淺析構件在醫院信息系統中的應用

中共張家口市委黨校 曹永峰

1.引言

隨著科技的日益發達，計算機在各個行業不斷受到人們的重視，同時得到越來越廣泛的應用，醫院同樣面臨著信息時代的挑戰。醫院信息管理的計算機化、網絡化將是建設現代化醫院必不可少的條件和重要的手段。

醫院要緊跟時代發展的步伐和潮流，必須實現醫院全面的信息化管理，為病人提供現代化的服務，提高對病人的服務水平，方便、準確、快捷地為病人提供醫療服務和醫療費用信息，進而增強病人對醫院的信任和支持。當前，醫院還面臨著越來越激烈的市場競爭，想要在競爭中取勝，就必須采用先進的計算機信息系統。

2.醫院信息化發展現狀

在中國醫療系統改革中，醫院信息化是一個重要的環節。加快醫院信息化的建設和發展，有利于提高工作效率與管理水平，轉變傳統的衛生管理模式，降低醫療衛生行業運營成本，增強現代醫院競爭力，使其能夠最大程度的適應社會主義市場經濟的發展[1]。

目前醫院的信息化應用主要有：醫院信息管理系統(HIS)、臨床信息系統(CIS)、醫學影像信息系統(PACS)、檢驗信息系統(LIS)和電子病歷系統(EMR)等，同時單個醫院還可以與社會保險系統接軌。

醫院信息管理系統(HIS，Hospital Information System)是以計算機為基礎，用于簡化所有醫院醫療和管理信息。按照Morris F.Collen所給的定義：利用電子計算機和通訊設備，為醫院所屬各部門提供病人診療信息(Patient Care Information)和行政管理信息(Administration Information)的收集(Collect)、存儲(Store)、處理(Process)、提取(Retrieve)和數據交換(Communicate)的能力，并滿足所有授權用戶(Authorized)的功能需求。

醫院信息系統屬于迄今世界上現存的企業級(Enterprise)信息系統中最復雜的一類。這是醫院本身的目標、任務和性質決定的。它不僅要同其它所有MIS系統一樣追蹤管理伴隨人流、財流、物流所產生的管理信息，從而提高整個醫院的運作效率，而且還應該支持以病人醫療信息記錄為中心的整個醫療、科學、科研活動。

目前，我國已建成的醫院信息系統多數屬于面向管理的醫院信息系統，更確切的說，是以財務為中心的醫院信息系統。衛生部對國內6921家醫院進行調查，其中有2179家建設了醫院信息系統(HIS)，占31%。從地區分布看，華東地區醫院建設HIS比例接近80%，其他大部分地區在30%～35%之間，西北地區不足20%。從醫院規模看，省級醫院建設HIS的比例達到84%，地市級醫院建設HIS的比例為37%，縣級醫院為34%。根據衛生部的統計，國內有17000多家縣以上的醫療機構，應有5000多家醫院建設了HIS。在經過了這一輪的醫院信息系統實施應用之后，現在一些大型醫院已經開始考慮對HIS系統進行升級和修改。

3.基于構件的醫院信息系統(HIS)開發過程模型

3.1 構件的概念及其一般特征

構件是系統中實際存在的可更換部分，它實現特定的功能，符合一套接口標準并實現一組接口。構件代表系統中的一部分物理實施，包括軟件代碼（源代碼、二進制代碼或可執行代碼）或其等價物（如腳本或命令文件）。軟件構件則是指軟件系統中具有一定意義的相對獨立的構成成分，即可以被多個軟件系統所復用、具有相對獨立功能的系統構成成分。具體地說，軟件構件是一個或一組具有良好接口定義的自包含軟件，既具有運行時可訪問的接口，又具有開發時可立提交與安裝的特性。一般來說，可復用軟件構件應具備以下特征：①有用性(Usefulness)，構件必須提供有用的功能；②可用性(Usability)，構件必須易于理解和使用；③質量(Quality)，構件及其變形必須能正確地工作；④適應性(Adaptability)，構件應能通過參數化等方式在不同的語境中進行配置；⑤可移植性(Portability)，構件應能在不同的硬件運行平臺和軟件環境中工作[2]。隨著對軟件復用理解的深入，構件的概念已不再局限于源代碼級的標準類庫、函數、類和對象等，而是延伸到包括需求分析在內的軟件開發過程的各個階段，可以包括軟件工作產品、軟件子系統、軟件構架、場景分析設計文檔、經驗教訓、有創見的軟件工程思想與表述，以及其他對開發活動有用的信息。從抽象層次上看，軟件復用可體現在3個層次：概念級復用，如場景知識、開發經驗、建模方法和文檔資源的復用；邏輯級復用，關鍵是軟件體系結構重組和規則復用；物理級復用的實質是構件復用，包括模板共享、類庫共享、子程序和函數調用等。因此，軟件構件也可以按這3個抽象層次來進行劃分。

3.2 基于構件的醫院信息系統開發過程

正如前文所述，醫院信息系統屬于迄今世界上現存的企業級(Enterprise)信息系統中最復雜的一類。所以我們提出基于構件的醫院信息系統開發方法，即構建軟件體系結構可重組以及通過構件庫將可重用的構件引入信息系統開發過程。從工程化與過程管理的角度講，如圖1所示，基于構件的醫院信息系統開發過程可定義為3個層次和4個場景。

3.2.1 醫院信息系統開發模型的4個場景

(1)開發場景。從醫院各科室特定應用需求出發，通過場景分析進行共性需求識別、場景對象抽象和場景知識獲取，以建立概念級的場景模型，產生應用系統的需求規格說明，這一階段的成果是場景模型。

(2)部署場景。部署場景的主要任務是為場景需求尋求軟件解決方案，包括構架設計模型和構件設計模型。在這一階段中，首先檢索構架庫中存放的面向特定場景的構架，尋找可復用的構架，或者對其進行必要的適應性修改；在無可復用構架時，創造適合該應用環境的新構架，并進行標準化描述后入庫，以備將來的復用。然后，在構架的指導下，把系統功能分解到相應的構件和連接件，并定義系統中的構件與構件之間的關系。這一階段的成果是構架模型和構件模型。

(3)運維場景。根據場景應用開發或直接重用的需要，進行場景實現。包括場景構件的識別、設計、編碼和測試等局部過程集成，系統構件的分類、檢索、引用和構件庫維護，場景構件與系統構件的演化、實例化、組合和應用原型的動態生成等場景框架整體集成，從而建立符合場景應用的各種物理模型。這一階段的成果是軟件構架和代碼級的構件。

(4)用戶場景：通過對實現階段所生成的產品進行組裝和運行模擬(正向)、設計優化(逆向)等措施，對場景化軟件原型進行可用性評價和可重構性驗證，并對符合確認測試條件的應用系統進行全局封裝和使用規范生成，最終獲得一個真正構件化的目標系統。

基于構件的軟件開發過程強調可復用構件的中心作用，工作流程中的各項活動與瀑布模型大不相同，在基于構件的軟件開發整個過程自始至終把識別共性與重用放在重要的位置。在開發過程的每一個場景中，都是從對構架／構件庫的查找開始，經選取、直接采用或修改采用，再進行測試和裝配，最終將完成的構架／構件入庫或形成一個新的應用系統而發布。可見，在整個過程中，構架庫和構件庫為各項開發活動提供了基礎，標準規范和質量保證對整個生產過程提供支持。

圖1 基于構件的軟件開發模型

3.2.2 過程模型的3層結構

如前所述，軟件復用可體現在概念級復用、邏輯級復用和物理級復用3個層次。從模型化與內容抽象的角度看，面向構件的軟件開發過程也可按3個層次展開：概念層、邏輯層和物理層。這與UML描述、數據庫設計模式、元建模技術以及分布式計算等多種方法是一致的，差別只在術語不同。例如，在基于UML形式描述的面向對象建模中，上述3個層次稱概念層、說明層和實現層；而在元建模中則稱元知識層、結構知識層和算法知識層。之所以具有這樣的分層結構，其主要原因是將技術層的物理實現與概念層和邏輯層的分析與設計相分離。

過程模型的這種架構特征有利于軟件生產過程的組織與管理，在軟件過程模型的不同層次上，產生的產品是不同的，例如，在概念層上，關鍵活動是場景需求分析，其成果是場景模型；而在邏輯層上，關鍵活動是場景構架(Architecture，也稱軟件體系結構)設計和場景構件設計，其成果是構架模型和構件模型；而在物理層上，關鍵活動是場景構件實現、系統構件維護、應用系統集成等，其成果是代碼級的軟件制品。顯然，所處的層次不同，要求的抽象能力和工作技能也不同。

4.結語

軟件構件技術的出現，為根本改善目前醫院信息系統生產高成本、低效率的狀況，為實現醫院信息系統軟件由作坊式生產向工業化生產的飛躍帶來了機會。因此，構件技術必將在今后的醫院信息化建設中的展現中越來越廣闊前景。

[1]韋子奇.醫院信息化的建設和發展[J].計算機光盤軟件與應用,2011(7).

[2]黃柳青,王滿紅.構件中國(面向構件的方法與實踐).