一种基于元数据的医疗共享信息查询系统

罗铁清+李小智

摘要：整合医疗信息资源是医疗领域信息化必然趋势，利用元数据技术实现医疗数据共享是近年来研究的热点。本文提出一种基于元数据的医疗共享信息查询系统（MQS），使用元数据技术对异构数据库进行统一规范描述，整合不同业务系统的医疗数据资源。系统采用三层架构，很好地支持异构数据库远程访问。通过本文的研究，该查询系统可实现跨系统对异构数据库进行数据查询，为实现区域医疗信息共享提供一种有效可行的途径。

关键词：元数据；异构数据库；医疗共享信息；查询系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1006-1959（2017）14-0012-02

随着医疗行业信息化建设推进，各大城市中心医院逐步建立起较成熟的HIS、LIS、PACS、RIS等信息系统。这些系统多为不同的业务系统，都是由不同厂家开发的独立系统，使用的数据库产品不同，具有异构性，而且数据库设计也不同，具有数据异构性，导致同一行政区域的不同医院、不同系统之间数据和资源不能有效共享，医疗数据利用低。通过元数据技术将不同业务系统资源有机整合，以满足对医疗信息共享的需求。

1 元数据概述

元数据是“描述数据的数据”，或者“关于数据的结构化数据”。元数据是用来描述数据本身的内容特征和其它特征的数据[1]。元数据的目标主要有两个方面：①简单高效的描述、保存、组织和管理大量信息资源；②使信息资源的检索、发现、定位和共享更加便利与高效[2]。元数据的基本结构由内容结构、句法结构和语义结构组成。内容结构用于定义元数据的构成元素；句法结构用于定义元数据的格式结构以及如何描述这种结构；语义结构用于定义元素的具体描述方法。

元数据是医疗信息资源组织和处理的基本工具，它为各种形态的医疗数字资源提供了规范、普遍的描述方法，元数据整合中开放描述和互操作性已成为一个基本要求[3]。

2 医疗共享信息查询系统模型

医院的信息系统存在大量异构的数据库，异构性表现在多个方面，如使用不同的数据库产品、数据库表的设计不同、存储的数据类型不同、运行环境不同等。使用元数据技术对异构数据库进行统一规范描述，实现共享访问这些异构数据库的数据。用户通过统一的元数据查询语句完成查询操作，实现数据的透明访问，同时保持了本地数据库的自治性。

区域医疗共享信息查询系统（MQS），采用B/S三层架构，即系统由表现层、业务逻辑层、数据层组成，见图1。

表現层为该查询系统的用户查询接口，提供统一查询界面和显示查询结果。业务逻辑层完成查询请求的处理和查询结果封装，该层由元数据管理模块、转换器、包装器组成。元数据管理模块是系统核心部分，本系统的元数据包括全局数据字典、局部数据字典信息组成，描述最小颗粒为各数据表的字段，并创建描述字段统一的词汇表，以解决数据异构问题。全局数据字典包括查询关键字与局部数据库基本表的映射关系。局部数据字典包括数据库产品名称、访问地址和帐号等信息，以解决异构分布问题。转换器将全局数据库元数据查询逻辑语句进行分解转换，转换为不同异构数据库的查询子语句。包装器将各个数据库的查询结果进行集成处理。数据层是由异构数据库组成，保存大量的医疗数据信息。

数据查询流程如下：用户提交查询请求，转换器从元数据管理模块获取数据库映射关系和元数据信息，将用户提交的元数据逻辑查询语句转换成各异构数据库的查询语句并发送给相应的数据库执行。查询的结果通过包装器进行合并过滤处理并返回给显示界面。

3 系统实现的相关技术

XML技术。可扩展标记语言（XML）是在1998 年由万维网联盟制定的一种源标注语言，主要是为了解决超文本标记语言（HTML） 无法满足越来越多的网络数据交换的需求[4]。使用XML技术可以方便地为数据定义或扩展自定义的描述术语以及这些术语间的结构化关系，良好的自描述性和跨平台特点使其成为元数据非常理想的描述语言。 MQS以查询数据为中心使用XML对系统的全局字典进行描述，部分代码如下：

以上XML代码实现查询关键字“患者姓名”跟数据库的映射，其中属性dbname为异构数据库的名称，tbname表示表的名称，colname表示字段名称，type表示该字段的类型。

DOM文档对象模型是W3C组织推荐的处理可扩展标志语言的标准编程接口[5]。MQS系统使用DOM技术根据用户提交的查询关键字读取解析XML文档，获取异构数据库的元数据信息，再结合局部数据字典元数据生成相应的不同SQL查询语句并执行得到结果。

JSP+Servlet+JavaBean技术。JSP 技术是新一代的脚本技术，能够帮助网页设计和开发人员简单且高效的进行动态网页的开发[6]，JSP动态网页技术实现MQS与用户的交互界面，用于用户查询请求的提交和查询结果的显示，Servlet服务器端程序负责查询请求的任务分发，JavaBean完成业务逻辑处理，包括访问数据库和查询结果的封装。

4 总结

本文提出了一种基于元数据的医疗共享信息查询系统（MQS）解决数据源的异构问题，用户可以通过系统的统一用户接口进行查询，并且从技术的角度分析了系统功能实现的可行性。但并未对异构数据库的元数据提取进行深入探讨，有待进一步完善。

参考文献：

[1]李小涛，胡晓惠，郭晓利.基于元数据的复杂信息共享技术[J].系统工程与电子技术，2015，37（3）：700-706.

[2]赵华，王健.国内外科学数据元数据标准及内容分析[J].情报探索，2015（2）：21-24.

[3]李萍.医疗数据质量的问题探索和解决模式[J].计算机应用与软件，2013，30（8）：217-219

[4]杨旋，朱辰，周小甲，等.基于XML的医院信息集成平台的研究与应用[J].医院数字化，2016， 31（12）：82-85.

[5]杨婕.面向接口数据描述的XML应用研究[J].网络安全技术与应用，2013（11）：19-20

[6]王鹏.基于JSP的动态网页技术研究[J].信息与电脑，2015（11）：83-84编辑/成森