管 啟 康

(臺州市中心醫(yī)院(臺州學院附屬醫(yī)院)信息中心 浙江 臺州 318000)

0 引 言

隨著信息化時代的來臨，醫(yī)院管理大多采用HIS，它是醫(yī)院管理和醫(yī)療活動中進行信息管理和聯(lián)機操作的計算機應用系統(tǒng)[1-10]。HIS軟件開發(fā)商眾多，軟件種類繁多(如門診系統(tǒng)、住院系統(tǒng)、醫(yī)技系統(tǒng)、藥房系統(tǒng)、后勤物資管理系統(tǒng)等)，職能上各自專一且分工明確，每個部門的工作人員也只關心其職能相對應的軟件系統(tǒng)的使用，這在很大程度上將整個醫(yī)院的信息化辦公環(huán)境模塊化。

鑒于HIS軟件系統(tǒng)分工明確，功能專一，使得各個HIS軟件之間顯得相對獨立，沒有縝密的聯(lián)系和承接。譬如，門診醫(yī)生工作站只專注于醫(yī)生的就診，其不能執(zhí)行其他醫(yī)院業(yè)務流程上的操作。病人一旦有其他就醫(yī)行為需求，就要到指定的相關科室或部門才能繼續(xù)操作?！翱床【驮\一條龍”的服務只能讓病人從鏈路的開端順利地執(zhí)行到結尾，并不能網(wǎng)狀式地開展業(yè)務。醫(yī)生接診患者并進行問診后，建議患者轉科掛號的場合，患者需重返鏈路開端，重新掛號，重新排隊等待就診，并不能在醫(yī)生診間內(nèi)化解問題，為病人改號轉診。因此，當一個HIS軟件需要另一個HIS軟件來協(xié)作實施一些具體操作時，工作人員往往只能聯(lián)系對應科室的工作人員協(xié)助處理，導致醫(yī)院整體業(yè)務效率下降。

HIS軟件功能專一帶來的影響不僅體現(xiàn)在病人就醫(yī)方面，對醫(yī)護人員的日常工作業(yè)務也有負面影響。根據(jù)醫(yī)院的管理制度要求，醫(yī)生在給病人首次開具精神麻醉處方藥品的時候，需要向負責部門申請批準才能開方；住院醫(yī)生要實施高難度級別手術的場合，也需要病區(qū)責任醫(yī)師統(tǒng)一批準才能進行手術。這些“需要上級部門或者后續(xù)負責人員批準”的申請流程，會因為HIS軟件系統(tǒng)之間的低鏈接、低承接性質而產(chǎn)生斷層和滯后，提出申請或遞交流程后還需主動電話通知后續(xù)流程的負責人員，方能實現(xiàn)，導致有些緊急的手術和醫(yī)護行為會因為流程審批制度而被拖延，耽擱了病人的最佳治療時機。

1 中央控制平臺的設計與開發(fā)

控制平臺軟件系統(tǒng)是HIS軟件系統(tǒng)里的一個具體應用程序[11]，需要與其他各個HIS軟件系統(tǒng)進行交互通信，編程開發(fā)語言選用PowerBuilder 9.0(下文用PB簡稱)。PB的主要特點在于面向高效穩(wěn)健的數(shù)據(jù)庫連接操作，非常符合醫(yī)院軟件系統(tǒng)開發(fā)的主流編程方向。目前多數(shù)HIS軟件系統(tǒng)也采用PB編程語言，在軟件系統(tǒng)架構上具有很好的連通性。

控制平臺的業(yè)務職能簡而言之就是通知告警的轉發(fā)和傳遞。其軟件層面上的做法是：每臺電腦上運行的控制平臺服務會獲取本機上運行的HIS軟件列表、中央控制端的服務情況以及消息隊列里的消息列表；HIS軟件系統(tǒng)不再單獨各自進行交互，而是全局統(tǒng)一向控制平臺推送與拉取消息通知(如圖1所示)，以達到平臺整合統(tǒng)一的通信方式。

(a) 控制平臺開發(fā)前HIS系統(tǒng)的通信方式

(b) 控制平臺開發(fā)后HIS系統(tǒng)的通信方式

分流機制和其他算法機制也要予以考慮。全院電腦在“聯(lián)絡網(wǎng)”上互相通信的過程中，難免會產(chǎn)生大量的網(wǎng)絡流量，造成網(wǎng)絡擁堵。良好的通信機制和報文組織方案是解決問題的一種途徑，在項目設計時應對這兩方面進行改進和優(yōu)化。

1.1 功能需求

該醫(yī)院信息控制平臺的軟件系統(tǒng)分為客戶端程序與服務端程序。客戶端為終端電腦提供消息的生產(chǎn)轉發(fā)以及接收消費的功能，具備服務參數(shù)的配置界面，并起到具體的操作界面展示效果；服務端只需安裝并運行在控制平臺終端服務器上，連接消息隊列數(shù)據(jù)庫以及配置數(shù)據(jù)庫，接收全院各個終端的客戶端的通信連接、消息推送、消息拉取行為，并且提供配置界面以提供控制平臺管理員進行配置調整和數(shù)據(jù)監(jiān)控分析。

對于系統(tǒng)管理員，可以進行以下操作：對中央控制終端軟件系統(tǒng)的登錄登出操作；對用戶進行管理，新建用戶，分配權限，建立并設置分組；對終端電腦進行管理，新建終端對象，設置片區(qū)和分組，配置通信連接端口和具體信息，對其流量和在線狀態(tài)進行監(jiān)控；對消息列表進行管理，查看隊列情況并對其進行增刪改操作，設置消息的轉發(fā)規(guī)則和去向，并對消息的具體生成情況進行探究和質量分析改進。

對于客戶端控制平臺軟件程序，可以進行以下操作：配置消息的接受發(fā)送參數(shù)，包括通信端口和鏈路通道、重連時長、消息的主動被動推送模式；配置與HIS系統(tǒng)的聯(lián)通模式和具體參數(shù)；查看消息接受發(fā)送的日志，檢查軟件系統(tǒng)的運行情況。

1.2 核心流程

軟件系統(tǒng)的核心軟件功能主要集中在消息傳遞轉發(fā)上。消息傳遞包括消息的產(chǎn)生、消息的傳輸導向設置、網(wǎng)絡消息傳播、客戶端上的消息接收以及分發(fā)并展示在指定應用程序上這五個步驟。其中傳輸導向設置是控制平臺管理員的設置任務，通過對各項消息報文的分類歸并，從全局上設置好哪些消息需要轉發(fā)給哪些客戶端電腦，消息是即時發(fā)送還是需要短期甚至中長期保留備案的，消息的發(fā)送是否要求再度反饋的，各臺終端電腦的接收端口開放情況等。一旦設置完畢，產(chǎn)生的消息即可從中央控制臺獲取整條轉發(fā)鏈路的基本信息，然后將消息投遞至終端消息通道或是同網(wǎng)段內(nèi)的廣播信道，最后將消息投遞至目標終端。系統(tǒng)的核心流程圖如圖2所示。

圖2 控制平臺核心業(yè)務流程

1.3 消息轉發(fā)接收機制

控制平臺的應用軟件產(chǎn)品可以分為客戶端程序(Client，下文稱之為終端控制臺或終端)與服務端程序(Server，下文稱之為中央控制臺)。終端控制臺安裝運行在全院各臺電腦上，而中央控制臺則部署在專設的一臺平臺服務器上。終端需要聯(lián)通中央控制臺進行整體資源部署和鏈路分配(如圖3中301部分)，獲取并投遞通信消息資源；中央控制臺從醫(yī)院整體層面觀察檢測各終端的運行狀況和健康程度，接收消息的生成，并將消息存放在頂層消息隊列，或是投遞到對應的目標終端電腦上；終端還能向服務端請求任務委托權限，向其內(nèi)部網(wǎng)段的其他終端廣播轉發(fā)簡單消息內(nèi)容(如圖3中的302部分)，并在所處網(wǎng)段內(nèi)形成消息隊列閉環(huán)。

圖3 控制平臺的服務端與客戶端的通信模式

1.4 消息傳遞機制

各HIS系統(tǒng)與控制平臺之間的消息傳遞機制(又可稱為消息監(jiān)聽機制)可分為主動、被動兩種，如圖4所示。其概念是控制平臺如何去跟HIS軟件系統(tǒng)進行交互以及消息轉發(fā)。主動、被動都是從控制平臺角度出發(fā)來定義的。主動監(jiān)聽即為平臺定時的會去詢問HIS軟件系統(tǒng)，主動投遞消息或是提取挖掘其潛在狀況；被動的消息接收則是平臺被動的接收來自HIS軟件系統(tǒng)的告警消息，然后進行解析和轉發(fā)投遞。

圖4 控制平臺與HIS系統(tǒng)的監(jiān)聽機制

1.5 網(wǎng)絡通信機理

從整個通知分發(fā)的鏈路情況來看，一共有四種消息流通方向，如圖5所示。一種是從HIS軟件系統(tǒng)到終端控制臺的鏈路，稱之為消息產(chǎn)生(Message Produce)、告警預警，如圖5中501部分；反向的，從終端控制臺返回到目標HIS軟件系統(tǒng)的鏈路，稱之為消息消費(Message Consume)、消息處理、消息響應，如圖5中502部分；終端與中央控制臺之間的鏈路，稱之為消息的上行下行(upload download)、消息發(fā)布(publish)、通知訂閱，如圖5中503部分；同網(wǎng)段的幾個終端之間的消息相互傳遞，稱之為消息級聯(lián)廣播(broadcast)，如圖5中504部分。四種鏈路通信情況的編程開發(fā)手段不同，針對的問題不同，所以要采取不同設計模式和編程手段來實現(xiàn)。

圖5 消息在整個控制平臺里的流通方向

1.6 消息隊列管理邏輯

消息隊列[12-16]是一個消息產(chǎn)生后，在醫(yī)院內(nèi)整個生命周期的活動時限里的管理機理。消息會根據(jù)其功能需求，劃分為通知和資訊兩種，如圖6所示。通知在一次完整的消息產(chǎn)生-轉發(fā)-消費行為之后即可消亡，其在消息隊列里留存的時間大約在幾分鐘、數(shù)小時甚至幾天內(nèi)，超過一定的時間后就失去了其及時性和有效性，然后會被中央控制臺清理消除；而資訊則不是一條單鏈路，其有效性也可以長達三五年之久，這些消息則會在消息隊列中長期停留，在需要的時候為用戶提供信息的下載查閱。

(a) 通知式消息

(b) 資訊式消息

1.7 設計分析

(1) 控制平臺業(yè)務職能范疇的劃分。為了使平臺運行順暢，需對各HIS軟件系統(tǒng)功能進行分析，且需要跨模塊解決的申請和操作，才允許接入平臺，并提出解決方案。因此，需要各職能科室的方案制定者進行嚴謹?shù)挠懻摵蜕潭?，定位控制平臺的業(yè)務范圍。

(2) 控制平臺底層通信手段的制定。一個是通信在應用層上的機制，即采用軟件工程上的各種手段進行通信；另一個是通信中報文字段的設計定義，即通信中要表達的內(nèi)容和方式。因現(xiàn)場轉發(fā)的消息性質和內(nèi)容繁多，鏈路也較復雜，所以需要確立一種通用的標準模式，來轉發(fā)并解析消息通知。

(3) 各個HIS軟件系統(tǒng)通信和接口的調整。各HIS軟件要想接入控制平臺，需要在兩端都進行適當?shù)恼{整改造，以達到與平臺聯(lián)通的目的。這項工作難度大，需要與各HIS軟件開發(fā)商協(xié)商，制定整體的調整修改方案。

2 技術路線

2.1 技術路線圖

整體項目分為三個階段，如圖7所示。

圖7 控制平臺設計開發(fā)的技術路線

(1) 技術論證。首先要對醫(yī)院信息控制平臺的可用性進行判定。以一條基礎的消息推送鏈路的聯(lián)通為核心目標，搭建控制平臺終端服務器，配置相配套的應用數(shù)據(jù)庫和消息隊列數(shù)據(jù)庫，設置終端電腦的配置參數(shù)，設計、開發(fā)、調試并安裝運行控制平臺的服務端程序；設計開發(fā)客戶端程序，并安裝運行于院內(nèi)兩臺客戶端終端電腦上，配置與HIS軟件系統(tǒng)的聯(lián)通參數(shù)以及同中央控制端的聯(lián)通參數(shù)；對特定的HIS軟件系統(tǒng)進行改造擴展，使其能生產(chǎn)消息將其推送，并且能被動接收控制終端服務推送的消息報文并且將其展示。在固定好各項參數(shù)和測試規(guī)模環(huán)境后，調試程序，使得其中一臺終端電腦上的HIS軟件系統(tǒng)產(chǎn)生的一條消息能被另一臺電腦所接收展示，即可證明該醫(yī)院信息控制平臺的通信鏈路的可行性，并移步至下一階段。

(2) 模塊接入。以論證階段的軟件系統(tǒng)和網(wǎng)絡部署為參考基礎，在此基礎上進一步對業(yè)務功能進行明確細化。對控制平臺服務端程序進行模塊化分析和設計，整理出可視化操作監(jiān)控和配置界面，提供管理員登錄登出功能，單例、批量的終端配置監(jiān)控功能，日志檢索功能。對客戶端程序也進行模塊化分析擴展，實現(xiàn)消息的主動推動和被動拉取功能，同中央控制臺和本機HIS軟件系統(tǒng)建立通信連接機制。對消息的報文解析和封裝組成進行規(guī)范化的協(xié)議制定，提出共用的報文模板和擴展內(nèi)容填寫規(guī)范。對中央消息隊列進行優(yōu)化，對消息訂閱、轉發(fā)模式進行細化，研究客戶終端對同一網(wǎng)段的廣播模式的集成聯(lián)通討論。在設計開發(fā)的過程中，對實驗結果進行記錄分析，并不斷提出改進方案和思路，反復對整體鏈路方案進行優(yōu)化改善，提高消息轉發(fā)的效率和可靠性，最終形成可以發(fā)布的成品版本。

(3) 模塊擴展研討。在上一階段完畢后，即可討論考慮產(chǎn)品的模塊通用化以及行業(yè)內(nèi)的橫向對外功能的拓展能力。同各臨床科室部門溝通，了解各個使用者對產(chǎn)品的需求和性能要求，再對本次的醫(yī)院信息控制平臺提出改進方案。對接口進行封裝和可配置項的改造，對數(shù)據(jù)庫的鏈接模塊進行模塊提煉和可配調整，對網(wǎng)絡的適應性也加入配置考慮，以應對該套軟件系統(tǒng)程序移植部署到其他醫(yī)療衛(wèi)生單位后，無需大量的程序開發(fā)調整，只從配置上著手就能快速部署并投入使用的動態(tài)可配置的軟件使用模式。從應用軟件系統(tǒng)的行業(yè)規(guī)范標準出發(fā)，對整體系統(tǒng)的運行情況增加日志記錄模塊，對網(wǎng)絡實時流量進行可視化監(jiān)控和預防預警功能，對網(wǎng)絡上傳輸?shù)男畔⑦M行加密認證以確保信息安全，對控制平臺服務器進行集群改造考慮。

2.2 主要技術指標

(1) 提升響應速度。通過控制平臺的接入，HIS軟件系統(tǒng)發(fā)生異?；蛘咄ㄖ獔缶膱龊希ㄟ^網(wǎng)絡鏈路在0.1秒內(nèi)就能通知到負責人員，比起電話溝通(大概5～10 s)的效率要高出許多。而且通過優(yōu)化網(wǎng)絡通信協(xié)議，現(xiàn)場情況能全面地整理呈現(xiàn)在使用者面前，比起人員口頭交流，效率更是有所提升。全院過半的電腦同時發(fā)生狀況報警時，中央控制臺的消息隊列處理能力控制在0.1秒以內(nèi)。

(2) 減少維護成本。通過程序的級聯(lián)通信，可以減少現(xiàn)場人員的維持維護成本、設備的維修成本、人員流動上的時間消耗，在人力物力時間上提高效率。

(3) 提高問題處理效率。通過控制平臺對信息的發(fā)掘和匯報，給出合理建議和操作指導，現(xiàn)場問題的解決率會得到提升，病人滿意度也會提升，從而為醫(yī)院創(chuàng)造經(jīng)濟效益。

3 控制平臺的作用

(1) 現(xiàn)場狀況能及時得到發(fā)現(xiàn)和反饋。以當前的HIS軟件系統(tǒng)架構，單一的HIS應用程序所發(fā)生的狀況或問題沒有途徑能反映到其他HIS系統(tǒng)上。而控制平臺的主要職能之一就是能將問題信息及時準確地傳遞散布出去，很好地解決這一缺陷。

(2) 跨系統(tǒng)、跨部門、全方位的數(shù)據(jù)展示。通過搭建各個HIS軟件系統(tǒng)間的通信網(wǎng)絡，可以對患者的門診、住院、檢查行為進行全方位的信息展現(xiàn)和醫(yī)護保障，對患者的潛在風險狀況進行及時提醒，在患者各個診間的移動過程中提供信息上的無縫連接，為醫(yī)護人員提供患者更完整的信息材料，從而更好地為患者提供醫(yī)療服務。

(3) 為大數(shù)據(jù)處理和智能化解決方案提供服務。通過收集并積累消息的發(fā)源和分類，以及智能庫的錄入和更新，控制平臺能更好地了解工作人員的實際需求，響應現(xiàn)場工作人員的操作需要，在其他人員響應之前給出合理建議和操作指導，從而給醫(yī)生和醫(yī)護人員帶來便利。

總之，控制平臺搭建的這張全院“聯(lián)絡網(wǎng)”，可以提高病人的就診效率，使醫(yī)院各部門科室的聯(lián)絡溝通更高效，醫(yī)院的業(yè)務流程更順暢。此外，控制平臺還有極好的系統(tǒng)拓展能力，通過加載智能化的決策響應機制，提供通用接口以擴展更多的硬件設備，以及對控制平臺模塊化的產(chǎn)品封裝，使得控制平臺在今后的拓展應用方面更加廣泛。

4 結 語

該醫(yī)院信息控制平臺是全新開發(fā)和實施的軟件，聯(lián)接了醫(yī)院信息系統(tǒng)中的各HIS軟件，能快速反饋現(xiàn)場出現(xiàn)的問題，全方位展示患者的就診信息，方便患者就醫(yī)和醫(yī)生診療，提高了醫(yī)院的管理水平?？刂破脚_軟件系統(tǒng)模塊通用性強，具有可擴展的接口設計，獨特的編程語言，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，能推廣到不同的醫(yī)療單位或其他多系統(tǒng)軟件的單位。