医疗异构环境下Ensemble平台数据资源交互的研究
2016-11-08李东林韦润莲翟玉兰
蒙 华 李东林 韦润莲 翟玉兰
(广西医科大学第一附属医院 广西 南宁 530021)
医疗异构环境下Ensemble平台数据资源交互的研究
蒙华李东林韦润莲翟玉兰
(广西医科大学第一附属医院广西 南宁 530021)
随着区域医疗发展的推进，医疗信息资源集成是关键，这就要求系统开发考虑到当前医疗异构环境下信息系统的集成和数据中心的建立。由于医疗信息资源形式各异，系统软件数据库不同，以及大数据量交换、对业务流程的控制要求等，阻碍了信息系统集成和资源共享，提出基于Ensemble集成平台(内置后关系型数据库Caché)，避开限制条件，实现医疗资源数据交互的方法。从广西医科大学第一附属医院满意度回访的需求出发，阐述交换数据定义、消息流程以及传输机制等环节，通过在Ensemble建立BusinessService、BusinessProcess、BusinessOperation实现接口平台消息发送和结果返回过程。在实践运用中表明，Ensemble集成平台能满足医疗异构环境下数据交换要求，促进医院信息化建设。
系统集成EnsembleCaché接口技术满意度回访
0 引 言
区域医疗信息化不断推进过程中，医疗技术新发展带来诸多便利，同时也导致大量异构、自主的医疗信息系统和海量信息资源。各系统管理和维护众多重复多样的基础性数据，各异的数据库，但是系统之间却无法与联动，共享业务数据[1]，给医疗卫生工作造成困扰。在医疗信息化程度不高的县乡各医院和卫生院，这种现象更加明显。因此，医疗信息资源如何进行有效、安全的集成和通信，并逐步向医疗业务数据的分析与挖掘方向延伸是医疗界面临的挑战。从上世纪80年代开始，医疗界信息系统整合方案吸引了国际上众多科研、教育机构和医疗软件系统开发商的关注，各种医疗通信标准和规范的制定和推广，如HL7(Healthlevelseven)、webservice协议栈、IHE(IntegratingtheHealthcareEnterprise)集成规范等为医疗信息系统间的集成奠定基础[2]。
实现医疗业务系统间的数据交互可通过建立医疗业务中间数据库和集成平台。前者集中存储医疗数据，数据交互由各异构系统访问中间数据库实现[3]。该模式的数据安全及业务流程缺乏控制。集成平台模式，可实现医疗数据交换标准化，并控制医疗业务流程，动态调整异构系统间的数据流向，满足实时数据交互以及互操作性。国内已有较成熟的医疗集成平台，如IBM、东软公司、美国Intersystems公司开发的产品，但医疗信息资源的集成方面的成功案例和经验仍欠缺，须规划全局，循序渐进。美国Intersystems公司开发的集成平台Ensemble(内嵌Caché 数据库)，有效解决接口繁杂及数据规范化的问题。通过对现有业务系统的数据自动抽取和流转，实现医疗服务信息和管理信息的互联互通[4，5]。
1 Ensemble集成平台总体架构
区域医疗以居民健康档案为中心，要求简化异构系统集成，并制定医疗信息体系各种标准和规范，实现医疗数据共享[2,6]。广西医科大学第一附属医院是综合性三级甲等医院，是区内医疗、教学、科研的重要基地。近年来，医院信息化程度不断提高，院内异构系统增多，如医德医风、医学影像、超声、医院信息系统、电子病历、人力资源管理系统等。系统单点间信息交换，耦合度过高。系统间数据交互和集成更加复杂，接口维护、管理难度加大，且存在安全隐患。
Ensemble应融入医院信息系统建设，可搭建在HIS体系架构的应用层。EnsembleStudio工作室，集成Caché 的开发环境，具有跨网络、跨协议、支持应用集成和数据集成优势，各系统只需要与Ensemble平台做接口，降低系统开发复杂度[7，8]。图1为Ensemble体系架构。
图1 Ensemble平台的体系架构
Ensemble在医院信息系统中主要作用是消息机制的传输和控制，主要特点是支持内嵌HL7标准、XML类库等消息格式；内置后关系型数据库Caché。Ensemble主要包含三个层次：数据接口层、业务核心层和数据存储层。
(1) 业务核心层
包括业务流程管理和消息管理，定制、调度业务流程以及映射消息。业务服务BS(BusinessService)，接受消息对象，将它转换成请求消息，并传递给业务流程或者业务操作。业务流程BP(BusinessProcess)接收请求消息，然后按照顺序或者并行的方式执行一套预定义好的行为。业务操作BO(BusinessOperation)，接收BP消息，映射到指定的外部应用。同时把请求消息对象的属性转换成外部应用可用的格式，并通过输出适配器调用该外部应用[6]。
(2) 数据接口层
输入和输出适配器(支持SQL/FTP/TCP/HTTP/SOAP等)，集成各异构系统到业务流程中，并监控各个子系统的执行情况和运行状态[9]。接入服务以适配器集成接入各医疗业务系统(HIS/EMR/LIS/PACS等)，被集成系统之间的信息交互载体为XML，通过消息机制建立XML的交换通道。
(3) 数据存储层
包括元数据存储库和消息仓库，用于存储各业务流程的消息定义和转换等。
(4) Caché 数据库
美国Intersystems公司采用面向对象方式成功设计的后关系数型据库Caché，本质是基于关系数据库技术，融合网络技术和面向对象应用开发的高性能数据库管理系统。美国三大实验室及70%医疗行业信息系统均采用Caché[6，7]。Caché包含事务处理和Client/Server应用，优势在于集成多种数据库访问方式，包括多维数组、SQL和对象数据库。查询数据效率增强，同时存储空间占有率减小。
Caché 所有数据都保存在多维数组存机制擎Global中，Global是一个树状结构，可存储带有许多下标的数据，且不限制数据类型。Global表示形式：^名称(下标1,下标2,…)=值。如表1所示为查找表PA_ADM的表结构，即各种Global的索引类型、名称和具体内容。其中，data类型是用于保存数据，遍历树结构就是访问data；index类型是用于存放查找下一个节点的索引。Global以树状的形式保存，每一个节点直接与磁盘和内存中的数据块相对应，访问速度极快[6]。
表1 多维数组Global
Ensemble提供业务、事件、业务规则日志、消息跟踪监控等功能，实现开发期的有效调试及运行期间的故障诊断分析。利用集成平台故障可追溯机制，可快速定位导致异常的环节[9]。集成平台的权限还包括数据来源的定义、调度控制等方面，对外提供统一数据访问方法，形成各应用系统统一的数据视图。
2 接口关键技术WebService
WebService由一系列的标准和协议组成，具有跨平台、简单和集成能力强等特点[11，12]。鉴于XML在网络环境中的跨平台技术，且易于处理结构化文档信息[6,9，10]，Ensemble内置的Caché创建Web服务时，采用XML作为描述结构化资料和应用组件的标准语言，并自动生成WSDL，用于描述、规范命令和服务[11]，实现可互操作的分布式应用程序。
3 在医德医风满意度回访的接口实现
3.1接口需求
目前国内大多数医院医德医风满意度调查主要通过软件系统对就诊病人开展。包括电话咨询，病房发放调查单，网站调查以及自助机等方式，调查内容较单一，且信息之间无法有效共享，存在信息孤岛现象。随着医疗信息化改革从面向医院内部管理向整体医疗全面发展，对医德医风满意度调查工作提出内容更广泛、信息化程度更高要求[13]。
顺应医疗信息化发展要求，广西医科大学第一附属医院针对满意度调查模块另辟蹊径，采用信息化手段，结合通信、网站等渠道对出院患者的全方位调查，提供康复、术后治疗指导等，了解病人出院后的治疗和恢复情况，观察医院对病人诊断、治疗的有效性。通过社会监督和患者参与，提高患者就诊满意度，积极防止或减少医德考评失真。如何安全有效获取病人全面、准确的就诊信息，协助工作人员更好开展院外回访工作，涉及到异构系统间数据的共享，信息的安全等问题。借助医院Ensemble集成平台，及院内稳定运行的医院HIS系统、全结构化电子病历等医疗信息化发展的优势，与医德医风系统实现接口数据的有效传输。
3.2开发环境
操作系统：windowserver2008;
Web服务器：IIS(InternetInformationServer) 6.0;
集成平台：Ensemble(集成开发平台，内置Caché 数据库)。
3.3接口消息定义
广西医科大第一附属医院在医院数据库设计时主要采用医生开立的医嘱来设计数据库。病人首次就诊，系统生成唯一登记号(PAPMI_NO)，该病人每次就诊均生成一个就诊号(PAADM_RowID)，子项是医生开出的多个医嘱号(OEORD_RowID)。根据医院信息系统数据库表结构来定义接口消息的结构，定义接口消息时要求相关系统的消息结构设计遵循：
1. 消息的返回值ResultCode有两种取值：0代表成功; -1代表错误。
2. 消息类型FLAG有三种取值：插入;更新；删除。
3.XML消息中的字段名标签命名，釆用单词首字母大写方式，如：NAME字段的标签形如〈Name〉小明〈/Name〉, 而PAPMI_NO字段的标签形如
4. 平台返回值形式：平台把此消息发给病人服务系统，则返回值形如：
5. 涉及的参数说明。以住院病人诊断信息字典参数为例。
交易输入：
。
表2和表3是病人诊断信息的输入参数说明。
表2 病人诊断信息接口输入参数说明
交易输出：
表3 病人诊断信息接口输入参数说明
3.4消息交换触发原理
图2 满意度调查模块接口触发原理
如图2所示，医德医风系统向Ensemble发送请求消息：实参和方法。平台依据HIS系统回访病人标准(住院病人达到出院标准，医生下达出院医嘱，护士对病人做出院处理；或主管医生提交病人电子病历)，调取Caché 脚本数据处理程序，返回XML消息串给医德医风系统。系统接受XML消息，把病人的基本信息放入接口中间库等候队列(包括病人基本信息，出院诊断、手术情况、出院医嘱等)。
3.5满意度调查接口的具体实现
BS提供的方法接口，即webservice接口，说明如表4所示。平台通过添加命名空间和类名直接调用webservice接口。
表4 webservice接口说明
图3显示BP的消息路径，协调八个业务操作，属于Ensemble内部调用。
图3 BP
访问Ensemble之外的方法或者应用程序，属于内部调用。业务操作在Ensemble中封装为BO，部分代码如下所示。调用可以重用，减少工作量。
图4接口返回值
3.6集成平台的界面视图数据追踪
集成平台的消息管理和跟踪视图如图5和图6所示。
图5 消息管理界面
图6 消息跟踪视图
3.7请求方获取所需数据
医德医风系统主要完成以下工作：
(1) 与Ensemble服务器端建立连接，发送查询请求。通过Skettle开源数据抽取工具与集成平台接口建立连接。依据双方协定的接口输入，制定查询请求，通过建立的连接把查询请求发送到接口端。
(2) 接收接口端返回的XML数据，提取所需的数据，进行相应处理。
医德医风系统获取病案首页、电子病历等信息，数据解析、过滤等操作，得出满意度回访界面数据如图7所示。
图7 满意度回访界面
4 结 语
本文介绍医疗集成平台Ensemble的基本功能、XML和 webservice 技术，并结合医院数据交互实例需求，建立基于Ensemble平台的BS、BP、BO实现数据交互，该平台具有很好的应用前景。集成平台投入使用后，信息人员的平台管理、接口二次开发能力需要不断提高。若平台宕机医疗信息系统将面临巨大风险[14]。将第三方数字认证系统引入集成平台，确保信息安全加密，防范数据被窃取和篡改风险[1,14]，是下一步深入研究的方向之一。
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RESEARCHONINTERACTIONOFENSEMBLEPLATFORMDATARESOURCEINMEDICALHETEROGENEOUSENVIRONMENT
MengHuaLiDonglinWeiRunlianZhaiYulan
(TheFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniversity，Nanning530021,Guangxi,China)
Withthepromotionofregionalmedicaldevelopment,medicalinformationresourcesintegrationbecomesthekeyissue,anditrequirestheintegrationofinformationsystemandestablishmentofdatacentreinheterogeneousmedicalenvironment．Becauseofthediversityofmedicalinformationresourcesandthedifferenceofdatabaseofsystemsoftwareaswellasthelarge-scaledataexchanges,thecontrolofbusinessprocesses,etc,theinformationsystemintegrationandresourcesharingareimpeded.Weputforwardamethodofimplementingmedicalresourcesdatainteraction,whichisbasedonEnsembleintegrationplatform(abuilt-inrelationaldatabaseCaché),andkeepsawayfromvariouslimitation.ProceedingfromtheneedsoftheFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniversityonfollow-upforsatisfaction,weexpoundedthelinksofdefinitionofexchangingdata,massageprocess,andtransmissionmechanism,etc,andthenimplementedthemessagesendingandresultsreturningprocessoninterfaceplatformbyestablishingBusinessService,BusinessProcessandBusinessOperationonEnsemble.ItisdemonstratedinpracticalapplicationthattheEnsembleintegrationplatformcanmeettherequirementofdataexchangesinheterogeneousmedicalenvironmentandpromotehospitalinformatisationconstruction.
SystemintegrationEnsemblecachéInterfacetechnologyFollow-upofsatisfaction
2015-07-30。蒙华，工程师，主研领域：集成平台，医疗信息管理与信息系统。李东林，工程师。韦润莲，高级工程师。翟玉兰，工程师。
TP
ADOI:10.3969/j.issn.1000-386x.2016.10.025
