探討HL7標準在HIS與PACS/RIS集成中的應用

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1.南京軍區南京總醫院 a.醫學影像科；b.放療科，江蘇 南京 210002；

2.南京航空航天大學 生物醫學工程系，江蘇 南京 210016；3.徐州醫學院醫學影像學院，江蘇 徐州 221000

探討HL7標準在HIS與PACS/RIS集成中的應用

李昂1a，沈君姝1b，曹新志1a,2，郭輝1a，潘永泉1a,何萍3

1.南京軍區南京總醫院 a.醫學影像科；b.放療科，江蘇 南京 210002；

2.南京航空航天大學 生物醫學工程系，江蘇 南京 210016；3.徐州醫學院醫學影像學院，江蘇 徐州 221000

目的在醫院信息系統（HIS）與PACS/RIS（Picture Archiving and Communication System / Radiology Information System）中實施HL7醫療信息數據交換標準，解決系統間數據共享的問題，同時對HL7標準的優缺點進行分析討論。方法分析HL7消息格式，結合醫院現有的HIS與PACS/RIS數據交換流程，設計基于HL7標準的HIS與PACS/RIS接口引擎，通過實際應用來分析HL7標準的優缺點。結果實現了HIS與PACS/RIS的集成，方便了醫院各科室信息的統一管理與共享，提高了影像科的工作效率。結論HL7標準可進行多應用系統間的文件和數據交換，使集成的系統可擴展性和可維護性大大提高，但仍存在一些規定含糊不清，有待進一步發展和完善。

HL7標準；接口引擎；HIS；PACS；系統集成

0 前言

我院于2001年實施“軍衛一號”信息系統，2009年構建了GE PACS/RIS系統，由于存它們啟用時間不一致且不屬于同一廠家等種種因素，導致各系統內部數據格式和傳輸模式不盡相同，給醫院各部門之間數據交流帶來了巨大的障礙，造成了信息孤島。病人的信息在醫院信息系統（HIS）與 RIS（Radiology Information System, RIS）中反復錄入，診斷信息無法共享致使臨床工作效率低下。因此，在醫院各部門及設備間采用一種通用的國際數據交換標準已經成為醫院信息一體化的迫切要求。

HL7（Health Level Seven）是目前醫療信息數據交換標準中應用最廣泛的一種，由HL7 組織制定、通過美國國家標準局（ANSI）批準實施[1]。HL7符合 ISO/ OSI模型，位于第7層即應用層。因此HL7可用于多種操作系統和硬件環境，也可以進行多應用系統間的文件和數據的交換，以提高醫療系統之間信息共享的程度。

1 HL7基本概念介紹和數據交換的原理

1.1 HL7的基本概念

在基于HL7標準的信息交換中，消息（Message）是數據交換的基本單位，是用來包含和傳遞消息的字符串。HL7標準中用一組消息類型描述消息的目的，消息類型用3個大寫字母表示，如ADT類型包含了病人的出、入和轉院信息；字段是消息的最小構成單位，多個字段按邏輯關系組成了消息段；每個消息由若干個消息段組成，即消息是消息段按順序定義的邏輯組合，在消息段的構成中，要用到一些特殊的字符——消息分隔符來分隔消息的組成元素；字段間用“|”分隔，字段進一步可以分成“成分（Component）”和“子成分（Subcomponent）,”分別用“∧”和“&”來分隔[2]。

1.2 HL7數據交換原理

HL7 通訊協議通過消息傳遞方式實現HIS與PACS/RIS之間的數據交換，類似于網絡的信息包傳遞方式。消息數據傳輸前自動檢測接收端的狀態，不同格式的數據按照HL 7 標準的語法規則轉換成XML 格式的消息，然后按照TCP/ IP 等協議傳送到接收端。接收端再按照HL 7 標準的規則進行解析，將消息轉換為可識別數據。從而完成不同系統之間的數據交換并自動判定接收信息的質量，根據情況分別返回接收正確、錯誤和拒絕3 種信息，后兩種情況下通知信息發送端重新發送[3-4]。

2 我院HIS與PACS/RIS集成中的HL7接口引擎設計

由于我院HIS建設較早，并未完全遵守HL7協議的標準進行規范，因此需要設計HL7接口引擎。HL7接口引擎作為標準化的數據轉換工具，是一類通用信息轉換中間件，通過HL7引擎，把非HL7格式的數據轉換成符合HL7標準的數據，然后再在HL7網絡上進行通信傳輸[5-6]。

我院HL7接口引擎設計，見圖1。主要由HL7通信模塊、應用程序接口（API）模塊和HL7數據處理模塊等組成。

圖1 HL7接口引擎設計

2.1 API接口模塊的設計

我院采用基于Windows環境的Winsock 2. 2動態鏈接庫來實現API接口功能。Winsock的核心是套接字，利用套接字的網絡編程技術，建立一個中間件描述處理編程接口網絡，因此不需要直接訪問發送和接收的網絡接口設備。API接口模塊根據實際情況可以支持多種接口類型，如COM、FJB、Web Service、CORBA數據表等，還可以是特定廠商的接口。

2.2 HL7數據處理模塊的設計

患者來我院就診時，首先來到門診進行信息的登記，發送端API接口獲取患者的基本信息，傳遞給HL7數據生成模塊、生成HL7消息；生成的HL7消息依次通過HL7解析、數據過濾、數據緩存和數據轉換模塊的處理，最終通過接收端的API接口模塊將數據傳遞給應用程序。

2.2.1 HL7消息生成流程設計

下面以一具實際案列來探討HL7消息在我院HIS與RIS的生成流程。患者信息：王某，男性，出生日期：1964-01-01，身份證號碼：320882196401016352，地址：南京市白下區光華門小區。此信息生成基于業務的XML文檔，ID號為123456。當HL7數據處理模塊接收到患者這一基本信息時，生成基于業務的XML文檔，以業務的字段名未標記，數據作為元素的XML文件，文件格式如下：

＜PatientID＞123456＜/PatientID＞

＜AdmissTimes＞3＜/AdmissTimes＞

＜PatientName＞王某 ＜/PatientName＞

＜Birthday＞1964-01-01＜/Birthday＞

＜Gender＞1＜/Gender＞

＜Address＞南京市白下區光華門小區＜/Address＞

＜IDCard＞320882196401016352＜/IDCard＞

通過擴張樣式轉換表語言（Extensible Styleshet Language Transformations，XSLT）對XML文檔進行轉換，生成基于XL7消息的XML文檔。XSLT 轉換的規則，就是基于HL7 標準的定義，把相應的業務數據放在XML 文件相應的元素里面[7]，類似于映射的過程。轉換后的XML 文檔是以HL7 段名代碼為標記，中間接口表的數據作為元素的XML 文件，并按HL7 的段進行分隔。元素名以HL7 段名開頭，后面依次是字段序號、元素序號和子元素序號，這樣可以保證標簽的唯一性，同時，也方便了生成HL7 格式的消息。轉換過程如下：

＜PID＞

＜PID-3＞123456＜/PID-3＞

＜PID-5＞王某＜/PID-5＞

＜PID-7＞1964-01-01＜/PID-7＞

＜PID-8＞F＜/PID-8＞

＜PID-11＞

＜PID-11-1＞南京市白下區光華門小區＜/PID-11-1＞

＜/PID-11＞

＜PID-13＞12345678＜/PID-13＞

＜PID-19＞320882196401016352＜/PID-19＞

＜/PID＞

根據HL7的語法規則，將上述基于HL7的XML文件轉化為HL7格式的消息，即為PID|||123456|| test ||1964-01-01|F|||南京市白下區光華門小區||12345678||||||32088219640 1016352。將該HL7消息傳遞到接收端，接收端將進行消息解析操作，消息的解析流程與生成流程正好相反。

2.2.2 其他模塊的設計

數據過濾模塊根據特定的規則，過濾出另一個應用所需要的數據，屏蔽其他無關數據，然后再生成HL7 消息，數據過濾的過程既可以發生在接收端也可以發生在發送端；數據緩存模塊通過采用數據庫的方式，在發送消息之前，將消息存在發送端的消息發送表里，當接收端收到消息后，消息同樣存放在接收端的消息發送表里，當接收端處理完消息后，會反饋一個“ACK” 消息[8]，發送端接收到消息后從消息發送表里找到之前發送的消息，標記為“已返回ACK”。這樣在不需要實時地更新數據的場合，可以將暫時不需使用的數據存儲起來，等到需要使用時再從消息發送表里調用。數據轉換模塊主要解決HIS與RIS中某些特定的數據格式存在差別的問題，如在RIS中，患者性別用男或女表示，而在HIS中性別則用1或2來代替。因此需要數據轉換模塊將二者進行統一確認。

2.3 HL7通信模塊的設計

HL7通信模塊即HL7消息的接收和發送過程。HIS 將發送端各類信息以HL7消息的形式傳遞到HL7網絡上，HL7引擎通過對發送的消息不斷地進行偵聽，當發現是自己的消息時，通過HL7數據處理模塊，對數據進行身份驗證，自動判定接收信息的質量，對通過驗證的消息進行解封裝處理，再經映射模塊的對照轉換，變成內部系統所能識別的形式，加入到本地數據庫。如發現異常或錯誤信息，通知信息發送端重新發送。

3 討論

我院HIS、RIS、PACS集成后已正常運行了4年。通過實踐證明，該集成方法效果良好，安全穩定，降低了系統的耦合性且易于擴展。患者在HIS的登記信息和醫囑信息可以直接傳輸到RIS服務器，無需再次錄入，降低了重復登記的錯誤率，提高了本院放射科的工作效率；臨床醫生通過IE瀏覽器直接觀看患者檢查圖像和診斷信息，消除了信息孤島，實現了院內信息的共享；在HIS 與PACS/RIS建立各種字典信息，方便了各科室間的統一劃價收費和信息的統一管理。

但是在HIS 與PACS/RIS集成中，仍有一些問題有待解決：HL7有一些規定是含糊不清的，且其順應性不夠理想，不利于HL7的實現，給后續工作留下了隱患；HL7組織實行會員制，根據廠商的產值收取會員費（自愿），并由此決定投票權的大小，目前國內的醫療機構和廠商都沒有加入這一組織，因此導致HL7與國內醫療信息脫節[9]；由于電子文檔的可復制性和可修改性，導致診療責任、醫患關系難以在法律上認定；HIS /RIS /PACS 集成后，信息高度共享，如何避免非法獲取患者醫療信息行為、保護患者個人健康信息的隱私成為了新的問題。

HL7解決了HIS 與PACS/RIS集成的，實現了醫院信息一體化，使醫院真正走上了信息化的道路。雖然在實施中遇到了一些問題，但隨著人們對于醫院信息化重視程度的深入，國內HIS、RIS、PACS的不斷標準化和規范化，相信基于HL7標準的HIS 與PACS/RIS集成系統，將會在醫療領域不斷發展，推動我國醫療衛生信息標準化的進程。

[1] 熊珍英,曾慶源．HL7在HIS 數據交換及疾病通報中的研究與實現[J]．醫療設備信息,2007,22(3):33-34．

[2] 金霞,歐宗英．基于HL7標準醫療信息交換的構建/解析[J]．焦作大學學報,2004,(1):66-69．

[3] 王海舜,王宏宇．基于HL7的HIS信息交換解決方案探討[J]．中國醫療器械,2008,32(2):111-112．

[4] 王忠慶,全宇．基于HL7的HIS 與PACS/RIS 集成[J]．醫院數字化,2009,30(4):52-53．

[5] 馬文虎,劉友華,翟油華．基于IHE 的醫學影像信息系統集成研究與實現[J]．信息技術與信息化,2011,(2):53-55．

[6] 薛以鋒．PACS與HIS融合方法的研究[J]．醫院數字化,2009, 4(30):45-46．

[7] 杲耀景,馮大春,王潛平．基于HL7 和XML 技術實現HIS 間信息交換與集成[J]．計算機與應用,2003,12(23):110-112．

[8] 郭凌菱,王彪,盧征,等．基于HL7 的HIS 與RIS/PACS 集成接口設計[J]．醫院數字化,2010,31(9):60-61．

[9] 張翠英,張尚軍,徐晨,等．醫療信息交換標準-HL7[J]．生物醫學工程學,2001,18(1):111-112．

Application of the HL7 Standard in Integration of HIS and PACS/RIS

LI Ang1a, SHEN Jun-shu1b, CAO Xin-zhi1a,2, GUO Hui1a, PAN Yong-quan1a
1. a. Department of Medical Imaging; b. Department of Radiation Oncology, Nanjing General Hospital of Nanjing Military Command, Nanjing Jiangsu 210002, China;
2. Department of Biomedical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing Jiangsu 210016, China

ObjectiveThe HL7 standard is executed in HIS (Hospital Information System) and PACS/RIS (Picture Archiving and Communication System /Radiology Information System) to solve the problem that the data could not be shared between the systems, and the advantages and disadvantages of the HL7 standard are discussed.MethodsThe HL7 message formats are discussed, combining with existed data exchanging processes of HIS and PACS/RIS in hospitals. And the HIS and PACS/RIS interface engine is designed based on the HL7 standard, and the advantages and disadvantages are analyzed by the practical application.ResultsThe integration of HIS and PACS/ RIS is realized by design of the HL7 interface engine, improving the workflow of the department of radiology, and facilitating unified management and sharing of information among all departments in hospitals.ConclusionThe HL7 standard could meet the demand about the documents and data exchanging among multiple applications, and scalability and maintainability of the integrated system are greatly improved. But further development are still needed.

HL7 standard; interface engine; hospital information system; picture archiving and communication system; system integration

TN951.04；TP393.03

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.09.011

1674-1633(2013)09-0033-03

2013-02-07

南京軍區南京總醫院院管課題（2011061）。

作者郵箱：1990527liang@163．com