楊旋，朱辰， 周小甲，周慶利

1.浙江大學醫(yī)學院附屬婦產(chǎn)科 醫(yī)院網(wǎng)絡中心，浙江 杭州 310006；2.浙江大學醫(yī)學院附屬第四醫(yī)院，浙江 義烏322000

基于XML的醫(yī)院信息集成平臺的研究與應用

楊旋1，朱辰1， 周小甲1，周慶利2

1.浙江大學醫(yī)學院附屬婦產(chǎn)科 醫(yī)院網(wǎng)絡中心，浙江 杭州 310006；2.浙江大學醫(yī)學院附屬第四醫(yī)院，浙江 義烏322000

目的建立醫(yī)院信息集成平臺，解決醫(yī)院各信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換接口不規(guī)范、信息不能共享問題。方法醫(yī)院信息集成平臺以患者為中心，以方便臨床為方向，運用可擴展標記語言（XML）和Web Service技術開發(fā)。平臺通過建立松耦合關系把醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）、電子病歷（EMR）系統(tǒng)、圖像存儲與傳輸系統(tǒng)（PACS）與實驗室信息系統(tǒng)（LIS）連接起來，實現(xiàn)信息共享。結果我院通過信息集成平臺的應用，重建了醫(yī)療流程，實現(xiàn)了對醫(yī)療質(zhì)量和經(jīng)濟成本等目標的有效控制。結論XML和Web Service技術可以有力支撐醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺的建設。

醫(yī)院信息集成平臺；XML；Web Service；醫(yī)院信息系統(tǒng)；電子病歷系統(tǒng)

引言

隨著計算機技術的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對其依賴程度進一步加劇，經(jīng)過十余年的成長和發(fā)展，醫(yī)院信息系統(tǒng)的發(fā)展形勢十分令人欣慰，特別是近幾年來，大到三特、三甲醫(yī)院，小到鄉(xiāng)、鎮(zhèn)及各社區(qū)醫(yī)院都有了自己的醫(yī)院信息管理系統(tǒng)，說明醫(yī)療行業(yè)的信息化已經(jīng)完全邁上了一個新的臺階[1-2]。

但是，醫(yī)院早期上線的系統(tǒng)基本都是由不同廠家開發(fā)的獨立系統(tǒng)，不僅很少有設計出開放式的接口供其他系統(tǒng)調(diào)用，并且開發(fā)工具與開發(fā)環(huán)境也不盡相同，這就使得醫(yī)院不同系統(tǒng)間的信息共享變得十分困難[3-4]。一般，當兩個系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)需要被共享利用時，我們會采取一對一的調(diào)用視圖或者調(diào)用動態(tài)庫的接口模式來實現(xiàn)，這種模式在子系統(tǒng)較少的情況下還可以滿足業(yè)務需要，一旦系統(tǒng)數(shù)量開始劇增時，系統(tǒng)之間的關系線就容易形成網(wǎng)狀結構[5]。而且這種接口模式容易造成數(shù)據(jù)冗余與重復，比如病人的基本信息，不僅電子病歷（EMR）系統(tǒng)要用，圖像存儲與傳輸系統(tǒng)（PACS）與實驗室信息系統(tǒng)（LIS）也要用，這樣醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）就要與每個需要共享病人基本信息的系統(tǒng)一一開發(fā)接口、做視圖，導致了數(shù)據(jù)冗余、重復共享，使日后系統(tǒng)維護與升級工作變得復雜和困難。伴隨著系統(tǒng)數(shù)量繼續(xù)增多，流程變化越來越復雜的情況下，最終造成接口維護困難，并導致由于工作量過大而無法繼續(xù)維護下去[6]。近些年，為了解決這個問題，醫(yī)院信息集成平臺就登場了，并迅速成為醫(yī)院信息化建設領域的熱點[7]。

1 醫(yī)院信息集成平臺相關技術

1.1 XML技術

可擴展標記語言（XML）是在1998年由萬維網(wǎng)聯(lián)盟制定的一種源標注語言，主要是為了解決超文本標記語言（HTML)無法滿足越來越多的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換的需求[8]。XML作為一種網(wǎng)絡中常用的數(shù)據(jù)交換格式迅速得到了支持，而醫(yī)院EMR系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集于多個不同的系統(tǒng)，病歷的內(nèi)容也在不斷的變化，將這些不同的變化集中在一起就需要統(tǒng)一的描述性語言XML。這樣既可以傳輸EMR系統(tǒng)中大量的文本數(shù)據(jù)，還可以傳輸一些數(shù)值參數(shù)和多媒體數(shù)據(jù)。如EMR系統(tǒng)通過信息平臺向HIS發(fā)起病人基本信息數(shù)據(jù)的請求，平臺收到參數(shù)后以XML格式再傳遞給HIS。

1.2 Web Service技術

Web Service是一種革命性的分布式計算技術，將XML的消息處理作為基本的數(shù)據(jù)通訊方式，消除不同組件模型、編程語言和操作系統(tǒng)之間存在的差異，使不同操作系統(tǒng)的計算機作為網(wǎng)絡的一部分進行協(xié)同運行。Web Service是將封裝成單個實體發(fā)布到網(wǎng)絡上供其他程序使用的功能集合，它的主要特點是跨平臺的可操作性。使用者不需要知道該功能的實現(xiàn)方式或方法等細節(jié)，只知道其具體的功能即可。Web Service最大的特點是基于現(xiàn)有的Internet的標準，可以通過統(tǒng)一資源定位符（URL）訪問獲取XML參數(shù)，既可以在局域網(wǎng)上使用也可以在Internet上使用[9-11]。

2 醫(yī)院信息集成平臺的設計與實現(xiàn)

2.1 醫(yī)院集成平臺實現(xiàn)的技術特征

集成平臺的技術特點就是能把每個系統(tǒng)提供的功能都做成相關的服務。Web Service能將現(xiàn)有的系統(tǒng)功能進行封裝，然后將他們部署到平臺上，提供給其他系統(tǒng)進行調(diào)用。利用Web Service的跨平臺及和語言無關的特點，醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺示例圖，見圖1。醫(yī)院的數(shù)據(jù)具有復雜性，而且分布于醫(yī)院的各個子系統(tǒng)中，因此需要將各個子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)以Web服務的形式展現(xiàn)出來，供有需要的系統(tǒng)進行調(diào)用，各個信息系統(tǒng)之間利用XML技術和Web Service進行集成的總體框架圖，見圖2。Web服務以XML的參數(shù)形式進行傳遞，而在.NET技術中，創(chuàng)建和調(diào)用Web服務是非常容易實現(xiàn)的。

2.2 XML編碼

圖1 醫(yī)院信息平臺集成示例

圖2 醫(yī)院信息平臺集成框架圖

集成平臺的整體模型分為3個過程：XML編碼過程、XML網(wǎng)絡傳輸和XML解析。在整個過程中XML作為Web服務接口傳遞的參數(shù)，在醫(yī)院系統(tǒng)集成平臺中有著舉足輕重的作用。傳統(tǒng)的XML封裝是在.net中進行的，需要C#訪問數(shù)據(jù)庫，在程序中生成XML，在程序中雖然可以實現(xiàn)XML的封裝，但是耦合程度非常高。XML參數(shù)中需要更新、增加和修改節(jié)點時，都需要修改程序和發(fā)布服務，這樣在每次更新程序中都會存在風險，不能滿足醫(yī)院的業(yè)務需求和高實時性要求。此外，這種封裝XML的方式，由于需要與數(shù)據(jù)庫進行傳輸數(shù)據(jù)和交互，在傳輸數(shù)據(jù)量比較大的XML時就會產(chǎn)生帶寬不足的情況，導致效率低下，甚至中斷。為了使XML封裝與傳輸分開，我們設計了一個新的模型，將XML的生成完全在數(shù)據(jù)庫的存儲過程中實現(xiàn)，通過服務進行傳輸。

2.3 XML網(wǎng)絡傳輸功能實現(xiàn)及Web服務部署

醫(yī)院信息系統(tǒng)集成中關鍵部分是醫(yī)院信息系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的交換，XML作為一種數(shù)據(jù)中介，可以很方便實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成和交換，滿足上述的需求。將所有需要同步和異步的數(shù)據(jù)轉換為統(tǒng)一的XML數(shù)據(jù)格式，使數(shù)據(jù)交換符合定義的應用規(guī)范，實現(xiàn)在醫(yī)院信息系統(tǒng)之間進行無縫數(shù)據(jù)交換和傳輸。

上文已經(jīng)描述了XML的創(chuàng)建，作為XML傳輸?shù)妮d體Web Service技術，可以很方便地在XML創(chuàng)建的基礎上進行數(shù)據(jù)的傳輸。無論Web Service是用什么工具、哪種語言開發(fā)的，只要客戶端使用簡單對象訪問協(xié)議（Simple Object Access Protocol，SOAP）通過HTTP（HyperText Transfer Protocol）來調(diào)用它?？傮w結構上都是用自己擅長的開發(fā)工具開發(fā)Web Service服務，然后發(fā)布網(wǎng)站服務來把它曝露給Web客戶。不管是HIS，還是其他醫(yī)療信息系統(tǒng)都只需要閱讀WSDL（Web Services Description Language，網(wǎng)絡服務描述語言）文檔，來調(diào)用這個Web Service服務。客戶根據(jù)文檔生成XML格式的請求消息，Web 服務器受到請求消息后會把這些請求發(fā)給Web Service請求處理器。Web Service請求處理器會把請求消息發(fā)送給相應的信息系統(tǒng)，然后把信息系統(tǒng)返回的消息再發(fā)送給客戶端。

本文采用XML數(shù)據(jù)格式作為醫(yī)療數(shù)據(jù)交換的標準，這樣能夠方便醫(yī)院各信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和交流。醫(yī)院各信息系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換都具有明顯的共同特點，即有明確的請求消息和應答消息。因此我們采用Web Service服務的形式實現(xiàn)這個功能，將XML作為請求消息和應答消息的輸入和輸出參數(shù)。

在數(shù)據(jù)傳輸過程中，關鍵部分是調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的存儲過程獲得返回的XML然后返回給客戶端。根據(jù)編寫的代碼服務在Microsoft Visual Studio 2008中發(fā)布生成網(wǎng)站，服務調(diào)用的輸入?yún)?shù)界面，見圖3。其中Serviceid是定義的服務唯一標識，entityid是服務定義的實體標識符可以與Serviceid保持一致，Xmlmessage是請求的消息參數(shù)。

2.4 XML解析實現(xiàn)

圖3 醫(yī)院信息系統(tǒng)服務調(diào)用界面圖

圖4 ESB6.0集成平臺中信息系統(tǒng)接入配置圖

在數(shù)據(jù)交換中，XML解析也非常重要，就是能夠根據(jù)服務返回的XML參數(shù)，準確解析其中的信息，然后對本地數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的增加、刪除和更新操作。在SQL和ORACLE數(shù)據(jù)庫中，對于XML參數(shù)的解析，都有相應的方法可以實現(xiàn)。

3 信息系統(tǒng)接入

上文介紹了醫(yī)院信息集成平臺中的關鍵部分的醫(yī)院服務接口開發(fā)，我院采用的信息系統(tǒng)集成平臺是用友公司開發(fā)的基于SOA架構的ESB6.0醫(yī)療信息集成平臺。該平臺將醫(yī)院現(xiàn)有的和未來的應用系統(tǒng)進行有機的整合，形成一個松散耦合的開放的一體化信息整體，實現(xiàn)醫(yī)院各信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。醫(yī)院各信息系統(tǒng)接入醫(yī)院集成平臺的步驟如下：

（1）提供接入信息系統(tǒng)的服務定義的WSDL文檔和URL，開發(fā)適配器（一個接入系統(tǒng)對應一個適配器)。

（2）復制適配器文件*.jar，如hangzhou_Bed SideApp_1.0.0.jar復制到集成平臺的服務器上。

（3）在服務注冊文件service.xml中添加新增服務接口，即定義的唯一標識，如HIS_PATIENT_QUERY，指定服務接口的流向，如EMR系統(tǒng)。

具體的信息系統(tǒng)接入的文件配置，見圖4。

目前，我院集成平臺接入系統(tǒng)已經(jīng)超過10個（HIS、EMR、LIS、PACS、排隊叫號、護士工作站、門診電子病歷、移動護理系統(tǒng)、麻醉信息系統(tǒng)等），共提供150多個服務接口，每天保持高達約40～45萬條業(yè)務消息吞吐量，充分體現(xiàn)了集成平臺對醫(yī)院信息系統(tǒng)集成的有力支撐，創(chuàng)建了一種信息系統(tǒng)松耦合化集成的高效模式，滿足了日益不斷變化的系統(tǒng)需求[12]。

4 總結及展望

醫(yī)院集成平臺提供了統(tǒng)一的方式來實現(xiàn)醫(yī)院各信息系統(tǒng)的集成，這種集成方式的特點有：系統(tǒng)松耦合化、集成簡單化、連接標準化，提高了系統(tǒng)集成的可維護性并且方便醫(yī)院管理。

本文主要介紹信息系統(tǒng)集成中用到的關鍵技術XML技術和Web Service技術，分析了醫(yī)院信息系統(tǒng)集成的技術特征。詳細闡述了醫(yī)院信息系統(tǒng)集成中XML編碼過程、XML網(wǎng)絡傳輸和XML解析三個部分的實現(xiàn)方法和關鍵代碼。簡單介紹了本院采用的ESB6.0集成平臺和信息系統(tǒng)接入方法。

當然在集成平臺的應用過程中也存在一些不足，比如：在新的系統(tǒng)上線時，還是需要與平臺做對接，也就少不了服務接口的開發(fā)，暫時無法實現(xiàn)即插即用的理想應用環(huán)境。平臺本身存在一定的信息安全隱患性，萬一平臺宕機，全院系統(tǒng)可能面臨整體癱瘓，所以對平臺的日常維護和巡檢非常重要。由于我院為?？菩再|(zhì)醫(yī)院，各信息系統(tǒng)和集成平臺的結構偏向醫(yī)院專科性質(zhì)，在進一步推廣到綜合性醫(yī)院過程中還需要繼續(xù)測試與融合。

針對以上不足，在以后的工作中要加強與病患與醫(yī)護人員溝通，改善界面的操作便利性與友好性。同時加強與綜合性醫(yī)院的合作與交流，測試在綜合性醫(yī)院的數(shù)據(jù)條件下我院的集成平臺和解析方法是否可以勝任?？傊畔⒓墒俏磥磲t(yī)院信息建設的大方向，只要我們堅持與患者為中心，以醫(yī)院信息化建設為重點，積極與各方面單位合作，就一定能夠將醫(yī)院信息系統(tǒng)建設得更加強壯。

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

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.

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

TP311.52；TP393.03

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.12.021

1674-1633(2016)12-0082-04

2016-08-12

2016-08-27

浙江省科技計劃項目（2014C33082）。

作者郵箱：yangxuan@zju.edu.cn