沈?qū)m建，張偉威，孫贇，王婷

南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 信息工程部，江蘇 南京 210000

引言

據(jù)CHIMA中國(guó)醫(yī)院信息化狀況統(tǒng)計(jì)報(bào)告2008～2013白皮書(shū)數(shù)據(jù)表明，到2012年，三甲醫(yī)院的信息化應(yīng)用，門(mén)急診醫(yī)師工作站系統(tǒng)、病區(qū)醫(yī)師工作站和電子病歷應(yīng)用率分別為51.55%、59.14%、46.67%[1-2]。隨著醫(yī)院信息化建設(shè)的不斷深入，醫(yī)院信息系統(tǒng)、電子病歷系統(tǒng)、護(hù)理系統(tǒng)、檢驗(yàn)信息系統(tǒng)、影像信息系統(tǒng)、手術(shù)麻醉系統(tǒng)、醫(yī)院運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)、急診系統(tǒng)、重癥監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)等逐漸普及[3-7]。

為了實(shí)現(xiàn)在各個(gè)信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，以前通常在各個(gè)異構(gòu)系統(tǒng)之間開(kāi)發(fā)信息接口。這種傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式使得醫(yī)院各異構(gòu)系統(tǒng)間的關(guān)系如蛛網(wǎng)般復(fù)雜，數(shù)據(jù)難以互聯(lián)互通，影響系統(tǒng)整體的穩(wěn)定和安全[8-11]。

為解決上述問(wèn)題，數(shù)據(jù)交換平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。它的出現(xiàn)克服了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口通信模式的不足，降低系統(tǒng)集成的難度和管理的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)了全院數(shù)據(jù)交換與共享。

1 Ensemble的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

Ensemble是InterSystems公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)無(wú)縫的集成平臺(tái)，用于新型可連接應(yīng)用的快速開(kāi)發(fā)和聯(lián)網(wǎng)。Ensemble在一個(gè)統(tǒng)一的“單堆?！奔軜?gòu)中囊括了任意鏈接任務(wù)所需的全面技術(shù)范圍，簡(jiǎn)單易用，并可快速完成，非常適用于創(chuàng)建企業(yè)服務(wù)總線（ESB）或部署面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA）。通過(guò)解決方案提供基礎(chǔ)系統(tǒng)、應(yīng)用和服務(wù)的統(tǒng)一視圖，從而大大降低了集成項(xiàng)目的復(fù)雜性[12]。Ensemble的內(nèi)部技術(shù)構(gòu)成及關(guān)系如圖1。

Ensemble內(nèi)置了一個(gè)預(yù)先定制的豐富的適配器庫(kù)，同時(shí)也是強(qiáng)大的、能自定義現(xiàn)有應(yīng)用的工具。它提供開(kāi)箱即用的連接和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，可適用于各種封裝的應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫(kù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和技術(shù)，包括 SQL、HL7、SOAP、HTTP、FTP、SAP、TCP、LDAP、Pipe、Telnet 和電子郵件。和其他集成解決方案相比，Ensemble具有更快速地連接任何已有信息系統(tǒng)，更快捷地整合跨平臺(tái)和跨網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)資源的能力。

圖1 Ensemble的內(nèi)部技術(shù)構(gòu)成圖

Ensemble消息引擎提供可靠的消息交付、基于內(nèi)容的路由、高效的消息轉(zhuǎn)換以及同步和異步交互的支持功能。通過(guò)獨(dú)有的事務(wù)位圖索引技術(shù)，Ensemble的消息倉(cāng)庫(kù)既可以實(shí)時(shí)訪問(wèn)也可以訪問(wèn)已處理的消息，方便業(yè)務(wù)行為監(jiān)控、審計(jì)和管理。

Ensemble能夠輕松地構(gòu)建儀表盤(pán)，并將其嵌入集成解決方案。通過(guò)儀表盤(pán)可以進(jìn)行業(yè)務(wù)活動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警，或者分析通過(guò) Ensemble的流量，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的商業(yè)智能和事件處理。

2 集成平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

江蘇省中醫(yī)院在2015年建立了基于電子病歷的醫(yī)院信息平臺(tái)，該平臺(tái)軟件架構(gòu)在功能上，由5個(gè)層面組成，從下往上依次是醫(yī)院基礎(chǔ)應(yīng)用層、醫(yī)院信息平臺(tái)信息交換層、醫(yī)院信息平臺(tái)信息資源層、醫(yī)院信息平臺(tái)服務(wù)層、醫(yī)院信息平臺(tái)應(yīng)用層。如圖2。其中，信息交換層由專(zhuān)業(yè)的集成平臺(tái)工具Ensemble實(shí)現(xiàn)，主要實(shí)現(xiàn)醫(yī)院各應(yīng)用系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)體信息交換，同時(shí)為醫(yī)院信息平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化提供技術(shù)實(shí)現(xiàn)，保障各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)作和醫(yī)院信息資源層的資源標(biāo)準(zhǔn)化獲得。

該集成平臺(tái)是基于SOA架構(gòu)、ESB總線、以Ensemble集成中間件為核心構(gòu)建的面向數(shù)字化醫(yī)院集成的應(yīng)用整合平臺(tái)。Ensemble 是唯一的在一個(gè)單一、構(gòu)架一致的產(chǎn)品內(nèi)將集成服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、高性能對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)和開(kāi)發(fā)管理環(huán)境集為一身的應(yīng)用整合平臺(tái)。在這個(gè)集成平臺(tái)上，構(gòu)建了消息數(shù)據(jù)庫(kù)、元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)、病人主索引數(shù)據(jù)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、交換數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及相關(guān)的應(yīng)用 。ESB總線可支持HL7、SOAP、EMAI、FTP等主流的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范， 建立服務(wù)之間的通信、連接、組合和集成的服務(wù)動(dòng)態(tài)松耦合機(jī)制，具備可插拔的服務(wù)協(xié)調(diào)、傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換、消息轉(zhuǎn)換和路由的能力，如圖3。

圖2 基于電子病歷的醫(yī)院信息平臺(tái)架構(gòu)圖

3 實(shí)際應(yīng)用情況

江蘇省中醫(yī)院基于電子病歷的醫(yī)療信息平臺(tái)項(xiàng)目于2015年7月啟動(dòng)，歷時(shí)一年正式上線，有效地將數(shù)據(jù)通過(guò)信息平臺(tái)集成，做到了院內(nèi)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，包括基本信息同步、首次病程和大病歷的數(shù)據(jù)同步、檢驗(yàn)、檢查、手術(shù)麻醉等結(jié)果共享，消除了信息孤島，使得醫(yī)療流程更規(guī)范合理高效，權(quán)責(zé)更明確，嚴(yán)格質(zhì)控，提高了臨床醫(yī)護(hù)人員的工作效率。

3.1 海量的消息處理

醫(yī)院集成平臺(tái)的服務(wù)總線ESB支持主流的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提供可靠的基于事件驅(qū)動(dòng)的消息傳輸機(jī)制，建立服務(wù)之間的通信、連接、組合和集成的服務(wù)動(dòng)態(tài)松耦合機(jī)制，為集成異構(gòu)系統(tǒng)和新建基于SOA的應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)集成提供了支撐。并在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)面向應(yīng)用的業(yè)務(wù)適配器組件，實(shí)現(xiàn)了各集成應(yīng)用之間可管理的接口透明，提供了便捷、一致、安全并符合標(biāo)準(zhǔn)的豐富接口，保證服務(wù)之間信息的可靠傳送，實(shí)現(xiàn)不同操作系統(tǒng)，不同數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件運(yùn)行平臺(tái)及其基于這些平臺(tái)之上開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件的服務(wù)集成。

江蘇省中醫(yī)院集成平臺(tái)集成了超過(guò)14個(gè)第三方廠商22個(gè)系統(tǒng)的200套接口服務(wù)，如表1?；贓nsemble集成平臺(tái)的技術(shù)構(gòu)架、標(biāo)準(zhǔn)化消息轉(zhuǎn)換機(jī)制和追溯機(jī)制，通過(guò)WebService+XML的模式，每天有約600萬(wàn)條消息通過(guò)集成平臺(tái)有條不紊地與多個(gè)廠商進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，保障醫(yī)院業(yè)務(wù)正常運(yùn)行。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)的發(fā)布極大地降低了接口重復(fù)性和多廠商接口標(biāo)準(zhǔn)不一致問(wèn)題，提高醫(yī)院數(shù)據(jù)交互的準(zhǔn)確性。

3.2 快速的消息響應(yīng)

基于Ensemble的集成平臺(tái)分為三個(gè)層次：數(shù)據(jù)接口層、業(yè)務(wù)核心層和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。數(shù)據(jù)接口層包括業(yè)務(wù)服務(wù)（Business Service，BS）和業(yè)務(wù)操作（Business Operation，BO）；業(yè)務(wù)核心層包括業(yè)務(wù)流程（Business Process，BP）；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層主要負(fù)責(zé)元數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及各種消息定義等。

Ensemble的集成平臺(tái)的消息傳送機(jī)制如下：BS負(fù)責(zé)接收消息對(duì)象并將其轉(zhuǎn)換成請(qǐng)求發(fā)送給BP；BP接收到請(qǐng)求消息后，負(fù)責(zé)消息的內(nèi)部邏輯處理；BO屬于平臺(tái)對(duì)外的交互窗口，負(fù)責(zé)接收BP的消息，并將其映射到指定外部應(yīng)用。

表1 集成平臺(tái)接口服務(wù)列表

集成平臺(tái)自帶的消息跟蹤視圖能夠?qū)崟r(shí)追蹤每一條消息的流轉(zhuǎn)過(guò)程。如圖4所示，系統(tǒng)可視化的追蹤了在中午11點(diǎn)高峰期的HIS傳送給集成平臺(tái)的某條消息，從消息發(fā)出到消息響應(yīng)經(jīng)過(guò)了BS、BP、BO三個(gè)過(guò)程，總計(jì)時(shí)間47 ms[13-14]。

圖4 消息跟蹤視圖

江蘇省中醫(yī)院日均門(mén)診量高達(dá)1.8萬(wàn)人次，位列江蘇省第一。基于Ensemble 的集成平臺(tái)在高峰期仍能保持毫秒級(jí)的消息響應(yīng)，顯著提高了門(mén)診的工作效率。

此外，通過(guò)Ensemble 2016核心組件對(duì)醫(yī)院各項(xiàng)業(yè)務(wù)交互進(jìn)行分離和邏輯校驗(yàn)、對(duì)交互日志進(jìn)行詳細(xì)保存追蹤，同時(shí)具備消息自動(dòng)補(bǔ)發(fā)、自動(dòng)重發(fā)、編輯重發(fā)等多類(lèi)型業(yè)務(wù)，滿足醫(yī)院特殊情況下批量消息重發(fā)條件。

3.3 穩(wěn)定的安全保障

作為大型三甲醫(yī)院，集成平臺(tái)不僅需要能夠高效處理海量數(shù)據(jù)，而且更重要的是能夠提供強(qiáng)力的安全保障，保證系統(tǒng)不宕機(jī)。采用Ensemble 2016的Mirror功能進(jìn)行容災(zāi)，可以做到真正意義的容災(zāi)。傳統(tǒng)的雙機(jī)軟件只能保證數(shù)據(jù)庫(kù)啟動(dòng)正常，并不能處理數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部接口Production的起停，需要手工啟動(dòng)Production，業(yè)務(wù)并非全連續(xù)狀態(tài)。但是，Ensemble 2016的Mirror功能采用了2個(gè)Mirror服務(wù)器和1個(gè)仲裁服務(wù)器。兩個(gè)Mirror服務(wù)器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步，當(dāng)Primary出現(xiàn)宕機(jī)情況時(shí)，Backup直接自動(dòng)接管業(yè)務(wù)。在做Primary和Backup之間切換同時(shí)也會(huì)對(duì)Production進(jìn)行錯(cuò)誤恢復(fù)，并在Primary節(jié)點(diǎn)重新啟動(dòng)，從而保證業(yè)務(wù)的全連續(xù)，見(jiàn)圖5。

圖5 Mirror容災(zāi)

4 結(jié)論

基于Ensemble的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院內(nèi)部信息系統(tǒng)與第三方信息系統(tǒng)集成，以及醫(yī)院內(nèi)部信息系統(tǒng)同外部系統(tǒng)集成，使得各信息系統(tǒng)之間能夠互聯(lián)互通，并能清晰監(jiān)督系統(tǒng)之間信息交互過(guò)程。從而構(gòu)建全院級(jí)的病人主索引和電子病歷，打破信息壁壘，實(shí)現(xiàn)不同信息系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)部門(mén)間信息資源以及業(yè)務(wù)流程的整合；能夠?qū)崿F(xiàn)與外部系統(tǒng)互聯(lián)互通，滿足區(qū)域的信息共享與協(xié)同及醫(yī)療衛(wèi)生監(jiān)督管理要求?；贓nsemble的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺(tái)能夠以毫秒級(jí)的速度處理海量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，其高效性、兼容性、穩(wěn)定性可滿足大型三甲醫(yī)院的信息需求。