HIS系統Web Services接口設計與實現

余 浩，保鵬飛

解放軍總醫院 醫學保障部計算應用與管理科，北京 100853

HIS系統Web Services接口設計與實現

余 浩，保鵬飛

解放軍總醫院 醫學保障部計算應用與管理科，北京 100853

使用Web Services技術實現LIS、PACS等業務子系統與HIS系統信息集成，消除信息孤島。對HIS中常用的、需對外公開的功能和服務最小子集進行了總結和梳理，并按照“按需定制”的方式對接口進行擴展，以適應新接入的系統。該接口既保證HIS系統的獨立性，又實現了HIS系統的開放性，使軍衛一號HIS系統成為一個可與第三方系統互聯互通，而且又是安全、可控的系統。

HIS；軍衛一號；Web Services接口；信息集成；系統集成

1 背景

在大型醫院運行的眾多信息系統中，除HIS外，還有許多與輔助業務相關的信息系統，如LIS系統、PACS系統及各個醫學專科系統等。各專科系統需要從HIS中獲取病人的基本信息，同時各專科系統又需要把結果信息回傳至HIS中。如何實現各個系統之間的信息交互、信息共享，需要找到一個較為合適的方式、方法來解決此類應用。

Web Services接口是實現系統間信息集成的主要技術手段之一，各個系統以松耦合方式連接，實現信息傳遞，Web Services方式是一種被動的數據交互方式，數據交互的時機取決于調用方。除Web Services方式外，還有中間表方式和HL7消息傳遞方式。

在中間表方式中，各系統要連接到中間表所在的數據庫，系統間是一種緊密連接關系。中間表方式的另外一個關鍵技術就是數據庫觸發器，其觸發機制與數據的變化緊密相關，而應用程序對后臺數據的處理過程及方式發生變化時，相關聯的觸發器，有可能失效或出現意外的觸發，同時也不能處理相對復雜的邏輯過程。

在消息傳遞方式中，如使用自定義的消息格式，那么進行互聯的系統間，需要對消息格式進行協商和調整。當使用國際標準HL7協議[1]，開發的接口引擎，需要實現完善的應用層通訊機制，以保證消息準確達到目的方，另外，還要確保互聯各方系統對HL7格式理解高度一致，使HL7消息中所承載的凈荷，能夠被獲取和正確解析。

在實際開發中使用Web Services方式來完成信息交互，此方法簡單、可靠、實用，且開發的接口可復用。

2 關鍵名詞與Web Services概述

2.1 關鍵名詞

根據我們使用和研發經驗，結合相關文獻[2-3]，對信息集成、系統集成做如下定義：

信息集成：亦即數據集成，通過解決數據分布性和異構性問題，使各系統中的信息一致，實現全系統信息共享，進而可保障相關應用軟件間的交互和有序工作。

系統集成：是指將不同的業務系統，根據應用需要，有機地組合成一體化、可互操作、功能更加強大的新系統的過程和方法。系統集成包括設備系統集成和應用系統集成。本文中所說的系統集成主要還是應用軟件系統集成。

信息集成是系統集成的基礎，系統集成中往往包含信息集成的內容。

Web Services是Web應用程序的一個分支，他們是自包含、自描述、模塊化的應用，可以發布、定位、供外部系統以Web方式調用[4-5]，已成為一種重要的信息或系統集成方法。

2.2 Web Services主要使用的兩種技術

（1）XML，XML是在Web上傳送結構化數據的方式，XML是Web Services平臺中表示數據的基本格式，使Web Services能十分方便的處理數據。除了易于建立和易于分析外，XML主要的優點在于它既與平臺無關，又與廠商無關。

（2）SOAP（Simple Object Access Protocol），即簡單對象訪問協議，它是用于交換XML編碼信息的輕量級協議，用于在分散的分布式環境下交換信息的輕量級協議。

另外，Web Services還有兩種輔助、但不可缺少的技術：

（1）WSDL，Web Services描述語言。就是用機器能閱讀的方式提供一個正式描述，基于XML的文檔，用于描述Web Services及其函數、參數和返回值。因為是基于XML的，所以WSDL既是機器可閱讀的，又是人可閱讀的。規定了對服務的描述方式，通過對服務的完整描述，服務請求者可以知道服務的訪問方式和具體位置，服務開發者也可以以此接口為標準，開發相兼容的服務。

（2）UDDI，是統一描述、發現和集成（Universal Description, Discovery, and Integration）的縮寫。它是一個基于XML的跨平臺的描述規范，可以使世界范圍內的企業在互聯網上發布自己所提供的服務。

3 接口體系結構

開發的HIS的Web Services服務最后部署在IIS 6.0安裝包中，安裝在一個獨立的PC服務器上，形成了對HIS的一個封裝，以供第三方系統調用，實現HIS系統與外部系統之間的信息交換。整個接口系統的結構簡單、清晰，也就是在HIS系統的邊界，增加了一個系統接口層（也可叫接口服務層），與第三方系統進行信息交換，實現信息整合。在對接口參數及形式進行約定和定義后，HIS系統內部及第三方系統內部如何變化，均不會對接口造成影響。接口體系結構如圖1所示。

圖1 Web Services接口體系結構

接口層是HIS子系統之一，同時也是HIS的功能延伸，形成了與外界系統信息交互的通道，使HIS成為一個開放的系統。

4 接口功能集

按照最終數據流向，接口中信息交互功能最小集主要分為兩類：

（1）數據提供類。即對外部系統提供信息，信息的流向是從HIS到外部系統。

（2）數據回寫類。給外部系統寫入數據用，信息流向是從外部系統到HIS。

這兩大類接口功能集構成了HIS系統的API（應用程序編程接口），以Web Services方式供外部系統調用，實現了系統間信息交互和集成。

4.1 數據提供類功能

通過對外部系統對信息交互的匯總和分析，結合我們多年的開發、使用經驗，交互內容涉及病人就醫過程的各個關鍵環節的信息。我們對HIS系統對外服務功能進行抽象和匯聚，開發了8項服務功能：① 病人自然信息獲取；② 病人住院信息獲取；③ 病人醫囑信息獲取；④ 病人體征信息獲取；⑤ 病歷文件獲取；⑥ 檢驗信息獲取；⑦ 檢查信息；⑧ 手術相關信息獲取。

在病歷文件獲取中，為了保持病歷文件的原始樣式，HIS中對醫生書寫的病歷文件是以圖片保存的，為了使系統能夠這類文件數據進行傳輸，服務首先需要將這類文件數據轉換為BASE64格式，然后進行傳輸，第三方系統接收到這些BASE64數據后，需要把這些數據還原為文件的形式，然后進行后續的內容展現。

以上這些服務基本滿足第三方系統接入HIS時，信息集成在業務數據方面的需要。

除了業務數據外，HIS系統還需要提供字典數據同步的服務，同步的主要數據最關鍵的是經常維護的字典數據，如價表、檢查檢驗申請項目等。其他的字典數據維護，則需要各個系統各自進行維護。

4.2 數據回寫功能

開發供外部系統調用的Web Services接口服務，主要是用于將外部系統產生的一些業務結果數據，及發生的費用信息反饋給HIS系統（主系統）中。這是一種被動的數據寫入方式，其主動性完全在接口服務的調用方。雖然通過Web Services接口通常只是從接口提供處獲取信息，但這種方式工作，也可實現外部系統傳入數據的寫入功能。

外部系統要成功地實現信息的反饋，需要按照接口的參數結構，對數據進行組織，即遵從Web Services調用規范，并對調用結果進行判斷，以實現反饋信息的正常寫入。

已經開發的功能包括：費用信息回寫、檢驗結果回寫功能（以供第三方LIS系統結果回寫操作）。

以上所有接口服務功能是根據現有的應用需求確定的，對于后續的擴展性需求，我們還將采用需求定制、逐步擴增的方式進行。

4.3 接口安全策略

接口的應用環境主要限于局域網環境，而非互聯網下，但既是在局域網環境中，也會面臨病毒、惡意代碼之類的威脅，所以，Web Services的安全性也是一個不得不考慮的問題。

業界對于Web應用程序的安全性，有3個層面的解決策略[6]：① 傳輸級安全解決方案，即點到點的解決方案；② 應用程序級安全解決方案，可以采用自定義的方案；③消息級解決方案，是端到端的解決方案。

我們主要使用應用程序級，采用自定義方案來解決其安全性，其策略主要4種方案：

（1）IP地址限制。IP地址限制是主要安全保證策略，也就是說，只有處于白名單上的IP地址信息的機器，才可以對Web Services進行訪問，其他的IP地址的計算機則沒有訪問權限。該策略通過在IIS中進行相關的配置即可。

（2）用戶身份驗證。對每次調用服務時，調用方需要提供身份信息（如用戶名+口令的形式），只有通過身份校驗的用戶，才可以訪問相關的信息服務。

（3）SOAP擴展。即在SOAP頭加入身份認證信息（稱為Passport）。Passport在SOAP頭是個報文數據，包含執行身份驗證需要的信息。Passport使用事務標識來防止重放攻擊，即由服務端發出事務標識供客戶端使用，客戶端發出請求時必須包括該事務標識，當服務端響應后，服務端注銷原來的事務標識并生成新的事務標識。該策略可以阻止重放攻擊、數據攔截和篡改等惡意行為。另外可以使用定制的SOAP 頭來實現其安全性。

（4）Web Services Security，利用數字證書、安全令牌來實現WS相關的安全性方面的要求，它代表了Web服務安全性的未來[7]。該方案屬于消息級安全解決方案，我們的系統當前沒有實現，將其作為系統安全性將來努力的方向。

以上4種方案，其安全性能是逐步加強的，但其應用的復雜度也是增加的。另外一方面的問題是，并不是所有的應用都需要同一類安全模式，這需要由實際數據的安全級別來決定。在我們的局域網環境中，主要使用策略（1）和（2）。

5 接口特點

總結以上內容，我們開發的Web Services接口有以下4個特點：

（1）被動的信息集成方式。數據的獲取時機取決于數據獲取方，故Web Services接口技術主要適用于主動獲取信息的方式，即主動性在調用方。

（2）實現了雙向的數據流動。通過Web Services方式，不僅實現了從HIS中獲取數據，還實現了外部系統向HIS寫入數據的功能。

（3）所有的接口形成了HIS的接口層，是HIS功能的擴展，同時也是HIS與外界系統進行信息交互的通道，甚至可以把該層的接口功能當作HIS系統的API，以供第三方系統開發調用。

（4）Web Services有不同層次的安全策略，由不同的環境和應用場景來決定。

6 總結

Web Services接口的實施和應用，已經實現了與第三方系統的信息集成（如血液病科信息系統、輸血科信息系統等），接口運行穩定，信息交互流暢。醫院新引入的業務系統能夠通過這種方式，使用已經開發的Web Services接口實現與HIS連接。

在信息集成的應用場景中，Web Services接口方式是一種較好的選擇。而進行系統集成時，相伴而來的首先是信息集成，是系統集成的基礎，所以無論是信息集成，還是系統集成，Web Services接口是一種較好的集成方法。

[1]王曄,等.基于HL7 CDA的InfoPath電子病歷系統設計[J].中國醫療設備,2009,24(8):66-69.

[2]黃衛平,等.我院排隊叫號管理系統與HIS系統數據接口的實現[J].中國醫療設備,2010,25(5):42-43.

[3]彭武良,周麗,等.企業應用集成技術綜述[J].計算機應用研究,2007,(9):12-15.

[4]王西龍. ASP.NET應用程序安全性研究[J].西安郵電學院學報, 2010,(1):130-133.

[5]江舢.基于Web的醫學圖像數據庫系統設計[D].廣州:第一軍醫大學, 2007.

[6]柴曉路,梁宇路. Web Services技術、架構和應用[M].電子工業出版社.2003.

[7]Billy Lim, Sri Ram Ajjarapu, Krishna Thummala. Interfacing with Amazon Web Services Using Java and.NET:A Comparative Study. Billy Lim; Sri Ram Ajjarapu; Krishna Thummala[J].Journal of Internet Commerce,2004(11):358-364.

Web Services Interface Design and Implementation in HIS

YU Hao, BAO Peng-fei
Computer Section, General Hospital of PLA, Beijing, 100853, China

TP393.03

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.04.013

1674-1633(2011)04-0043-03

2011-02-12

作者郵箱：yuhao05@tsinghua.org.cn

Abstract:To archive the information integration of business information system and HIS and eliminates the information island, the Web Services approach is a good choice which has low costs of development and operation. At the same time, Web Services is the commonly used integration technology in the industry.In addition, we collect and summarize the minimal set of interface in HIS, and expand the interface in accordance with the on-demand approach for fitting the new system. This interface not only ensures the independence of HIS, but also realizes the openness of HIS. Thus, the Military No.1 system is a secure and controllable system which is open to the 3rd party system.

Key words:No.1 Military Project; HIS; Web Services interface; information integration; system integration