医院信息集成平台建设专业方案.docx

信息集成平台建设方案1 建设需求一个完善医院信息系统通常由上百个子系统组成，牵涉众多专业领域。这么庞大系统需要很专业化软件开发分工，整合不一样厂商有特色专业系统是医院信息系统发展趋势，医院信息化能够取得成功必需确保各个系统有效集成和数据高度共享。然而这些系统通常是伴随医院发展需求逐步建设，它们起源于不一样厂家，基于不一样技术，缺乏统一信息交换标准，这些系统集成整合已经逐步成为医院数字化发展亟待处理关键问题。系统集成平台构建关键面向两个关键问题：一个是为多种医疗应用提供统一医疗数据访问服务，从而消除多种医疗应用系统和医疗数据中心直接耦合性；另一个是为多种临床信息系统提供系统集成服务，系统集成服务基于系统集成模型，经过HL7和DICOM等标准通讯协议为多种医疗应用系统提供集成服务，确保各个临床信息系统在工作流整合基础上实现交互协作，从而以数字化形式完成各项医疗业务。2 建设目标系统间整合、集成和扩展一直全部是制约医院数字化发展关键障碍，因为不一样厂商之间产品不兼容，使得医院整体信息化步履维艰。经过建设一个规范系统集成平台，在IHE、DICOM、HL7等国际标准基础上，制订覆盖医疗全部业务步骤系统集成规范，开发基于规范系统集成平台，为遗留、目前和未来系统提供了一个统一且标准数据交换和工作流协同平台。3 信息集成方法信息集成方法有三，即应用集成、数据集成、界面集成，这三种集成方法各处理不一样方面问题。应用集成指应用程序之间实时或异步交换信息和相互调用功效，能够采取HL7消息，Web Service，CORBA，EJB，DCOM， RPC等标准，采取消息中间件，BPM等中间件实现；数据集成是指应用系统数据库系统之间数据交换和共享，和数据之间映射变换，常采取ETL（Extract-Transform-Load）工具实现；界面集成含义是应用程序界面之间相互关联引用合成，采取技术包含ActiveX插件、Portlet、IFrame等。协同应用从早期单纯点对点接口方法，发展到现现在集成平台方法。多种方法中： 点对点接口方法复杂性在于要和不一样系统建立1：N接口，假定有N个系统相互之间需要建立接口，则接口数为 N*(N-1)/2。 集成平台方法中，在N个系统需要进行应用协同情况下，只需要开发N个适配器接口即可，降低了集成平台系统负荷。因为医院信息系统复杂性，我们依据不一样需求和应用场景，设计分别采取上述三种不一样集成方法和手段进行信息集成。4 应用集成和医技辅诊科室信息系统（如PACS/RIS、LIS、MUSE等）信息集成，这种场景，信息交互数据量不大，实时性要求不高，且各信息系统各专业厂商实现方法相差较大，采取基于集成平台应用集成方法是最优选择。集成平台体系结构以下图所表示，集成平台对外提供支持多个方法集成服务：包含WebService服务、TCP监听服务、文件监测服务、FTP服务、SQL监控服务等方法。医院信息系统在国际、中国广泛采取有一套集成规范，即：医疗健康信息集成规范（IHE）规范。IHE规范未定义新集成标准，而是采取了“标准协调”过程推进基于工业标准医疗IT系统互操作性。在IHE中，消息传输采取是HL7（2.x版本)标准，影像传输采取DICOM标准。本集成平台集成严格参考该规范进行：信息集成平台在进行消息时采取HL7 2.4标准进行消息传输、在消息内部传输DICOM StudyUID，以满足后续DICOM图像应用时需要。临床信息集成用于对各临床信息系统进行信息层面集成事务处理。事务定义参考IHE规范实施，消息交互标准参考HL7 2.4标准实施。集成平台内部引擎本身由Ensemble集成平台基础之上进行二次开发而来，依靠Ensemble本身对多种适配器支持，集成平台对外能够提供多个接入服务方法：TCP、文件夹监听、FTP文件监听、自定义WebService、SQL监听等形式。以更多接入方法进行多种不一样方法集成各业务系统。集成步骤以业务步骤可视化、可编辑化对外提供工作步骤制订和使用。集成引擎基于标准业务步骤实施语言（Business Process Execution Language）进行扩展应用，以描述交互应用。4.1 信息集成模块和示例信息集成组件关键由以下几部分组成Business Service业务服务、Business Process业务处理、Business Operation业务操作，这几部分共同作用下，将集成事务和消息传输进行完成。其中，Business Service关键负责进行消息监听和接收；Business Process负责全局消息路由转发、事务步骤处理、消息匹配映射等工作职责；Business Operation负责将转换完成、最原子化一个操作，发送/调用信息集成目标端。同时在三者相互作用下，消息反馈正确返回到Business Process，由Process来讲反馈消息控制返回到消息发送方。示意图以下（后续对该示例进行说明）：4.1.1 业务服务监听和接收在当今医院中，存在多种多种医疗业务系统，医疗业务系统多样性，就将造成和其集成时，接入方法多样性，如部分系统已实现TCP发送传输；部分已实现文本输出等。集成平台作为医院信息系统中转、适配角色，在接入方法多样性成为必需条件。如前所述，在这方面，集成平台许可接入方法有：TCP、FILE、FTP、SQL、SOAP(WebService)、HTTP、MAIL等多个方法和对应适配器。在多个方法接入过程中，将不一样起源消息经过统一出口转交给业务处理部分，由其进行路由住转发、消息匹配映射、业务步骤处理等相关工作。在本示例中，EMRS经过WebService服务监听（BS.WS.EMRWS）方法将消息内容传输进集成平台，在经过验证后，将该消息转发给了业务处理模块中路由模块。4.1.2 消息路由转发在部分应用场景中，如电子病历系统、重症监护系统、HIS系统三者进行信息传输时，部分信息是需要三者之间交互，而部分信息仅仅需要二者之间交互，这在消息转发路由时，需要有一定控制，起到闸门作用。如：HIS系统进行入院登记时，需要将病人信息发送到电子病历系统和重症监护系统；而在重症监护系统采集到病人生命体征信息时，仅仅将此信息发送到电子病历系统即可。所以，在集成平台中，引入消息路由转发相关模块就显得比较关键。在本示例中，EMRCTLRouter这个消息路由者在接收到BS.WS.EMRWS消息时，可能会转发至EMRPlaceOrder、EMROrderCA、BadMessageHandle三个相关处理模块。而具体转发至何模块，由消息头定义中相关信息具体定义。消息路由者起到解析和转发作用。4.1.3 事务业务步骤处理即时消息路由已经正确路由转发了消息到正确端点，不过在对应端点内，还会有部分业务步骤需要进行处理。如在EMRS下达一个新Order时候，需要一定情况下产生不一样业务步骤分支：如该病人为门诊病人或住院病人，则有必需产生HL7 消息中住院病人登记信息和门诊病人登记信息：ADTA01和ADTA04。在本示例中，BPEMRPlaceOrder内部业务步骤以下，每一个结点代表着一次逻辑处理过程：4.1.4 消息匹配映射在部分情况下，消息传输方并无必需产生HL7标准格式消息情况下，如EMRS和集成平台为内部互调时，双方之间提供预定义WebService接口，以快速开发和进行集成。此时便需要在WebService中定义消息格式和标准HL7消息格式之间进行着匹配转换工作。而该转换工作处理调用是由事务业务步骤处理模块来提议调用。4.1.5 终端消息发送在进行正确消息格式转换和业务逻辑处理，此时消息已经成为一个符合终端系统需要消息格式。在事务业务步骤处理中，会将此消息投递给对应终端系统。在投递消息完成工，事务业务步骤处理模块会进入等候反馈情况，等候终端系统反馈一个应答消息，以表示该消息在终端系统中被正确处理。事务处理模块收到该应答消息，并组织成发送端系统需要消息格式，并作为应答系统，反馈至发送端系统。4.2 集成事务处理步骤计划上述关键针对集成平台中各个模块作用于应用场景进行了叙述，下面将以IHE规范中医嘱下达方医嘱实施完整业务步骤为例，进行完整集成事务步骤描述。该步骤反应了普遍医嘱步骤，多数院内医嘱步骤全部可参考实施，为医院信息系统集成方法提供良好参考。本示例中，目标系统以PACS为例。另外，在院内常常出现是在IHE规范中描述：实施者医嘱步骤，即由医嘱实施者（PACS系统中，为检验科室）进行医嘱下达过程并实施步骤。以下图所表示：5 数据集成在实际业务应用中，日常医院HIS库和ERMS库之间存在较多需要高频率、高性能要求交互，如计价信息和药品库存等信息实时共享等。针对这么应用场景，我们采取了ETL工具(GoldenGate)在数据库底层进行DB层同时方法。现在，医院已经存在比较完整医疗信息系统，这些医疗信息是以JW1H系统为基础，增加医院自己需求发展而来。ERMS电子病历系统是一个完整独立产品，她有她自己完整一套系统架构和数据中心结构，而在系统架构和数据中心结构上医院现有医疗信息系统和EMRS电子病历系统全部存在较大差异，这就决定了现有系统和EMRS电子病历系统极难共用一个数据库。可另外首先，EMRS电子病历系统和医院现有医疗信息系统全部是医院系统不可分割一部分，她们即有自己工作关键，又有相互联络和配合，只有相互无间结合，才能快速、高效和正确地完成日常工作。应用EMRS电子病历系统以后，医院现有医疗信息系统关键工作就会变成传统意义上HIS业务工作，如经济管理、人员管理和物资管理等，而EMRS电子病历系统关键完成以患者为中心诊疗行为业务工作。二者之间存在着千丝万缕关系，以医嘱业务举例，如EMRS电子病历系统下达、转抄和校对医嘱以后，医院现有医疗信息系统需要完成对应业务操作，如医嘱摆药和医嘱收费操作等，这就需要在这两个系统之间同时数据信息，而包含到同时医疗业务往往包含医疗各个步骤，如诊疗、药房、收费、人员管理等，所以需要信息同时数据量会比较大，而同时为了不造成医疗业务延迟和脱节，也需要很高实时性。在这种应用场景下已不宜采取基于集成平台，经过消息交互应用集成方法。消息集成方法，往往需要一个提议方和接收方，而提议方和接收方往往需要部分额外支持，如提议方需要调用接收方提供接口等，期间可能还包含到部分负责往返交互，最关键是，消息集成在数据量很大情况下，处理速度不是很快，所以，我们将经过数据集成方法来实现数据同时，数据库集成工具采取Oracle GoldenGate。医院包含到需要数据同时包含两个部分：HIS数据库和EMRS数据库。我们将采取GoldenGate实现HIS数据库数据和EMRS数据库之间数据双向同时。其基础结构图以下图所表示：从上图我们能够看到发生在HIS数据库上相关数据改变经过GoldenGate实时同时到EMRS数据库，而发生在EMRS数据库上相关数据改变经过GoldenGate也会实时同时到EMRS数据库。其中具体实现过程以下图所表示：从上图我们能够看到数据同时关键是GoldenGate，在HIS数据库和EMRS数据库上改变数据捕捉、传输和复制全部是经过她来完成。当EMRS数据库发生数据改变时候，如EMRS下达、校对医嘱以后，此时运行在EMRS数据库服务器上GoldenGate将捕捉该功效业务对应改变数据，并经过网络传输到HIS数据库，HIS数据库接收到这些改变数据以后，运行在HIS数据库服务器上GoldenGate解析这些改变数据并应用到HIS数据库，此时如摆药程序就能看到对应医嘱统计并进行摆药。反之HIS数据库上改变数据也是经过上述过程应用到EMRS数据库。经过GoldenGate我们能够很好地实现了HIS数据库和EMRS数据库之间独立和联络，使她们各尽其职，分工明确，一起很好地共同支撑整个医院正常运行。5.1 GoldenGate概述Oracle GoldenGate软件是一个基于日志结构化数据复制软件，它议决剖析源数据库在线日志或归档日志取得数据增量改变，再将这些改变利用到目标数据库，从而完成源数据库和目标数据库同时。GoldenGate 能够在异构IT基础结构（包含几乎一切常见操作系统平台和数据库平台）之间完成大量数据亚秒一级立即复制,从而在能够在应急系统、在线报表、立即数据仓库供给、买卖跟踪、数据同时、集中/分发、容灾等多个场景下利用，而我们采取场景是数据双向复制，GoldenGate双向复制工作原理以下图所表示：如上所表示，GoldenGate在实现数据同时时候，关键包含到三个关键进程：抽取进程、投递进程和应用进程。1. 抽取进程：就是上图Capture进程，该进程关键负责读取数据库对应日志文件，将数据改变保留到队列文件中；2. 投递进程：也叫传输进程，该进程关键负责将源数据库中产生改变队列文件进过压缩和加密等方法，经过网络传输到目标数据库；3. 应用进程：也叫接纳进程，该进程关键负责将投递进程传输过来源数据库数据改变队列文件解析出来，并应用到目标数据库中。上述三个进程完成了从源数据库到目标数据库单项同时，假如再加上从目标数据库到源数据库相同三个进程，就实现了源数据库和目标数据库之间双向同时。5.2 GoldenGate特征1. 基于日志实时数据复制：相比传统依靠数据库触发器和规则方法来捕捉数据改变，GoldenGate采取读取日志方法对源数据库影响小很多，速度也快很多。如上图所表示，GoldenGate是经过数据日志挖掘方法实现。2. 事务完整性：GoldenGate只复制成功提交事务，同时目标数据库根据源数据库操作次序，而且，能够中止能够自动恢复，这些确保了源和目标之间事务完整性。3. 检验点机制保障数据无丢失：GoldenGate抽取和复制进程使用检验点机制统计完成复制位置。对于抽取进程，其检验点统计目前已经抽取日志位置和写队列文件位置；对于投递进程，其检验点统计目前读取队列文件位置。上图中，Capture、Pump和Devlivery将传输状态存放至checkpoint file确保其恢复性，检验点机制能够确保在系统、网络或GoldenGate进程故障重启后数据无丢失。可靠数据传输机制：GoldenGate用应答机制传输交易数据，只有在得到确定消息后才认为数据传输完成，不然将自动重新传输数据，从而确保了抽取出全部数据全部能发送到目标端。数据传输过程中支持128位加密和数据压缩功效。6 界面集成对于医学影像、心电图波形数据，临床医生需求是，不仅能浏览图像和波形，还须有对其处理要求，通常对应系统供给商提供了DICOM影像浏览器和心电图浏览器，这些浏览器提供对应工具来处理、管理、传输和转换图像和波形。针对这种带专业处理功效人机交互界面应用程序，我们采取界面集成方法，集成专业浏览器插件或应用程序。针对这种方法场景，EMRS系统将采取界面集成应用方法集成数据综合浏览视图，在临床数据中心一节中已提到，该视图采取组件化方法进行开发，实质是各类专业浏览插件容器，支持对多种医学影像（X-Ray、CT、MRI、超声、胃肠镜）、心电图、监护数据和麻醉监护数据等在内多个医疗数据综合阅览分析。至于各专业浏览器插件内部实现，可能又会采取应用集成方法，但通常为了提升性能，和多媒体资料库中心采取直连方法获取影像和波形。以DICOM影像浏览器组件为例，其内部采取DICOM标准进行医学影像格式定义和交互传输。该模块以OCX控件方法实现，同时提供给集成事务处理模块和医护工作站使用。EMRS医护工作站使用DICOM引擎关键实现从影像中心查询和获取影像等功效。6.1 DICOM影像应用步骤计划DICOM影像显示步骤如上图所表示，关键由以下几步组成：医护工作站经过调用DICOM引擎，设置参数（Study UID或Study Type + Study ID，DICOM ServerIP、Port、AE）*，请求获取一个检验影像；DICOM引擎开启DICOM Query服务，获取检验影像数，事件通知医护工作站，医护工作站能够依据返回影像数开启初始化进度条；DICOM引擎开启DICOM Move服务，向影像中心请求影像；影像中心开启DICOM Storage服务，向DICOM引擎发送影像；DICOM引擎每接收到一个新文件，事件通知医护工作站，医护工作站能够在此事件处理中打开并显示此文件，同时改变进度条位置；DICOM引擎接收到DICOM Move响应，表明文件获取已经结束，事件通知医护工作站。7 关键价值经过建立集成信息平台，集成各类应用系统和日常运行业务，经过该平台整合医院内部业务应用系统，形成一个互联互通医院业务协作网络。医院信息集成平台能够很好支持不一样系统之间医疗数据整合、业务整合和数据共享，快速实施应用程序节点布署和各医疗子系统之间协同通讯。在医院信息系统中各子系统中，比如HIS,LIS,RIS,OA等，传输和展现整个医疗过程中相关信息。同时，集成信息平台为临床数据中心数据起源提供了技术基础和保障，经过信息标准、交换标准制订，对业务系统提供标准信息交换服务，确保数据交换过程安全性、可靠性，实现数据在系统平台范围内自由、可靠、可信交换。经过医院信息平台建设，首先能够规避“点对点”式信息共享和交换，并使得医院能够基于信息平台整体上进行业务步骤优化和管理，对内提升管理水平，对外以统一方法接入区域卫生协同网络，愈加好地为人民健康服务。其次利于医院信息系统建设连续性发展，以适应未来需求改变，避免信息化建设大范围推倒重来；另外，连续性发展还必需要有一套适宜实施和服务模式作支撑。