最新醫(yī)院信息集成平臺建設方案

1、精品文檔信息集成平臺建設方案1 建設需求一個完善的醫(yī)院信息系統通常由上百個子系統組成，牽涉眾多的專業(yè)領域。這么龐大的系統需要非常專業(yè)化的軟件開發(fā)分工， 整合不同廠商有特色的專業(yè)系統是醫(yī)院信息系統的發(fā)展趨勢， 醫(yī)院信息化能夠取得成功必須保證各個系統的有效集成和數據的高度共享。 然而這些系統通常是隨著醫(yī)院的發(fā)展需求逐步建設的，它們來源于不同的廠家， 基于不同的技術， 缺乏統一的信息交換標準， 這些系統的集成整合已經逐漸成為醫(yī)院數字化發(fā)展亟待解決的主要問題。系統集成平臺的構建主要面向兩個核心問題： 一個是為各種醫(yī)療應用提供統一的醫(yī)療數據訪問服務， 從而消除各種醫(yī)療應用系統與醫(yī)療數據中心的直接耦合性；

2、另一個是為各種臨床信息系統提供系統集成服務， 系統集成服務基于系統集成模型，通過 HL7和 DICOM等標準通訊協議為各種醫(yī)療應用系統提供集成服務，確保各個臨床信息系統在工作流整合的基礎上實現交互協作， 從而以數字化的形式完成各項醫(yī)療業(yè)務。2 建設目標系統間的整合、 集成和擴展一直都是制約醫(yī)院數字化發(fā)展的主要障礙， 由于不同廠商之間的產品不兼容， 使得醫(yī)院整體信息化步履維艱。 通過建設一個規(guī)范的系統集成平臺，在 IHE、DICOM、HL7等國際標準的基礎上，制定覆蓋醫(yī)療所有業(yè)務流程的系統集成規(guī)范， 開發(fā)基于規(guī)范的系統集成平臺， 為遺留的、當前的以及將來的系統提供了一個統一且標準的數據交換和工作

3、流協同的平臺。3 信息集成方法信息集成方法有三，即應用集成、數據集成、界面集成，這三種集成方式各精品文檔精品文檔解決不同方面的問題。 應用集成指應用程序之間實時或異步交換信息和相互調用功能，可以采用 HL7消息， WebService ，CORBA，EJB，DCOM， RPC等標準，采用消息中間件， BPM等中間件實現；數據集成是指應用系統的數據庫系統之間的數據交換和共享，以及數據之間的映射變換，常采用 ETL （ Extract-Transform-Load ）工具實現；界面集成含義是應用程序界面之間相互關聯引用合成，采用技術包括 ActiveX 插件、 Portlet 、IFrame 等。

4、協同應用從早期單純的點對點接口方式， 發(fā)展到現如今的集成平臺方式。 各種方式中：點對點接口方式的復雜性在于要和不同的系統建立 1：N的接口，假定有N個系統相互之間需要建立接口，則接口數為 N*(N-1)/2 。集成平臺方式中，在N 個系統需要進行應用協同的情況下，只需要開發(fā)N個適配器接口即可，減少了集成平臺的系統負荷。由于醫(yī)院信息系統復雜性， 我們根據不同的需求和應用場景，設計分別采用上述三種不同集成方法和手段進行信息集成。4 應用集成和醫(yī)技輔診科室信息系統（如PACS/RIS、LIS 、MUSE等）的信息集成，這種場景，信息交互的數據量不大， 實時性要求不高， 且各信息系統各專業(yè)廠商實現方式

5、相差較大，采用基于集成平臺的應用集成方式是最優(yōu)選擇。集成平臺體系結構如下圖所示， 集成平臺對外提供支持多種方式的集成服務：包括 WebService 服務、 TCP監(jiān)聽服務、文件監(jiān)測服務、FTP服務、 SQL監(jiān)控服務等方式。精品文檔精品文檔醫(yī)院信息系統在國際、國內廣泛采用的有一套集成規(guī)范，即：醫(yī)療健康信息集成規(guī)范（ IHE）規(guī)范。 IHE 規(guī)范未定義新的集成標準， 而是采用了 “標準協調”過程推動基于工業(yè)標準的醫(yī)療IT 系統互操作性。在IHE 中，消息傳遞采用的是HL7（ 2.x 版本 ) 標準，影像傳遞采用DICOM標準。本集成平臺的集成嚴格參照該規(guī)范進行：信息集成平臺在進行消息時采用HL7

6、 2.4 標準進行消息傳遞、在消息內部傳遞 DICOM StudyUID，以滿足后續(xù) DICOM圖像應用時的需要。臨床信息集成用于對各臨床信息系統進行信息層面的集成事務處理。事務的定義參照 IHE 規(guī)范執(zhí)行，消息的交互標準參照HL7 2.4 標準執(zhí)行。集成平臺內部引擎本身由Ensemble 集成平臺基礎之上進行二次開發(fā)而來，依托 Ensemble 本身對各種適配器的支持，集成平臺對外能夠提供多種接入服務方式：TCP、文件夾監(jiān)聽、 FTP文件監(jiān)聽、 自定義 WebService、SQL監(jiān)聽等形式。以更多接入方式進行各種不同方式集成各業(yè)務系統。集成流程以業(yè)務流程可視化、可編輯化對外提供工作流程的制

7、定與使用。集成引擎基于標準的業(yè)務流程執(zhí)行語言（Business Process Execution Language）進行擴展應用，以描述交互應用。精品文檔精品文檔4.1 信息集成模塊與示例信息集成組件主要由以下幾部分組成Business Service 業(yè)務服務、BusinessProcess 業(yè)務處理、 Business Operation 業(yè)務操作，這幾部分共同作用下，將集成事務與消息傳遞進行完成。其中，Business Service主要負責進行消息的監(jiān)聽與接收； Business Process負責全局的消息路由轉發(fā)、事務流程處理、消息匹配映射等工作職責； Business Oper

8、ation負責將轉換完成、最原子化的一個操作，發(fā)送 / 調用信息集成的目標端。同時在三者相互作用下，消息的反饋準確的返回到 Business Process ，由 Process 來講反饋消息控制返回到消息發(fā)送方。示意圖如下（后續(xù)對該示例進行說明） ：業(yè)務服務監(jiān)聽與接收在當今醫(yī)院中，存在各種各種的醫(yī)療業(yè)務系統，醫(yī)療業(yè)務系統的多樣性，就將導致與其集成時， 接入方式的多樣性， 如部分系統已實現TCP的發(fā)送傳遞； 部分已實現文本輸出等。 集成平臺作為醫(yī)院信息系統的中轉、適配角色，在接入方式的多樣性成為必要條件。如前所述，在這方面，集成平臺允許的接入方式有：TCP、FILE、FTP、SQL、SOAP(

9、WebService)、HTTP、 MAIL 等多種方式與相應的適配器。在多種方式的接入過程中， 將不同來源的消息通過統一的出口轉交給業(yè)務處理部分，由其進行路由住轉發(fā)、消息匹配映射、業(yè)務流程處理等相關的工作。在本示例中， EMRS通過 WebService 的服務監(jiān)聽（）方式將消息內容傳遞進集成平臺， 在通過驗證后， 將該消息轉發(fā)給了業(yè)務處理模塊中的路精品文檔精品文檔由模塊。消息路由轉發(fā)在一些應用場景中，如電子病歷系統、重癥監(jiān)護系統、 HIS 系統三者進行信息傳遞時，部分信息是需要三者之間交互的， 而部分信息僅僅需要兩者之間交互，這在消息轉發(fā)路由時，需要有一定的控制，起到閘門的作用。如： HI

10、S 系統進行入院登記時，需要將病人的信息發(fā)送到電子病歷系統與重癥監(jiān)護系統； 而在重癥監(jiān)護系統采集到病人生命體征信息時，僅僅將此信息發(fā)送到電子病歷系統即可。因此，在集成平臺中，引入消息路由轉發(fā)的相關模塊就顯得比較重要。在本示例中， EMRCTLRouter這個消息路由者在接受到的消息時，可能會轉發(fā)至 EMRPlaceOrder、EMROrderCA、BadMessageHandle三個相關的處理模塊。而具體轉發(fā)至何模塊， 由消息頭定義中的相關信息具體定義。 消息路由者起到解析與轉發(fā)的作用。事務業(yè)務流程處理即時消息路由已經正確路由轉發(fā)了消息到準確的端點， 但是在對應的端點內，還會有一些業(yè)務流程需要

11、進行處理。如在 EMRS下達一個新的 Order 的時候，需要的一定的情況下產生不同的業(yè)務流程分支：如該病人為門診病人或者住院病人，則有必要產生HL7 消息中的住院病人登記信息與門診病人登記信息：ADTA01與ADTA04。在本示例中， BPEMRPlaceOrder的內部業(yè)務流程如下，每一個結點代表著一次邏輯處理過程：精品文檔精品文檔消息匹配映射在一些情況下， 消息的傳遞方并無必要產生HL7標準格式消息的情況下， 如EMRS與集成平臺為內部互調時，雙方之間提供預定義的WebService 的接口，以快速的開發(fā)與進行集成。精品文檔精品文檔此時便需要在 WebService 中定義的消息格式與標

12、準HL7消息格式之間進行著匹配轉換的工作。 而該轉換工作的處理調用是由事務業(yè)務流程處理模塊來發(fā)起調用的。終端消息發(fā)送在進行正確的消息格式轉換與業(yè)務邏輯處理，此時的消息已經成為一個符合終端系統需要的消息格式。 在事務業(yè)務流程處理中， 會將此消息投遞給相應的終端系統。在投遞消息完成工， 事務業(yè)務流程處理模塊會進入等待反饋的狀況，等待終端系統反饋一個應答消息， 以表示該消息在終端系統中被準確的處理。事務處理模塊收到該應答消息，并組織成發(fā)送端系統需要的消息格式，并作為應答系統，反饋至發(fā)送端系統。4.2 集成事務處理流程規(guī)劃上述主要針對集成平臺中各個模塊作用于應用場景進行了闡述，下面將以IHE 規(guī)范中醫(yī)

13、囑下達方醫(yī)囑執(zhí)行的完整業(yè)務流程為例，進行完整的集成事務流程描述。該流程反應了普遍的醫(yī)囑流程，多數院內的醫(yī)囑流程都可參照執(zhí)行，為醫(yī)院的信息系統集成方式提供良好的參考。本示例中，目標系統以PACS為例。精品文檔精品文檔上層應用程序集成平臺PACS新開申請單住院病人：發(fā)送 ADTA01消息 /門診病人：發(fā)送ADTA04 消息響應 ADTA01消息 /響應 ADTA04消息發(fā)送 ORMO01 消息 (control code=NW)響應 ORMO01 消息對檢查申請進行安排后，發(fā)送SIUS12 消息響應 SIUS12 消息查詢申請安排情況開始檢查時，發(fā)送ORMO01 消息 (control code=

14、SC Order Status=SC)響應 ORMO01 消息檢查完成后，發(fā)送ORMO01 消息 (control code=SC Order Status=CM)響應 ORMO01 消息有圖像數據（圖像匹配）后，發(fā)送ORMO01 消息 (control code=SC Order Status=DA)響應 ORMO01 消息發(fā)送 DFTP03 消息響應 DFTP03 消息通知收費系統進行收費查詢申請檢查信息報告完成后，發(fā)送ORUR01 消息 (OBX.11=P ，初步報告 )響應 ORMO01 消息查詢申請檢查報告報告審核后，發(fā)送ORUR01 消息 (OBX.11=F ，最終報告 )響應 O

15、RMO01 消息查詢申請檢查報告另外，在院內經常出現的是在IHE 規(guī)范中描述的：執(zhí)行者醫(yī)囑流程，即由醫(yī)囑執(zhí)行者（ PACS系統中，為檢查科室）進行醫(yī)囑下達的過程并執(zhí)行的流程。如下圖所示：精品文檔精品文檔PACS 發(fā)送 ORMO01(control code=SN) 消息時，消息中必須包含病人號（PID.3 ），也就是說病人已經掛過號。上層應用程序集成平臺PACS急診檢查登錄時，發(fā)送ORMO01 消息 (control code=SN)發(fā)送響應 ORRO02 消息 (control code=NA)開始檢查時，發(fā)送ORMO01 消息 (control code=SC Order Status=S

16、C)響應 ORMO01 消息檢查完成后，發(fā)送ORMO01 消息 (control code=SC Order Status=CM)響應 ORMO01 消息發(fā)送 DFTP03 消息響應 DFTP03 消息通知收費系統進行收費查詢檢查信息報告完成后，發(fā)送ORUR01 消息 (OBX.11=P ，初步報告 )響應 ORUR01 消息查詢檢查報告報告審核后，發(fā)送ORUR01 消息 (OBX.11=F ，最終報告 )響應 ORUR01 消息查詢申請檢查報告更新或合并病人信息發(fā)送 ADTA08 消息，更新病人信息/發(fā)送 ADTA40 消息，合并病人號響應 ADTA08 消息 / 響應 ADTA40 消息5

17、 數據集成在實際業(yè)務應用中，日常醫(yī)院的 HIS 庫與 ERMS庫之間存在較多需要高頻率、高性能要求的交互， 如計價信息與藥品庫存等信息的實時共享等。針對這樣的應用場景，我們采用了 ETL工具 (GoldenGate) 在數據庫底層進行的DB層同步方式。精品文檔精品文檔目前，醫(yī)院已經存在比較完整的醫(yī)療信息系統，這些醫(yī)療信息是以 JW1H系統為基礎，增加醫(yī)院自己的需求發(fā)展而來。 ERMS電子病歷系統是一個完整的獨立產品，他有他自己完整一套的系統架構和數據中心結構， 而在系統架構和數據中心結構上醫(yī)院現有醫(yī)療信息系統和 EMRS電子病歷系統都存在較大差異，這就決定了現有系統和 EMRS電子病歷系統很難

18、共用一個數據庫。 可另外一方面，EMRS電子病歷系統和醫(yī)院現有醫(yī)療信息系統都是醫(yī)院系統不可分割的一部分， 他們即有自己工作的重點，又有相互聯系和配合，只有相互無間的結合，才能快速、高效和正確地完成日常工作。應用 EMRS電子病歷系統之后，醫(yī)院現有醫(yī)療信息系統的主要工作就會變成傳統意義上的 HIS 業(yè)務工作，如經濟管理、人員管理和物資管理等，而 EMRS電子病歷系統主要完成以患者為中心的診療行為業(yè)務工作。兩者之間存在著千絲萬縷的關系，以醫(yī)囑業(yè)務舉例，如 EMRS電子病歷系統下達、轉抄和校對醫(yī)囑之后，醫(yī)院現有醫(yī)療信息系統需要完成對應的業(yè)務操作，如醫(yī)囑擺藥和醫(yī)囑收費操作等， 這就需要在這兩個系統之間

19、同步數據信息， 而涉及到同步的醫(yī)療業(yè)務往往涉及的醫(yī)療各個環(huán)節(jié)，如診療、藥房、收費、人員管理等，因此需要信息同步的數據量會比較大， 而同時為了不造成醫(yī)療業(yè)務的延遲和脫節(jié)，也需要很高的實時性。在這種應用場景下已不適宜采用基于集成平臺的， 通過消息交互的應用集成方式。消息集成方式， 往往需要一個發(fā)起方和接受方， 而發(fā)起方和接受方往往需要一些額外的支持， 如發(fā)起方需要調用接受方提供的接口等， 期間可能還涉及到一些負責的來回交互， 最主要的是， 消息集成在數據量很大的情況下， 處理速度不是很快，因此，我們將通過數據集成的方式來實現數據同步， 數據庫集成工具采用 Oracle GoldenGate 。醫(yī)院

20、涉及到需要數據同步的包括兩個部分： HIS 數據庫和 EMRS數據庫。我們將采用 GoldenGate 實現 HIS 數據庫數據和 EMRS數據庫之間的數據雙向同步。其基本結構圖如下圖所示：精品文檔精品文檔HIS數據庫PRIDE數據庫服務器服務器GoldenGate雙向復制從上圖我們可以看到發(fā)生在HIS 數據庫上的相關數據變化通過GoldenGate實時同步到EMRS數據庫，而發(fā)生在EMRS數據庫上的相關數據變化通過GoldenGate 也會實時同步到EMRS數據庫。其中具體的實現過程如下圖所示：從上圖我們可以看到數據同步的核心是GoldenGate，在 HIS 數據庫和 EMRS數據庫上變化

21、數據的捕獲、傳遞和復制都是通過他來完成的。當EMRS數據庫發(fā)生數據變化的時候， 如 EMRS下達、校對醫(yī)囑之后， 此時運行在 EMRS數據庫服務器上的 GoldenGate 將捕獲該功能業(yè)務對應的變化數據，并通過網絡傳遞到HIS數據庫， HIS 數據庫接收到這些變化數據之后，運行在HIS 數據庫服務器上的GoldenGate 解析這些變化數據并應用到HIS 數據庫，此時如擺藥程序就能看到相應的醫(yī)囑記錄并進行擺藥。 反之 HIS 數據庫上的變化數據也是經過上述過程應用到 EMRS數據庫。通過 GoldenGate 我們可以很好地實現了HIS 數據庫和 EMRS數據庫的之間的獨立和聯系， 使他們各

22、盡其職， 分工明確， 一起很好地共同支撐整個醫(yī)院的正常運營。精品文檔精品文檔5.1 GoldenGate 概述Oracle GoldenGate 軟件是一種基于日志的結構化數據復制軟件，它議決剖析源數據庫在線日志或歸檔日志取得數據的增量改變，再將這些改變運用到目標數據庫，從而完成源數據庫與目標數據庫同步。 GoldenGate 能夠在異構的 IT 基本結構（包括幾乎一切常用操作系統平臺和數據庫平臺） 之間完成大量數據亞秒一級的及時復制 , 從而在能夠在應急系統、在線報表、及時數據倉庫供應、買賣跟蹤、數據同步、集中 / 分發(fā)、容災等多個場景下運用，而我們采用的場景是數據雙向復制， GoldenG

23、ate 雙向復制的工作原理如下圖所示：如上所示， GoldenGate 在實現數據同步的時候，主要涉及到三個重要進程：抽取進程、投遞進程和應用進程。1. 抽取進程：就是上圖 Capture 進程，該進程主要負責讀取數據庫對應的日志文件，將數據變化保存到隊列文件中；2. 投遞進程：也叫傳輸進程，該進程主要負責將源數據庫中產生的變化的隊列文件進過壓縮和加密等方式，通過網絡傳輸到目的數據庫；3. 應用進程：也叫接納進程，該進程主要負責將投遞進程傳遞過來的源數據庫的數據變化隊列文件解析出來，并應用到目的數據庫中。上述三個進程完成了從源數據庫到目的數據庫的單項同步，如果再加上從目精品文檔精品文檔的數據庫

24、到源數據庫的相似的三個進程，就實現了源數據庫和目的數據庫之間的雙向同步。5.2 GoldenGate 的特性1. 基于日志的實時數據復制：相比傳統依賴數據庫觸發(fā)器和規(guī)則的方法來捕獲數據變化， GoldenGate 采用讀取日志方式對源數據庫影響小很多，速度也快很多。如上圖所示， GoldenGate 是通過數據日志挖掘的方式實現的。2.3. 事務完整性： GoldenGate 只復制成功提交的事務，同時目標數據庫按照源數據庫的操作順序，而且，可以中斷可以自動恢復，這些保證了源和目標之間的事務完整性。4. 檢查點機制保障數據無丟失： GoldenGate 的抽取和復制進程使用檢查點機制記錄完成復

25、制的位置。對于抽取進程，其檢查點記錄當前已經抽取日志的位置和寫隊列文件的位置；對于投遞進程，其檢查點記錄當前讀取隊列文件的位置。精品文檔精品文檔上圖中，Capture 、Pump和 Devlivery 將傳遞狀態(tài)存儲至 checkpoint file 確保其恢復性， 檢查點機制可以保證在系統、 網絡或 GoldenGate 進程故障重啟后數據無丟失。可靠的數據傳輸機制：GoldenGate 用應答機制傳輸交易數據，只有在得到確認消息后才認為數據傳輸完成，否則將自動重新傳輸數據， 從而保證了抽取出的所有數據都能發(fā)送到目標端。 數據傳輸過程中支持128 位加密和數據壓縮功能。67 界面集成對于醫(yī)學

26、影像、心電圖波形數據，臨床醫(yī)生的需求是，不僅能瀏覽圖像和波形，還須有對其處理的要求， 通常對應系統供應商提供了 DICOM影像瀏覽器和心電圖瀏覽器，這些瀏覽器提供相應的工具來處理、 管理、傳輸和轉換圖像和波形。針對這種帶專業(yè)處理功能的人機交互界面的應用程序， 我們采用界面集成的方式，集成專業(yè)瀏覽器插件或應用程序。針對這種方式的場景，EMRS系統將采用界面集成應用的方式集成數據綜合瀏覽視圖，在臨床數據中心一節(jié)中已提到，該視圖采用組件化方式進行開發(fā)，實質是各類專業(yè)瀏覽插件的容器，支持對各種醫(yī)學影像（X-Ray、CT、MRI、超聲、胃腸鏡）、心電圖、監(jiān)護數據和麻醉監(jiān)護數據等在內的多種醫(yī)療數據的綜合閱覽精品文檔精品文檔分析。至于各專業(yè)瀏覽器插件內部的實現， 可能又會采用應用集成的方式， 但通常為了提高性能，和多媒體資料庫中心采用直連的方式獲取影像和波形。以 DICOM影像瀏覽器組件為例， 其內部采用 DICOM標準進行醫(yī)學影像格式定義與交互傳輸。 該模塊以 OCX控件的方式實現， 同時提供給集成事務處理模塊和醫(yī)護工作站使用。 EMRS醫(yī)護工作站使用 DICOM引擎主要實現從影像中心查詢和獲取影像