和共享，以及数据之间的映射变换，常采用ETL（Extract-Transform-Load）工具实现；界面集成含义是应用程序界面之间相互关联引用合成，采用技术包括ActiveX插件、Portlet、IFrame等。
协同应用从早期单纯的点对点接口方式，发展到现如今的集成平台方式。
各种方式中：
点对点接口方式的复杂性在于要和不同的系统建立1：
N的接口，假定有N个系统相互之间需要建立接口，则接口数为N*（N-1）/2。
集成平台方式中，在N个系统需要进行应用协同的情况下，只需要开发N个适配器接口即可，减少了集成平台的系统负荷。
由于医院信息系统复杂性，我们根据不同的需求和应用场景，设计分别采用上述三种不同集成方法和手段进行信息集成。
2.2、医院集成平台相关技术
2.2.1集成层次
应用集成：
和医技辅诊科室信息系统（如PACS/RIS、LIS、MUSE等）的信息集成，这种场景，信息交互的数据量不大，实时性要求不高，且各信息系统各专业厂商实现方式相差较大，采用基于集成平台的应用集成方式是最优选择。
集成平台体系结构如下图所示，集成平台对外提供支持多种方式的集成服务：
包括WebService服务、TCP监听服务、文件监测服务、FTP服务、SQL监控服务等方式。
医院信息系统在国际、国内广泛采用的有一套集成规范，即：
医疗健康信息集成规范（IHE）规范。
IHE规范未定义新的集成标准，而是采用了“标准协调”过程推动基于工业标准的医疗IT系统互操作性。
在IHE中，消息传递采用的是HL7（2.x版本）标准，影像传递采用DICOM标准。
本集成平台的集成严格参照该规范进行：
信息集成平台在进行消息时采用HL72.4标准进行消息传递、在消息内部传递DICOMStudyUID，以满足后续DICOM图像应用时的需要。
临床信息集成用于对各临床信息系统进行信息层面的集成事务处理。
事务的定义参照IHE规范执行，消息的交互标准参照HL72.4标准执行。
集成平台内部引擎本身由Ensemble集成平台基础之上进行二次开发而来，依托Ensemble本身对各种适配器的支持，集成平台对外能够提供多种接入服务方式：
TCP、文件夹监听、FTP文件监听、自定义WebService、SQL监听等形式。
以更多接入方式进行各种不同方式集成各业务系统。
集成流程以业务流程可视化、可编辑化对外提供工作流程的制定与使用。
集成引擎基于标准的业务流程执行语言（BusinessProcessExecutionLanguage）进行扩展应用，以描述交互应用。
数据集成：
在实际业务应用中，日常医院的HIS库与ERMS库之间存在较多需要高频率、高性能要求的交互，如计价信息与药品库存等信息的实时共享等。
针对这样的应用场景，我们采用了ETL工具（GoldenGate）在数据库底层进行的DB层同步方式。
目前，医院已经存在比较完整的医疗信息系统，这些医疗信息是以JW1H系统为基础，增加医院自己的需求发展而来。
ERMS电子病历系统是一个完整的独立产品，他有他自己完整一套的系统架构和数据中心结构，而在系统架构和数据中心结构上医院现有医疗信息系统和EMRS电子病历系统都存在较大差异，这就决定了现有系统和EMRS电子病历系统很难共用一个数据库。
可另外一方面，EMRS电子病历系统和医院现有医疗信息系统都是医院系统不可分割的一部分，他们即有自己工作的重点，又有相互联系和配合，只有相互无间的结合，才能快速、高效和正确地完成日常工作。
应用EMRS电子病历系统之后，医院现有医疗信息系统的主要工作就会变成传统意义上的HIS业务工作，如经济管理、人员管理和物资管理等，而EMRS电子病历系统主要完成以患者为中心的诊疗行为业务工作。
两者之间存在着千丝万缕的关系，以医嘱业务举例，如EMRS电子病历系统下达、转抄和校对医嘱之后，医院现有医疗信息系统需要完成对应的业务操作，如医嘱摆药和医嘱收费操作等，这就需要在这两个系统之间同步数据信息，而涉及到同步的医疗业务往往涉及的医疗各个环节，如诊疗、药房、收费、人员管理等，因此需要信息同步的数据量会比较大，而同时为了不造成医疗业务的延迟和脱节，也需要很高的实时性。
在这种应用场景下已不适宜采用基于集成平台的，通过消息交互的应用集成方式。
消息集成方式，往往需要一个发起方和接受方，而发起方和接受方往往需要一些额外的支持，如发起方需要调用接受方提供的接口等，期间可能还涉及到一些负责的来回交互，最主要的是，消息集成在数据量很大的情况下，处理速度不是很快，因此，我们将通过数据集成的方式来实现数据同步，数据库集成工具采用OracleGoldenGate。
医院涉及到需要数据同步的包括两个部分：
HIS数据库和EMRS数据库。
我们将采用GoldenGate实现HIS数据库数据和EMRS数据库之间的数据双向同步。
其基本结构图如下图所示：
界面集成：
对于医学影像、心电图波形数据，临床医生的需求是，不仅能浏览图像和波形，还须有对其处理的要求，通常对应系统供应商提供了DICOM影像浏览器和心电图浏览器，这些浏览器提供相应的工具来处理、管理、传输和转换图像和波形。
针对这种带专业处理功能的人机交互界面的应用程序，我们采用界面集成的方式，集成专业浏览器插件或应用程序。
针对这种方式的场景，EMRS系统将采用界面集成应用的方式集成数据综合浏览视图，在临床数据中心一节中已提到，该视图采用组件化方式进行开发，实质是各类专业浏览插件的容器，支持对各种医学影像（X-Ray、CT、MRI、超声、胃肠镜）、心电图、监护数据和麻醉监护数据等在内的多种医疗数据的综合阅览分析。
至于各专业浏览器插件内部的实现，可能又会采用应用集成的方式，但通常为了提高性能，和多媒体资料库中心采用直连的方式获取影像和波形。
以DICOM影像浏览器组件为例，其内部采用DICOM标准进行医学影像格式定义与交互传输。
该模块以OCX控件的方式实现，同时提供给集成事务处理模块和医护工作站使用。
EMRS医护工作站使用DICOM引擎主要实现从影像中心查询和获取影像等功能。
2.2.4集成平台核心价值
通过建立集成信息平台，集成各类应用系统以及日常运营的业务，通过该平台整合医院内部业务应用系统，形成一个互联互通的医院业务协作网络。
医院信息集成平台可以很好支持不同系统之间的医疗数据整合、业务整合与数据共享，快速实施应用程序节点部署以及各医疗子系统之间的协同通讯。
在医院信息系统中的各子系统中，比如HIS,LIS,RIS,OA等，传递和展现整个医疗过程中的相关信息。
同时，集成信息平台为临床数据中心的数据来源提供了技术基础和保障，通过信息标准、交换原则的制定，对业务系统提供标准的信息交换服务，确保数据交换过程的安全性、可靠性，实现数据在系统平台范围内自由、可靠、可信的交换。
通过医院信息平台建设，一方面可以规避“点对点”式的信息共享与交换，并使得医院可以基于信息平台整体上进行业务流程优化与管理，对内提高管理水平，对外以统一的方式接入区域卫生协同网络，更好地为人民健康服务。
另一方面利于医院信息系统建设的持续性发展，以适应未来的需求变化，避免信息化建设的大范围的推倒重来；另外，持续性发展还必须要有一套合适的实施和服务模式作支撑。
2.3、医院集成的消息格式--HL7标准介绍
HL7标准内容
HL7（Health Level Severn,健康信息交换第七层协议）组织是一家非盈利性质的国际性组织，主要从事卫生保健环境临床和管理电子数据交换的标准开发。
HL7组织参考了国际标准组织ISO（International Standards Organization）,采用开放式系统互联OSI （Open System Interconnection）的通信模式，将HL7纳为最高的一层，也就是应用层。
HL7标准可以应用于多种操作系统和硬件环境，也可以进行多应用系统间的文件和数据交换。
它是医疗领域不同应用系统之间电子数据传输的协议，主要目的是要发展各型医疗信息系统间，如临床、检验、保险、管理及行政等各项电子资料交换的标准；主要应用在医疗保健领域，特别是在住院患者急需的医护设施领域内（如医院）进行及时的电子数据交换。
HL7标准实现的功能：
◆ 信息交换（Message interchange）
◆ 软件组织（Software components）
◆ 文档与记录架构（Document and record architecture）
◆ 医学逻辑（Medical Logic）
HL7标准包含256个事件、116个消息类型、139个段、55种数据类型、408个数据字典、涉及79种编码系统。
HL7标准可以在不同的系统中进行接口的编址，这些系统可以发送或接收一些信息，包括：
就诊者住院/登记、出院或转院（ADT）数据、查询、资源和就诊者的计划安排表、医嘱、诊断结果临床观察、账单、主文件的更新信息、医学记录、安排、就诊者的转诊以及就诊者的护理。
HL7可以采用点对点方式或HL7服务器方式实现，它采用面向对象技术，使用消息驱动，可以避免交叉调用的混乱。
HL7标准是一种协议标准，用于不同医疗系统之间信息交换。
HL7工作原理：
HL7标准是目前医疗信息交换过程中使用最普遍的标准，它的内容包括通用查询在内的全部接口，如下所示：
◆ 患者管理（入院、出院、转院和注册）
◆ 医嘱处理
◆ 患者记账系统
◆ 临床观察
◆ 同步主档（Master File）的一般接口
◆ 医疗信息（文档）管理
◆ 资源与预约
◆ 患者转诊
◆ 支持面向问题的记录患者照料通讯，为实施临床路径的计算机信息系统提供有关功能 HL7标准定位：
◆ 尽量专注于Layere7的实现。
◆ 不同技术环境的不同系统间的资料交换。
◆ 提供及时的传输方式。
◆ 供客制化的标准规格。
◆ 建构在已被广泛接受的标准协议上。
◆ 并不设定成为“即插即用”的界面标准。
HL7标准的设计理念以及组成方式：
1． 设计理念
◆ Segment:
将医院中需要存放的资料分类到无法分割的项目（如病患资料，将其命名为
PID）。
◆ Chapter:
将医院中的流程分割成好几大块（如抽象数据集，ADT）。
◆ Message:
将每个流程定位出好几个触发事件（Trigger Events）. ◆ 运用所有找出的三个英文字头来凑成这些消息（Message）. 2． 组成方式（Implementation method） ◆ 了解欲标准化的医疗流程。
◆ 利用类别图（Class Diagram）定义流程的结构与静态关系。
◆ 利用对象关系图（Object Interaction Diagram, OID）D定义流程的顺序与动态关系。
◆ 为可能出现的医疗流程特殊性加以比较、修改。
◆ 组织专家会议订定决议。
◆ 实际建置电子化流程借以作为医疗院所之参考。
◆ 以效率及组织成员满意程度为主评估电子化流程效益。
HL7的消息结构如下图：
消息定义的规约：
◆ 描述消息的格式，包括它们的目的、内容和相互关系，这种格式被称作抽象消息定义，
因为它是网络互联模型中第7层（应用层）的定义。
◆ HL7编码规则，用于将一个抽象消息转化为包含真实消息的一个字符串。
◆ 编程过程，该过程要求用HL7的规范来交换消息。
◆ 预想的与低层协议的关系。
◆ 构成所有消息的特定消息段。
◆ 单一消息，确认消息，这些消息在许多应用程序中不需要改变。
HL7标准的几个基本概念：
◆触发事件（Trigger events）:
标准是根据现实世界医护系统之间数据的流
升级会员 