基于XML的醫療數據集成系統設計

林德南++陶保平++鄭靜++李海平

摘 要：文章針對醫療信息集成中存在的問題和障礙，研究基于XML模式醫療信息數據集成系統的設計方案和關鍵技術，設計完成了基于HL7標準的醫療數據集成系統。本系統能夠對醫院的各個異構數據庫中的醫療數據進行有效的集成，在保證其他系統相對獨立工作的前提下，能夠實現對大量醫療數據的高效集成和處理功能，使得醫療人員查詢多源關聯數據更加便捷，并且正確結果的返回更加及時。

關鍵詞：數據集成；醫療信息；XML；HL7

中圖分類號：TP311.13 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）29-0014-02

1 研究背景

醫療事業是關系到民生問題的一項重要事業，主要包括民眾疾病的預防、監控和治療等方面的工作[1]。醫療信息系統融醫療服務與信息技術于一體，在信息時代發揮著越來越最重要的功能。近年來，隨著我國醫療體制改革的不斷深入，醫療機構將不斷推進信息化建設，實現各類數據的有效集成。傳統的異構數據集成方法有聯邦數據庫系統、數據倉庫法和虛擬法，而近年來可擴展標記語言（Extensible Markup Language，XML）已經成為互聯網數據交互的主要工具。本文通過對基于XML模式醫療數據集成系統的關鍵技術進行研究，在保證其他系統相對獨立工作的前提下，實現了醫院各個異構數據庫中醫療數據的高效集成處理，使得醫療人員查詢多源關聯數據更加便捷。

2 HL7標準與XML

2.1 HL7標準

HL7（Health Level Seven）是國際醫院數據信息傳輸協議的標準，能夠規范醫院數據信息管理格式，降低醫療機構之間數據信息傳輸成本，提高共享程度[2]。基于HL7標準進行數據交換的基本原理是：將各個系統的異構數據轉換為HL7標準格式，按照指定的網絡傳輸協議（如TCP等協議）傳輸到另一方，接受者在用戶層上進行應答和有效性驗證，再將消息傳入到應用系統，依據該標準的語法規則進行解析，最終將消息轉化為應用數據。本系統基于HL7標準，數據集成系統與醫院異構系統之間進行良好的交互，并轉化為XML格式，實現醫療數據集成系統的功能。

2.2 XML數據集成技術

XML是一種可擴展標記性語言，由標準通用標記語言（Standard Generalized Markup language，SGML）發展而來，該語言不僅繼承了SGML的各種優點，同時還避免了其復雜難用的缺點[3]。XML具有兩個主要特點，一是自描述性，即允許開發者自定義標簽并將標簽內容有效分離；二是半結構化，即XML本身是文本語言，但是可以通過DTD和Schema補充其結構性。XML具有易開發性和可擴充性等優點，適用于異構環境下的數據交換，且通過數據庫實現數據信息的關聯和處理，能夠達到異構數據集成的目的。

3 系統架構設計

架構簡介

本系統基于HL7傳輸協議，采用中間件技術完成醫療數據集成過程，實現信息查詢和訪問的功能。如圖1所示，本系統具有三層架構：

首先是用戶層，開發者根據醫療機構的不同需求設置查詢權限，用戶根據需要可在醫療數據集成系統上查詢相關數據，實現系統的相關功能。

其次是中間層，應用層的查詢請求通過中介器進行分解查詢，得到子查詢并通過包裝器進行包裝后再經過HL7接口轉化為XML格式反饋給用戶。

最后是數據存儲層，將醫院各異構子系統的數據信息與中間層交互，異構的數據經過無效信息過濾、數據加密和數據壓縮等過程[4]，分別存儲到相應的數據庫中。

4 系統中間層設計

4.1 中介器設計

本系統基于HL7標準，選擇XML進行數據傳輸。在中間層中，中介器實現醫療信息數據集成。系統依據XML的衍生技術XQuery和XML Schema 實現不同醫療系統間的數據交互，將查詢分解為多個數據源的子查詢，各個子查詢之間相互獨立，再將局部查詢得到的結果進行模式轉換，并匯總為XML格式反饋給用戶。中介器接收到的全局查詢命令和發送到包裝器的子查詢都采用XQuery的統一形式；與此同時，查詢執行的緩存中也含有部分查詢結果，直接在緩存中查詢可以提高查詢效率；HL7標準能簡化映射過程，使數據轉換過程變得高效快捷；XML Schema展示出XML格式的眾多優點，包括可拓展性、重復性和獨立性等。

4.2 包裝器設計

在中間層中，包裝器具有兩大功能，一是子查詢命令的轉換，二是局部查詢結果的轉換[5]。整個流程如圖2所示：首先中介器將子查詢發送給包裝器，然后包裝器將子查詢轉換為醫療數據源能夠處理的查詢，最終將XML格式的查詢結果返回給查詢執行引擎。而基于HL7協議的結果轉換器則對各個異構醫療數據源查詢到的相關結果進行合適的轉換，生成易于被各系統識別的XML格式文件，同時該過程能夠起到減弱數據異構性的作用。

5 結束語

本系統將原先的各個異構系統數據進行集成，降低了各業務系統的復雜程度，減少了系統開發維護所需要的費用，提高了醫療機構之間的數據信息共享度和醫療信息化的覆蓋范圍。在日常醫療活動中，極大地降低了醫療人員的工作量，提高了醫療機構的工作效率，讓醫療人員更及時有效地為患者服務。

參考文獻：

[1]崔雋.基于醫療系統的異構數據共享的研究與設計[D].吉林大學，2011.

[2]汪永琳，丁一.基于HL7的醫療數據集成及系統設計[J].通信技術，2009，42（12）：176-178.

[3]許峰，張雪潔，李鳳生，等.XML數據集成平臺的研究與應用[J].計算機工程與設計，2009，30（13）：3212-3215.

[4]曾汪旺，謝穎夫，胡光闊.多源異構數據整合系統在醫療大數據中的應用[J].價值工程，2017，36（8）：80-82.

[5]胡芳，沈紹武.醫療數據集成平臺的研究與設計[J].世界科學技術：中醫藥現代化，2015，17（4）：916-921.endprint