探讨HL7标准在HIS与PACS/RIS集成中的应用

,2

1.南京军区南京总医院 a.医学影像科；b.放疗科，江苏 南京 210002；

2.南京航空航天大学 生物医学工程系，江苏 南京 210016；3.徐州医学院医学影像学院，江苏 徐州 221000

探讨HL7标准在HIS与PACS/RIS集成中的应用

李昂1a，沈君姝1b，曹新志1a,2，郭辉1a，潘永泉1a,何萍3

1.南京军区南京总医院 a.医学影像科；b.放疗科，江苏 南京 210002；

2.南京航空航天大学 生物医学工程系，江苏 南京 210016；3.徐州医学院医学影像学院，江苏 徐州 221000

目的在医院信息系统（HIS）与PACS/RIS（Picture Archiving and Communication System / Radiology Information System）中实施HL7医疗信息数据交换标准，解决系统间数据共享的问题，同时对HL7标准的优缺点进行分析讨论。方法分析HL7消息格式，结合医院现有的HIS与PACS/RIS数据交换流程，设计基于HL7标准的HIS与PACS/RIS接口引擎，通过实际应用来分析HL7标准的优缺点。结果实现了HIS与PACS/RIS的集成，方便了医院各科室信息的统一管理与共享，提高了影像科的工作效率。结论HL7标准可进行多应用系统间的文件和数据交换，使集成的系统可扩展性和可维护性大大提高，但仍存在一些规定含糊不清，有待进一步发展和完善。

HL7标准；接口引擎；HIS；PACS；系统集成

0 前言

我院于2001年实施“军卫一号”信息系统，2009年构建了GE PACS/RIS系统，由于存它们启用时间不一致且不属于同一厂家等种种因素，导致各系统内部数据格式和传输模式不尽相同，给医院各部门之间数据交流带来了巨大的障碍，造成了信息孤岛。病人的信息在医院信息系统（HIS）与 RIS（Radiology Information System, RIS）中反复录入，诊断信息无法共享致使临床工作效率低下。因此，在医院各部门及设备间采用一种通用的国际数据交换标准已经成为医院信息一体化的迫切要求。

HL7（Health Level Seven）是目前医疗信息数据交换标准中应用最广泛的一种，由HL7 组织制定、通过美国国家标准局（ANSI）批准实施[1]。HL7符合 ISO/ OSI模型，位于第7层即应用层。因此HL7可用于多种操作系统和硬件环境，也可以进行多应用系统间的文件和数据的交换，以提高医疗系统之间信息共享的程度。

1 HL7基本概念介绍和数据交换的原理

1.1 HL7的基本概念

在基于HL7标准的信息交换中，消息（Message）是数据交换的基本单位，是用来包含和传递消息的字符串。HL7标准中用一组消息类型描述消息的目的，消息类型用3个大写字母表示，如ADT类型包含了病人的出、入和转院信息；字段是消息的最小构成单位，多个字段按逻辑关系组成了消息段；每个消息由若干个消息段组成，即消息是消息段按顺序定义的逻辑组合，在消息段的构成中，要用到一些特殊的字符——消息分隔符来分隔消息的组成元素；字段间用“|”分隔，字段进一步可以分成“成分（Component）”和“子成分（Subcomponent）,”分别用“∧”和“&”来分隔[2]。

1.2 HL7数据交换原理

HL7 通讯协议通过消息传递方式实现HIS与PACS/RIS之间的数据交换，类似于网络的信息包传递方式。消息数据传输前自动检测接收端的状态，不同格式的数据按照HL 7 标准的语法规则转换成XML 格式的消息，然后按照TCP/ IP 等协议传送到接收端。接收端再按照HL 7 标准的规则进行解析，将消息转换为可识别数据。从而完成不同系统之间的数据交换并自动判定接收信息的质量，根据情况分别返回接收正确、错误和拒绝3 种信息，后两种情况下通知信息发送端重新发送[3-4]。

2 我院HIS与PACS/RIS集成中的HL7接口引擎设计

由于我院HIS建设较早，并未完全遵守HL7协议的标准进行规范，因此需要设计HL7接口引擎。HL7接口引擎作为标准化的数据转换工具，是一类通用信息转换中间件，通过HL7引擎，把非HL7格式的数据转换成符合HL7标准的数据，然后再在HL7网络上进行通信传输[5-6]。

我院HL7接口引擎设计，见图1。主要由HL7通信模块、应用程序接口（API）模块和HL7数据处理模块等组成。

图1 HL7接口引擎设计

2.1 API接口模块的设计

我院采用基于Windows环境的Winsock 2. 2动态链接库来实现API接口功能。Winsock的核心是套接字，利用套接字的网络编程技术，建立一个中间件描述处理编程接口网络，因此不需要直接访问发送和接收的网络接口设备。API接口模块根据实际情况可以支持多种接口类型，如COM、FJB、Web Service、CORBA数据表等，还可以是特定厂商的接口。

2.2 HL7数据处理模块的设计

患者来我院就诊时，首先来到门诊进行信息的登记，发送端API接口获取患者的基本信息，传递给HL7数据生成模块、生成HL7消息；生成的HL7消息依次通过HL7解析、数据过滤、数据缓存和数据转换模块的处理，最终通过接收端的API接口模块将数据传递给应用程序。

2.2.1 HL7消息生成流程设计

下面以一具实际案列来探讨HL7消息在我院HIS与RIS的生成流程。患者信息：王某，男性，出生日期：1964-01-01，身份证号码：320882196401016352，地址：南京市白下区光华门小区。此信息生成基于业务的XML文档，ID号为123456。当HL7数据处理模块接收到患者这一基本信息时，生成基于业务的XML文档，以业务的字段名未标记，数据作为元素的XML文件，文件格式如下：

＜PatientID＞123456＜/PatientID＞

＜AdmissTimes＞3＜/AdmissTimes＞

＜PatientName＞王某 ＜/PatientName＞

＜Birthday＞1964-01-01＜/Birthday＞

＜Gender＞1＜/Gender＞

＜Address＞南京市白下区光华门小区＜/Address＞

＜IDCard＞320882196401016352＜/IDCard＞

通过扩张样式转换表语言（Extensible Styleshet Language Transformations，XSLT）对XML文档进行转换，生成基于XL7消息的XML文档。XSLT 转换的规则，就是基于HL7 标准的定义，把相应的业务数据放在XML 文件相应的元素里面[7]，类似于映射的过程。转换后的XML 文档是以HL7 段名代码为标记，中间接口表的数据作为元素的XML 文件，并按HL7 的段进行分隔。元素名以HL7 段名开头，后面依次是字段序号、元素序号和子元素序号，这样可以保证标签的唯一性，同时，也方便了生成HL7 格式的消息。转换过程如下：

＜PID＞

＜PID-3＞123456＜/PID-3＞

＜PID-5＞王某＜/PID-5＞

＜PID-7＞1964-01-01＜/PID-7＞

＜PID-8＞F＜/PID-8＞

＜PID-11＞

＜PID-11-1＞南京市白下区光华门小区＜/PID-11-1＞

＜/PID-11＞

＜PID-13＞12345678＜/PID-13＞

＜PID-19＞320882196401016352＜/PID-19＞

＜/PID＞

根据HL7的语法规则，将上述基于HL7的XML文件转化为HL7格式的消息，即为PID|||123456|| test ||1964-01-01|F|||南京市白下区光华门小区||12345678||||||32088219640 1016352。将该HL7消息传递到接收端，接收端将进行消息解析操作，消息的解析流程与生成流程正好相反。

2.2.2 其他模块的设计

数据过滤模块根据特定的规则，过滤出另一个应用所需要的数据，屏蔽其他无关数据，然后再生成HL7 消息，数据过滤的过程既可以发生在接收端也可以发生在发送端；数据缓存模块通过采用数据库的方式，在发送消息之前，将消息存在发送端的消息发送表里，当接收端收到消息后，消息同样存放在接收端的消息发送表里，当接收端处理完消息后，会反馈一个“ACK” 消息[8]，发送端接收到消息后从消息发送表里找到之前发送的消息，标记为“已返回ACK”。这样在不需要实时地更新数据的场合，可以将暂时不需使用的数据存储起来，等到需要使用时再从消息发送表里调用。数据转换模块主要解决HIS与RIS中某些特定的数据格式存在差别的问题，如在RIS中，患者性别用男或女表示，而在HIS中性别则用1或2来代替。因此需要数据转换模块将二者进行统一确认。

2.3 HL7通信模块的设计

HL7通信模块即HL7消息的接收和发送过程。HIS 将发送端各类信息以HL7消息的形式传递到HL7网络上，HL7引擎通过对发送的消息不断地进行侦听，当发现是自己的消息时，通过HL7数据处理模块，对数据进行身份验证，自动判定接收信息的质量，对通过验证的消息进行解封装处理，再经映射模块的对照转换，变成内部系统所能识别的形式，加入到本地数据库。如发现异常或错误信息，通知信息发送端重新发送。

3 讨论

我院HIS、RIS、PACS集成后已正常运行了4年。通过实践证明，该集成方法效果良好，安全稳定，降低了系统的耦合性且易于扩展。患者在HIS的登记信息和医嘱信息可以直接传输到RIS服务器，无需再次录入，降低了重复登记的错误率，提高了本院放射科的工作效率；临床医生通过IE浏览器直接观看患者检查图像和诊断信息，消除了信息孤岛，实现了院内信息的共享；在HIS 与PACS/RIS建立各种字典信息，方便了各科室间的统一划价收费和信息的统一管理。

但是在HIS 与PACS/RIS集成中，仍有一些问题有待解决：HL7有一些规定是含糊不清的，且其顺应性不够理想，不利于HL7的实现，给后续工作留下了隐患；HL7组织实行会员制，根据厂商的产值收取会员费（自愿），并由此决定投票权的大小，目前国内的医疗机构和厂商都没有加入这一组织，因此导致HL7与国内医疗信息脱节[9]；由于电子文档的可复制性和可修改性，导致诊疗责任、医患关系难以在法律上认定；HIS /RIS /PACS 集成后，信息高度共享，如何避免非法获取患者医疗信息行为、保护患者个人健康信息的隐私成为了新的问题。

HL7解决了HIS 与PACS/RIS集成的，实现了医院信息一体化，使医院真正走上了信息化的道路。虽然在实施中遇到了一些问题，但随着人们对于医院信息化重视程度的深入，国内HIS、RIS、PACS的不断标准化和规范化，相信基于HL7标准的HIS 与PACS/RIS集成系统，将会在医疗领域不断发展，推动我国医疗卫生信息标准化的进程。

[1] 熊珍英,曾庆源．HL7在HIS 数据交换及疾病通报中的研究与实现[J]．医疗设备信息,2007,22(3):33-34．

[2] 金霞,欧宗英．基于HL7标准医疗信息交换的构建/解析[J]．焦作大学学报,2004,(1):66-69．

[3] 王海舜,王宏宇．基于HL7的HIS信息交换解决方案探讨[J]．中国医疗器械,2008,32(2):111-112．

[4] 王忠庆,全宇．基于HL7的HIS 与PACS/RIS 集成[J]．医院数字化,2009,30(4):52-53．

[5] 马文虎,刘友华,翟油华．基于IHE 的医学影像信息系统集成研究与实现[J]．信息技术与信息化,2011,(2):53-55．

[6] 薛以锋．PACS与HIS融合方法的研究[J]．医院数字化,2009, 4(30):45-46．

[7] 杲耀景,冯大春,王潜平．基于HL7 和XML 技术实现HIS 间信息交换与集成[J]．计算机与应用,2003,12(23):110-112．

[8] 郭凌菱,王彪,卢征,等．基于HL7 的HIS 与RIS/PACS 集成接口设计[J]．医院数字化,2010,31(9):60-61．

[9] 张翠英,张尚军,徐晨,等．医疗信息交换标准-HL7[J]．生物医学工程学,2001,18(1):111-112．

Application of the HL7 Standard in Integration of HIS and PACS/RIS

LI Ang1a, SHEN Jun-shu1b, CAO Xin-zhi1a,2, GUO Hui1a, PAN Yong-quan1a
1. a. Department of Medical Imaging; b. Department of Radiation Oncology, Nanjing General Hospital of Nanjing Military Command, Nanjing Jiangsu 210002, China;
2. Department of Biomedical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing Jiangsu 210016, China

ObjectiveThe HL7 standard is executed in HIS (Hospital Information System) and PACS/RIS (Picture Archiving and Communication System /Radiology Information System) to solve the problem that the data could not be shared between the systems, and the advantages and disadvantages of the HL7 standard are discussed.MethodsThe HL7 message formats are discussed, combining with existed data exchanging processes of HIS and PACS/RIS in hospitals. And the HIS and PACS/RIS interface engine is designed based on the HL7 standard, and the advantages and disadvantages are analyzed by the practical application.ResultsThe integration of HIS and PACS/ RIS is realized by design of the HL7 interface engine, improving the workflow of the department of radiology, and facilitating unified management and sharing of information among all departments in hospitals.ConclusionThe HL7 standard could meet the demand about the documents and data exchanging among multiple applications, and scalability and maintainability of the integrated system are greatly improved. But further development are still needed.

HL7 standard; interface engine; hospital information system; picture archiving and communication system; system integration

TN951.04；TP393.03

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.09.011

1674-1633(2013)09-0033-03

2013-02-07

南京军区南京总医院院管课题（2011061）。

作者邮箱：1990527liang@163．com