曹玉珍，賈朔，陳露詩

天津大學(xué) 精密儀器與光電子工程學(xué)院 天津市生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)與儀器重點實驗室 天津 300072

基于W e b的醫(yī)院信息系統(tǒng)架構(gòu)及其數(shù)據(jù)交互設(shè)計

曹玉珍，賈朔，陳露詩

天津大學(xué) 精密儀器與光電子工程學(xué)院 天津市生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)與儀器重點實驗室 天津 300072

本文在設(shè)計基于Web的醫(yī)院信息系統(tǒng)總體架構(gòu)的基礎(chǔ)上，著重對其數(shù)據(jù)交互進行設(shè)計。參考DICOM信息模型對數(shù)據(jù)進行規(guī)范化的分類，使用SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫服務(wù)對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理。使用Web服務(wù)為用戶提供網(wǎng)絡(luò)交互平臺，使病人、醫(yī)生、管理人員通過統(tǒng)一的平臺對醫(yī)療信息進行實時而不同級別權(quán)限的操作。

HIS;DICOM;數(shù)據(jù)庫;Web

0 前言

隨著網(wǎng)絡(luò)化、信息化時代的到來，醫(yī)院信息管理也必然隨之發(fā)生改變，醫(yī)療模式轉(zhuǎn)變和數(shù)字化管理理念漸漸形成并成為主導(dǎo)。

20世紀60年代初，美國便開始了醫(yī)院信息系統(tǒng)（Hospital Information System, HIS）的研究。日本及歐洲各國相繼從70年代開始開展研究。我國的HIS是從80年代末期逐步發(fā)展起來的，雖然也有了長足的發(fā)展，但是大部分醫(yī)院并沒有讓病人品嘗到數(shù)字化醫(yī)院所帶來的好處[1,2]，雖有些改變，但是長時間的排隊、信息不透明等現(xiàn)象還是讓諸多患者和家屬不滿。衡量一個醫(yī)院的綜合水平高低，不再僅局限于醫(yī)院設(shè)施上，更要比“服務(wù)”，越來越多的患者，需要迅捷、方便地得到醫(yī)院的醫(yī)療信息和自己的醫(yī)療診斷結(jié)果，并且能及時地反饋個人信息給醫(yī)院。

醫(yī)院信息交互平臺[3]，集Internet網(wǎng)站、計算機通信集成、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)于一體，為各醫(yī)療服務(wù)機構(gòu)開辟了一種新的服務(wù)平臺，實現(xiàn)全院信息的徹底數(shù)字化。

我國醫(yī)院信息交互平臺建設(shè)的瓶頸在于醫(yī)院信息化程度的不足，以病人為中心的醫(yī)院信息建設(shè)的思想未形成[4]。

本研究將為醫(yī)院信息系統(tǒng)的進一步完善提供參考。

1 系統(tǒng)框架

對于醫(yī)院信息系統(tǒng)交互平臺，信息操作一般包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)錄入、存儲、打印和瀏覽、數(shù)據(jù)備份和管理等。對應(yīng)這些操作，硬件上則需要各種檢測儀器（如心電圖機、B超）、采集卡（用于非標(biāo)準(zhǔn)化接口設(shè)備）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲器材（包括磁盤陣列和其他存儲介質(zhì)）等[5]。

圖1是本交互平臺的系統(tǒng)架構(gòu)，針對現(xiàn)在各醫(yī)院的基本設(shè)施主要添加了無線以太網(wǎng)和GPRS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，使各種檢測設(shè)備直接網(wǎng)絡(luò)化或者通過PC實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，用戶能夠使用任何一種網(wǎng)絡(luò)終端連接到Web服務(wù)器，從而使各種檢測信息、診斷信息能夠?qū)崟r得到存儲和獲取。數(shù)據(jù)傳輸主要通過以太網(wǎng)和GPRS實現(xiàn)，其中GPRS因其移動性作為無線終端（如PDA手機等）的傳輸渠道；而以太網(wǎng)（包括802.3/802.11）都是用于醫(yī)院內(nèi)部各設(shè)備以及與其他主干網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽俊?/p>

平臺中傳輸?shù)男畔雌湫再|(zhì)可以分為五類：二維或三維的影像、視頻信息（如B超、MRI、CT等）；一維波形信息（如心電、脈搏波等）；文本檢查數(shù)據(jù)（如體溫、血壓等）及診斷信息；醫(yī)生、護士、病人、藥物及設(shè)備等基本信息；標(biāo)準(zhǔn)化HL7消息文件。醫(yī)院檢測設(shè)備信息直接或間接通過采集設(shè)備由醫(yī)生有選擇的上傳到Web服務(wù)器，Web服務(wù)器再將數(shù)據(jù)按照特定結(jié)構(gòu)存儲到數(shù)據(jù)庫中。診斷、文本信息、醫(yī)囑信息由醫(yī)生直接通過Web上添加到數(shù)據(jù)庫中；醫(yī)生、護士、病人、藥物及設(shè)備等基本信息由管理員通過Web或者直接添加到數(shù)據(jù)庫中。HL7消息文件是遵循HL7數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范封裝的結(jié)構(gòu)完好的XML文件，用于不同系統(tǒng)或者系統(tǒng)與遠程設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。

2 信息管理與數(shù)據(jù)交互

隨著醫(yī)院信息系統(tǒng)的發(fā)展，各大型醫(yī)院的硬件基礎(chǔ)設(shè)施已基本完善，因而數(shù)據(jù)的存儲和交互的實現(xiàn)才是重點[6]。為實現(xiàn)醫(yī)院信息系統(tǒng)交互，本設(shè)計使用Web服務(wù)實現(xiàn)交互平臺的搭建，使用數(shù)據(jù)庫服務(wù)技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理，參照DICOM數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)數(shù)據(jù)的組織。

2.1 信息管理

數(shù)據(jù)庫是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫。使用數(shù)據(jù)庫可以帶來許多好處，如：減少了數(shù)據(jù)的冗余度，節(jié)省數(shù)據(jù)的存儲空間；實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的充分共享等等。美國放射學(xué)會（ACR）和全美電子廠商聯(lián)合會（NEMA）建立了規(guī)范醫(yī)學(xué)影像及其相關(guān)信息交換的DICOM標(biāo)準(zhǔn)。DICOM之所以能促進圖像信息有效地存檔是因為它建立了規(guī)范性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和完整的數(shù)據(jù)模型，使得信息得到完整有效地表達。

DICOM標(biāo)準(zhǔn)中定義了四層信息模型：患者、研究、序列、圖像，依據(jù)信息生成階段和不同來源，在內(nèi)容上緊密聯(lián)系又相互獨立，在過程中環(huán)環(huán)相連又層次清晰。對比DICOM的四層信息模型和醫(yī)院診斷模式：患者信息對應(yīng)掛號基本信息；研究信息對應(yīng)診斷的病歷信息；序列對應(yīng)進行的各項檢查；圖像則對應(yīng)檢查的結(jié)果。以醫(yī)療信息部分的數(shù)據(jù)庫表設(shè)計為例，設(shè)計時參照DICOM數(shù)據(jù)模型[7]，采用中國人傳統(tǒng)的習(xí)慣，按病人、研究、序列、影像四個層次進行構(gòu)建數(shù)據(jù)庫模型，表名采用英文，主鍵、外鍵采用英文(或簡寫)，其他列標(biāo)識采用中文列名的拼音首字母命名。表1為按照以上規(guī)則設(shè)計的研究信息表。

2.2 Web交互的實現(xiàn)

Web系統(tǒng)基于B/S模式，服務(wù)器提供數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、導(dǎo)入、導(dǎo)出等功能。Web服務(wù)器為三種用戶提供服務(wù)：病人（普通用戶）、醫(yī)護人員和管理人員，每個用戶具有不同的訪問級別。在任何可以瀏覽WWW的網(wǎng)絡(luò)終端上用戶通過自己的用戶編號和密碼登錄即可獲得服務(wù)[8]。

2.2.1 病人與系統(tǒng)信息交互的實現(xiàn)

圖2 用戶登錄后的窗口界面

病人與系統(tǒng)的交互信息涵蓋了診斷的所有信息以及醫(yī)師、設(shè)備、藥物等相關(guān)信息，是交互平臺的重要組成部分。病人可以通過服務(wù)器訪問自己所有病歷信息以及各科室的醫(yī)生簡要信息，一方面便于病人察看病情、了解診斷、實行醫(yī)囑；另一方面通過了解醫(yī)生信息選擇合適的醫(yī)生進行診治。病人在進行信息瀏覽時信息的可獲取性是嚴格控制的，每一級信息的瀏覽都需要在上一級獲得可獲取信息的編號，然后Web通過HTTP協(xié)議連接數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的信息[9]。病人信息中有一項特殊的交互——病人信息XML封裝輸出。XML文檔以標(biāo)準(zhǔn)化的格式存儲了病人的基本信息，用戶可以攜帶包含此文件的智能卡去醫(yī)院進行診斷，方便病人參與診斷過程的同時減少了醫(yī)師對數(shù)據(jù)的重復(fù)操作[10]。

圖2(a)為用戶登錄后查看到的個人信息和研究信息列表；(b)為生成的用戶XML文檔。

2.2.2 醫(yī)護人員與系統(tǒng)信息交互的實現(xiàn)

醫(yī)生除了可以查看自己的信息以外，還可以查閱參與診治的病人診斷信息，添加新病人的診斷信息和醫(yī)囑信息；護士主要是執(zhí)行住院用戶和在院病人的醫(yī)囑以及實時進行醫(yī)囑反饋。

醫(yī)生與醫(yī)院信息系統(tǒng)的信息交互的主要操作是在病人的診斷過程中將各種就診信息以及醫(yī)囑信息添加到數(shù)據(jù)庫中。本設(shè)計提供XML格式病人信息直接導(dǎo)入方式，信息存儲在個人持有的智能卡中，通過讀卡器直接讀取病人的基本信息或者僅僅讀取病人的patient No（用戶編號），由系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取其他相關(guān)信息。

加載完用戶信息之后添加診斷檢測信息、檢測信息的錄入界面在導(dǎo)入XML后就將自動顯示病人的基本信息，方便信息的錄入和核對過程。

醫(yī)生通過登錄后可以查看到病人的檢查信息，圖3分別為B超與心電檢查的數(shù)據(jù)瀏覽示例。

圖3 病人檢測信息

其他用戶（如護士和管理員）信息交互的方式同上，只是各自職責(zé)不同。護士主要的職責(zé)除了對病人進行日常護理之外主要是對病人醫(yī)囑的執(zhí)行和反饋，幫助醫(yī)生實施對病人的治療；管理員則可以進行添加刪除更新用戶、添加刪除更新藥物儀器、數(shù)據(jù)備份等操作，同時負責(zé)對Web服務(wù)器日常維護、更新網(wǎng)頁信息。

3 總結(jié)

本文為醫(yī)院信息系統(tǒng)交互平臺提供了完整的設(shè)計方案，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的管理和Web平臺搭建的工作，解決了醫(yī)院信息不透明和醫(yī)院信息全數(shù)字化問題，為醫(yī)院信息系統(tǒng)的發(fā)展提供了參考。

[1] 田子睿,劉旭宏,曹宇.醫(yī)療信息系統(tǒng)技術(shù)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程,2002,21(3):234-237.

[2] 劉挺.基于web的醫(yī)院信息系統(tǒng)交互平臺設(shè)計與實現(xiàn)[D].天津:天津大學(xué),2008.

[3] 于建國,毛玉明.基于因特網(wǎng)的電子病歷系統(tǒng)的設(shè)計與安全技術(shù)[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2009,24(2):48-50.

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Design and Implement of Interactive Platform for HIS Based on Web

CAO Yu-zhen,JIA Shuo,CHEN Lu-shi
Tianjin Key Laboratory of Biomedical Detecting Techniques and Instruments,College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China

Based on the design of an integrated block scheme of HIS, this paper stressed on the interactive platform design of medical information. According the DICOM model, data were standardized, classified,and then were managed by SQL Server 2005 database services. An interactive network platform was accomplished by using Web services. It can offer doctors and patients an interactive environment and accesses data within the purview of users in an effective way. It provides a valuable reference of the HIS development.

HIS; DICOM; database; Web

TP311.1

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.08.008

1674-1633(2010)08-0023-03

2010-04-11

2010-05-28

天津市科技發(fā)展計劃資助項目（06YFSYSF02200）。

本文作者：曹玉珍，副教授。主要從事生物醫(yī)學(xué)信號檢測、醫(yī)療電子信息化方面的工作。

作者郵箱：yzcao@tju.edu.cn