基于ESB的醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺的建設(shè)與應(yīng)用

高東慧 陳柯 陳輝

關(guān)鍵詞：信息化；企業(yè)服務(wù)總線；數(shù)據(jù)交換平臺；消息格式

0 引言

隨著醫(yī)療信息技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)院逐步建立了電子病歷系統(tǒng)（EMR） 、放射信息管理系統(tǒng)（RIS） 、醫(yī)學(xué)影像歸檔通信系統(tǒng)（PACS） 、檢驗信息系統(tǒng)（LIS） 等信息系統(tǒng)，在醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)的早期，由于業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)量較少，各個系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換量少[1-2]，基本采用的是點對點數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)中心交換，其中最常見的數(shù)據(jù)交換方式是通過數(shù)據(jù)庫的表、視圖、存儲過程等方式進行的，但是這種方式隨著醫(yī)院信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)量不斷增多而導(dǎo)致數(shù)據(jù)耦合性、擴展性和可維護性變差，不利于醫(yī)院信息化建設(shè)的進一步發(fā)展。而基于企業(yè)服務(wù)總線（ESB） 的醫(yī)療數(shù)據(jù)交換平臺的出現(xiàn)極大地解決了上述問題，它以標準數(shù)據(jù)格式為消息內(nèi)容，通過Web Service服務(wù)和HTTP通信接口方式進行各個信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，它能增強醫(yī)院醫(yī)療信息數(shù)據(jù)的可擴展性和可維護性，方便各個醫(yī)療信息系統(tǒng)互相的對接和使用。本文以張家港市第一人民醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺的建設(shè)情況為例，來介紹其技術(shù)要點和驗證數(shù)據(jù)交換平臺的有效性。

1 數(shù)據(jù)交換平臺數(shù)據(jù)標準化

數(shù)據(jù)交換平臺通過采用標準化數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)傳輸交換可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。因為數(shù)據(jù)標準化可以將多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行歸一化處理，確保數(shù)據(jù)在平臺中能夠共享。同時平臺可以對多種標準進行轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)異構(gòu)消息的轉(zhuǎn)化和映射[3]。數(shù)據(jù)交換平臺用到的標準化數(shù)據(jù)格式有：HL7（Health Level Seven） 標準，JSON（JavaScript Object Notation） 格式。

1.1 HL7標準

HL7是Health Level Seven的簡稱，是標準化的醫(yī)療衛(wèi)生信息交換協(xié)議，用以解決不同廠商的醫(yī)療設(shè)備、儀器、醫(yī)療信息系統(tǒng)之間醫(yī)療數(shù)據(jù)交換的問題[4]。

HL7 的數(shù)據(jù)以消息為基本構(gòu)成單位，消息是由段、字段、組件、分隔符等構(gòu)成。一條消息由多個段組成，每一段都有由3 個字符表示的段名。如：

消息段（MSH） ：表示消息頭；

消息段（EVN） ：表示事件類型；

消息段（PID） ：表示患者基本信息；

消息段（PV1） ：表示患者住院情況；

消息段（DG1）（可選擇）：表示患者診斷信息，診斷代碼和診斷名稱；

消息段（ORC）（醫(yī)技項目）（可選擇）：表示醫(yī)技項目申請單序號；

消息段（OBR）（醫(yī)技項目）（可選擇）：表示醫(yī)技項目申請信息；

消息段（OBX）（醫(yī)技項目）（可選擇）：表示醫(yī)技項目結(jié)果信息；

同時每個消息段由多個字段組成，字段之間用“|”分隔。一個數(shù)據(jù)字段又可能由多個組件組成，組件之間用“^”分隔。字段和數(shù)據(jù)字段代表的值可根據(jù)文檔標準進行查閱對照?！埃躵”表示消息終止符。HL7需形成文檔說明，包括字段名稱和說明信息等內(nèi)容，形成標準格式給予消息的發(fā)送方和接受方。然后發(fā)送方和接受方通過數(shù)據(jù)平臺進行HL7信息數(shù)據(jù)交換。

以張家港市第一人民醫(yī)院用到的患者入院基本信息的一個例子來說明，其HL7消息內(nèi)容如下：

JSON格式中包括頭部（Header） 和消息體（Body） 。頭部（Header） 包括一些消息發(fā)送的固定格式包括消息類型，消息唯一號，消息發(fā)送時間和接受發(fā)送方標識等，消息體（Body） 包括具體的內(nèi)容展示。JSON格式以字段名稱，說明信息等內(nèi)容形成文檔，給予消息的發(fā)送方和接受方。然后發(fā)送方和接受方通過數(shù)據(jù)平臺進行JSON格式信息數(shù)據(jù)交換。

2 基于數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)交換方式

EMR、LIS、RIS 和PACS等醫(yī)療信息系統(tǒng)以WebService服務(wù)或者HTTP接口通信的方式接入數(shù)據(jù)交換平臺，醫(yī)療信息系統(tǒng)之間不直接進行數(shù)據(jù)交換，而是通過數(shù)據(jù)交換平臺進行數(shù)據(jù)的交換通信。各信息系統(tǒng)互為消息的發(fā)送方和消息的接受方。消息的發(fā)送方發(fā)送消息到數(shù)據(jù)交換平臺，經(jīng)由數(shù)據(jù)交換平臺完成數(shù)據(jù)信息的提取、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)消息路由，從而以標準的數(shù)據(jù)格式發(fā)送到消息的接受方。其流程如下：

1） 發(fā)送方在業(yè)務(wù)節(jié)點觸發(fā)后，如果需要把業(yè)務(wù)信息傳遞給其他系統(tǒng)，按照標準數(shù)據(jù)文檔的HL7/JSON 消息格式，對相應(yīng)的業(yè)務(wù)內(nèi)容進行HL7/JSON 消息封裝；

2） 發(fā)送方將封裝好的HL7/JSON消息以Web Ser?vice服務(wù)或者HTTP接口通信的方式發(fā)送給數(shù)據(jù)交換平臺；

3） 數(shù)據(jù)交換平臺在接收消息后按照通道配置情況，完成數(shù)據(jù)信息的提取、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)消息路由，把消息分發(fā)到指定的系統(tǒng)；

4） 由接收方發(fā)通過數(shù)據(jù)交換平臺發(fā)送一條處理結(jié)果應(yīng)答給發(fā)送方；

5） 各系統(tǒng)接受方在收到發(fā)來的消息后，解析消息內(nèi)容（消息格式是HL7/JSON） ，對收到的消息進行相關(guān)的業(yè)務(wù)處理。

數(shù)據(jù)交換平臺允許數(shù)據(jù)在消息發(fā)送者和消息接收者之間的交換中跨越不同的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。例如，Web Service服務(wù)或者HTTP接口通信可以用在同一個路由通信中，數(shù)據(jù)格式（HL7/JSON） 可以進行不同之間的轉(zhuǎn)換。由于數(shù)據(jù)交換平臺并不直接儲存各醫(yī)療信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，因而可以避免基于數(shù)據(jù)中心交換造成的性能瓶頸問題。同時醫(yī)療信息系統(tǒng)以各自的接口和標準的數(shù)據(jù)格式接入到數(shù)據(jù)交換平臺進行數(shù)據(jù)交換，醫(yī)療信息系統(tǒng)的更新?lián)Q代時，只需把新的醫(yī)療信息系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)交換平臺，并不影響其他醫(yī)療信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)交換平臺的連接，大大降低了醫(yī)療信息系統(tǒng)之間的耦合性[4]。

3 數(shù)據(jù)交換平臺應(yīng)用效果

本文以張家港市第一人民醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺中住院患者醫(yī)囑信息的發(fā)送、檢驗單申請和結(jié)果推送為例，驗證數(shù)據(jù)交換平臺的有效性。

3.1 醫(yī)囑信息發(fā)送

本文以醫(yī)生給住院病人進行開醫(yī)囑信息的醫(yī)療業(yè)務(wù)流程為例，驗證數(shù)據(jù)交換平臺的有效性。如圖1 所示，住院病人的開醫(yī)囑信息的醫(yī)療業(yè)務(wù)流程涉及住院電子病歷系統(tǒng)（EMR） 、醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS） 、檢驗信息系統(tǒng)（LIS） 之間的業(yè)務(wù)交互。

具體流程如下：

1） 醫(yī)生在住院電子病歷系統(tǒng)中開具醫(yī)囑信息之后，醫(yī)囑信息被封裝成JSON格式后傳給數(shù)據(jù)交換平臺的接收服務(wù)通信點（HTTP 接口，如圖1 中的平臺HTTP_輸入_10通信點）。

2） 數(shù)據(jù)交換平臺接收到醫(yī)囑信息之后，進行信息的路由選擇，如：藥品醫(yī)囑信息發(fā)送給數(shù)字化藥房系統(tǒng)進行藥品的記賬和配送；移動護理系統(tǒng)接收到檢驗醫(yī)囑信息進行采血操作。

3） 數(shù)據(jù)交換平臺通過平臺路由選擇分發(fā)醫(yī)囑信息到各個接收醫(yī)囑信息的通信點（如圖1中：數(shù)字化藥房HTTP通信點，移動護理HTTP通信點等），然后各個接收系統(tǒng)進行醫(yī)囑信息（JSON格式）的解析使用，同時通過平臺返回醫(yī)囑消息確認信息給住院電子病歷系統(tǒng)。

3.2 檢驗申請單和結(jié)果推送

檢驗申請單和結(jié)果推送涉及電子病歷系統(tǒng)（EMR） 、醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS） 、檢驗信息系統(tǒng)（LIS） 之間的業(yè)務(wù)交互。

3.2.1 檢驗單申請具體流程

1） 醫(yī)生在電子病歷系統(tǒng)中開具患者的檢驗申請單的信息被封裝成HL7格式后傳給數(shù)據(jù)交換平臺的接收服務(wù)通信點（HTTP 接口，如圖2 中平臺_HTTP_20002通信點）；

2） 通過數(shù)據(jù)交換平臺中的申請主路由發(fā)送檢驗申請單到檢驗信息系統(tǒng)（LIS） 系統(tǒng)的接收通信點中（Web Service 服務(wù)，如圖2 中LIS_SOAP_輸出_80 通信點）；

3） 通過平臺返回檢驗申請單確認信息給電子病歷系統(tǒng)。

3.2.2 檢驗結(jié)果推送具體流程

1） 檢驗信息系統(tǒng)（LIS） 系統(tǒng)通過調(diào)用數(shù)據(jù)交換平臺Web Service服務(wù)（圖3中平臺_SOAP_輸入_9091通信點）把檢驗結(jié)果信息（HL7格式）傳入平臺中；

2） 平臺通過路由選擇分發(fā)給各個接入平臺的系統(tǒng)中（如圖中無紙化系統(tǒng)、院感系統(tǒng)、卒中系統(tǒng)、His數(shù)據(jù)庫表中供His查閱檢驗信息、區(qū)域臨檢中心等）

3） 通過平臺返回檢驗結(jié)果確認信息給檢驗信息系統(tǒng)（LIS） 系統(tǒng)。從張家港市第一人民醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺中住院患者醫(yī)囑信息的發(fā)送和檢驗單申請和結(jié)果推送這兩個實例看出：

1） 數(shù)據(jù)交換平臺采用標準化信息數(shù)據(jù)格式，接入平臺獲取數(shù)據(jù)消息便捷化，可以方便醫(yī)院信息系統(tǒng)的接入，提高了醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)的穩(wěn)定性和可擴展性；

2） 數(shù)據(jù)交換平臺采用一對多接口交換模式，可以減輕業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的壓力，同時免除從數(shù)據(jù)庫直接獲取數(shù)據(jù)，減輕院內(nèi)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換壓力，降低服務(wù)器使用成本。

3） 數(shù)據(jù)交換平臺采用規(guī)范化流程，平臺統(tǒng)一對外數(shù)據(jù)交換標準，并提供多種靈活的對接技術(shù)，如（WebService服務(wù)或者HTTP接口）[3]。

4 結(jié)論

本文以張家港市第一人民醫(yī)院基于ESB的數(shù)據(jù)交換平臺的建設(shè)情況為例，介紹了平臺消息格式技術(shù)要點，同時通過醫(yī)囑信息發(fā)送、檢驗申請單和結(jié)果推送兩個例子驗證數(shù)據(jù)交換平臺的有效性。數(shù)據(jù)交換平臺采用規(guī)范化流程和標準化信息數(shù)據(jù)格式，統(tǒng)一對外數(shù)據(jù)交換標準，并提供多種靈活的對接技術(shù)。因此平臺可以方便醫(yī)院信息系統(tǒng)的接入，提高醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)的穩(wěn)定性和可擴展性，同時由于平臺采用的是一對多接口交換模式，可以減輕業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的壓力。