醫療信息化集成平臺在醫院的建設與思考

■ 許 健 查佳凌 尤 超 唐靜雯 李先鋒 吳 韜

1 背景

上海新華醫院經過近50多年的勵精圖治建設，已成為一所學科門類齊全、具有專業特色，集醫、教、研于一體的現代化綜合性教學醫院。從20世紀90年代以來，我院先后建設了HIS、LIS、PACS、手術麻醉及重癥監護、體檢等信息系統，這些信息系統對我院發展發揮了重要作用，但由于分期建設，我院各個系統來自于不同廠商，系統間集成共享一直有很大問題，并且我院還將繼續推進以電子病歷為核心的臨床信息化建設，系統數量越來越多、復雜性越來越大、信息深層次應用越來越迫切。需要解決的問題包括：（1）異構數據共享，必須解決不同系統不同數據結構間的數據共享［1］；（2）無侵入式集成，既做好數據集成，又不影響現有系統的運行；（3）保證系統間數據一致性；（4）如何將臨床數據集中以方便臨床診療和科研；5）保證系統的可擴展性和可靠性，能夠滿足未來發展的需要；6）實現系統與區域及外部系統的信息交換兼容性。針對這些問題，我院規劃了統一的信息化架構，其核心就是基于面向SOA的開放服務架構，采用HL7、CDA、IHE等國際標準和規范，構建以臨床數據倉庫（CDR）為核心的大型醫院統一集成平臺，充分保證了集成平臺的無侵入、可靠、安全、標準化。

2 醫療信息集成方法學

新華醫院現有信息系統主要有HIS、LIS、PACS、手術麻醉系統等，即將上線的系統有電子病歷（EMR）、醫生醫囑錄入系統（CPOE）、臨床路徑等。目前這些系統，既有客戶機和服務器（C/S）架構的系統，如HIS、LIS，又有瀏覽器與服務器B/S架構的系統，如護理系統、EMR等，這些系統都來源于不同的廠商，基于不同的系統架構，彼此的數據結構也不統一，這給我院的信息化工作帶來了非常大的困難。通過反復比較選擇，我院選用基于SOA架構的醫療信息集成平臺［3］，其核心是建立基于消息引擎的院內集成平臺服務總線，通過HL7消息和Web服務方式將各系統在業務節點上的解耦合，并實現醫囑等流程的閉環處理。建立全局主數據，集成平臺向各系統提供的科室、人員等全局資源數據，供全部系統調用。通過集成總線將全院臨床數據歸總匯集到臨床數據倉庫中，并通過醫生門戶和電子病歷瀏覽器，供用戶在業務流程中調用，并服務于臨床科研。醫院基于HL7、IHE、CDA、DICOM等標準建立各個系統之間進行交互的消息規范。其系統架構如圖1所示：

2.1 系統特點

2.1.1 無侵入式數據共享。集成平臺基于SOA架構，無侵入式設計，不改變現有信息系統的運行，由集成平臺完成各類業務數據的采集、轉發、解析、存儲和使用管理，為數字化醫院打下了基礎。

2.1.2 統一主數據服務。集成平臺提供主數據服務，實現各系統標準化數據字典的統一，字典數據及字典間對照關系由集成平臺統一維護，再發布給各系統使用。

2.1.3 保證數據的完整性。實現各系統間臨床數據的統一，并提供醫生門戶和電子病歷瀏覽器，保證患者數據在就診過程中的完整性。

2.1.4 良好的可擴展性。集成平臺采用了HL7、IHE、CDA、DICOM等國際標準，能夠滿足醫院未來信息化發展的需要，未來各系統的變更不影響整體的共享。

2.1.5 系統的復用性和穩定性。系統間數據交互中的數據轉發、字典轉換、日志記錄、錯誤處理等全部由集成平臺統一處理，并且集成不改變現有的系統，可減少系統功能冗余，提高系統穩定性。

2.1.6 提高數據復用性。通過把臨床數據集中存儲到臨床數據倉庫中，可提高數據的重復利用，除用于各臨床系統外，還可將數據用于臨床科研。

3 統一集成平臺架構

我院統一集成平臺采用四層總體架構，分別為應用軟件層、系統支撐層、數據層、平臺應用層［4］，如圖2。

圖1 醫療信息集成系統架構圖

圖2 醫療信息集成平臺總體架構

3.1 應用軟件層

指在院內所運行的HIS、EMR、CPOE、LIS、RIS、ICU、手術麻醉等信息系統，其對系統提供HL7、IHE、CDA等標準接口。

3.2 系統支撐層

系統支撐層EMPI、XDS、CDA、主數據管理、標準化管理等核心組件。提供基于消息引擎的醫療服務總線，通過HL7消息實現各系統的流程流轉，實現業務流程的閉環管理，降低系統與系統之間業務的耦合。通過主數據集中管理，各系統共享平臺提供的全局資源，如統一的科室、人員信息。

圖3 消息推送模式交互流程

圖4 消息拉取模式交互流程

3.3 數據層

完成院內數據的集中，更準確的定義是完成來自各系統的數據整合，它建立了健康檔案服務存儲庫、標準庫、基于數據分析與應用的主題數據庫等。

3.4 平臺應用層

在平臺應用層基于數據層的數據，實現健康檔案瀏覽、轉檢與轉診、遠程醫療、指標分析、智能決策等。

集成平臺通過體系分層的結構，彼此之間接口清晰，分工明確，各層獨立實現各自功能，符合SOA結構的松耦合特性。

4 基于HL7標準的消息集成交互模式設計

我院集成平臺中，為了實現跨系統的數據集成，主要采用了HL7標準，HL7標準是國際通用的醫療信息交換標準，在世界各國得到廣泛采用。在本項目中，我們采用了2種HL7消息交互模式，分別是推送模式和拉取模式。

4.1 推送模式

4.1.1 發送方在業務節點觸發后，如果需要把業務信息傳遞給其它系統，按照集成規范定義的HL7消息格式，對相應的業務內容進行HL7消息封裝；

4.1.2 發送方將封裝好的HL7消息發送給消息引擎；

4.1.3 消息引擎在接收消息后按照通道配置情況，把消息分發到指定的系統；

4.1.4 各系統在收到發來的消息后，解析消息內容，對收到的消息進行相關的業務處理；

4.1.5 業務處理完成后，由接收方發送一條處理結果應答消息給消息引擎。

4.2 拉取模式

4.2.1 申請方按照集成規范定義的HL7消息格式，對請求信息進行HL7消息封裝；

4.2.2 申請方將封裝好的HL7消息發送給消息引擎；

4.2.3 消息引擎在接收消息后按照通道配置情況，把消息分發到指定的系統；

4.2.4 各系統在收到發來的消息后，解析消息內容，對收到的消息進行相關的業務處理；

4.2.5 服務方將申請方需要的數據，包裝成HL7消息，發送給消息引擎；

4.2.6 消息引擎將結果數據返回給申請方，申請方解析結果HL7消息。

5 集成平臺的交互流程實例

以下以我院檢驗醫囑下達為例說明通過集成平臺的業務流程，涉及的系統分別是EMR、HIS、LIS，其流程如表1：

6 討論

我院通過引入國際先進經驗，順利完成醫院的集成平臺建設，實現了各系統間的信息共享和業務協同，其重點是選擇正確的醫療信息集成平臺架構，基于SOA的架構減少了對現有系統的影響，且可運行于任何平臺上，內嵌數據總線，實施方便，擴展性好，走出了一條投入少、見效好的醫院信息集成新路子，且對醫院后續信息化建設提供了良好的支撐。

表1 住院EMR-LIS-HIS業務交互流程

醫療信息集成平臺實施時應考慮以下幾點：（1）系統改造的工作量。由于采用消息接口技術，信息交換接口較多，各系統要具備對外發送消息的能力，所以在醫院信息化采購中，應優先選用帶有標準化接口的供應商。（2）數據交換的效率和響應時間：隨著醫院信息系統建設廣度和深度的不斷發展，系統越來越多，數據交換也必然越來越多，集成平臺負荷越來越重。如果需頻繁訪問的數據也通過集成平臺進行數據交換，必然導致集成平臺不堪重負。比如主數據服務，各系統都頻繁使用，在設計時，就要把主數據先同步到各業務系統數據庫中，只有當主數據發生變更時，才發送消息通知各系統進行變更。（3）臨床數據倉庫的建設要平衡臨床應用和科研應用的關系，由于我院是教學醫院，科研任務需求較多，如何在設計臨床數據倉庫時兼顧兩方面的需求至關重要，我院針對科研需求，在臨床數據倉庫中建立了專題數據庫［5］。

［1］任忠敏，林達俊，干峰，等.腫瘤醫院的外部網絡改造升級［J］.現代醫院，2009，9（11）：24-125.

［2］陳戲墨，林超華，陸慧菁.醫院多系統異構多應用軟件集成平臺的研究［J］.軟件導刊，2011，10（3）：12-14.

［3］李鐵，黃天培，盧堅.基于SOA實現醫院應用集成平臺［J］.醫學信息，2010，23（5）：1157-1160.

［4］陳松，王珊，周明天.分層的互聯網綜合測量管理系統的研究［J］.計算機工程與應用，2009，45（14）：7-9.

［5］劉保延，周雪忠，李平.個體診療臨床科研信息一體化平臺［J］.中國數字醫學，2007，2（6）：36-37.

吳韜：副研究員，上海交通大學醫學院附屬新華醫院院辦主任，信息管理部主任。

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