基于XML的醫(yī)院信息集成平臺(tái)的研究與應(yīng)用

楊旋，朱辰， 周小甲，周慶利

1.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦產(chǎn)科 醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)中心，浙江 杭州 310006；2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第四醫(yī)院，浙江 義烏322000

基于XML的醫(yī)院信息集成平臺(tái)的研究與應(yīng)用

楊旋1，朱辰1， 周小甲1，周慶利2

1.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦產(chǎn)科 醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)中心，浙江 杭州 310006；2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第四醫(yī)院，浙江 義烏322000

目的建立醫(yī)院信息集成平臺(tái)，解決醫(yī)院各信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換接口不規(guī)范、信息不能共享問(wèn)題。方法醫(yī)院信息集成平臺(tái)以患者為中心，以方便臨床為方向，運(yùn)用可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（XML）和Web Service技術(shù)開(kāi)發(fā)。平臺(tái)通過(guò)建立松耦合關(guān)系把醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）、電子病歷（EMR）系統(tǒng)、圖像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)（PACS）與實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)（LIS）連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)信息共享。結(jié)果我院通過(guò)信息集成平臺(tái)的應(yīng)用，重建了醫(yī)療流程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)醫(yī)療質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)成本等目標(biāo)的有效控制。結(jié)論XML和Web Service技術(shù)可以有力支撐醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺(tái)的建設(shè)。

醫(yī)院信息集成平臺(tái)；XML；Web Service；醫(yī)院信息系統(tǒng)；電子病歷系統(tǒng)

引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)其依賴程度進(jìn)一步加劇，經(jīng)過(guò)十余年的成長(zhǎng)和發(fā)展，醫(yī)院信息系統(tǒng)的發(fā)展形勢(shì)十分令人欣慰，特別是近幾年來(lái)，大到三特、三甲醫(yī)院，小到鄉(xiāng)、鎮(zhèn)及各社區(qū)醫(yī)院都有了自己的醫(yī)院信息管理系統(tǒng)，說(shuō)明醫(yī)療行業(yè)的信息化已經(jīng)完全邁上了一個(gè)新的臺(tái)階[1-2]。

但是，醫(yī)院早期上線的系統(tǒng)基本都是由不同廠家開(kāi)發(fā)的獨(dú)立系統(tǒng)，不僅很少有設(shè)計(jì)出開(kāi)放式的接口供其他系統(tǒng)調(diào)用，并且開(kāi)發(fā)工具與開(kāi)發(fā)環(huán)境也不盡相同，這就使得醫(yī)院不同系統(tǒng)間的信息共享變得十分困難[3-4]。一般，當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)需要被共享利用時(shí)，我們會(huì)采取一對(duì)一的調(diào)用視圖或者調(diào)用動(dòng)態(tài)庫(kù)的接口模式來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種模式在子系統(tǒng)較少的情況下還可以滿足業(yè)務(wù)需要，一旦系統(tǒng)數(shù)量開(kāi)始劇增時(shí)，系統(tǒng)之間的關(guān)系線就容易形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[5]。而且這種接口模式容易造成數(shù)據(jù)冗余與重復(fù)，比如病人的基本信息，不僅電子病歷（EMR）系統(tǒng)要用，圖像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)（PACS）與實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)（LIS）也要用，這樣醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）就要與每個(gè)需要共享病人基本信息的系統(tǒng)一一開(kāi)發(fā)接口、做視圖，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)冗余、重復(fù)共享，使日后系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)工作變得復(fù)雜和困難。伴隨著系統(tǒng)數(shù)量繼續(xù)增多，流程變化越來(lái)越復(fù)雜的情況下，最終造成接口維護(hù)困難，并導(dǎo)致由于工作量過(guò)大而無(wú)法繼續(xù)維護(hù)下去[6]。近些年，為了解決這個(gè)問(wèn)題，醫(yī)院信息集成平臺(tái)就登場(chǎng)了，并迅速成為醫(yī)院信息化建設(shè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)[7]。

1 醫(yī)院信息集成平臺(tái)相關(guān)技術(shù)

1.1 XML技術(shù)

可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（XML）是在1998年由萬(wàn)維網(wǎng)聯(lián)盟制定的一種源標(biāo)注語(yǔ)言，主要是為了解決超文本標(biāo)記語(yǔ)言（HTML)無(wú)法滿足越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的需求[8]。XML作為一種網(wǎng)絡(luò)中常用的數(shù)據(jù)交換格式迅速得到了支持，而醫(yī)院EMR系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集于多個(gè)不同的系統(tǒng)，病歷的內(nèi)容也在不斷的變化，將這些不同的變化集中在一起就需要統(tǒng)一的描述性語(yǔ)言XML。這樣既可以傳輸EMR系統(tǒng)中大量的文本數(shù)據(jù)，還可以傳輸一些數(shù)值參數(shù)和多媒體數(shù)據(jù)。如EMR系統(tǒng)通過(guò)信息平臺(tái)向HIS發(fā)起病人基本信息數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，平臺(tái)收到參數(shù)后以XML格式再傳遞給HIS。

1.2 Web Service技術(shù)

Web Service是一種革命性的分布式計(jì)算技術(shù)，將XML的消息處理作為基本的數(shù)據(jù)通訊方式，消除不同組件模型、編程語(yǔ)言和操作系統(tǒng)之間存在的差異，使不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)的一部分進(jìn)行協(xié)同運(yùn)行。Web Service是將封裝成單個(gè)實(shí)體發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上供其他程序使用的功能集合，它的主要特點(diǎn)是跨平臺(tái)的可操作性。使用者不需要知道該功能的實(shí)現(xiàn)方式或方法等細(xì)節(jié)，只知道其具體的功能即可。Web Service最大的特點(diǎn)是基于現(xiàn)有的Internet的標(biāo)準(zhǔn)，可以通過(guò)統(tǒng)一資源定位符（URL）訪問(wèn)獲取XML參數(shù)，既可以在局域網(wǎng)上使用也可以在Internet上使用[9-11]。

2 醫(yī)院信息集成平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 醫(yī)院集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)特征

集成平臺(tái)的技術(shù)特點(diǎn)就是能把每個(gè)系統(tǒng)提供的功能都做成相關(guān)的服務(wù)。Web Service能將現(xiàn)有的系統(tǒng)功能進(jìn)行封裝，然后將他們部署到平臺(tái)上，提供給其他系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用。利用Web Service的跨平臺(tái)及和語(yǔ)言無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺(tái)示例圖，見(jiàn)圖1。醫(yī)院的數(shù)據(jù)具有復(fù)雜性，而且分布于醫(yī)院的各個(gè)子系統(tǒng)中，因此需要將各個(gè)子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)以Web服務(wù)的形式展現(xiàn)出來(lái)，供有需要的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用，各個(gè)信息系統(tǒng)之間利用XML技術(shù)和Web Service進(jìn)行集成的總體框架圖，見(jiàn)圖2。Web服務(wù)以XML的參數(shù)形式進(jìn)行傳遞，而在.NET技術(shù)中，創(chuàng)建和調(diào)用Web服務(wù)是非常容易實(shí)現(xiàn)的。

2.2 XML編碼

圖1 醫(yī)院信息平臺(tái)集成示例

圖2 醫(yī)院信息平臺(tái)集成框架圖

集成平臺(tái)的整體模型分為3個(gè)過(guò)程：XML編碼過(guò)程、XML網(wǎng)絡(luò)傳輸和XML解析。在整個(gè)過(guò)程中XML作為Web服務(wù)接口傳遞的參數(shù)，在醫(yī)院系統(tǒng)集成平臺(tái)中有著舉足輕重的作用。傳統(tǒng)的XML封裝是在.net中進(jìn)行的，需要C#訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，在程序中生成XML，在程序中雖然可以實(shí)現(xiàn)XML的封裝，但是耦合程度非常高。XML參數(shù)中需要更新、增加和修改節(jié)點(diǎn)時(shí)，都需要修改程序和發(fā)布服務(wù)，這樣在每次更新程序中都會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn)，不能滿足醫(yī)院的業(yè)務(wù)需求和高實(shí)時(shí)性要求。此外，這種封裝XML的方式，由于需要與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)和交互，在傳輸數(shù)據(jù)量比較大的XML時(shí)就會(huì)產(chǎn)生帶寬不足的情況，導(dǎo)致效率低下，甚至中斷。為了使XML封裝與傳輸分開(kāi)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)新的模型，將XML的生成完全在數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)，通過(guò)服務(wù)進(jìn)行傳輸。

2.3 XML網(wǎng)絡(luò)傳輸功能實(shí)現(xiàn)及Web服務(wù)部署

醫(yī)院信息系統(tǒng)集成中關(guān)鍵部分是醫(yī)院信息系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的交換，XML作為一種數(shù)據(jù)中介，可以很方便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成和交換，滿足上述的需求。將所有需要同步和異步的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的XML數(shù)據(jù)格式，使數(shù)據(jù)交換符合定義的應(yīng)用規(guī)范，實(shí)現(xiàn)在醫(yī)院信息系統(tǒng)之間進(jìn)行無(wú)縫數(shù)據(jù)交換和傳輸。

上文已經(jīng)描述了XML的創(chuàng)建，作為XML傳輸?shù)妮d體Web Service技術(shù)，可以很方便地在XML創(chuàng)建的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。無(wú)論Web Service是用什么工具、哪種語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，只要客戶端使用簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議（Simple Object Access Protocol，SOAP）通過(guò)HTTP（HyperText Transfer Protocol）來(lái)調(diào)用它。總體結(jié)構(gòu)上都是用自己擅長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)Web Service服務(wù)，然后發(fā)布網(wǎng)站服務(wù)來(lái)把它曝露給Web客戶。不管是HIS，還是其他醫(yī)療信息系統(tǒng)都只需要閱讀WSDL（Web Services Description Language，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述語(yǔ)言）文檔，來(lái)調(diào)用這個(gè)Web Service服務(wù)。客戶根據(jù)文檔生成XML格式的請(qǐng)求消息，Web 服務(wù)器受到請(qǐng)求消息后會(huì)把這些請(qǐng)求發(fā)給Web Service請(qǐng)求處理器。Web Service請(qǐng)求處理器會(huì)把請(qǐng)求消息發(fā)送給相應(yīng)的信息系統(tǒng)，然后把信息系統(tǒng)返回的消息再發(fā)送給客戶端。

本文采用XML數(shù)據(jù)格式作為醫(yī)療數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)，這樣能夠方便醫(yī)院各信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和交流。醫(yī)院各信息系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換都具有明顯的共同特點(diǎn)，即有明確的請(qǐng)求消息和應(yīng)答消息。因此我們采用Web Service服務(wù)的形式實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，將XML作為請(qǐng)求消息和應(yīng)答消息的輸入和輸出參數(shù)。

在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，關(guān)鍵部分是調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)過(guò)程獲得返回的XML然后返回給客戶端。根據(jù)編寫(xiě)的代碼服務(wù)在Microsoft Visual Studio 2008中發(fā)布生成網(wǎng)站，服務(wù)調(diào)用的輸入?yún)?shù)界面，見(jiàn)圖3。其中Serviceid是定義的服務(wù)唯一標(biāo)識(shí)，entityid是服務(wù)定義的實(shí)體標(biāo)識(shí)符可以與Serviceid保持一致，Xmlmessage是請(qǐng)求的消息參數(shù)。

2.4 XML解析實(shí)現(xiàn)

圖3 醫(yī)院信息系統(tǒng)服務(wù)調(diào)用界面圖

圖4 ESB6.0集成平臺(tái)中信息系統(tǒng)接入配置圖

在數(shù)據(jù)交換中，XML解析也非常重要，就是能夠根據(jù)服務(wù)返回的XML參數(shù)，準(zhǔn)確解析其中的信息，然后對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的增加、刪除和更新操作。在SQL和ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)于XML參數(shù)的解析，都有相應(yīng)的方法可以實(shí)現(xiàn)。

3 信息系統(tǒng)接入

上文介紹了醫(yī)院信息集成平臺(tái)中的關(guān)鍵部分的醫(yī)院服務(wù)接口開(kāi)發(fā)，我院采用的信息系統(tǒng)集成平臺(tái)是用友公司開(kāi)發(fā)的基于SOA架構(gòu)的ESB6.0醫(yī)療信息集成平臺(tái)。該平臺(tái)將醫(yī)院現(xiàn)有的和未來(lái)的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的整合，形成一個(gè)松散耦合的開(kāi)放的一體化信息整體，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院各信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。醫(yī)院各信息系統(tǒng)接入醫(yī)院集成平臺(tái)的步驟如下：

（1）提供接入信息系統(tǒng)的服務(wù)定義的WSDL文檔和URL，開(kāi)發(fā)適配器（一個(gè)接入系統(tǒng)對(duì)應(yīng)一個(gè)適配器)。

（2）復(fù)制適配器文件*.jar，如hangzhou_Bed SideApp_1.0.0.jar復(fù)制到集成平臺(tái)的服務(wù)器上。

（3）在服務(wù)注冊(cè)文件service.xml中添加新增服務(wù)接口，即定義的唯一標(biāo)識(shí)，如HIS_PATIENT_QUERY，指定服務(wù)接口的流向，如EMR系統(tǒng)。

具體的信息系統(tǒng)接入的文件配置，見(jiàn)圖4。

目前，我院集成平臺(tái)接入系統(tǒng)已經(jīng)超過(guò)10個(gè)（HIS、EMR、LIS、PACS、排隊(duì)叫號(hào)、護(hù)士工作站、門(mén)診電子病歷、移動(dòng)護(hù)理系統(tǒng)、麻醉信息系統(tǒng)等），共提供150多個(gè)服務(wù)接口，每天保持高達(dá)約40～45萬(wàn)條業(yè)務(wù)消息吞吐量，充分體現(xiàn)了集成平臺(tái)對(duì)醫(yī)院信息系統(tǒng)集成的有力支撐，創(chuàng)建了一種信息系統(tǒng)松耦合化集成的高效模式，滿足了日益不斷變化的系統(tǒng)需求[12]。

4 總結(jié)及展望

醫(yī)院集成平臺(tái)提供了統(tǒng)一的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)醫(yī)院各信息系統(tǒng)的集成，這種集成方式的特點(diǎn)有：系統(tǒng)松耦合化、集成簡(jiǎn)單化、連接標(biāo)準(zhǔn)化，提高了系統(tǒng)集成的可維護(hù)性并且方便醫(yī)院管理。

本文主要介紹信息系統(tǒng)集成中用到的關(guān)鍵技術(shù)XML技術(shù)和Web Service技術(shù)，分析了醫(yī)院信息系統(tǒng)集成的技術(shù)特征。詳細(xì)闡述了醫(yī)院信息系統(tǒng)集成中XML編碼過(guò)程、XML網(wǎng)絡(luò)傳輸和XML解析三個(gè)部分的實(shí)現(xiàn)方法和關(guān)鍵代碼。簡(jiǎn)單介紹了本院采用的ESB6.0集成平臺(tái)和信息系統(tǒng)接入方法。

當(dāng)然在集成平臺(tái)的應(yīng)用過(guò)程中也存在一些不足，比如：在新的系統(tǒng)上線時(shí)，還是需要與平臺(tái)做對(duì)接，也就少不了服務(wù)接口的開(kāi)發(fā)，暫時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)即插即用的理想應(yīng)用環(huán)境。平臺(tái)本身存在一定的信息安全隱患性，萬(wàn)一平臺(tái)宕機(jī)，全院系統(tǒng)可能面臨整體癱瘓，所以對(duì)平臺(tái)的日常維護(hù)和巡檢非常重要。由于我院為專(zhuān)科性質(zhì)醫(yī)院，各信息系統(tǒng)和集成平臺(tái)的結(jié)構(gòu)偏向醫(yī)院專(zhuān)科性質(zhì)，在進(jìn)一步推廣到綜合性醫(yī)院過(guò)程中還需要繼續(xù)測(cè)試與融合。

針對(duì)以上不足，在以后的工作中要加強(qiáng)與病患與醫(yī)護(hù)人員溝通，改善界面的操作便利性與友好性。同時(shí)加強(qiáng)與綜合性醫(yī)院的合作與交流，測(cè)試在綜合性醫(yī)院的數(shù)據(jù)條件下我院的集成平臺(tái)和解析方法是否可以勝任。總之，信息集成是未來(lái)醫(yī)院信息建設(shè)的大方向，只要我們堅(jiān)持與患者為中心，以醫(yī)院信息化建設(shè)為重點(diǎn)，積極與各方面單位合作，就一定能夠?qū)⑨t(yī)院信息系統(tǒng)建設(shè)得更加強(qiáng)壯。

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Research and Application of a Hospital Information Integration Platform Based on XML

ObjectiveTo establish a hospital information integration platform to solve the problems of unstandardized data exchange interface and failure in information sharing between each information system in the hospital.MethodsThe hospital information integration platform was developed by using Extensible Markup Language (XML) and Web Service technology with taking the patients as the center and the convenience of the clinical as the direction. Through the establishment of loose coupling relationship, the platform was connected with Hospital Information System (HIS), Electronic Medical Records (EMR), Picture Archiving and Communication Systems (PACS) and Laboratory Information System (LIS) to realize information sharing.ResultsThe reconstruction of the medical process was made in the hospital through application of information integration platform to achieve the effective control of the medical quality, economic costs and other objectives.ConclusionBased on XML and Web Service technology, it could effectively support the construction of the hospital information system integration platform.

hospital information system; XML; Web Service; hospital information system; electronic medical records

YANG Xuan1, ZHU Chen1, ZHOU Xiao-jia1, ZHOU Qing-li2
1. Network Center, Women’s Hospital, School of Medicine, Zhejiang University, Hangzhou Zhejiang 310006, China; 2. The Fourth Affiliated Hospital, School of Medicine, Zhejiang University, Yiwu Zhejiang 322000, China

TP311.52；TP393.03

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.12.021

1674-1633(2016)12-0082-04

2016-08-12

2016-08-27

浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2014C33082）。

作者郵箱：yangxuan@zju.edu.cn