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基于全面互联互通和深度智能化建设医院信息集成平台

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2 0 1 6年6月 Computing Technology and Automation 文章编号:1003—6199(2016)02—0125—05 基于全面互联互通和深度智能化 建设医院信息集成平台 李曦柯 ,施荣华 ,许 丹。,陈练兵 ,潘 航 (1.中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410083;2.湖南长信畅中科技股份有限公司,湖南长沙410000) 410083; 3.湖南省卫生和计划生育委员会,湖南长沙摘要:通过引入物联网技术,医疗信息全面互联互通和轻松共享能够推动医疗技术的不断创新和医 疗服务的巨大改善。反观现阶段我国现状,离此远景存在着非常大的差距。尽管伴随着我国新医疗改革的 不懈深入,医疗信息化取得了较大发展,但资源分布不均衡和”信息孤岛”的普遍存在依然是不争的事实。 在此背景下,本文详细阐述和分析现有医院业务信息系统所面临的问题,并依此提出基于全面互联互通和 深度智能化建设医院信息集成平台。从标准制定、模型定义、数据中心建立、数据整合以及开放性支撑五个 不同的角度出发,进一步完备建设思路,并给出一个平台的整体设计。 关键词:智慧医疗;医院信息集成平台;物联网 中图分类号:TP392 文献标识码:A The Construction of Hospital Information Integration Platform Based on Interconnection and Intelligentizati0n I I Xi—ke ,SHI Rong—hua”,XU Dan。,CHEN Lian—bing ,PAN Hang (1.School of Information Science and Engineering,Central South University,Changsha,Hunan 410083,China; 2.Hunan Changxin Changzhang Technalogy,CO.,Ltd,Changsha,Hunan 410083,China; 3.Heath and Family Planning Commission of Hunan Province,Changsha,Hunan 410000,China) Abstract:By introducing the Internet of Things technologies,all medical information could be easily exchanged and shared among various kinds of information systems.It enables constant technical innovations in healthcare industry,further improving medical services offered.However,it is a great distance between the current healthcare service level in China and the perspective proposed by the“Smarter Healthcare”.Although there has been a very good progress in this countrgs medi— cal informatization with the spread of the governmenfs new medical reform policies.medical resources non—uniformly dis— tributed and“information isolated island”in the industry still prevails.This paper described and analyzed the existing prob— lems in hospital information systems.To resolve those problems,we proposed to build a hospital information integration platform based on interconnection and Intel1igentization. Five important design considerations,i.e.,the standard establish— ment,the model definition,the datacenter planning,the integration of data and the support of openness,were listed and an overall platform design was presented. Key words:smarter healthcare;hospital information integration platform;internet of things 公司于2009年提出的[ ]_6],与其说是一个概念,莫 1 引 言 众所周知,“智慧医疗”是美国蓝色巨人IBM 如说是为我们描绘出了一幅未来人类医疗的美好 远景。物联网技术产生海量有价值的医疗信息,而 全面的互联互通和轻松共享则更能够推动医疗技 收稿日期:2015—08—31 基金项目:长沙市科技计划重大专项项目(19730),湖南省2014年移动互联网产业发展专项资金项目(20131409) 作者简介:李曦柯(1975一)。男。湖南长沙人,讲师,博士,研究方向:大数据、云计算。 十通讯联系人,E—mail:shirh@CSU.edu.cn 计算技术与自动化 术的不断创新和医疗服务的巨大改善。但反观我 国当前现状,差距不可谓之不大。同样是2009年, 国务院提出“新医改”意见 Ⅱ ],明确将信息化列 为医疗改革的重要技术支撑和保障。近年来,医疗 信息化在我国取得了较大发展,但资源分布不均衡 和“信息孤岛”的普遍存在依然是不争的事 实l_ 1。另一方面,由于历史的长期积累,许多医 院的基础业务系统存在着各种各样阻碍其发展的 瓶颈问题,集中表现在业务缺乏统一的数据标准, 系统数据接口繁多复杂,基础业务系统可扩展性 差,以及信息综合处理能力弱等方面[3l l]。有鉴 于此,我们提出基于全面互联互通和深度智能化建 设医院信息集成平台。平台由一系列有机结合的 核心组件构成。提供的核心功能包括数据的采集、 标准化转换、数据缓存、数据安全、数据上传、数据 整合、数据共享、数据路由、权限管理、配置管理、术 语服务等。凭借这些功能强大的核心组件,平台可 以集成医院以及医疗机构的业务数据,实现医疗信 息系统的“互联、互通和互认”。进而满足“双闭环 管理”的需求 Jl_ ,推动医院业务模式的创新,优 化医疗服务环境,提高医疗协同服务,成就“智慧医 疗”的愿景。本文结构如下:第1节从五个不同的 角度提出完备的建设思路;第2节给出一个平台的 整体设计;第3节阐述平台所使用的一些关键技 术;第4节为结论。 2 建设思路 2.1标准的制定 平台提供一套标准化管理工具,对整个平台使 用的基础数据进行统一的管理。这些数据包括值 域代码、元数据、数据集以及与组织机构相关的数 据等。此类数据如果有国内标准或卫生部标准则 一定使用其标准,否则可以参考和使用能够提供支 持的相关国际标准。若国内外标准都不能满足系 统要求时,可以参考这些标准并根据实际应用场景 制定平台自己的标准。以此解决医院内部各个异 源异构系统之间无障碍通信的问题。元数据丰富 的扩展属性支持数据采集与上传的有效性、时效性 分析与验证。 系统提供数据批量导人功能。支持将卫生部 发布的相关标准数据轻易加载至平台系统并进行 统一管理与维护。系统提供标准的更改及新的标 准导人功能,以适应新的标准的发布。如卫生部对 于元数据集与数据集在不定期的修订与发布,当这 些标准在正式发布后,只需要导人新的标准,并在 系统中进行发布,新标准就会推送给前置网关与健 康档案整合组件。系统按新的标准进行数据采集 与数据交换工作,按新的标准进行数据质量的管 理,同时按新的标准对健康档案数据进行整合。 2.2模型的定义 为了提供足够高的系统灵活性和扩展性以满 足复杂多变的业务需求,平台采用一种全新的构件 化思路进行平台模型定义,使用无编码方式根据项 目的具体需求和业务场景驱动平台信息模型的建 立,同时信息模型既遵循IHE规范 ],也遵循卫计 委提供的数据元、数据集标准,同时提供一套中间 件产品实现了这两种标准之间的转换。 有了与业务模型匹配的信息模型之后,我们对 内可以通过配置的方式构建平台数据中心的结构, 即存储模型,针对存储模型我们可以对存储规则, 数据约束规则,数据质量控制规则等进行自定义设 置,有效的控制数据的存储效率,完整性以及质量。 对外可以根据信息模型通过配置生成数据交换规 范和服务。 基于这些模型、规范和服务我们对内可以通过 前置网关适配接入异源异构的业务系统,对外通过 数据组装服务将平台的数据通过构建门户应用,移 动应用共享给我们的客户,通过数据仓库技术进行 大数据分析。 系统提供一套可视化工具在数据中心的基础 支撑库中定义各个业务活动对应的CDA信息模 型l1引,并且能够根据该信息模型来动态创建对应 的数据集、数据集包含的数据元等,同时能直接根 据生成的数据集来创建物理模型。同时系统提供 相关组件来完成这些信息模型对应的二维数据与 CDA文档之间无缝转换。平台通过版本的概念来 管理这些信息模型。当卫生部对相关标准进行扩 展或调整后、或现有数据模型无法支撑日益变换与 增长的业务需求时,平台可以对这些数据模型进行 相应的调整,并形成新的版本进行发布。然后各前 置网关可以根据自身实际情况来同步下载相应的 版本进行升级。 系统提供根据数据集动态生成数据交换服务 接口规范功能,我们可以在管控中心通过可视化界 面来对各个业务域在不同业务场景下服务接口规 范的管理,该服务接口规范可以分为以下几种,一 是完全符合CDA规范的接口规范(供有能力处理 完全符合CDA规范文档的客户使用),二是对 CDA规范进行简化处理后符合CCR规范的接口 第35卷第2期 李曦柯等:基于全面互联互通和深度智能化建设医院信息集成平台 规范(无法处理完全符合CDA规范文档的客户使 用),三是能够导出各数据集对应的全视图模板,并 且能对所有的规范进行版本管理。为了适应新的 标准的发布,如卫生部对于元数据集与数据集在不 据的推送。 2。5开放性支撑 平台的信息模型与存储模型均基于国家卫生 部颁布的相关标准与规范实现,平台的交换模型基 于IHE标准实现,并同时实现了两套标准规范间 的相互转换,使平台在数据传输格式上有极强的开 放性,易于与医疗机构的业务系统以及其他厂商构 定期的修订与发布,当这些标准在正式发布后,或 业务场景发生变换后,只需要通过工具重新生成满 足要求的规范,在系统中进行发布,新规范就会推 送给前置网关与健康档案整合组件,系统按新的规 范进行数据采集与数据交换工作。 2.3数据中心 建的平台互联互通。平台的所有接口通过平台服 务框架以及健康信息服务总线进行统一管理,实现 全面服务化,内部支持多种传输协议(HTTP、 TCP/IP、JMS、RMI、SOAP、REST、DICOM等 平台的数据中心根据定义的存储模型自动生 成。平台采用主题库的方式对数据中 12,进行模块 化管理。主题库主要根据服务的业务对象的不同 进行划分(比如个人索引库,服务活动索引库,文档 库,运营监管库等。),主要用来对数据进行归类管 理,通过配置可以实现将不同的主题库存储在不同 的数据库实例或用户,实现物理分库,保障性能。 对于存储模型对应的数据库表,我们可以在系 统上线后,免编码的情况下,对字段的部分属性进 行修改或增加新的字段。后台服务也会自动的进 行同步匹配。对于数据库表中字段通过配置,并结 合后台服务,可以做到字段级别的加密存储。对每 一个字段定义是否需要进行标准代码转换,需要进 行哪些条件的约束检查,以及需要进行哪些规则的 数据清洗等,有极高的扩展性和定制程度。 2.4数据的整合 前面提到平台数据中一21,通过主题库的概念进 行模块化管理,那么数据整合的过程中就需要将不 同类型的数据归并到正确l的主题库中。比如将个 人基本信息归并到个人索引库,将文档和文档索引 通过XDS归并到文档库,将记录了居民何时、何 地、接受过何种医疗卫生服务,并产生了那些文档 这样的信息存储在服务活动索引库中。数据的整 合我们遵循以下两个主要准则:主动抓取整合和被 动接收整合。主动抓取模式对原业务系统的渗透 改造会比较小,只需要提供业务库对应的中问库或 具有同等功能的视图即可,但在实时性方面会有一 定的局限(只能做到准实时,延迟数分钟或小时)。 被动接收模式对原有业务系统具有一定的侵入性, 需要其进行一定的改造,但具有很好的实时性。由 平台提供数据采集服务,服务的数据传输载体采用 标准XML(平台会根据各个业务活动的应用场景 提供标准的接人规范),服务传输协议支持HT— TP、TCP/IP、SOAP等。由数据接入一方调整各 自的业务系统,并调用平台发布的相关服务进行数 等)、数据协议(HL7、XML、JAVA POJO等),并 且内部提供了各种协议之间的相互转换的功能,所 以平台在接口调用上具有极强的开放性。 3 平台设计 基于以上的分析和阐述,我们给出一个医院信 息集成平台的总体架构设计。 如图1所示,医院信息集成平台主要包括POS 层、信息交换与共享层、数据中心、以及应用层四个 层次,另外,还包括贯穿此这四个层次的标准规范 体系和安全保障体系两大体系。 POS层是通过前置网关适配器直接与外部系 统进行沟通的技术层,主要负责将各业务系统的业 务数据采集到前置网关的缓存库。 信息交换与共享层由一系列的业务服务组件 组成,负责处理前置网关上传的业务数据完成摘要 数据、索引数据等的抽取、存储与共享。 数据中心层主要是实现索引数据、主题数据、 电子病历数据、平台支持配置数据库等数据的存 储,解决数据存储的结构、模型、内容、数据库管理 系统搭建等。 平台应用服务层主要将汇聚在数据中心的各 类数据共享给平台内外的其他系统使用。真正实 现平台内各系统间互联互通操作。 标准规范体系是医院信息集成平台中必须遵 循和管理的数据标准,是平台运行和应用的数据基 础。安全保障体系是从物理安全到应用安全保障 整个平台的正常运营。 由于异源异构的专业化信息系统对病人基本 信息管理不统一以及分配的患者标识规则不一致 容易造成同一病人甚至同一病人的多次就诊在业 务系统中无法进行有效关联的问题,导致无法实现 对患者临床数据的连续管理,我们通过提供病人主 第35卷第2期 李曦柯等:基于全面互联互通和深度智能化建设医院信息集成平台 129 4.3适配器技术 在处理该消息后,业务流程会将该消息发布回 在此消息交换模式中,消息单向通过适配器流 入服务器。消息引擎将消息发布到数据库中。如 果某一业务流程具有对该类型消息的处于活动状 态的订阅,则该消息将发往该业务流程。 数据库中,之后会将它路由到某一适配器,以便传 输到特定的终结点。 平台与各业务系统之间的数据交换共享可以 采用适配器的方式实现。 圄l O—.A. 圄.系— 缔I.—— l、 —体— 榆—.—系—.—统l.— — 屋l电—.子—病——历.—I瞄——床 —路l 臣Hl —— ——.jI—S— P — I l——— —A— C—S  EL— —I  l—— ——jI—S — —— l 叵 图2平台企业服务总线流程 巨(9):90—90.  5 结 论 我们详细阐述和分析现有医院业务信息系统 所面I临的问题,并依此提出基于全面互联互通和深 [5]张继武.IHE介绍[J].中国医疗器械杂志,2007,31(2): ¨2一¨9. 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