（机械电子工程专业论文）面向病人全生命周期医疗信息模型的研究及hdms的实现.pdf

! l j 尔，：学硕士学位论文 摘要 目前，绝大部分医院都已实施h i s ，在各分散的医疗单位积累了一定的医疗 信息资源。然而这些有用的电子信息大多局限在本部门使用，共享程度不高。而 从信息孤岛状况达到医疗信息社会化，使这些分散信息资源实时为社会服务，面 i 临的核心问题就是如何实现医疗信息资源的共享问题。 实现医疗信息资源的共享问题难度很大，由于各医院系统接口标准不一、系 统平台差异、信息数据格式不规范而久久不能如愿。如今x m l 的出现为我们带来 了曙光，x m l 是一种结构化描述语言，由于它的可扩展性、灵活性、自描述性、 平台独立性和通用性，所以可以使用x m l 来描述这些医疗信息，继而得到医疗文 档。如何合理地、有效地对这些医疗文档进行组织和管理，做到在正确的时间， 把正确的数据，以正确的方式，传递给正确的人，帮助做出正确的决定，还要保 证数据不被超越权限地读写，造成难以挽回的损失，这便是这个课题的主要目标。 在p d m 技术指导下的企业信息化已经取得了大量成功经验，由于病人在医院t 并 治疗的整个过程与企业生产过程的相似之处，因此完全可以借鉴它的先进的思想 和实践经验来建立医疗信息模型，实现医疗信息的共享。 在讨论支持技术基础之上，提出了基于医疗信息模型的医疗文档管理系统 ( h d m s ) 的体系结构，即基于b s 模式的三层结构。然后分析了医疗文档管理中 的主要功能，其中对文档操作管理、用户权限管理和文档版本管理这三个重要模 块进行了详细分析和建模，通过权限角色一用户模型来实现用户权限管理，通过用 户权限管理来控制医疗文档的浏览和修改等操作，最后对所述及的功能予以实现。 【关键词】信息孤岛；产品数据管理( p d m ) ；医疗信息模型；可扩展标记语言 ( x m l ) ；医疗文档管理 山东大学硕十学位论文 a b s t r a c t a tp r e s e n t ，al o to fh o s p i t a l sh a v ei m p l e m e n t e dh i sa n dh a v ea c c u m u l a t e dag r e a t d e a lo fm e d i c a li n f o r m a t i o ni nd i s t r i b u t e dh o s p i t a l s h o w e v e r , t h i su s e f u li n f o r m a t i o ni s u t i l i z e dl o c a lh o s p i t a lj u s tl i k ei n f o r m a t i o n si s o l a t e di s l a n d t h e ya r el e s ss h a r i n g t h em o s ti m p o r t a n tp r o b l e mt h a ts h o u l db er e s o l v e di ss h a r i n gi n f o r m a t i o nb e t w e e n h i s i ti sv e r yd i f f i c u l tt os o l v es h a r i n go fm e d i c a li n f o r m a t i o n t h em a i nr e a s o ni s d i v e r s i t yo fs y s t e m l si n t e r f a c es t a n d a r d ，s u c ha ss y s t e m l sp l a t f o r ma n d d a t a ss t y l e b u t ， n o we m e r g e n c ex m lh a sg i v e nu sf i r s tl i g h to fm o r n i n g x m li sa na r c h i t e c t u r e d e s c r i p t i o nl a n g u a g em e t a l a n g u a g ea n dh a st h ec h a r a c t e ro fe x t e n s i o n ，f l e x i b i l i t y , s e l f - d e s c r i b i n g ，p l a t f o r m - i n d e p e n d e n c ea n dg e n e r a l i z a t i o n ，s oi tc a nb eu s e dt od e s c r i b e m e d i c a li n f o r m a t i o n t h e nw ec a ng e tm e d i c a ld o c u m e n t s h o wt om a n a g ea n do r g a n i z e t h e s em e d i c a ld o c u m e n t se f f e c t i v e l 3 ，a n dr e a s o n a b l yt ot r a n s f e ra c c u r a t ed a t ab ym e 3 鉴戢 o fs o m ep r o p e rw a y si nr i g h tt i m et or i g h tp e r s o n sw h ow i l lm a k ec o r r e c td e c i s i o n s b a s e do nt h e s ei n f o r m a t i o n t oa s s u r et h a tp e r s o n sw h od on o th a v et h er i g h tp r i v i l e g e c a nn o tr e a do rw r i t et h e s ed a t af o ra v o i d i n gt r e m e n d o u sl o s sa tt h es a m et i m e ，w h i c hi s t h em a i np u r p o s eo ft h et h e s i s w i t ht h eg u i d a n c eo fp r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，t h ee n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n i z a t i o n c o n s t r u c t i o nh a sa c h i e v e dag r e a td e a lo fs u c c e s s f u le x p e r i e n c e s i n c et h ep r o c e s so ft h e t r e a t m e n ti nh o s p i t a li ss i m i l a rt ot h em a n u f a c t u r i n gp r o c e s so ft h ee n t e r p r i s e ，t h e a d v a n c e dt h e o r ya n dt h es u c c e s s f u le x p e r i e n c ec a nc o m p l e t e l yb eu s e dt oc o n s t r u c tt h e m e d i c a li n f o r m a t i o nm o d e ls y s t e mt os h a r et h em e d i c a li n f o r m a t i o n b a s e do nt h es u p p o r t i v et e c h n o l o g yd i s c u s s e da b o v e ，f r a m eo ft h em e d i c a l d o c u m e n t sm a n a g e m e n ts y s t e mo d d m s ) i sp r o p o s e db a s e do nm e d i c a li n f o r m a t i o n m o d e l ，w h i c hi sb a s e do nb ss t r u c t u r ea n dh a st h r e et i e s 。t h e nt h em a i nf u n c t i o n so f h d m sa r ea n a l y z e d 。t h ed o c u m e n t s o p e r a t i o nm a n a g e m e n t ，t h e u s e rp o w e r 山自i 人学坝士。￥位论文 m a n a g e m e n ta n dl h ev e r s i o nm a n a g e m e n tw h i c ha mt h ei m p o r t a n tp a r t so ft h es y s t e m a r ea n a l y z e da n dm o d e l sa r eb u i l t t h eu s e rp o w e rm a n a g e m e n ti sr e a l i z e d b y u s e r r o l e 。p o w e rm o d e l w i t ht h eu s e rp o w e rm a n a g e m e n t ，t h eo p e r a t i o ns u c ha s b r o w s ea n dm o d i f yt om e d i c a ld o c u m e n t sc a nb ec o n t r o l l e d a tl a s t ，t h em a i nf u n c t i o n s o fh d m sa r er e a l i z e d k e y w o r d s i n f o r m a t i o n si s o l a t e di s l a n d ；p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ( p d m ) ；m e d i c a l i n f o r m a t i o nm o d e l ；e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e ( x m l ) ；m e d i c a ld o c u m e n t s m a n a g e m e n t 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 沦文作者签名： 瞎，锄 目 期：童婴： 2 关于学位论一妒使甲援柯的吉明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许沦文被查阅 和借阅；本人授权l u 东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密沦文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：啤导师签名：缸薹笠求日期：蔓业 山东大学硕士学位论文 1 1 课题提出的背景 第一章绪言 我国从1 9 9 7 年开始实施“金卫网”工程，现在全国大型综合医院都已着手实 施医院信息系统( h o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m ，h i s ) ，由于资金、人力等各方面问 题，只能将医院管理系统的一部分引进到医院中。随着信息化的逐步推进和医院 的发展需要，越来越多的分系统被使用，但是这些信息系统之间存在平台差异、 信息数据格式不规范、对外没有i n t e r n e t 接口等现象，造成了彼此之间的相互独立， 形成一个个“信息孤岛”，以至于其产生的信息资源大多局限在本部门使用，不能 在医院内部、医院和医院之问、医院和家庭医疗、社会保障体系等相关的机构之 间共享，也严重驵碍了行业间的信息交流，更别提国际上的交流了，从而造成医 疗信息资源的浪费，甚至会影响病人的准确医治。而从信息孤岛状况达到医疗信 息社会化，使这些分散医疗信息实时的为病人服务，面临的核心问题就是如何组一 织医疗信息，以实现医疗信息资源的共享，即被特定的人员快速的查找、浏览等。 由于医疗信息是病人个人的隐私以及它们的极易复制性，而且在医疗侵权诉讼中 被用来提供证据，所以需要对这些信息资源进行有效管理，保证其安全性和不可 抵赖性，保证有权限的人得到所应得的医疗信息。只有解决了医疗信息的合理组 织和管理问题，才能实现医院内部及各种异类医疗系统之间交换医生工作站、临 床检验分系统、护- _ k 3 2 作站、医学影像分系统等等所产生的各种医疗信息；才能 实现医院之间、医院与保险公司、医院与上级主管部门之间大量信息交换；才能 实现病人网上预约、挂号、远程医疗；才能使医院业务管理等各环节自动化、数 字化运作，从而达到没有边界、随时随地、在任何设备上与分散在各处的医疗信 息无缝连接，提高医疗服务质量和效率的目的忆 1 2 国内外的发展现状 在临床诊疗活动中，每天产生的信息不但数量巨大，而且种类繁多。随蓿计 7 e l jj ；火，硕士学位论文 算机的出现，许多国家都借助它来对医疗信息进行收集、存储、处理、提取和数 据交换，以满足医院各部门授权用户的功能需求。 电子计算机在世界各国医院的应用已有3 0 多年历史。美国在2 0 世纪6 0 年代 初，便开始了h i s 的研究。到现在已经有2 5 的医院有了较完整的h i s ，即各个 分系统产生的医疗信息可以在不同的工作站查询到，比如病房医护人员可以直接 用计算机处理医嘱和查询实验室的检验结果。而且为了降低医疗费用和提高保险 部门、医疗服务机构的工作效率，美国的医疗信息系统正积极向着网络化信息交 换和数据共享的方向发展，并已取得很大成绩。如已建成的r m r s ( r e g e n s t r i e f m e d i c a lr e c o r ds y s t e m ) 系统，保存了一百三十多万份病人的医疗信息，可供大学、 医院以及各医疗机构进行数据共享等。 韩国的九老医院的计算机网络大约有4 0 0 台终端，分布于各科室。在病人整 个的就医过程中，九老医院各科室为病人服务的各个项目，都是根据大夫键入计 算机的医嘱进行的。大夫的医嘱会传至病房护士站的终端，护士根据大夫的指令 取药、送药、打针。甚至病人三餐吃什么，在终端显示屏上都会有明确的嘱咐。 国外于1 9 9 4 年推出的多媒体v i e w s c o p e 系统，它是集图像、视频、声频以及矗； 文本于一体的多媒体微型计算机系统，能从多种数据源同时存取信息，使医务人 员能从一台普通的桌面微机系统上一次查阅有关病人的所有病历记录，如x 一光片 及超声波图像，观看有关病情记录的录像以及录音等。v i e w s c o p e 系统中所存贮的 信息包括：( 1 ) 计算机断层扫描( c t 或c a t ) 图像、核磁共振图像、x 光片、超 声波图像以及照片等：( 2 ) 病历记录、图表、信件以及单据等文件；( 3 ) 手术期 间录制的录像片等；( 4 ) 有关医疗报告以及对x 光片解释的录音等【“。 然而国内的情况不容乐观。在2 0 0 3 年爆发的“非典”期间，广东最早发现 s a r s ，有很多的传染经验、治疗经验。但是到北京蔓延起来的时候，北京的很多 医生，包括宣武医院的一些医生，都是坐飞机到广东学习了两天再回来。其原因 就是没有形成信息的充分共享。在主题为“反思后s a r s 时代的h i s 建设”的会 议上，协和医院信息中心主任李包罗说到，医院信息系统到今天碰到s a r s 的时 候，我们发现，以前我们所设想的医院信息化发展步骤，现在看来有点滞后。 我们原来设想的一个医院信息系统，是解决医院内部的管理问题，然后是医院内 2 山j ：人学项士学位论文 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 曼! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 曼! 部的临床信息系统，之后刁是在区域范围内实现医疗信息共享。但这次s a r s 给 了我们一个最大的挑战就是，医院内所拥有的临床信息，需要在一个很大的范围 里共享。这个问题不单单是一个我们所说的h i s ，我们以前缺乏区域卫生信 息网络建设的概念，要先把医院里边的信息收集得比较完整和系统之后， 才能做到社会化共享， 北京肿瘤医院计算机室主任李怀成说：“院系之间的信息交换也存在很大问 题，比如患者在协和做的检查，到我们这儿来必须再冲印；如果说各个医院的信 息都能交换，我们就不用再处理了，拿来某个医院的信息，我们一拷盘就行了。 原先北大医院、协和医院拿来的片子我们都认，病人不用再做第二遍检查，现在 所有的病人都要重新做检查，因为怕病人和医院打官司，你必须要出两份片子， 给病人一份，医院留一份，这样打官司时才能作为证据。” 北京广安门中医院副院长杨小川说：“我是赞成医院间信息共享的，但现在的 现实却是连医院内部都无法保证信息共享，作为院领导，我不是信息方面的专家， 也很难知道怎么把这方面工作做好，希望有这样的厂商，帮我们做好这个事情【3 j 。” 目前绝大部分医院的信息系统是以费用为中心的管理系统：离真正意义的数酶 字化医院差距很大。医院是提供医疗服务的服务性机构，医疗服务过程高度依赖 信息。医生对病人诊断治疗的过程本质上是一个不断获取信息、并利用信息和知 识进行决策和执行的过程。医院的各部门之间，通过病人信息的共享、传递，协 同完成医疗工作。要真正实现医疗信e j , 化，必须具有很好的信息基础，这是信息 交换问题的关键。这里的信息基础指的就是在就诊过程中与病人相关的所有医疗 信息，包括文字的、图像的、声频的、视频的等等，在院内以及医院间实现这些 医疗信息共享是很多医院所期盼的。 1 3 课题的提出及意义 医疗信息作为医院病人的信息载体，是医院管理的重要组成部分，不仅医院 需要，而且也构成社会信息的一部分，随着经济与社会的发展，有些行业的发展 依赖医疗信息提供信息。医疗信息管理应从封闭式转变为开放式管理，发挥其作 为资源的优势，扩大服务对象以及范围，开拓医学信息服务领域，产生广泛的社 3 尔人学坝士。i 位论文 会效益和经济效益。现代信息交流的主要方式通过高速信息网进行，来自各方面 的信息将通过高速信息网传递、交流和融合。因此，医疗信息管理必须实行计算 机网络化管理，才能真实体现出医疗信息资源的价值，更好的为医院的医、护、 教、研和管理服务，更好的为其他需要医疗信息资源的领域服务，意义重大。 为了实现医院医疗信息的交换与共享，建立一个技术先进、合理有效的医疗 信息模型是解决医疗信息资源难以有效利用难题的必然选择。通过研究医院信息 系统的现状和结合企业进行信息化建设的经验，我们感觉要建设一个结构合理的 医疗信息模型，必须要有一种正确的成熟的思想作为理论指导。产品数据管理 ( p d m ) 是企业实现信息集成的重要技术，它能够对所有与产品相关的信息和所 有与产品相关的过程进行有效的管理，可以把这思想引入到医疗信息模型中来， 为它的成功建设提供了良好思路。医疗信息管理涉及到医院的各个部门、科室， 这些部门、科室在地理位置上是分散的，通过对医疗信息资源的合理组织，采用 p d m 的方法来指导它们的管理，并借助现代计算机通讯技术，特别是 i n t e r n e t e x t r a n e t i n t r a n e t 技术，它们为这种分布的、集中的管理模式提供了强有力 的技术支持可以充分实现医院的内部集成和外部集成，能够满足现代医院对信，矗 息资源交换和共享提出的新要求。探讨用先进的p d m 技术建立医疗信息模型，对 于解决目前医疗信息资源交换与共享的难题，以及实现医院内外直接的数据通讯 和信息集成、信息共享以及对我国医院数字化建设具有重要的理论价值和实践意 义。 1 4 本文的主要工作 本文针对医疗信息管理的现状，在深入研究先进的p d m 技术的基础上，主要 进行以下几个方面的工作： ( 1 ) 研究医院信息化建设下国内外医疗信息管理的现状，分析医疗信息没有 充分的交换与共享，指出建立医疗信息模型的必要性及意义； ( 2 ) 对于医疗信息存在的问题，提出了用x m l 来表示医疗信息： ( 3 ) 借鉴p d m 对产品的信息和过程的管理思想，提出了面向病人全生命周 期的医疗信息模型； 4 山z i ，：。半母! ：f 一。 位论文 ( 4 ) 在医疗信息模型的基础上，建立了医疗文档管理系统的体系结构；对医 院的各个分系统以及不同人员进行合理的组织，建立了用户一权限管理模型；结 合病人的整个就诊过程，建立了适用于管理的医疗文档版本模型； ( 5 ) 在综合运用p d m 技术以及其它技术的基础上，采用j 2 e e 三层体系架 构，其中s q ls e r v e r 为后台数据库，w e b 服务器层采用基于m v c 架构的s t r u t s 框架，对基于医疗信息模型的医疗文档管理系统进行开发并实现所述及的功能。 山东大学顶十学位论文 第二章医疗信息的分析 2 。1 医疗信息的内容 医疗信息主要包括病历和其它医学文书5 1 。 病历是指医务人员在医疗活动过程中形成的文字、符号、图表、影像、切片 等资料的总和，是医务人员通过问诊、查体、辅助检查、诊断、治疗、护理等医 疗活动获得有关资料，包括门( 急) 诊病历和住院病历。 其他医学文二传主要包括： ( 1 ) 医疗证明：出院汪明书、病情证明、诊断证明、死亡证明、残疾证明、 健康证明、出生证明等； ( 2 ) 检验报告：病原微生物检测报告、临床生化检验报告等i ( 3 ) 辅助检查报告：放射学检查报告、c t 检查报告、同位素检查报告、血 气分析报告等： ( 4 ) 病理学读片报告、会诊报告等； ( 5 ) 科室工作记录本：病房记录、护士交班本、医嘱本、病房日志； ( 6 ) 处方及药房记录： ( 7 ) 其他文书资料：取发血液登记本、收费清单、医疗物品采购记录、医疗 物品，等等。 2 2 医疗信息存在的问题 医疗信息是病人信息的载体，由于信息类型的多样性和内容的复杂性，存在 着以下几个问题： ( 1 ) 医疗信息内容的表示问题。对病人信息的表示应当是以单个人为中- 1 1 , 的， 这是医疗信息的使用、存储和交换所要求的；对病人信息内容的描述必须是结构 化的，这是医疗信息后续处理的基本要求。由于医疗信息内容的复杂性和使用上 的习惯，对它很难设计出一个统一的结构进行描述。 6 山尔火学项二j ：学位论文 ( 2 ) 医疗信息的存储问题。病人的医疗信息要求长期保存、随时可以获得。 在传统的医院信息系统中，病人信息以数据库的形式进行存储，这些信息的存储 管理是以支持日常业务管理为目的。出于数据库效率和容量管理方面的考虑，不 可能长期将历史信息联机保存。如何使病人信息在脱离数据库后仍然能够维持以 个人为中心的结构并且随时可以获得，是医疗信息存储要解决的主要问题。 ( 3 ) 各种表格病历和各专科病历的处理问题。这些表格或各专科不同的病历 都有各自的结构，同时又有对其内容进行结构化处理的各种需求。这样的内容类 型繁多，很难针对每种情况开发专用的软件，如何对其进行统一的处理也是十分 困难的问题。 ( 4 ) 医疗信息的安全性问题。医疗机构采用完全电脑化管理，医疗信息全部 都是数字化的形式，由于医疗机构可以单方面任意修改，其完整性和不可否认性 难以认定| o j 。 当然，还有其他一些问题。这些问题关系到医疗信息管理的基础，是制约其 发展的主要问题。x m l 的出现，对上述问题的解决提供了一种较好途径。 2 3x m l 技术 可扩展标记语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，x m l ) 是标准通用语言 ( s t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u pl a n g u a g e ，s g m l ) 的一个子集，描述了一类称为 x m l 文档的数据对象，同时电部分地描述了处理这些数据对象的计算机程序的行 为【7 ox m l 的出现大大地方便了数据的交换和传递，它一经出现即受到世界各大 厂商的关注和支持。 2 3 1 x m l 特点 x m l 具有以下特点【 i 】： ( 1 ) 可扩展性 x m l 具有可扩展性，允许用户自由地定义并使用自己的标记，而不限于使用 类似于h t m l 的有限词汇表，因此企业可以用x m l 定义自己的标记语言；特定 7 1 1 1 东大学硕十学位论文 的行业可以定义该领域的特殊的标记语言，作为该领域信息共享与数据交换的基 础。 ( 2 ) 灵活性 h t m l 很难发展，因为它是格式、超文本和图形用户语义的混合，要同时发 展这些混合在一起的功能是很困难的，而x m l 提供了一种结构化的数据表示方 式，使得数据的显示与内容分离。在x m l 中可以使用样式表x s l 和c s s 2 ( c a s c a d i n gs t y l es h e e t sl e v e l 2 ，层叠样式表标准2 ) 来提供数据的显示信息。x m l 文档之间的超链接功能由独立的x l i n k ( e x t e n s i b l el i n k i n gl a n g u a g e ，可扩展链接 语言) 来支持。以上这些方面都可以互相独立地改进并发展，因此w e b 用户所追 求的许多先进功能在x m l 环境下更容易实现。 ( 3 ) 自描述性 x m l 通常包含一个文档类型声明，因而具有自描述性。不仅人能读懂x m l 文档，计算机也能处理。与处理传统的关系型数据、面向对象数据库里的数据类 似，x m l 文档中的数据可以被任何能够对x m l 数据进行解析的应用所提取、分 析、处理、显示。x m l 还能用来表示那些以前不被看作文档但是对传统的数据库。 来说又过于复杂而难以处理的数据，所以x m l 文档被看作是文档的数据库化和数 据的文档化。 ( 4 ) 平台独立性 s g m l 作为h t m l 和x m l 的前身技术一直是一种平台独立的信息技术，源 自s g m l 的x m l 同样具有平台独立性。要做信息交流的各种系统中需要装有x m l 解析器，便可解读由其它机器所传来的x m l 信息，进而加以利用。 ( 5 ) 通用性 x m l 采用u n i c o d e 字符编码系统，从而支持世界上几乎所有的主要语言，并 且不同语言的文本可以在同一文档中混合使用，x m l 软件能处理所有这些语言的 任意组合。因此，x m l 不仅能在不同的计算机系统之间交换信息，而且能跨越国 界和超越不同文化疆界交换信息。 x m l 的上述特点使成为数据表示和数据交换的一个开放标准，这种数据表示 独立于机器平台、提供商和编程语言。 8 - | | 0卜一学 而一i 一，半一f 寺；奋畸+ 、lji t 2 3 2x m l 相关的技术 2 3 2 1 m l 的d t d 与m ls c h e m a x m l 的d t d ( d o c u m e n t x y p e d e f i n i t i o n ) 是x m l 文档类型定义，它使用正 式的语法来定义x m l 文档的结构和在文档中使用的词汇，d t d 包括元素类型声 明，属性列表声明，实体声明，记号声明等。一个有效的x m l 文档不仅要遵循 x m l 的语法规则，而且要受d t d 的约束一】。 由于d t d 扩展性不好，不支持名空间、数据类型、数据类型的继承的缺点， 人们又提出了一种基于x m l 语法的模式语言来代替和扩展d t d ，于是产生了 s c h e m a 。2 0 0 1 年5 月x m ls c h e m a 正式成为w 3 c 的推荐标准。x m ls c h e m a 语 言使用的是x m l 语法，这使得解析s c h e m a 与解析x m l 文档只需一种解析机制， 而且它还克服了d t d 中的缺点，具有很好的适用性【1 0 】。 2 3 2 2x s l ( 可扩展样式表) x m l 的一个最重要的特性是把内容和显示分开。这就意味着x m l 文档本身 并没有关于格式方面的信息。x s l 是专为x m l 设计的样式表语言，并采用x m l 语法。x s l 的优势在于它可以用于转换，可以把x m l 文档转换为h t m l 格式， 而且同一个格式表可以用于多个具有相似源树结构的文档。x s l 显示的媒介不仅 限于w e b 浏览器，还可以是印在纸上的书或报告等。 处理x s l 样式表的是x s l 样式表处理，样式处理器接受一个x m l 文档以及 x s l 样式表，输出特定样式的显示，其显示格式根据x s l 样式表确定。这个处理 过程流程如图2 - 1 所示。首先x m l 解析器将x s l 样式表和待转换的x m l 文档解 析为源树，然后通过x s l 处理器按照解析过程中掌握的x s l t 转换命令，从源树 种抽取需要的叶子节点修正后添加到结果树中，最后形成的结果树根据x s l 格式 化命令可形成h t m l 文档，并交给客户端浏览器显示。 j i 尔大。丫硕十学位论文 x s l 样式表 图2 - 1x s l 转换x m l 数据的工作流程 2 3 2 3 x m l 的s a x 和d o m 解析器 为了处理x m l 文档必须使用x m l 解析器，x m l 解析器要分离出x m l 文档 中所有的元素、属性和文字内容，解析结果体现了x m l 所隐含的层次结构。x m l 的解析需要为用户提供套可操作的接口( a p i ) ，依接口类型的不同，x m l 的解 析可分为基于事件的解析( e v e n t b a s e dp a r s i n g ) 与基于树结构的解析( t r e e b a s e d p a r s i n g ) 。 d o m 解析器 一 基于树结构的a p i 的代表是d o m ( d o c u m e n to b j e c tm o d e l ) 。d o m 解析器 的特点是把x m l 文档内的所有元素作为一棵树来装入到物理内存中。由于该文档 被描述为一棵树，所以重新排序、添加以及删除文档元素是非常容易的。但是把 x m l 文档整个装入到内存中对于大型的x m l 文档将占用较多的内存。 s a x 解析器 基于事件的解析a p i 的代表是s a x ( s i m p l e a p if o rx m l ) 。s a x 解析器的特 点是不把整个x m l 文档装入到内存中，避免了d o m 解析器所具有的可扩充性问 题。s a x 只在用户请求时才分析x m l 文档的某些部分，这使得它对x m l 文档中 的某个元素作简单的线性搜索时可获得较快的速度。但是用s a x 解析器的一个明 显不足是：它不能用来动态地修改一个x m l 文档的结构。 2 3 2 4x m l 数字签名 数字签名是一种密码技术，它利用一个密钥对给一段信息( 常常是经过散列 1 0 画一却演 一 档瞬毗日卿 b 一旨图溺匿 l j j 乐火学硕十学位论文 后的h a s h 值) 进行加解密。签名者唯- - j t j 有私钥，利用它进行加密，验证者只需 取得签名者的公钥证二传解密后对比签名前信息就可以验证签名者身份的合法性。 2 0 0 0 年6 月，美国国会批准了电子签名。电子签名法案减少了对昂贵的纸上 签名的需求，从而便利了b 2 b ( b u s i n e s st ob u s i n e s s ) 交易。电子交易不能仅仅因 为其电子的性质就被否认其真实性。作为一种数据格式，x m l 的可移植性使得它 对于b 2 b 交易特别理想。对x m l 文档的数字签名国际上有一个推荐标准 “x m l - - s i g n a t u r es y n t a xa n dp r o c e s s i n g ( x m l s i g n a t u r e ) ”，是由w o r l d w i d e w e b c o n s o r t i u m ( w 3 c ) 组织发布的，它标准提供了x m l 文档的签名语法，使得文档 在签名前后都是结构化的1 1 1 】。 2 3 2 4 1x m l 签名类型 w 3 c 的x m l 签名标准定义了三种签名类型f 1 2 】：封装的x m l 答名( e n v e l o p e d s i g n a t u r e ) ，封装用x m l 签名( e n v e l o p i n gs i g n a t u r e ) ，分离的x m l 签名( d e t a c h e d s i g n a t u r e ) ( 参考r f c 3 2 7 5 ) ： ， i l ) 劐装的x m l 签名。签名元素在待签名的x m l 文档中，具有以下的x m e 格式： ( 2 ) 封装用x m l 签名。签名必须是被签名元素的父元素。此种类型具有以下 格式： 山尔人学硕七学位论文 ( 3 ) 分离的x m l 签名。签名既不是被签名数据的父元素，也不是其子元素。 签名数据作为一个单独的文件而存在。此种类型具有的格式是： 2 3 2 4 2x m l 签名过程 x m l 签名过程包括引用生成和签名生成。引用生成定义了如何计算每个 元素的摘要值，签名生成定义了如何计算实际的 元 素，签名生成可能包括很多引用。引用生成的最终目标是产生具有所需特征( 如 变换、属性和摘要值) 的实际 元素。同样，签名生成的最终目标是产 生实际的签名值，构建全部 父元素块和所有完整的属性和子元素。 下 面列出了核心生成步骤【1 3 】。 。一 引用生成 对于每一种要被签名的资源： ( 1 ) 应用变换( 如果存在) 。 ( 2 ) 计算变换后资源的摘要值。 ( 3 ) 创建 ；元素。这包括可选属性、变换及表示摘要算法的标识符 和实际摘要值。 签名生成 ( 1 ) 使用在引用生成中形成的引用元素来产生指定签名方法和规范化【1 4 l 【1 5 | 方法的 元素。 ( 2 ) 对 元素运用规范化方法和签名方法。 2 3 2 4 3x m l 验证过程 x m l 验证过程包括引用验证和签名验证。引用验征的目的是验 正 l2 山尔人4 ，+ 颂：i 学位论文 元素所表示的任何数据未被改变。对数据源计算摘要，并把它和存储在 子元素的摘要做比较，就可以完成上述任务。同样，签名验证的目 的是把规范化f 勺 和 做比较。下面列出了核心验证步 骤。 引用验证 首先对 元素进行规范化。 对于每一个要验证的 ，都要实篪下述步骤： ( 1 ) 通过对每一个 元素的u r i 属性引用解析来获取要待计算摘 要的数据流。如果不存在任何u r i 属性，那么应用就应该知道数据源的位置。最 后要待计算摘要的数据是可选的层叠变换的结果。 ( 2 ) 对第1 个步骤中得到的数据流计算摘要，此过程使用 元 素中指定的杂凑函数来处理当前的 元素。 ( 3 ) 将第2 个步骤中计算出来的摘要值和当前正处理的 元素中的 元素的内容作比较，如果这些值不匹配，则引用验证失败。 签名验证 ( 1 ) 从 元素或具体应用中的密钥源中得到验证密钥。 ( 2 ) 使用的 规范化形式确定正使用的签名算法，并对规范 化形式的 元素计算签名值。把签名值和 元素内的值 作比较。如果这些值不匹配，则签名验证失败。 2 4 医疗信息与x m l 技术 2 4 1 以x m l 作为医疗信息的描述基础 医疗信息的描述模型是医疗信息管理的最基础问题，x m l 为医疗信息内容的 描述提供了有效手段。它的优势在于，它不仅是一种标识语言，更是一种可以定 义描述对象结构的元语言。x m l 文档自含结构，使得系统间交换的信息可以互相 理解”【1 6 】1 1 7 】。 一是x m l 采用了层次化的面向对象的结构描述方法，非常适合于描述医疗 l j f 方；火学硕士学位论文 信息这样复杂的内容，在表达能力方面优于关系数据库。 二是x m l 是一种元语言，可以定义描述对象的结构。这适合于医疗信息中 不同内容结构的变化，适合于保持医疗信息的历史。 三是x m l 与因特网有天生的联系，可以通过浏览器直接浏览病历内容，减 轻开发工作量。 四是x m l 将内容与样式关联在一起，这不仅可以保留医疗信息内容，也可 保留医疗信息外观。如图2 2 所示的是某医院急诊生化检验报告单的x m l 表示， 图2 3 是检验报告单所对应的可扩展样式表，图2 - 4 是前面两个文档在x s l 处理 器处理后的浏览器显示。 五是x m l 作为电子商务时代的“标准语言”，拥有大量的开发和应用工具， 有利于对医疗信息内容的处理。 使用x m l 描述医疗信息内容，形成的x m l 文件是医疗文档存储管理的基本 单位，称之为医疗文档。医疗文档首先要先定义其内容的结构( d t d ) ，然后在此 基础上实现业务数据库中病人信息到医疗文档结构的转换、从而实现由以类型为 中心的数据库描述到以病 、为中心的描述。 采用x m l 文件来记录医疗信息，并不排斥病人信息的数据库表示。医疗信 息的x m l 描述、与数据库记录有各自的适用范围，它们将共同存在。数据库系统 主要用于支持日常的业务处理和病人信息的采集。其中需要大量的数据检索和更 新。业务系统要保持高效率，过期的数据不宜在数据库中长期保存。医疗文档系 统所实现的文档浏览，主要是对病人信息的提取，数据不再更改，要保证数据长 期联机。因此，将其建立在x m l 内容管理上。当一个诊疗活动完成时，将医疗文 档内容转为x m l 描述文件。两种描述同时存在并保持相对独立，依用途各自使用。 2 4 2x m l 签名在医疗信息中的应用 “如何保证医疗信息不被他人篡改，如何保证医师对医疗信息的修改不可抵 赖【1 8 】”，也就是医疗信息的完整性和不可否认性是医疗文档管理系统安全中两个重 要的问题，x m l 数字签名提供了很好的解决方案【1 9 】。本系统采用封装用x m l 签 名。医疗文档的顶节点作为 的一个子节点连到文档中。采用封装用 1 4 l ! j 尔大学硕士学位论文 图2 - 2 急诊生化检验报告单的x m l 表示 x s l i s t y l c s h c c t 哪；每9 脚伽m 们。舭9 9 9 船坍f o i i ” 矗 姓名： x s l ：v 缸i a b l e ；孟搿i 基哆科别： 样本编号： v 茹毋i 睁t 霉蘸睁孽霪： ? 参? 囊饕麟攀遴 ” t a b l e 耐d 忙翟o ”b o r d e r = 0 。a l i g n = ”c e n t c 一 1 一 、 p t 护 r ，。 、 p， “ x s l ：a p p l y t e m p h t e s 肛 b o d y ) 图2 - 3 急诊生化检验报告单的x s l 表示 j 东人学硕：- 。学位论文 x x x x x x 医院 急诊生化检验报告单 娃名：陈秀莫科别：消化科样本编号：2 加l 性别：女痛房：末四病房录入时间：2 0 0 工1 2 3 10 0 ：4 5 年龄：3 7觚号：0 5 3搠宴号：7 2 7 9 7 3 图2 - 4 急诊生化检验报告单的浏览器显示 x m l 签名的好处是签名后的文档不影响原文档的内容结构，而且直观、易于理解。 图2 5 所示的是按照w 3 c 标准对图的x m l 文档采用封装用x m l 签名后的x m l 文档。 2 5 本章小结 图2 5 签名后急诊生化检验报告单的x m l 表示 本章首先介绍医疗信息具体包含的内容，分析了医疗信息存在的问题，借助 l ；大学坝士学位沦又 x m l 技术给出了解决方案。用x m l 来描述医疗信息，即得到医疗文档，它有利 于医疗信息的使用、存储和交换：通过x m l 数字签名保证医疗文档不被他人篡改， 保证医师对医疗文档的修改不可抵赖。用x s l 来定义医疗文档的各种外观显示， 满足不同医院的需求。 1 7 山自；人学硕士孚位论文 第三章面向病人全生命周期的医疗信息模型 在病人就诊的整个过程中，存在着访问大量异构医疗信息的迫切要求。这些 医疗信息是医务人员的技能、知识的组合和长期积累，如何访问和利用这些信息 是医务人员面i 临的巨大挑战。因为这些信息往往是以不同的结构形式存在的，且 “散落”在病人就诊过程的不同阶段和部门中。因此在诊治时，医务人员不得不 花费大量时间在寻找、辨别和访问相关数据这样一些繁冗低效的活动上。所以， 需要提供一种有效的医疗信息组织方式和管理机制，减少无附加值的信息操作， 把医务人员的精力主要集中到诊治病人上，为病人提供更好的服务，加快病人健 康情况的好转。产品数据管理( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，p d m ) 为解决此问题提 供了很好的方法。 3 1p d m 技术研究 p d m 是一种利用数据模型对制造企业的产品形成过程管理的方法。p d m 的 目标是，利用一个集成的信息系统来产生为进行产品开