（生物医学工程专业论文）基于Web+Service的医疗全数据交换接口研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t f u l ld a t ae x c h a n g ei st h ee x c h a n g eo fd i f f e r e n tt y p e so fd a t af o r m a t sa n dv a r i o u st y p e so f c o m m u n i c a f o np r o t o c o l s i no u rg r o u p ，t h ec o e x i s t i n gs t a n d a r da n dn o n - s t a n d a r dd a t as t r u c t u r e i nc u r r e n tm e d i c a la p p l i c a t i o n sa r et a k e ni n t oa c c o u n ta n daw e b s e r v i c eb a s e dm e d i c a lf u l ld a t a p l a t f o r mi sd e s i g n e d i nt h i sp l a t f o r m ，x m ld o c u m e n t s a r eu s e da sad a t ac a r r i e ra n dh l 7c d a 弱t h es t a n d a r df o r m a tf o rd a t ae x c h a n g e t h ew h o l es y s t e mc a nm a i n l yb ed i v i d e di n t ot w o p a r t s t h ef i r s tp a r ti sa na p p f i c a f i o ni n t e r f a c e ，i nw h i c hv a r i o u sd a t at y p e sa l et r a n s f o r m e di n t o s t a n d a r dc d ad o c u m e n t sa n ds e n to u t ，w h i l ec d ad o c u m e n t sf r o mo t h e rs y s t e m sa r ea c c e p t e d a n dp a r s e d t h es e c o n dp a r ti sad a t ae x c h a n g ec e n t e r , w h i c hm a n a g e st h ei n t e r f a c e s ，s t o r e sa n d m a n a g e sd a t a ，s u p p o r t sd a t ae x c h a n g eb e t w e e na p p l i c a t i o n s t h i sp a p e rf o c u so nt h ef n s tp a r t , i e ，t h ea p p l i c a t i o ni n t e r f a c e b a s e do ni n d e p t hs t u d yo fh l 7s t a n d a r d ，c d as t r u c t u r e ，x m lt e c h n o l o g ya n dw e b s e r v i c ea r c h i t e c t u r e ，t h i sp a p e rc o m b i n e st h em e r i t so fb sa n dc sa r c h i t e c t u r ea n dd e s i g n sa m e d i c a lf u l ld a t ae x c h a n g ei n t e r f a c eb a s e do nw e bs e r v i c ea r c h i t e c t u r e u s h i gw e b s e r v i c e a r c h i t e c t u r e ，i n t e r f a c e sc a nb r e a kt h r o u g ht h ef i r e w a ut oc o m m u n i c a t ea n de x c h a n g ed a t ae a s i l y i n t e r f a c e su s et h es o a pp r o t o c o lt oc o m m u n i c a t e ，e n c r y p tt h ei m p o r t a n tp a r a m e t e r so ft h e s o a pm e s s a g e ，a n du s ek e yt ov e r i f yd a t a ，s ot h a td a t as e c u r i t yi se n s u r e d t h e r ea r et w od a t a e x c h a n g em o d e l si n t h ed e s i g no ft h i s i n t e r f a c e ：p o i n t - t o - p o i n tm o d e la n de x c h a n g ec e n t e r t r a n s m i t t i n gm o d e l b yc h o o s i n ga l la p p r o p r i a t em o d e l ，d a t ae x c h a n g eb e t w e e na p p l i c a t i o n si s f a s t e ra n dm o r ef l e x i b l e m o r e o v e r , t h ep a p e ri n t r o d u c e san e wm e t h o dw h i c hu s e sc d a t e m p l a t ef i l et oe n c a p s u l a t ea n dp a r s ed a t a t h i sm e t h o da l l o w su s e r st oc u s t o m i z ec d a t e m p l a t e s ，s ot h a tv a r i o u st y p e so fn o n - s t a n d a r dd a t ac a nb et r a n s f o r m e di n t os t a n d a r d sc d a d o c u m e n t sb yd e f m i n gc o r r e s p o n d i n gc d a t e m p l a t e s k e y w o r d s ：m e d i c a ld a t ae x c h a n g e ，i s o m e r o u sd a t a ，w e bs e r v i c e ，x m l ，c d a i i i 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研 究成果，也不包含为获得逝江盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 詹保昌 签字日期： 二。口譬年6 月c ；日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 逝江盘堂 有权保留并向国家有关部门或机构送交本 论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏盘堂可以将学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 蓖保昌 导师签名： 签字日期： 2 川年f 月1 3 日签字日期：彦巡年6 月f3 日 浙江大学硕士学位论文 致谢 两年的研究生学习生活即将过去，在这两年中，我不但学到了很多的知识，掌握了很 多的技能，更重要的是学到了许多做人做事的方法。在这里，我要感谢所有支持过我，关 心过我的人 衷心感谢我的导师叶志前老师在这两年来给予的关心、支持和指导在攻读硕士学位 期间，他努力给我创造了一个宽松的学术环境，给予我很多难得的锻炼机会他不仅在学 术上给了我很大的指导，并且以他的人生经历教给我很多为人处事方面的经验，鼓励我们 开拓思维，改变思考方式，追求创新。他对事业的执着追求以及对学科前沿把握的敏锐性 和准确性给我们树立了良好的榜样在论文撰写过程中，他与我多次讨论，给了很多宝贵 意见 谢谢徐庐生老师，尽管已经高龄，依然不辞劳苦给我评阅论文，在平时的学习讨论也 给予了我许多指导意见感谢李劲松老师，他严格的学术作风、渊博的知识、国际前瞻性 的观点给了我很大的启发。 感谢胡学芹，何剑虎、陈敏等已经毕业的学长，他们在以往的讨论和学 - - j 中给了我很 多的启迪；另外也感谢实验室的刘进、温凤飞、袁鸿燕、王玮、刘鹏鹏等同学，他们在论 文撰写过程和平时生活中给了我很多的帮助与照顾。 最后，特别感谢我的家人，他们为我付出了很多心血，在我的学 - - j 和生活中一如既往 地给予我最无私的支持和关怀，让我能够安心地投入学 - - j 因此，在我的学业即将完成之 际，衷心感谢他们 浙江大学硕士学位论文绪论 1 1 课题研究背景 1 绪论 在我国，医院信息化的进程已经进行了将近二十年。根据2 0 0 6 年的调查表明，我国拥 有医院信息系统( m s ) 的医院，占被调查医院的3 1 ，省级医院建设m s 的比例达到8 4 ， 地市级医院建设m s 的比例为3 7 ，县级医院为3 4 t 从开展数字化建设的医疗机构数量 上看，虽然还有较多医院没有开展数字化建设，但是几乎所有的三甲医院已经开展医院信 息化建设我国医疗资源配置严重不平衡，主要的医疗资源集中于少数大医院。大医院每 天需要面对巨大的门诊流量，对医院管理、信患处理、医疗设备和技术方面有更高的要求， 因此对信息化、数字化建设普遍比较重视，医院的数字化水平比较高。这些医院大部分建 立了h i s 、l i s 、p a c s 系统，一些医院还开始建设电子病历系统，对医院众多的信息系统 进行一体化整合。 专家认为，医疗信息化发展要经历三个阶段：医院管理信息化( h i s ) 阶段、临床管理 信息化( c i s ) 阶段、局域医疗卫生服务( g m i s ) 阶段。目前我国医疗信息化建设总体处于第 一阶段与第二阶段之间，一些三甲医院特别是一些著名重点医院的信息化水平已经到达第 二阶段水平随着人民生活水平的提高，人民对自身健康和卫生保障有了更高的要求，当 前异地求医成为一种普遍现象；医疗机构之间的交流和合作也日益频繁，涉及领域也日益 广泛。出于以上的需求，各个医疗机构之间经常需要交换数据，迫切需要专门的应用系统 如区域电子病历系统、远程会诊系统等对这些活动进行管理和给予技术支持 目前我国正在积极筹建完善的公共卫生信息系统，包括卫生监督信息系统、疾病监测 与控制信息系统、医疗救治信息系统、突发事件应急指挥与决策系统。该系统是一个五级 网络( 从乡镇卫生院，部分有条件地区的村和社区卫生服务站，到县、市、省，最后到中 央) 、三级平台( 地市，省、中央建立数据库和指挥调度平台) ，是一个纵向到底、完整统一 的网络系统，不可避免需要和各医疗机构已经存在的应用系统产生关联和交互，因此迫切 需要具有灵活性和通用性技术方案给予解决 总而言之，无论是医院内部各系统之间的一体化整合，或是各医疗机构之间的合作 和交流，还是整个国家的医疗卫生信息化战略，都要面临医疗信息交换的问题因此，研 究医疗信息交换平台，对医疗信息系统之间的整合及区域医疗的发展具有重要的意义 浙江大学硕士学位论文绪论 1 2 医疗信息标准化现状及问题 为了让医疗信息能在不同系统之间互通，各国都投入大量财力物力发展适合本国或本 区域情况的医疗数据交换标准。 在国外，医疗标准化的进程起步早，发展快。美国九十年代就开始制定和使用h l 7 标准。目前各厂家的医疗系统产品基本都符合h l 7 标准，各个系统之间互联的数据标准 障碍很小亚洲的日本，9 0 年代初也引入h l 7 标准，制定了适合日本基本情况的电子病 历交换语言标准m m l ，并于2 0 0 1 年于日本九州地区熊本县和官崎县开始使用以m m l 为交换格式的区域电子病历系统 在国内，近年来我国也加大了标准建设的力度，并于2 0 0 4 年4 月建立了中国卫生信 息学会和卫生信息标准化专业委员会，已经启动和即将启动的项目有国家卫生信息标准 基础框架、国家医院信息基本数据集标准研究、国家公共卫生基本数据集标准研 究、社区卫生信息基本数据集标准研究等。2 0 0 1 年1 月，中国以h l 7c h i n a 的名 义成为h l 7 的国际会员国内越来越多的厂商和医院也开始关注h l 7 ，已经有医院正在 实施运用h l 7 整合系统的项目。目前，卫生部正在组织力量开展h l 7 本地化的工作，制 定h l 7f o r c h i n a 的标准 从国际发展的趋势和水平比较来看，我国的卫生信息标准化仍然滞后非标准化现象 涉及整个信息处理过程，在信息的表达形式、传输格式等方面的非标准化问题尤为突出。 各系统之问难以进行数据交互及数据共享，不能支持获取和显示病人丰富的临床数据和图 像信息在安全性、授权管理和保护隐私等方面也存在很多问题这些情况阻碍了信息资 源效益的发挥 据统计，目前我国国内的h i s 厂商有1 0 0 0 多家，其中比较大的有1 0 0 # 家。各个医院使 用不同厂商的h i s ，硬件环境也不尽相同，异构系统和非标准信息格式阻碍了同行间及行 业问的信息交流。这只是h i s 的情况，一个大型医院中的医疗系统包括h i s ，l i s 、p a c s 、 c i s 等系统，这些系统每类都有成千上百个产家各个产家的产品并没有遵循共同的标准， 或者对标准的取舍不一致，有些甚至没有任何标准医疗机构的信息化建设缺少整体考虑 和长远规划，“各自为政”，一家医院里可能采用多个厂家的不同产品。由于不同产家产品 的数据结构均不相同，这给信息的交流带来了巨大阻碍例如，当医院提出要与最近合并 的社区医院的h i s 连接或当地医保系统要实现与医院之间的信息互连时，几乎无从入手， 因为任何h i s 厂商都不可能逐一去改变其他h i s 厂商的数据库结构以实现互联，即使可以这 2 浙江大学硕士学位论文绪论 样做，代价也是非常昂贵的，医院最后只能无奈地重新建设一套新的系统这样不但造成 了巨大的资源浪费，给医院增加了很多成本，同时也并没有从根本上解决问题，当下次相 同的情况再次发生时，问题会再次出现 目前我国医疗信患系统互连主要采用开放数据库方式，部分厂家提供a p i 接口方式， 集成代价高，缺乏通用性，影响系统可靠性和安全性。特别是不同产家之间的产品需要互 联时，需要涉及到不同规格的数据库，不同的数据规范，系统互联的成本甚至超过开发的 成本这也是目前国内产家宁愿去开发自己的一体化产品，也不愿意去想办法和其他产商 的系统互联的原因 因此，在目前情况下，应用系统之间需要互联时修改现存系统数据结构去实现数据交 换的方法不但成本昂贵，而且没有持久性和普遍应用性，必须有全盘考虑、通用性强、系 统连接便捷的方案去解决这个问题 1 3 医疗全数据交换 目前，医疗信息化从局域向广域、从信息孤岛向信息一体化快速发展的需求，与医疗 信息标准化进程形成强烈的反差。远程医疗概念的诞生已经有二十多年，但是现实应用却 远远滞后于理论的发展和应用需求，其中阻碍发展的核心技术因素之一是缺乏兼容标准与 非标医疗信息的多媒体异构数据交换产品，导致架构在上层的远程医疗应用系统的不完整 和不实用。 鉴于深刻认识到医疗信息标准化是一个长期渐进式发展的客观现实，为了能满足快速 发展的远程医疗应用，就必须建立一个兼容标准与非标医疗信息的多媒体异构数据交换体 系，并在发展中逐渐标准化为此，我们提出了医疗全数据交换的概念 1 3 1 医疗全数据交换概念 所谓全数据交换是指同时支持不同类型的数据格式和不同类型的通信协议的交换。不 同类型的数据格式，即标准医疗数据格式和非标准医疗数据格式，标准医疗数据格式是指 符合h l 7 ( 医疗文档国际标准) 、d i c o m ( 医疗图像国际标准) 和i c d 、i c p c 、s n o m e d ( 医疗编码国际标准) 等格式，非标准医疗数据格式是指标准医疗格式之外的常用数据格 式，如常用文本数据格式( x m l ，数据库，t x t ，r t f , d o c 等) 、图像格式( b m p 、j p g 等) ，音 频格式( m p 3 、r e a l a u d i o 等) 、视频格式( m p e g 、r e a l v i d e o ) 和除此之外的各种二进制 3 浙江大学硕士学位论文绪论 文件不同类型的通信协议，即标准医疗通信协议和其他通信协议，标准医疗通信协议是 指符合d i c o m 、h l 7 通信协议等，其他通信协议是指m m l 、h 3 2 3 、t 1 2 0 等 1 3 2 医疗全数据交换平台 我们提出的数字化远程医疗全数据交换平台系统架构见图1 1 ，其核心特征是：1 ) 系 统内部数据通信与协同由舭数据引擎和数据关联引擎构成；2 ) 系统交换支持各种标准 与非标的医疗多媒体异构数据，包括文本( h l 7 、m m l 、数据库、w e bs e r v i c e ) 、d i c o m 图1 1 数字化远程医疗全数据交换系统架构 图像、音视频流数据、会议协同数据和其他文件数据( 特别是“其他文件”数据，是兼容 非标数据的现实典型需要) ，实现本平台内的全兼容和对其他厂商交换系统兼容的可能性； 4 浙江大学硕士学位论文 绪论 3 ) 根据实际应用的规模和深度，交换系统可以分层、分模块配置，构建分级( 分中心) 交换体系 医疗全数据交换平台组成主要分为两部分：数据交换接口和数据交换中心如图1 1 所示，虚线框内的功能为数据交换接口所包含的功能，包括文本数据接口、图像数据交换 接口、音视频交换接口、其他文件交换接口，负责接收或提取各种类型的数据( 包括标准 和非标准数据) ，对标准数据提供接收发送服务，非标准数据提供编码解析功能交换 中心包括x m l 数据引擎和数据关联模型，其q b x m l 数据引擎负责对数据和消息进行解码， 数据关联模型负责存储和管理数据，把数据有机地关联起来，提供数据请求和查阅服务 此外，交换中心负责对系统交换接口进行统一管理。 1 4 研究目标和主要工作 上节介绍了我们提出的医疗全数据交换平台的概念和系统架构。整个医疗全数据交换 平台课题包括数据交换接口和数据交换中心两个子课题。本研究主要负责数据交换接口子 课题，交换中心子课题由课题组另外的成员负责。 数据交换接q 负责把各种异构数据转成系统规定的格式，提交给交换中心，同时接收 交换中心或其他系统发送过来的数据并解析数据全数据交换接口要达到这样一种目标： 当一个医疗应用系统要与另一个医疗应用系统交换数据的时候，不需要修改原有系统的数 据结构，只需要对作为数据交换桥梁的交换接口做适当的配置，由接口来完成不同结构数 据的封装和解析，实现安全有效的交换数据 标准的h l 7 消息、m m l 消息、d i c o m 文件由于已经符合标准，交换接口只需要负 责接收和转发此外，这几种类型的数据，目前已经有开源的组件可以使用，只需要把这 些组件整合到交换接口中就可以满足要求因此，本课题重点研究的是目前应用系统中非 标准数据的交换，这些数据包括数据库中的数据、一般图像文件、其他数据文件等 本课题的研究涉及网络技术、通讯技术、数据库技术、软件设计等多方面的计算机技 术，也涉及医疗信息化相关的标准。本文主要完成了以下几方面的工作： ( 1 ) 对课题的背景、主要问题现状等进行了研究和分析，重点阐述了我国信息化 发展现状和存在的问题。 ( 2 ) 对涉及到的医学标准如h l 7 以及相关的c d a 文档格式进行了重点研究，提出 了使用c d a 模板来辅助封装数据生成c d a 的方法，实现了c d a 文档的生成、 浙江大学硕士学位论文绪论 解析和显示 ( 3 ) 深入研究了相关的技术如网络技术、数据库技术、软件设计架构以及设计模式 等方面的内容，重点研究了x m l 技术和w e bs e r v i c e 架构设计了基于w e b s e r v i c e 的医疗全数据交换接口，并对交换接口与交换中心的通信流程、数据 交换流程、系统的安全性等进行了合理的设计。 ( 4 ) 编程实现了交换接口基本功能，实现了异构数据的交换。 6 浙江大学硕士学位论文h l 7 和c d a 2 1h l 7 标准 2 1 1h l 7 介绍 2h l 7 和c d a 随着信息技术和计算机技术在医疗信息化领域的深入应用，医学信息交换协议标准化 及其发展趋势日益成为医学信息工作者研究和应用的重点为了在各种医疗信息系统及设 备之间方便地交换数据，必须定义一种通用的国际数据交换标准1 9 8 7 年3 月在美国宾州 大学医院，s a m s c h u l 亿组织了由医疗工作者、系统开发人员及顾问组成的一个研究委员 会，称为“h l 7 t _ - 作组”( h l 7 w g ) 工作组的主要任务就是使不同的医疗应用系统间数据 交换标准化，确定某些关键的数据交换格式+ 目前，h l 7 e _ , 成为一个国际性的组织，在医疗卫生机构，特别是医院的影响力日益广泛。 在美国采用此标准的机构已经涉及政府相关部门、医疗服务机构、保险公司、医疗仪器、 设备制造商和医院信息系统集成商，成员几乎包括了美国所有的主要医疗信息设备提供 商。 h l 7 标准是基于国际标准化组织i s o 所公布的网络开放系统互连模型o s i 的最高层 一第七层( 应用层) 的医学信息交换协议1 9 9 0 年h l 7 v 2 1 版由美国国家标准化组织 ( a n s i ) 批准颁布实施，之后分别在1 9 9 4 年、1 9 9 7 年、1 9 9 9 年和2 0 0 0 年进行了修订， 目前最新版本为i - i l 7v 3 版【2 】。 h l 7 标准是目前基于文本的医疗数据交换标准中应用最为广泛的一个国际标准，它通 过信息网络将不同的医学信患如病人信息、诊断数据、医学数据库、医学诊断设备等与人 相关的多种信患源集成到一起，在临床、保险，管理、行政、检验及转诊等医疗领域实现 统一的电子资料标准，实现医学信息共享。 2 1 2h l 7 内容 甩7 的主要应用领域是h i s r i s ，目前主要是规范m s s 系统及其设备之间的通讯， 国外厂商的m s r j s 产品大部分采用n 7 标准。h l 7 - 与其他医学标准是紧密联系的，如 i c d ( 赫j 分类编码) 、n d c ( f d a 的 品编码) 、n i c ( 护理操作编码) 等，这些医学的标准化代 7， 浙江大学硕士学位论文h l 7 和c d a 码方法都应用于h l 7 的数据编码中 札7 与其他医学标准化规则不同之处主要在于它不是一种独立的编码方案，不单是对 某种医疗信患的简单的编码转换，它的意义在于构造信息传递和管理的各种消息，这种消息 化的信息管理模式使得医疗信息管理达到更高水平的自动化 h l 7 标准主要内容包括： ( 1 ) 病人个人信息管理； ( 2 ) 病人入、出院，转院信息； ( 3 ) 各类医院服务如手术、检查、化验、用药、医用材料及饮食等服务项目的管理； ( 4 ) 财务管理信息，病人账户管理，医疗保险理赔、支付； ( 5 ) 检查、化验结果回报； ( 6 ) 档案管理； ( 7 ) 病案管理； ( 8 ) 医疗服务预约管理。 h l 7 定义了如下一些方面的标准规则：入院、出院和转移，指令，结果报告，查询等f 3 】： ( 1 ) 入院、出院和转院：通常简称；勾a d t ( a d m i s s i o n 、d i s c h a r g e 、t r a n s f e r ) a d t i 要 是关于病人个人信息的生成和更新，以及病人来访等信息数据的交换。由于任何加 入医疗系统网络的设备都需要病人的个人信息, a d t 是h l 7 标准中应用最广泛的一 个方面。通常，进入一个a d t 系统的数据总是要传递给医院的各种系统，现在甚至要 传递给保险公司。 ( 2 ) 指令：指令是指应用程序之间接收、传递预定信息的行为通常包括向药房取药品， 向监护设备和化验室要报告，向膳食科要食品，向放射科要胶片或报告等等。 ( 3 ) 查询：当一个应用程序需要从另一个程序获取它所关心的数据时，它就发送一个查 询消息h l 7 标准支持多种形式的查询，如：一般性的查询；通过内嵌的查询语言( 如 s q l 虚拟表) 查询；通过执行存在于对方的一个进程进行查询等。 ( 4 ) 财务：h l 7 在财务方面做的工作包括开户，收费付款，赔款、担保等，标准涉及了 美国财务统一规格书规定的所有数据 ( 5 ) 观察报告：包括各种临床观察，如临床化验室结果、影像诊断报告、心电图诊断报 告、病人状况报告等。 ( 6 ) 医学记录信息管理：目前的标准只支持文档管理，以后将会支持图表定位和跟踪， 信息发布等功能，其目的是维护一个准确、合理、清晰易读的病人文档 r 浙江大学硕士学位论文h l 7 和c d a ( 7 ) 时间安排：主要处理预约与资源、服务之间的关系，安排消息可分为请求及其响应、 查询及其响应、未被请求的更新及其响应三种基本消患 ( 8 ) 病人介绍：主要是处理不同医疗单位之间或医疗单位与其它机构之间传递病人信息， 一般情况下是在医疗单位，专家，付款人，政府机构、实验室之间传递病人信息 ( 9 ) 病人护理：护理包括急诊、诊所、长期、住院在家、在办公室、学校等护理。h l 7 定义了一些面向问题记录的通讯消息。 经过十几年的发展，甩7 工作组研究的范围逐渐扩大早期的研究主要是关于基本的入 院、出院、转移方面的信息定义后来研究工作逐渐扩展至其它类型的信息，如不同医院 之间或医院与保险公司之间的账务流通、数据库主文件的同步、观察报告、药房管理等 相应地，甩7 的标准制定领域已涉及到病房和病人信息管理，化验系统、药房系统、放射系 统、收费系统等各个方面 2 1 3 h l 7 消息 按照皿7 标准的规定，消息, ( m e s s a g e ) 是数据交换的基本单位。h l 7 通过消息传递的方 式实现信息交换，非常类似于网络的信息包传递方式。i - m 7 消患分为3 层：消息体( c o n t e n t ) 、 控制层( c o n t r 0 1 ) 和传输层( t r a n s m i s s i o n ) 其中，消息体是真正的消息载荷，即所要交换的 数据，但并不是所有的消息都有消息体控制层是中间层包装，包括触发事件、时间、位 置和责任传输层是最外层包装，用来管理消息应答、决定等传输层包装是所有的消息 都需要的。它包含了发送应用程序用来打包整个消息并且将消息发送到接收应用程序所需 要的信息 皿7 信息由以下几部分组成： 消皂, ( m e s s a g e ) ：h l 7 共归纳了8 4 种消息类型( m e s s a g et y p e ) ，消息类型用于定义消患目 的和用途，每条消息由若干个消息段组成( 如a d t 表示入院、出院和转院的相关信息) 一个 消息中的第一个段总是消息头段( m e s s a g e h e a ds e g m e n t ) ，它指明了发送和接收的程序名，消 息类型、以及一个唯一的消息的i d 号码等，接下去的段的构成由消息的类型决定如p i d 段 ( p a t i e n ti d e n t i f i c a t i o nd a t a ) 包括姓名、地址、社会保险号等有些消息可进一步由事件码 ( e v e n tc o d e ) 细分 信息段( s e g m e n t ) ：h l 7 共有1 1 0 个信息段，每个信息段由一组数据字段( d a t a f i e l d ) 组成， 每一信息段都有相应的名称，用于界定其内容或功能如m e s s a g e h e a d e r ( m s h ) ，e v e n t 9 浙江大学硕士学位论文h l 7 和c d a t y p e ( e v n ) ，p a t i e n t m ( p i d ) ，a n d p a t i e n t v i s i t ( p v l ) 信息段分为：必须、可选、可重复三种 类型 字段( f i e l d s ) ：是一个字符串字段须定义其位置，长度、数据类型( 甩7 共有5 3 种数 据类型) 、选择类型、重复性字段又有可能由多个组件组成 表( t a b l e ) ：分为甩7 标准表和用户自定义表两种。其中m 7 标准表( 1 1 8 个) 为h l 7 规定 必须使用的表；用户自定义表( 1 8 5 个) 为札7 推荐使用的表 h l 7 采取以下措施以保证数据传输的可靠： ( 1 ) 可分别在发送和接收端设定发送和接收的信患内容和格式，按设定内容和格式发送 和接收信息 ( 2 ) 数据传输前自动检测接收端的状态 ( 3 ) 接收端按约定内容和格式接收信息后自动判定接收信息的质量，并根据情况分别返 回接收正确、错误和拒绝三种信息，后两种情况下通知信息发送端重新发送 基于h l 7 标准进行数据交换的基本原理是：不同格式的应用程序数据首先按照甩7 标 准的语法规则转换成各个系统都可以识别的标准数据格式一一消息，然后通过一定的网络 传输协议( 如t c p i p ，f t p 等) 或e m a i l 将消息传送到接收方，接收系统在应用层上进行相应 的应答并进行一定的有效性验证，消息通过有效性验证后送到应用程序，再按照皿7 标准 的语法规则进行解析，最终将消息转换为应用程序数据【4 1 2 1 4i - i l 7 在我国面临的问题 我国许多大中城市的医院已经实现了自己的h i s r i s 系统。引入国际标准h l 7 ，使医 疗信息系统和设备具有开放性、互连性，是目前应当开展的工作。但是，h l 7 在国内面临 以下问题： ( 1 ) 国内对h l 7 认识不足，即没有相应的h i s 砒s 通讯标准，在建设h i s r i s 时又没有参 照现有的国际标准。 ( 2 ) h l 7 是西方国家制订的应用于医学信息管理系统的通讯标准，而医院信息管理系统 不是一个简单的软件，它融合了医院的管理理念、各部门的业务经验，以及对计算 机技术的恰当应用。国内无论是医疗机构，还是管理思想都与西方国家存在一定差 别，这就在一定程度上造成了h l 7 标准在国内的局限性h l 7 的本地化是个不可小 视的问题所谓本地化，并非将h l 7 标准文件全部翻译过来即可，因为这个标准 1 0 浙江大学硕士学位论文h l 7 和c n a 毕竟是参照西方国家医疗制度制定的，而中国的医疗制度与之大相径庭例如，h l 7 协议中姓名的字段将姓和名分开来存，而中国人名与姓没有分隔；h l 7 中p i d 段有 一项社会保险- 号( s s n n u m b e r ) ，而中国目前尚无此定义；甩7 中每个病人有一账号， 而中国此账号则有公费、自费、医保等多种类型由于我国的文化、体制，医疗模 式与国外有很大差别，在h l 7 流程实现中会遇到很多问题。台湾在设计医院间转诊 流程中，扩充了肌7 的标准，以适应本地的需要，目前正在广泛征求意见，最终对 h l 7 进行相应的扩展修改，需要在h l 7 委员会讨论通过该层次的工作需要有深厚 的研究h l 7 的基础，有广泛的民间和政府间的合作，完成大量相关医疗信息标准化 的工作，对我们是更高的要求，同时需要卫生部、国内厂商、医院等的协同努力及 国家的财政支持。 ( 3 ) h l 7 组织实行会员制，根据各厂商的产值，收取相应的会员费，并由此确定投票权 的大小，在制订标准或修改标准时，要求各会员进行投票。目前国内的医疗机构和 厂商都设有加入这一组织；因此，- 也就导致了h l 7 - 与国内医疗信息产业的脱节 总之，医疗信息通讯标准是医疗信息领域的一个很重要的问题，能否较好地解决这一 问题将关系到我国医疗信息产业的健康发展。为此，我们应该做以下几方面的工作： ( 1 ) 积极参- 与h l 7 的研究与制定，使其在一定程度上，符合中国的医疗信息产业的实际 情况 ( 2 ) 对国内医疗信息产业进行适当调整，统一全国医院管理模式，规范管理行为，规范 职能操作，对同一事务要根据不同级别医院，规定明确的管理模式和职能操作行动； 使医疗信患产业在产业结构、管理等方面与国际接轨，在保持自己特色，适合国情 的前提下，尽量适应h l 7 标准 ( 3 ) 对h l 7 进行深入细致地分析和研究，提取其中的普遍成份，根据其普遍性制订适用 于国内医疗信息领域的相应的通讯标准 ( 4 ) 规范医院信息系统的开发，医院信息系统的开发要考虑到各同级医院的实际需求， 也应考虑与全国广域网相联的问题【卯卫生行政管理部门要建立相应的软件评测机 构和标准，对新软件的销售要像新药上市那样，必须通过检查，符合标准才给予销 售许可证 浙江大学硕士学位论文t t l 7 和c d a 2 2 临床医学文档( c d a ) 2 2 1c d a 介绍 随着医疗交换标准研究的深入，h l 7 组织专门成立了一个小组开发临床文档的交换 标准，并于2 0 0 0 年1 0 月发布了第一个基于x 池的医疗行业的临床文档结构( c l i n i c a l d o c u m e n ta r c h i t e c t u r e ，c d a ) 标准一一a n s i h l 7c d ar 1 0 2 0 0 0 ，目前的最新版本是2 0 0 4 年1 2 月发布的r 2 0 版【6 】 h l 7 临床文档结构( c d a ) 是以交换文档为目的的描述临床文档结构和语义的文档标 记标准，以该标准构建的临床文档可以在h l 7 消息中进行传输。临床文档是对一个完整 的信息对象的定义，它包括文本、图像、声音和其它多媒体内容，并具有持续性、可读性、 完整性等特点【刀c d a 标准为临床文档的通讯奠定了基础。 c d a 标准是为了实现在多个异构的系统中交换技术复杂度不同的具有可读性的患者 医疗文档而制定的独立于传输和储存机制的医疗文档结构标准。为实现这些目标，必须遵 循一定的设计原则。由于c d a 采用x m l 语言编码且可以在h l 7 消息中传输，因此在临床 文档结构的设计上必须- e j h l 7 对m 兼容，使其在文档结构和内容上的限制以及技术屏障最 小化，并充分考虑到此结构的升级能力，以适应将来更好的标记【8 】【9 1 c d a 对数据的规范的表现能力非常丰富和灵活，并且设计得足够广泛，几乎能够覆 盖医学文档的所有领域【1 0 】。c d a 能够使病历文档既能够被机器处理，也能够被人阅读， 易于检索和使用。借助于x m l 分析器，编写相关的处理程序，就可以将c d a 文档存入到本地 数据库中或进行相关的操作。采用c d a 标准有助于我们统一数据交换的格式，构建基于 更加标准化、更加有实用性的数据交换平台。 2 2 2c i ) a 结构组成 一个c d a 文档由一个 头( h e a d e r ) 和一个体( b o d y ) 组成，如图2 1 所示 浙江大学硕士学位论文 札7 和c d a 图2 1c d a 文档结构 c d a 头共有四个逻辑成份：文档信息、资料数据、服务提供者和服务接受者。文档 信息标识了文档，定义了机密性状态，描述了与其它文档或单据问的关系；- 资料数据描述 了文档受访的开始：服务提供者包括了谁鉴别这个文档，谁要获取这个文档的拷贝，谁是 文档的生成者和录入者，谁是参与健康医疗的提供者等；服务接受者包括患者，其它有意 义的参与者，如患者家属，和那些可能产生部分内容的设备。 图2 2 是c d a 文档实例的简要实例。这里为了简化例子，把很多必要的组成省略了。 c d a 文件被 标签包含，文件头位于 和 标签之间。c d a 体中所包括的是详细的临床报告，它可以是一个非结构化的大型 二进制对象，也可以由结构化体( s t r u c t u r e db o d y ) 所组成。图2 2 显示了一个结构性的文件 体，它由 标签包含，分为很多递归的可嵌套的节( s e c t i o n ) 。每个节( s e c t i o n ) 可以包含一个单独的叙述块( n a r r a t i v eb l o c k ) ，以及任何数量的c d a 条目( e n t r y ) 和外部引 用。叙述性块是c d a 的鉴定组成部分之一，必须包含人类可读的内容，它被包含在 标签里面的 ，叙述性块里面的标记和x h t m l 标记类似。 浙江大学硕士学位论文h l 7 和c d a c d a _ r - l e a d e z ， a k 毒- n a r r a t i v eb l o c k o b s e r v a ti o n 。 s e c t i o n 图2 2c d a 文档简要实例 ， -。 c d a 文件的生成者必须保证文件体中需要解析的部分在叙述性块中传达，这样依附 于解析规则的接受者，就可以正确地解析文件这个过程保证了人类可读性，同时也保证 了接受者可以使用一个样式表( s t y l es h e e t ) 就接收任何人发送过来的文件 c d a 条目表示的是为计算机进一步处理而提供的结构化内容( 如决策支持应用程序) c d a 条目可以嵌套，也可以引用外部对象。c d a 外部引用总是发生在一个c d a 条目的 上下文中外部引用的内容存在于c d a 文档之外，如一些其它的图像、其它文件jc d a 文档通过路径引用 2 2 3c d a 和h l 7 关系 c d a 和h l 7 标准同为h l 7 组织所制定，c d a 标准是在医疗交换标准研究到一定阶段， 产生了对临床文档交换的需求时特意成立专门小组进行临床文档标准结构化研究的产物 c d a f l i 承了h l 7 r i m 和h l 7 v 3 版发布的数据类型( 第一版) 【1 1 1 ，大致继承关系见图2 3 ： 1 4 浙江大学硕士学位论文札7 和c d a h l 7 词汇集 h l 7 叫一卜叵 h l 7 数据类型 - - i - - 二毒二二二二二二= 二二二二二二二二二二二二二二# c d a 词汇集 c d a r m i m 1 1 c d a l i d 一一叫c 。a x m l 实现规范 c d a 数据类型 图2 3h l 7 与c d a 继承关系 其中，c d a 的词汇集是由甩7 词汇集以及受到h l 7 认可的l o i n c ，s n o m e d 等术语标 准词汇集组成c d a 标准的层级描述( h i e r a r c h i a ld e s c r i p t i o n , h d ) 是源自h l 7 参考信息模 型( r e f e r e n c e i n f o r m a t i o n m o d e l ，砒m ) 。r i m 是h l 7 v 3 标准的基础，它将所有医疗数据 模型标准化为共享、通用的模型c d a x m l 实现规范亦继承了h l 7 的实现技术规范( i t s ) c d a 的数据类型也是从h l 7v 3 数据类型上发展起来的 但是c d a 标, 准只是临床文档标记标准，c d a 文档实例如何打包和交换并不在该标准的 研究范围之内。而h l 7 标准研究的包含临床文档在内的所有医疗信息的传输交换，两者的 研究范畴是不同的。一个c d a 文档是一个已定义的可以存在于h l 7 消息内容以外或在h l 7 消息中以多用途网际邮件扩充协议( m u l t i p u r p o s ei n t e r n e tm a i l e x t e n s i o n s ，m i m e ) 编码承载 的完整信息对象。因此，c d a 标准是h l 7 标准在临床文档方面的补充，两者的结合可以 使得临床文档能够合理的组织、交换并被接收方无误地解释 浙江大学硕士学位论文数据交换相关技术 3 1x m l 技术介绍 3 1 1x m l 标记语言 3 数据交换相关技术 舭是e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ( 可扩展标记语言) 的缩写，由w o r l dw i d ew e b c o n s o r t i u m ( w 3 c ) 开发x m l 是标准化通用标记语言( s t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u p l a n g u a g e ，s g m l 【i s o8 8 7 9 】) 的一个应用实例或一种受限形式。从结构上说，x m l 文档 顺从s g m l 文档标准 x m l 文档必须结构规范，即舭文档必须是良构的只有良构的文档才能被x m l 解 析器正确解析x m l 文档是由x 池元素组成的j 每个x 地元素包括个开始标记( 如 ) ，一个结束标记( 如钏t l c ) 以及两个标记之