摘 要： 總結現有的HIS集成中采用的一些集成方法，提出了一種基于HL7標準的可擴展的統(tǒng)一集成平臺以實現醫(yī)院異構系統(tǒng)間的集成。
關鍵詞： HL7 EAI HIS 標準化 集成
隨著信息技術的發(fā)展，醫(yī)院對信息的需求不斷擴展，加之HIS(Hospital Information System，醫(yī)院信息系統(tǒng))的復雜性，決定了任何一個HIS廠商都不可能提供一個醫(yī)院所需要的全線產品，因此在醫(yī)院環(huán)境下，集成不同廠商的產品就成為必然的要求。國內HIS的開發(fā)，大多沒有遵循統(tǒng)一標準，因此選擇醫(yī)院信息系統(tǒng)的集成方法變得非常重要。
本文針對醫(yī)院信息系統(tǒng)的集成問題，研究了在醫(yī)院環(huán)境下異構信息系統(tǒng)間的集成方法，提出一種基于HL7(Health Level Seven)標準的可擴展的統(tǒng)一集成平臺作為醫(yī)院異構系統(tǒng)間(采用Microsoft的BizTalk作為集成平臺)集成的方法，使得醫(yī)院信息系統(tǒng)內部以消息傳遞的方式實現溝通交流，達到集成的目的。從醫(yī)院信息系統(tǒng)發(fā)展的可擴展性、集成效率、集成復雜度、集成復用性以及集成成本方面入手，為醫(yī)院環(huán)境下異構系統(tǒng)集成問題尋找出一種可擴展、集成效率高、復雜度低、可重復使用且成本低的適應醫(yī)療標準化的集成方法。這對于當前各醫(yī)院面臨的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成問題的解決方法具有普遍意義，同時可以推動醫(yī)院信息標準化的建設，為將來實現社區(qū)醫(yī)療信息共享奠定基礎。
1 現有的解決方案
1.1 集成方法的選擇依據
在醫(yī)院環(huán)境下，選擇一種最適應醫(yī)院信息發(fā)展的集成方法實現異構系統(tǒng)的集成，主要依據以下參數：
(1)集成方法的可擴展性。(2)集成方法的效率。(3)集成方法的復雜度。(4)集成方法的復用性。(5)集成方法的通用性。(6)集成方法的靈活性。(7)集成方法的安全性。(8)集成方法的成本。
理想的集成方法應該具有以下特點：集成效率高，復雜度低且安全穩(wěn)定，可以重復使用，并且具有通用和靈活性，同時可以盡量降低成本[1]。
1.2 集成模型
集成模型是指一種用來集成軟件的特定方法和結構，它定義了集成的特性和機制，并由此決定如何將應用系統(tǒng)集成在一起[1]。集成模型主要在表示層、數據層及功能層[1]這三種層面上實現。醫(yī)院作為特殊的企業(yè)，它的EAI[1](Enterprise Application Integration，企業(yè)應用集成)也要以某一個或幾個集成模型為基礎，提出最優(yōu)的集成方法，均衡各項集成指標，使得系統(tǒng)集成達到各項指標最優(yōu)。
(1)表示層集成模型：表示層集成模型是一個面向用戶的集成，它使用一個標準的界面來替換老系統(tǒng)的終端窗口和PC圖形界面，新的表示層需要與遺留系統(tǒng)的商業(yè)邏輯進行集成。
(2)數據層集成模型：數據層集成模型從數據層面入手，以共享數據為前提，實現信息系統(tǒng)的集成。
(3)功能集成模型：功能集成模型是在業(yè)務邏輯層上完成集成的，而業(yè)務邏輯層屬于顯示界面和數據層之間?；谥虚g件技術的集成方法就屬于該模型的應用。
1.3 集成方法
(1)點對點集成方法
在醫(yī)院信息系統(tǒng)集成方法中，點對點的集成是一種最常見的集成方法。該方法簡單易用，實現效率高，同時它可以在集成模型的任意層面上實現。但該方法要求醫(yī)院使用的信息系統(tǒng)只能來自少數幾個IT廠商。然而，IT技術日新月異，一個醫(yī)院的信息需求不斷擴展，一旦來自不同廠商的HIS系統(tǒng)達到一定數量，這種集成方法就明顯出現了弱點。
圖1顯示了一個簡單的點對點集成方法的示例，該示例只是針對住院病人的一個簡單模型，醫(yī)院的實際應用中要復雜許多。
從圖1可以看出點對點的集成方式在遇到多應用系統(tǒng)集成時暴露出的弱點。假如，有N個廠商的系統(tǒng)需要其產品都要在醫(yī)院相互集成，則該醫(yī)院有N?鄢(N-1)個接口需要設計（接口是雙向的），這種N2數量級的復雜度極高。即如果有8個不同的系統(tǒng)，則需要56個接口。對于每個廠商每個醫(yī)院都要和N-1個其他廠商打交道，M家醫(yī)院要開發(fā)M?鄢(N-1)個接口。顯然，此時集成的復雜度太高，接口過多，每增加一個應用系統(tǒng)，集成復雜度上升一倍，必然導致成本太高。
(2)數據共享集成方法
目前，數據共享的集成方式是很多廠商和醫(yī)院優(yōu)先采用的，它屬于集成模型的數據層集成模型的應用。數據共享集成是以數據共享為基礎，應用系統(tǒng)雙方彼此通過直接或者間接的方式讀寫對方的數據。
數據共享集成方法的優(yōu)點較易實現，對于少數幾個應用的系統(tǒng)集成來說實現效率比較高，不需要編寫太多的代碼。但它的最大弊端是不能保證系統(tǒng)的安全性，擴展性差。
該方法比較適合基于主題數據庫設計的HIS系統(tǒng)。所謂主題數據庫設計就是指同一家醫(yī)院基本上采用一家廠商開發(fā)的HIS系統(tǒng)，主要基于集中數據庫的設計，數據高度共享，基本上不需要與其他廠商的HIS產品集成。當第二個廠商的應用系統(tǒng)需要加入時，采用數據共享的集成方法應該是比較容易實現的，因為只需要相互共享對方的數據庫，簡單的相互調用即可實現相互集成。
(3)基于數據倉庫技術的集成方法
數據倉庫是一個面向主題的、集成的、時變的、非易失的數據集合，支持管理部門的決策過程。對于醫(yī)院來說，數據倉庫集成方法的目的比較單一，主要是為了從多個信息源綜合數據進行分析和決策。從醫(yī)院各部門使用的不同數據源中歸集數據，按照一個集中、統(tǒng)一的視圖要求，進行數據抽取，進而生成數據副本，轉換成符合數據倉庫的模式，并存儲在數據倉庫中，達到集成的目的。
同樣，數據倉庫集成方法屬于數據層集成模型的應用。它的優(yōu)點是建立數據倉庫的目的，即便于進行聯機分析處理（OLAP）和數據挖掘（Data Mining）；缺點是數據冗余存儲，信息同步問題難以及時更新，各數據源需要提供統(tǒng)一的視圖模式，且數據倉庫集成方法目的單一，因此不適用于解決當前醫(yī)院內異構系統(tǒng)之間需要相互通信的所有集成問題。
(4)基于Broker的集成方法
基于Broker的集成方法也是醫(yī)院常用的一種集成方法，它類似于數據共享集成方法，同樣都屬于數據層模型的應用。Broker集成方法以第三方數據共享為基礎，其中一個或幾個應用系統(tǒng)需要將數據存儲在自己的數據庫中，同時再以Broker的形式批量的存儲到共享數據池中，以備其他應用系統(tǒng)可以直接讀取數據池中的數據，實現相互集成。這樣的集成方法可以避免直接共享數據，保證了系統(tǒng)的安全性；但它的不足之處是需要冗余存儲，只限于少數幾個異構系統(tǒng)之間的集成使用，如果應用系統(tǒng)太多，同樣面臨著數據共享集成方法的缺點，復雜度過高，不可維護。
(5)基于中間件技術的集成方法
中間件是一種獨立的軟件系統(tǒng)或服務程序，位于操作系統(tǒng)和應用層之間一個軟件層。它向各種應用軟件提供服務，使不同的應用進程能在異構平臺之間，通過網絡互相通信，為應用程序提供連接和協同工作的功能。中間件技術在集成中越來越重要，也成為了醫(yī)院信息系統(tǒng)集成中最常用方法之一。
中間件集成方法主要屬于功能層模型的應用，它可以用于解決多種類型的集成問題，如數據一致性集成、多步處理集成、即插即用集成。但與點對點的集成方式相類似，中間件平臺需要憑借高度專用化資源方可發(fā)揮出其所具備的潛在效率。此外，其所創(chuàng)建的集成接口同樣具有緊密相關性，它是將信息與內部工作機制綁定在一起，從而傳遞相互依賴性的封閉系統(tǒng)體系結構的另一種表現形式?？梢?，目前醫(yī)院信息系統(tǒng)所遇到的集成問題，不是使用一種中間件技術就可以解決的，需要綜合考慮，采用多種集成方法相互結合的解決方案。
2 可擴展的統(tǒng)一集成平臺
2.1 可擴展集成平臺的依據
眾所周知，醫(yī)院信息系統(tǒng)的發(fā)展應該是可持續(xù)的。為了實現新系統(tǒng)與醫(yī)院現有系統(tǒng)的無縫連接，就需要塔建一個可擴展的統(tǒng)一集成平臺。這個平臺使得異構系統(tǒng)之間的信息交流采用消息傳遞的方式，系統(tǒng)之間的通信只取決于消息發(fā)布和消息訂閱，并不需要知道系統(tǒng)的相對位置及具體工作。各系統(tǒng)只需要將自己的接口充分暴露，使得系統(tǒng)之間充分松散，而系統(tǒng)內部緊密耦合，每個系統(tǒng)只關心各自的訂閱的消息，同時對于需要發(fā)布的消息充分暴露給訂閱方即可。前面提到的微軟BizTalk Accelerator for HL7（BTAHL7）、IBM的HAI等概念，都是以該思想為基礎，基于HL7標準的可擴展的統(tǒng)一集成平臺的解決方案。如圖2所示。
其中，BTAHL7=BizTalk accelerator for HL7 ADT、ORM、ORU及DFT都是HL7中的標準消息，其中ADT是關于病人管理的消息，ORM是關于病人的醫(yī)囑消息。圖2中采用了微軟的BTAHL7為集成平臺，各子系統(tǒng)只需要與集成平臺相連接，將需要傳遞的消息以XML的方式，或者標準的HL7消息傳遞給集成平臺，集成平臺將消息發(fā)布，發(fā)布的消息被發(fā)送給訂閱者，實現系統(tǒng)之間的信息交流。
2.2 基于HL7標準的可擴展的統(tǒng)一集成平臺
正像XML正成為IT信息交互的標準一樣，HL7是當前國際醫(yī)院信息交換的標準，因此完全可以采用基于HL7標準，建立可擴展的統(tǒng)一集成平臺。如圖3所示。
圖3中說明可擴展的集成平臺可以采用微軟BizTalk Accelerator for HL7（BTAHL7），也可以IBM的HAI解決方案。其原理大致相同，主要工作在于將各系統(tǒng)的接口暴露出去，讓集成平臺完成各系統(tǒng)之間的消息交換。而消息可以是標準的HL7消息，也可以是非標準的HL7消息，如XML格式、平文件格式。所有消息通過一定格式送入集成平臺，集成平臺將發(fā)布的消息轉換為訂閱者所要求的格式消息，傳遞給訂閱者。
作為醫(yī)院信息系統(tǒng)的集成平臺，最需要考慮的就是集成的可擴展性，即實現信息系統(tǒng)的無限擴張，這是醫(yī)院信息系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。所有應用對于自己都應該是獨立的，所有新、老系統(tǒng)將來都是獨立的，所有模塊都因為統(tǒng)一集成平臺而解放?；诮y(tǒng)一的集成平臺，任何模塊都可以加入進來，它們之間只有標準的消息傳遞，通過消息觸發(fā)事件，不需要知道對方在做什么，無需約束對方做什么，只要對自己的事情做出決定即可。這樣所有需要加入的模塊，所有需要更新的模塊都可以很成功地完成。若增加一個模塊，只是在各應用內增加一些對應的消息事件，則不需要修改應用程序，即可實現軟件的即插即用。
2.3 討 論
可擴展的統(tǒng)一集成平臺的最大優(yōu)點體現在它的可擴展性上，任何一個系統(tǒng)的下線或者上線不會直接影響到其他系統(tǒng)；對于多個應用系統(tǒng)間的集成復雜度明顯降低，同時采用HL7標準定義了應用系統(tǒng)之間的交換信息標準，不干涉應用系統(tǒng)內部的平臺及數據源問題。因此HL7對于異構系統(tǒng)的集成效果顯著。從長遠角度，采用基于HL7標準的集成方法可以明顯降低的集成成本。
但是，國內基于HL7標準開發(fā)的應用程序還比較少，要將醫(yī)院現有的信息系統(tǒng)重新開發(fā)以符合HL7標準，這種做法是不可能的。因此，這對于醫(yī)院內現有系統(tǒng)的集成是一個挑戰(zhàn)，如何解決現有系統(tǒng)與集成平臺的通信問題是很好的研究方向。
3 結束語
不論是點對點方式還是數據共享的集成方法，它們所針對的是一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)(或主題數據庫)的連接，通過編寫程序接口或直接的數據共享，達到通信的目的。這種方法要求每一個新系統(tǒng)介入時都要重新編寫各自的接口，越多的系統(tǒng)介入，接口越多，一旦醫(yī)院的達到者足夠復雜（多家產商的系統(tǒng)并存），此時再需要進行信息系統(tǒng)的升級或者再介入新的系統(tǒng)，整個醫(yī)院信息系統(tǒng)的就面臨著重新開發(fā)的威脅。因此，醫(yī)院信息系統(tǒng)的集成問題是當前醫(yī)院信息化面臨的最緊迫和最重要問題，建立一個基于HL7標準的可擴展的醫(yī)院信息系統(tǒng)統(tǒng)一集成平臺，是醫(yī)院信息系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的保證。
參考文獻
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