基于XML的医院信息集成平台的研究与应用

杨旋1,朱辰1, 周小甲1,周庆利2

1.浙江大学医学院附属妇产科 医院网络中心,浙江 杭州 310006;2.浙江大学医学院附属第四医院,浙江 义乌322000

[摘 要]目的建立医院信息集成平台,解决医院各信息系统数据交换接口不规范、信息不能共享问题。方法医院信息集成平台以患者为中心,以方便临床为方向,运用可扩展标记语言(XML)和Web Service技术开发。平台通过建立松耦合关系把医院信息系统(HIS)、电子病历(EMR)系统、图像存储与传输系统(PACS)与实验室信息系统(LIS)连接起来,实现信息共享。结果我院通过信息集成平台的应用,重建了医疗流程,实现了对医疗质量和经济成本等目标的有效控制。结论XML和Web Service技术可以有力支撑医院信息系统集成平台的建设。

[关键词]医院信息集成平台;XML;Web Service;医院信息系统;电子病历系统

引言

随着计算机技术的飞速发展,各行各业对其依赖程度进一步加剧,经过十余年的成长和发展,医院信息系统的发展形势十分令人欣慰,特别是近几年来,大到三特、三甲医院,小到乡、镇及各社区医院都有了自己的医院信息管理系统,说明医疗行业的信息化已经完全迈上了一个新的台阶[1-2]

但是,医院早期上线的系统基本都是由不同厂家开发的独立系统,不仅很少有设计出开放式的接口供其他系统调用,并且开发工具与开发环境也不尽相同,这就使得医院不同系统间的信息共享变得十分困难[3-4]。一般,当两个系统间的数据需要被共享利用时,我们会采取一对一的调用视图或者调用动态库的接口模式来实现,这种模式在子系统较少的情况下还可以满足业务需要,一旦系统数量开始剧增时,系统之间的关系线就容易形成网状结构[5]。而且这种接口模式容易造成数据冗余与重复,比如病人的基本信息,不仅电子病历(EMR)系统要用,图像存储与传输系统(PACS)与实验室信息系统(LIS)也要用,这样医院信息系统(HIS)就要与每个需要共享病人基本信息的系统一一开发接口、做视图,导致了数据冗余、重复共享,使日后系统维护与升级工作变得复杂和困难。伴随着系统数量继续增多,流程变化越来越复杂的情况下,最终造成接口维护困难,并导致由于工作量过大而无法继续维护下去[6]。近些年,为了解决这个问题,医院信息集成平台就登场了,并迅速成为医院信息化建设领域的热点[7]

1 医院信息集成平台相关技术

1.1 XML技术

可扩展标记语言(XML)是在1998年由万维网联盟制定的一种源标注语言,主要是为了解决超文本标记语言(HTML)无法满足越来越多的网络数据交换的需求[8]。XML作为一种网络中常用的数据交换格式迅速得到了支持,而医院EMR系统中的数据采集于多个不同的系统,病历的内容也在不断的变化,将这些不同的变化集中在一起就需要统一的描述性语言XML。这样既可以传输EMR系统中大量的文本数据,还可以传输一些数值参数和多媒体数据。如EMR系统通过信息平台向HIS发起病人基本信息数据的请求,平台收到参数后以XML格式再传递给HIS。

1.2 Web Service技术

Web Service是一种革命性的分布式计算技术,将XML的消息处理作为基本的数据通讯方式,消除不同组件模型、编程语言和操作系统之间存在的差异,使不同操作系统的计算机作为网络的一部分进行协同运行。Web Service是将封装成单个实体发布到网络上供其他程序使用的功能集合,它的主要特点是跨平台的可操作性。使用者不需要知道该功能的实现方式或方法等细节,只知道其具体的功能即可。Web Service最大的特点是基于现有的Internet的标准,可以通过统一资源定位符(URL)访问获取XML参数,既可以在局域网上使用也可以在Internet上使用[9-11]

2 医院信息集成平台的设计与实现

2.1 医院集成平台实现的技术特征

集成平台的技术特点就是能把每个系统提供的功能都做成相关的服务。Web Service能将现有的系统功能进行封装,然后将他们部署到平台上,提供给其他系统进行调用。利用Web Service的跨平台及和语言无关的特点,医院信息系统集成平台示例图,见图1。医院的数据具有复杂性,而且分布于医院的各个子系统中,因此需要将各个子系统中的数据以Web服务的形式展现出来,供有需要的系统进行调用,各个信息系统之间利用XML技术和Web Service进行集成的总体框架图,见图2。Web服务以XML的参数形式进行传递,而在.NET技术中,创建和调用Web服务是非常容易实现的。

2.2 XML编码

图1 医院信息平台集成示例

图2 医院信息平台集成框架图

集成平台的整体模型分为3个过程:XML编码过程、XML网络传输和XML解析。在整个过程中XML作为Web服务接口传递的参数,在医院系统集成平台中有着举足轻重的作用。传统的XML封装是在.net中进行的,需要C#访问数据库,在程序中生成XML,在程序中虽然可以实现XML的封装,但是耦合程度非常高。XML参数中需要更新、增加和修改节点时,都需要修改程序和发布服务,这样在每次更新程序中都会存在风险,不能满足医院的业务需求和高实时性要求。此外,这种封装XML的方式,由于需要与数据库进行传输数据和交互,在传输数据量比较大的XML时就会产生带宽不足的情况,导致效率低下,甚至中断。为了使XML封装与传输分开,我们设计了一个新的模型,将XML的生成完全在数据库的存储过程中实现,通过服务进行传输。

2.3 XML网络传输功能实现及Web服务部署

医院信息系统集成中关键部分是医院信息系统之间数据的交换,XML作为一种数据中介,可以很方便实现数据的集成和交换,满足上述的需求。将所有需要同步和异步的数据转换为统一的XML数据格式,使数据交换符合定义的应用规范,实现在医院信息系统之间进行无缝数据交换和传输。

上文已经描述了XML的创建,作为XML传输的载体Web Service技术,可以很方便地在XML创建的基础上进行数据的传输。无论Web Service是用什么工具、哪种语言开发的,只要客户端使用简单对象访问协议(Simple Object Access Protocol,SOAP)通过HTTP(HyperText Transfer Protocol)来调用它。总体结构上都是用自己擅长的开发工具开发Web Service服务,然后发布网站服务来把它曝露给Web客户。不管是HIS,还是其他医疗信息系统都只需要阅读WSDL(Web Services Description Language,网络服务描述语言)文档,来调用这个Web Service服务。客户根据文档生成XML格式的请求消息,Web 服务器受到请求消息后会把这些请求发给Web Service请求处理器。Web Service请求处理器会把请求消息发送给相应的信息系统,然后把信息系统返回的消息再发送给客户端。

本文采用XML数据格式作为医疗数据交换的标准,这样能够方便医院各信息系统之间的数据共享和交流。医院各信息系统之间数据交换都具有明显的共同特点,即有明确的请求消息和应答消息。因此我们采用Web Service服务的形式实现这个功能,将XML作为请求消息和应答消息的输入和输出参数。

在数据传输过程中,关键部分是调用数据库中的存储过程获得返回的XML然后返回给客户端。根据编写的代码服务在Microsoft Visual Studio 2008中发布生成网站,服务调用的输入参数界面,见图3。其中Serviceid是定义的服务唯一标识,entityid是服务定义的实体标识符可以与Serviceid保持一致,Xmlmessage是请求的消息参数。

2.4 XML解析实现

图3 医院信息系统服务调用界面图

图4 ESB6.0集成平台中信息系统接入配置图

在数据交换中,XML解析也非常重要,就是能够根据服务返回的XML参数,准确解析其中的信息,然后对本地数据进行数据的增加、删除和更新操作。在SQL和ORACLE数据库中,对于XML参数的解析,都有相应的方法可以实现。

3 信息系统接入

上文介绍了医院信息集成平台中的关键部分的医院服务接口开发,我院采用的信息系统集成平台是用友公司开发的基于SOA架构的ESB6.0医疗信息集成平台。该平台将医院现有的和未来的应用系统进行有机的整合,形成一个松散耦合的开放的一体化信息整体,实现医院各信息系统之间的数据交换。医院各信息系统接入医院集成平台的步骤如下:

(1)提供接入信息系统的服务定义的WSDL文档和URL,开发适配器(一个接入系统对应一个适配器)。

(2)复制适配器文件*.jar,如hangzhou_Bed SideApp_1.0.0.jar复制到集成平台的服务器上。

(3)在服务注册文件service.xml中添加新增服务接口,即定义的唯一标识,如HIS_PATIENT_QUERY,指定服务接口的流向,如EMR系统。

具体的信息系统接入的文件配置,见图4。

目前,我院集成平台接入系统已经超过10个(HIS、EMR、LIS、PACS、排队叫号、护士工作站、门诊电子病历、移动护理系统、麻醉信息系统等),共提供150多个服务接口,每天保持高达约40~45万条业务消息吞吐量,充分体现了集成平台对医院信息系统集成的有力支撑,创建了一种信息系统松耦合化集成的高效模式,满足了日益不断变化的系统需求[12]

4 总结及展望

医院集成平台提供了统一的方式来实现医院各信息系统的集成,这种集成方式的特点有:系统松耦合化、集成简单化、连接标准化,提高了系统集成的可维护性并且方便医院管理。

本文主要介绍信息系统集成中用到的关键技术XML技术和Web Service技术,分析了医院信息系统集成的技术特征。详细阐述了医院信息系统集成中XML编码过程、XML网络传输和XML解析三个部分的实现方法和关键代码。简单介绍了本院采用的ESB6.0集成平台和信息系统接入方法。

当然在集成平台的应用过程中也存在一些不足,比如:在新的系统上线时,还是需要与平台做对接,也就少不了服务接口的开发,暂时无法实现即插即用的理想应用环境。平台本身存在一定的信息安全隐患性,万一平台宕机,全院系统可能面临整体瘫痪,所以对平台的日常维护和巡检非常重要。由于我院为专科性质医院,各信息系统和集成平台的结构偏向医院专科性质,在进一步推广到综合性医院过程中还需要继续测试与融合。

针对以上不足,在以后的工作中要加强与病患与医护人员沟通,改善界面的操作便利性与友好性。同时加强与综合性医院的合作与交流,测试在综合性医院的数据条件下我院的集成平台和解析方法是否可以胜任。总之,信息集成是未来医院信息建设的大方向,只要我们坚持与患者为中心,以医院信息化建设为重点,积极与各方面单位合作,就一定能够将医院信息系统建设得更加强壮。

[参考文献]

[1]李振国.基于ESB的数据中心设计与实现[D].上海:上海交通大学,2010.

[2]南静.信息技术在医疗系统的应用[J].硅谷,2014,(1):91-929.

[3]彭维霞.医院系统间工作流集成应用开发[D].成都:电子科技大学,2010.

[4]王淼.医院信息系统集成平台的探讨[J].信息技术与信息化, 2014,(10):78-79.

[5]陈丹心.医院信息系统集成平台建设的目的和效果[J].电脑编程技巧与维护,2014,(16):53-53.

[6]张立,胡正刚,杜智,等.医院信息系统集成平台建设的目的和效果[J].中国卫生信息管理杂志,2012,9(2):47-49.

[7]曹茂诚,陈旭,何及夫,等.基于Ensemble的医院信息系统集成平台的研究与探索[J].中国数字医学,2012,7(10):98-100.

[8]狄楠.XML技术在数据交换中应用的研究[D].北京:北京工业大学,2004.

[9]张升平,田昌鹏.基于Web Services的数字化校园系统的设计与实现[J].通信技术,2008,(10):186-188.

[10]张利军.基于Web Services的教务管理系统的研究与构建[D].杭州:浙江工业大学,2011.

[11]宋维璞.基于Web Service的库存信息管理系统的设计与实现[J].电子世界,2012,(7):135-137.

[12]缪妹妹,王忠民,刘云,等.基于医院信息系统集成数据平台的建设研究[J].中国数字医学,2014,9(5):71-74.

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

Abstract: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.

Key words: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

[中图分类号]TP311.52;TP393.03

[文献标识码]A

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2016.12.021

[文章编号]1674-1633(2016)12-0082-04

收稿日期:2016-08-12

修回日期:2016-08-27

基金项目:浙江省科技计划项目(2014C33082)。