（计算机应用技术专业论文）PACS系统与HIS系统的协同问题.pdf

摘要 本文结合实际的科研项目进行了p a c s 系统与h i s 系统的协同 问题及相关理论的研究。p a c s 系统与h i s 系统属于医学图像处理 的两个前沿课题，但对于二者的协同问题的实现在我国现在没有 十分成熟的解决方法。 针对两个系统实现协同的高度的复杂性，本文在可行性研究 申还阐述了如下观点： 给出了p a c s 系统与h i s 系统各自的实现策略。从两个系统各 自遵循的h l 7 协议d i c o m 3 协议，从当中寻找两个系统的结合点， 以实现二者的有机结合。实现过程划分为分析策略、探寻结合点、 实现协同结合三个层次来研究。 p a c s 系统与h i s 系统的协同问题存在着重大的理论研究价值 与现实应用价值，因此有必要进一步深入的研究。 关键词：p a c s 系统h l s 系统h l 7 协议d i c 嘣3 o 协议 a b s t & 轰c 罩 t h i sp a p e rist h ef e s e a r c ho ns y n c h r o n i z a t i o no fp a c s s y s t e m8 n 矗嚣l ss y s t e 莹a n df e l 鑫t i ￥et h e o f y ，1 妇i c hi st b en e e d o fo u rr e a ls c i e n c er e 譬e a f c hp r o j e c t b o t hp a c ss y s t e ma n d 疆l s s y s t e 翔 a f ea d v 摹矗c e d s u b j e e t s i 建援e d i a l i 氆袁g e p r o e e s s i n g ，b u tt h es y n c h f o n i z 8 t i o no fp c ss y s t e 檄a n dh l s s y s t e mi sn o tw e l lr 0s o v e dr e c e n t l yi no u fc o u n t f y s y 珏e h f o 藏i z 8 tl o no f 轰e ss y s e m 曩建d 瓣l ss y s t o 雄l sv 嚣f y c o m p l e x t h i sp a p e fc o m eu pw j t ht h ef o lj o w j n gs t a t e m e n t d u r i n gt h ec o u f s eo ff e s e a r c b ： l i s ts u c hs t r a t e g i e so fr e 毫l i z 8 t i o no fp 矗e ss y s t e 瑶a n 娃 h i ss y s t e m a c c o r d i n gt of e s p e c t i v ef e a t u r eo ft h eh l 7 p r o t o e o a f 堪1 堍9 i e o m 3p f o o e o l ，f i 珏do u h ee o g l 搬o ng f o u n d o ft h et w os y s t e m a n dit su s e f u lt od i v i d et h ew h o l e p r o b l e mi n t ot h r e eh i b e r a r c h yt 0s t u d y ：a n a l y s et h es t f a t e g y ， f ；矗纛。毽tt 羲eb o n 畦i l l gp o i n t ，f e 蠢l i z es y 建c 纛r o 拄i z 毫i o no f 戳c s s y s t e ma n dh i ss y s t e mi nc o m p u t e f 1 ti s 蚴r t h w h i l eo s t u d ys y n c h r o n j z 8 t i o no f p a e s s y s t e 啦8 n d 拜l ss y s t e 越i nt h et h o o r yf e s e a r c h 8 n dt h er e a l t y a n dw es h o u l dc o n ti n u et od e e p l yr e s e a r c h k e y w o r d s ：p a c s s y s t e m ，| | l ss y s t e m ，h l 7 p r o t o c o l ，d l 孵p r o t o c o l 第一章绪论 目前，在医院内部的行政、医疗韭务的信息化管理系统申， h i s ( 医院信息系统) 和p a c s ( 图像存档及通信系统) 是医院综 合信息系统中两个最重要的子系统。h i s 在国际学术界已公认为 新型的医学信息学( m e d i c a li n f o r 眦t i c s ) 的重要分支，完整的 h i s 实现了信息的全过程追踪和动态管理，从而做到了简化惠者 的诊断过程，优化了就诊环境。 p a c s 作为h i s 的重要组成部分，是基于w i n d o w s 系统的软件， 具有医学影像获取、存档、传递、显示、处理、打印和多种r i s 管理功能，既可以作为影像设备的管理站点使用，也可作为会诊 平台使用。它具有多种影像获取手段，是一个d i c 0 m 兼容系统， 支持d i c o mq u e r yr e t r i e v e ，d i c 叫s t o r a g e 和d i c 伽p t i n t 。医 学影像处理与分析作为一门交叉学科，已成为国际上许多高校扣 研究机构的热点研究与临床应用学科，在发达国家医学影像处理 专业与医院信息系统已非常普及，但在国内对于医学影像的研究 与应用却还处于刚剐起步阶段。 由于p a c s 系统与h i s 系统两个子系统各有各的优点，对临床 医学研究有重要意义，所以，研究二者的协同工作就成为了当前 医学图像处理与分析的一个热点问题。i h e ( i n t e g r a t i n gt h e h e a l t h c a r ee n t e r p r is e ) 是一个逐步发展和完善的长期计划，它 所带来的利益有哥共睹。许多医疗机构、用户、信息系统厂商、 成像系统厂商和标准化组织精诚合作，已经从技术上定义了何种 解决方案是可行的。这最终证明，依靠各种现有和新制定的标准， 医疗机构的整体医疗信息系统集成是一定能够实现的。 1 1p a c s 系统与h l s 系统的国内外发展 8 0 年代初p a c s 的概念被提出。建立p a c s 的想法主要是基于 以下两个主要因素：一是数字化影像设备，如c t 设备等的产生使 得医学影像可以直接从检查设备中获取；另一个是计算机技术的 发展，使得欠容量数字信息的存储、通讯和显示都能够实现。在 8 0 年代初期，欧洲、美国等发达国家基于大型计算机的医院管理 信息系统已经基本完成了由研究阶段转向实施阶段，研究工作在 8 0 年代中就逐步转向为医疗服务的系统，如临床信息系统，p a c s 等方面。在欧洲、日本和美国等也相继建立起研究p a c s 的实验室 和实验系统。随着技术的不断发展，到9 0 年代初期已经陆续建立 起一些实用的p a c s 。 在8 0 年代中后期所研究的医学影像系统主要采用的是专用 设备，整个系统的价格非常昂贵。到9 0 年代中期，计算机图形工 作站的产生和网络通讯技术的发展，使得p a c s 的整体价格有所下 降。进入9 0 年代后期，微机性能的迅速提高，网络的高速发展， 使得p a c s 可以建立在一个能被较多医院接受的水平上。 早期的数字化医学影像设备所产生的数字图像格式都是由各 个设备生产厂商自己确定的专有格式，别人无法利用。这个问题 极大地影响了p a c s 的发展，这引起广大致力于医学影像研究的学 者、厂商和学术及行业团体的重视。1 9 8 2 年美国放射学会( a c r ) 和电器制造协会( n e 姒) 联合组织了一个研究组，1 9 8 5 年制定出 了一套数字化医学影像的格式标准，即a c r n e m a1 0 标准，随后 在1 9 8 8 年完成了a c r n e m a2 o 。随着网络技术的发展，人们认 识到仅有图像格式标准还不够，通讯标准在p a c s 中也起着非常重 要的作用。随即在1 9 9 3 年由a c r 和n e m a 在a c r n e m a2 0 标准的 基础上，增加了通讯方面的规范，同时按照影像学检查信息流特 点的e r 模型重新修改了图像格式中部分信息的定义，制定了 d t c o m3 0 标准。这个标准已经被世界上主要的医学影像设备生 产厂商接受，因此已经成为事实上的工业标准。目前，一些主要 的医疗仪器公司，如g e 、p h i l i p s 、西门子、科达等，所生产的 大型影像检查设备都配有支持d i c 0 m 标准的通讯模块或工作站， 也有许多专门制造影像系统的公司生产支持d i c o m 标准的影像处 理、显示、存储系统。近年来，在每年的北美放射学大会上还专 门提供d i c o m 环境，组织各个厂商进行影像设备的互联。 随着应用的不断发展，d i c o m 标准也在不断的更新，它所支 持的医学影像种类也不断地增加，已经从原来a c r n 删a 标准只支 持放射影像扩展到支持内窥镜、病理等其他影像。也有学者在研 究处理医学图形、声音等信息，同时也有人研究d i c 0 m 与其他医 学信息传输标准的沟通，如h l 7 等。人们已经认识到医学影像系 统应该是医院信息系统申的一个重要组成部分，p a c s 应该与其他 系统相互沟通信息，形成一个医院信息的整体。 p a c s 是医学影像、数字化图像技术、计算机技术和网络通讯 技术相结合的产物，它将医学影像资料转化为计算机能够识别的 数字信息，通过计算机和网络通讯设备对医学影像资料( 图形和 文字) 进行采集、存储、处理及传输等，使医学影像资源达到充 分共享。从8 0 年代初提出p a c s 概念到9 0 年代初欧美国家及日本 建造一些实用的p a c s ，经历了1 0 年。当时p a c s 使用的是专用设 备，造价十分昂贵；9 0 年代中期，虽然计算机网络技术和图形工 作站的发展使得p a c s 的整体价格有所下降，但对于大多教医院来 说仍难以接受：进入9 0 年代末期，微机陛能的迅速提高以及高速 网的快速发展使得p a c s 终于可以建立在被多数医院接受的水平 上。 与西方发达国家相比，我国经济水平尚有一定的差距，医院 的经济承受能力一般较弱。在当前的经济条件下，绝大多数医院 仍负担不起p a c s 的昂贵价格。这个阶段的特征是：需要大量的投 入、深入的研究和完善的制度。由于国内各家医院实际情况不尽 相同，起步时期在构建p a c s 上只能是处在各尽所能、各显神通的 状况。建造p a c s 的目的是实现影像医疗信息充分共享，因此在设 计上应注意系统的兼容性和可扩展性，要有较大的“开放性”观 念，使p a c s 成为一个信息共享的平台。 欲速则不达，对任何新生事物总有一个从怀疑、观望到接受 的过程，尤其是对于我国目前各医院经费紧张、相当一部分人对 计算机使用陌生的实际情况，但是随着时间的推移，会有越来越 多的人接受p a c s 这种工作方式，因此，p a c s 还需慢陵进行，使 得p a c s 能健康发展。 医院信息系统( h o s d i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m ，h i s ) 在国际学 术界已公认为是医学信息学似e d i c a ll n f o r m a t i c s ) 的重要分支。 6 0 年代初，美国便开始了h i s 的研究，著名的麻省总医院开发的 c o s t a r 系统是6 0 年代初开始并发展到今天成为大规模的临床病 人信息系统。随着计算机技术的发展，7 0 年代，h i s 进入大发展 时期，美日欧各国的医院，特别是大学医院及医学中心纷纷开发 h i s ，成为医药信息学的形成和发展的基础。7 0 到8 0 年代，美国 的h i s 产业已有了很大发展。 1 9 8 5 年美国全国医院数据处理工作调查表明，1 0 0 张床位以 上的医院，8 0 实现了计算机财务收费管理，7 0 的医院可支持病 人挂号登记和行政事务管理。2 5 的医院有了较完整的h i s ，实现 了病房医护人员直接用计算机处理医嘱和查询实验室的检验结 果。1 0 的医院( 2 5 3 0 ) 有全面计算机管理的h i s 。 日本的眦s 开发和应用从7 0 年代初开始。多数日本医院是 8 0 年代以后开始进行h i s 工作的，但发展迅猛，规模宏大，以大 型机为中心的医院计算机系统( 如北里大学医院的i 蹦3 0 9 0 双机 系统) 。当前日本的h i s 总的趋势是系统化、网络化、综合性，开 始走自上而下的开发路线，一般都有大型机作为中心、支撑整个 系统工作，并尽量采用微机争网络技术，投资规模大，正在实现 “o r d e r i n g ”工作方式，即数据从发生源直接输入计算机，到1 9 9 1 年统计有近1 0 家实现或基本实现此种方式。支持诊疗的功能在不 断加强，系统2 4 小时运行。不少软件是医院和计算机公司联合开 发的，一些大公司也开发了一些通用的医院信息管理软件包，也 有些医院自己开发。 欧洲的h i s 发展比美国稍晚，大多数是7 0 年代中期和8 0 年代开始。欧洲h i s 的特点是实现了一些区域信息系统。如丹麦 的r e ds y s t e m ，管理7 6 所医院和诊所。法国第八医疗保健中心 实现了能管理三所大医院和三所医药学院的一体化信息系统一 g r e n o b l ei n t e g r a t e dh i s 。随着初级卫生保健工作的发展，欧洲 各国区域性医院计算机网络将实现。目前欧共体的s h i n e 工程已 经开始，英法意德许多公司都参与了此项工程。在分布式数据库 系统和开放网工程方面已做了大量工作。 计算机7 0 年代末期进入了我国医疗行业，当时以i b m 的m 3 4 0 小型机为主，只有少数几家大型的部属综合医院和教学医院拥有， 如北京协和医院、北京肿瘤医院、3 0 1 医院等，主要应用于科研 和教学，还没有应用于h i s 的管理。8 0 年代初期，随着苹果p c 机的出现和b a s i c 语言的普及，一些医院开始开发一些小型的管 理软件，如工资软件等；8 0 年代中期，随着x t 2 8 6 的出现和国产 化，以及d b a s e i i i 和u n i x 网络操作系统的出现，一些医院开始 建立小型的局域网络，并开发出基于部门管理的小型网络管理系 统，如住院管理，药房管理等，进入9 0 年代，n o v e l l 网和f o x b a s e 、 f 0 x f r o 数据库日益盛行，完整的医院网络管理系统的实现已经成 为可能，于是一些有计算机技术力量的医院开始开发适合自己医 院的医院管理系统。一些计算机公司也不适时机的开发h i s ，如h p 公司( 与3 0 1 医院合作) 、i 删公司、微软公司、浪潮公司。但这 些系统都存在一些问题：如软件水平较低，一般只能做些初级的 事务处理，也有的软件开发之后用了一段时间就停下了，坚持不 下去，其原因主要是：各医院计算机专业人才缺乏，技术力量薄 弱，特别是缺少高层次系统分析人员和跨专业复合型人才；项目 多，力量分散；医院经费有限，很难建立起理想的软、硬件支撑 环境。另外就是重复开发多。据一个省调查，几年来，总共开发 2 6 2 个项目中，工资系统就有4 1 个，医疗统计2 1 个，人事2 1 个，重复率迭7 0 多，这与单位管理方式有一定差异，软伟 不能通用；软件没有一个统一的标准，难以推广；全国没有一个 较高水平、可广泛推广的医院管理软件包等因素都有关系。 1 2p a c s 系统与h l s 系统的独特性 作为p a c s 系统，其一是遵从d i c 叫3 o 标准，其二盛须能够 为医院提供一个确实可行的方案，并且通过与r i s 邝i s 系统的结 合完成图像的存储和医院业务流程的控制。同时系统应可灵活定 制，便于管理。根据医学影像实际应用的不同目的，数字化的影 像可分为三个精度等级：影像作为医疗诊断的主要依据时，数字 化后的影像必须反映原始图像的精度；作为医疗中的一般参考时， 数字化影像可进行一定的压缩，以减少对信息资源的占用；作为 教学参考时，数字化影像只要能够保留影像中教学所需要的部分 内容，允许对数字化的影像有比较大幅度的有损压缩。 在d i c o m 规范中规定了几个与流程相关的服务类，该服务类 定义了从病人登记到病人就诊以及病人住院过程中的实际流程控 制，但是实际应用过程中，往往难以与医院的实际情况相结合， 因此必须以这些服务类为基础进行改造或者增强。医学图像管理 系统( p a c s ) 是对医学图像信息进行数字化采集、存储、管理、 传输和重现的系统。它的主要作用是，利用计算机系统代替传统 的胶片图像记录、胶片和报告的库房存储、检查图像的人工传递、 在光箱上重现图片。p a c s 充分利用了计算机、网络的特点，将医 学图像进行数字化处理，通过网络进行传输，利用显示设备重现 图像。国内医院目前所安装扣使用的p a c s 绝大多数是单机或独 立的系统。其中大部分是由医疗设备厂商随设备提供的单个图像 处理工作站。部分医院建立了检查信息管理系统和图像处理系统， 形成一个局部范围内的文字数据与图像数据相结合的信息系统。 目前在国内安装的图像处理系统中，能够存储全院范围内一年以 上图像数据的医院仍然很少。对于p a c s ，临床与门诊医生能够随 时阅读图像，及时获得检查报告，同时能够将图像信息与其他病 历信息结合在一起，形成电子病历；医院管理人员则应用p a c s 加速检查流程，减少图像资料的管理成本。 完整的医院信息系统对信息的处理大体上可分为三个不同的 层次：数据的收集过程；数据的集中加工、处理与分析过程和决 策咨询与决策支持过程。数据的收集过程与基层科室的事务处理 活动相联系；数据的集中处理与分析过程与中层科室的工作任务 相联系；决策、支持过程则与高层领导相联系。支持联机事务处 理、支持科室级信息的汇总与分析、支持医院最高领导层对管理 信息的需求。这些均是以数据库为核心，以网络为技术支撑环境， 具有一定规模的计算机化的系统。主要以经营业务为主线，以提 高工作质量与效率和辅助决蓑为主要目的，可以提高综合管理水 平，反映企业全貌，增强企业竞争能力，获得更多、更好的社会、 经济效益的信息系统。 对于h i s 的建设，首先应注意与外界网络的联接问题。另外 还要注意编码规则的使用。随着计算机软件的技术发展，夫部分 的软件只要遵守国际国内的编码规则，即可保证网络通畅，实现 信息交换。在系统内部按特定原则划分若干子系统( 也可能在子 系统之上加一层分系统) ，各子系统、分系统之问互有接口，可有 效地进行信息交换，真正实现信息资源共享。处理的对象即有结 构化数据，也有半结构化或非结构化数据。有些数据及结构会较 多地受到人工干预和社会因素的影响，包括有静态的，也有动态 的。 1 。3 协同系统的难度分析 p a c s 本身的功能非常丰富，许多专门的检查都有特殊的工作 流程、文字数据处理和图像处理要求。d i c 侧标准、h l 7 标准、医 院信息中的其他信息系统也都非常复杂，任何一个软件开发商都 很难在方方面面满足医院的需求，但医院的需求却是全方位的。 医院信息系统是一个鏊体，建立p a c s 的主要目的也是为医生 提供医疗、教学和科研所需要的信息。医生在检查图像的同时， 也非常需要了解检查报告、病人的病历等其他信息。因此，将p a c s 与医院其他信息系统结合是非常重要的。国外一些发达国家在处 理这个问题时也遇到了很大的麻烦：一方面由于欧美等发达国家 原来已经建立了基于大型机的集中式医院管理信息系统，这在技 术上与现在的图形工作站系统连接存在一定难度；另一方面由于 在早期系统设计时没有考虑到要会与新的系统交换信息，在整体 规划上没有一个统一的信息交换标准，造成了各个系统之间连接 难题。为了解决这个问题，一些医院采取在医生面前放置多台设 备的方法，或专门设计一些接口供系统之间进行信息交换和同步。 我国的医院信息系统发展较晚，现在所使用的信息系统平台、 网络技术都能够支持信息系统的应用和p a c s 。因此，重要的一点 就是需要做好医院信息化建设的整体规划，使信息系统能够和今 后逐步建立的各个系统顺利地连接，避免国外系统所遇到的麻烦。 尽量采用通用的信息交换标准，模块化设计，尽可能与信息系统 一体化是p a c s 建设时在技术土要认真考虑的问题。 很多国外的p a c s 产品，拥有许多功能相对独立的模块，如 p a c s 控制器和图像存储服务器、符合d i c o m 标准的图像显示工作 站、d i c o m 打印服务器、w e b 环境的图像浏览工具、d i c o m 图像与 其他格式图像转换工具等，这些产品通过d l c 伽标准交换与共享 信息，给医院提供了更多的选择余地，使他们可以根据自己的需 要选择最合适的产品，而厂商则通过专业化的深入开发、细致研 究需求，把自己的产品做得更加适合用户得需要。 目前国内有许多医学图像处理产品比较注重功能上的设计， 却对系统的模块化设计、标准的应用等投入力量不足。这样的系 统在功能、质量上都很难与国外功能丰富、软件可靠，效率和质 量都很高的系统相抗衡，因此，p a c s 开发商遵循标准，借助于国 外的d i c o m 标准基础处理工具，并在其基础上开发自己的应用产 品已成为一项基本策略。 另外为了使图像高效率使用，并能安全保存，人们提出了建 立p a c s ，实现影像共享存放与传输图像，从而替代传统的胶片。 到目前为止p a c s 在医学信息领域主要提供的了用计算机来完成 病历与图像的在线安全存储与备份( 以取代传统胶片库) ；医生可 以在诊断、报告、会诊和远程工作站上观察任意时间、任意病人 的临床与图像病历( 以取代传统的胶片与胶片灯) ；通过d i c o m3 o 国际医疗影像通信标准和诊断工作站，将全院各科室临床主治医 师、放射科医师和专科医师以及各种影像、医嘱和诊断报告联成 一网：用w e b 、e m a i l 等现代电子通信方式来做远程诊断和专家 会诊( 以取代传统的胶片邮寄和电话、书信等) ；用专业二维、三 维分析软件辅助诊断等功能。 1 4 题目设计的目的与意义 医学图像信息是在医疗工作中所产生的一种检查结果。医生 在工作中需要了解病人在各个部门检查的结果和临床的观察、治 疗记录，以全面掌握病情。图像信息只是其中的一项检查结果， 因此往往需要将这些信息与检查过程中的文字报告、其他部门的 检验结果、治疗记录、病程记录等信息相结合，因此p a c s 在医院 中不能孤立地存在和运行。 从许多医院信息系统的应用实践中可以看出，在信息系统应 用之前，医务人员或管理人员，通常对系统的特点、功能没有太 多的了解，因而也提不出恰当的需求。随着系统的应用和使用者 对信息系统认识的加深，很快会提出大量新的需求，使开发人员 应接不暇，无法及时开发出满足应用需求的软件。在这些新提出 的要求中，最多的是希望将图像信息与医院其他信息进行融合。 p a c s 的建设应该是医院信息化建设整体工程中的一个重要 组成部分，医院管理者和技术主管人员必须站在全院的信息化角 度对p a c s 进行规划。目前国内外已开发的信息系统和p a c s 的厂 商，没有一个能很好融合这些信息的成熟产品，因此对于医院信 息建设的决策者来说，应该通过周密和全面的规划，使各个系统 尽可能实现信息的融合与共享。 一套完善的医院信息系统的功能是非常强大的，囊括了从临 床医嘱、临床用药、临床检验到医院内部管理等方方面面的内容。 而由于财力有限等原因，大部分医院往往只构建了其中某一模块， 不能称之为真正意义上的医院信息系统。随着预算的增加，医院 不断添加新的模块。但是由于不同模块可能购自不同的厂商，为 了与原有的系统通信，就不得不另行购买通信接口，以维持与原 有系统的兼容性。目前，国内的h i s 厂商有几百家，规模较大的 有3 0 多家，医院在选购设备时如果选择了不同厂商的系统，为了 i 盎到内部通信和进行数据交换的目的，就必定要求同时提供通信 接口，这就意味着不得不为此付出额外的费用。随着医院信息化 脚步的加快，这笔支出相当可观。 另一方面，由于现在各医院h i s 的建设和改造重点主要放在 了内部优化上，往往在对外部的医疗资讯交换上重视不够。就目 前体制而言，各医院现有的信息资源如病人的电子病历等由于来 自不同厂商h i s 的不兼容性，医院之间的信息资源也不可能实现 交换，于是就造成了病人转院后，不得不重新做一遍在原医院已 做过的检查等现象，造成了患者就医成本的增加。所以在进行相 关的医疗资料查询时，也只能人工查询，不能实现数据的实时调 用。同时，随着医疗体制改苹的不断深入，面对外资医疗机构的 激烈竞争，一旦实现医院集团化经营，如何实现在管理集团内部 各分支医疗机构之间进行数据交换，就成为了摆在高层管理者面 前的又一个难题。 信息资源共享是全球化的趋势，任何一个个体作为现代社会 的信息孤岛是不可能生存的。影响医院信息化建设的因素有很多， 从技术因素来看，h i s 目前存在的问题是信息技术及产品的更新 太快，用户跟不上、无所适从；从非技术因素来看，医院领导的 管理观念、医院的组织结构、工作模式要适应管理信息化的要求； 医院信息系统的标准、规范化仍有待进一步加强与完善。系统互 联、资源共享的问题解决得不是很好，原因就是技术和标准尚不 够规范。由此看来，规范各医院信息系统的通信标准势在必行。 p a c s 所管理的医学图像也是医院产生的信息，医院在使用 p a c s 管理图像的同时，也需要h i s 系统管理其他信息，所以p a c s 应当具有与h i s 的互操作性或集成。远程医疗( t e l e m e d i c i n e ) 是起源于5 0 年代的新型医疗服务，在为农村地区提供高质量的医 疗服务方面有其独特的优势，9 0 年代以来在国内兴起的远程医疗 会诊也是远程匪疔的一种典型应用。当前国内的远程医疗一般使 用视频会议系统进行双方的通信，而病人的信息和诊断图像通过 视频的方式传递。如果有p a c s 和h i s 的支持，则远程医疗的水平 可以大大提高，这也是目前国内外远程医疗的发展方向和热点。 1 5 论文的结构 随着计算机及网络技术在医疗卫生行业的广泛应用，医院信 息化系统有了很大的发展。但是，由于缺乏规范匆标准，医院各个 不同的信息化系统往往各自孤立，信息无法交换。基于这个考虑， 本文研究和讨论了医院信息化系统的集成技术，重点是p “s 和 h i s 的集成。首先，介绍了医院现有的信息化系统的发展和现状， 以及信息化系统集成的必要性。然后，介绍了两个重要的医疗信息 互联标准一医学数字图像通讯标准( d i e o m ) 和医疗第七层( h l 7 ) ， 网络互联标准和工作流集成。其次，介绍了系统总体设计和结构， 各部分功能分配，以及系统的互联。再次，介绍了系统总体设计和 结构，各部分功能分配，以及系统的互联。另外还介绍了系统功能 的实现结果。最后，总结了所作的工作，对未来的系统集成提出了 展望。第一部分是关于协同问题的相关知识和研究，这些主要集 中在第一、二章；第二部分是研究协同问题的原理部分，这主要 集中在第三、四章。辅助部分包括前面的摘要、综述、基本理论 以及论文尾部的第五章的总结、感谢、主要参考文献。整篇论文 研究h i s 与p a c s 的协同问题为主题，同时对h t s 系统与p c s 系 统以及二者基于的h l 7 协议与d i c 州3 协议分别进行了阐述。 第二章相关理论基础 本章给出论文中所需要的一些主要的基础理论。实质上所需 要的理论是远非这里能所给出的。若深入研究，请进一步参阈相 关文献。 2 1 协同结合的理论 h i s ( h o s p i a li n f o r m a t i o ns y s t e m ) 就是医院信息系统。 病人进医院第一件事情就是挂号，挂号台将病人基本资料输进了 1 1 i s 。病人看主治医师时，医师可能决定让病人要去照某个部位的 c t 片子。这时护士可以按医师医嘱通过h i s 预约c t 检查。放射 科护士要确认病人会在预约时间来检查。病人到放射科后，技师 直接从h i s 上下载病人基本资料，然后开始影像。影像完后放射 科医师打诊断报告，病人离开放射科。主治医师直接从h i s 里调 出放射诊断结果和相关图像，作最后治疗方案决定。 如果没有做h i s 和p a c s 的整合，很多资料将分别存在于互不 相联的h i s 和p a c s 系统里面，许多信息要需重复输入，不能充分 共享，更重要的是无法保证数据的一致性。这种整合要用到两个 不同的国际标准一h l 7 和d i c o m 3 o 。另外i h e 也发表了技术框架 指导文件和m e s a 测试工具组。 如果整合得好，每次来了一个新病人或病人资料有了变更 h i s 会自动通过h l 7 刷新r i s 的数据库；每次预约或更改了一个 放射检查r i s 会自动通过h l 7 通知p a c s 。在检查开始时影像设备， 如c t ，会用d i c 叫 f o d a l i t yw o r k l is t 到r i s 查询病人和检验基 本资料。检查儆完后影像设备会用d i c 0 mp e r f o f 皿e dp r o c e “r e s t e p 告诉r i s 检查做完了。放射科医师在r i s 上打完报告后，r i s 会通过h l 7 把报告传给h i s 。这样，整个流程就畅通了，而且病 人基拳资料只在h i s 上输入一次。 2 2h l 7 标准与d i c 0 哟标准 美国卫生信息传输标准h e a l t hl e v e ls e v e n ( 简称h l 7 ) 是由 美国国家标准协会( a n s i ) 批准颁布实施的医疗卫生机构及医用 仪器、设备数据信息传输，自1 9 9 0 年其2 1 版正式颁布以来，在 医疗卫生机构，特别是医院的影响力日益广泛，随着计算机网络 技术的应用乖发展，珏l 7 的影响力已经渡及到了澳大利亚、加拿 大、中国、芬兰、德国、日本、荷兰、新西兰、荚国、印度、南 非、韩国、台湾等国家和地区。中国也于2 0 0 0 年初建立了i l 7 中国协作中心。 d i c o m ( o i g i t 8 li m a g i n ga n dc o 哪u n i c a t i o ni nm e d i c i n e ) 标准是由a c r( a m e r i c a nc o l l e g e o f r a d i o l o g y ) 及 n e m a ( n a t i o n a le 1 e c t r i c a lm a n u f a c t u r e r sa s s o c j a t i o n ) 所，够成 的联合委员会，于1 9 8 3 年以后陆续发展而成的医疗数位影像及传 输标准。简言之，d i c o m 是医学图像及其相关信息的通讯标准。 此标准建立的目的为：推动开放式与厂牌无关的医疗数位影 像的传输与交换。促使影像储存与传输系统p a c s ( p i c t u r e a r c h i v i n g8 n dc o 蛐u n i c a t i o ns y s t e m s ) 的发展与各种医院信息 系统h i s ( h o s p i t a li n f o 伽a t i o ns y s t e m s ) 的结合。允许所产 生的诊所资料库能广泛地经由不同地方的设备来访问d i c o m 2 2 1h l 7 标准 l 、h l 7 宗旨及发展 h l 7 是由美国国家标准局( a n s i ) 授权的标准开发机构h e 8 l t hl e v e ls e v e nl n c 研究开发的。i l 7 的宗旨是开发和研制 医院数据信息传输协议及标准，规范临床医学和管理信息格式， 降低医院信息系统互连的成本，提高医院信息系统之间数据信息 共享的程度随着h l 7 应用的日益广泛，采用h l 7 作为标准的医院 信息系统( h i s ) 和医用仪器、设备可以完全做到无障碍互连和医 学数据信息的无障碍交换，为和医疗服务机构内部各部门之间的 数据交换和区域医疗服务机构之问的资源共享奠定了基础。 2 、h l 7 涵盖的内容 h l 7 标准的应用领域是医疗卫生服务及其相关领域的数据信 息交换，其主要内容包括： 病人个人信息管理； 病人入、出院，转院信息： 各类医疗服务，如手术，检查，化验，用药，医用材料及饮 食等服务项目的管理； 财务管理信息，病人帐户管理，收费管理，医疗保险理赔、 支付： 检查、化验结果回报； 档案、病案管理； 医疗服务预约管理 3 、h l 7 研究的其他标准及进展 c li n i c a ld o c u m e n ta r c h i t e c t u f e ( c d a ) ： x m l 一b a s e da n s i 标准： p r al e v e lo n e ： p r al e v e lt h f e e ： c li n i c a lc o n t e x to b j e c tw o f k g f o u p ( c c o 螂； 1 2a n s i 标准； 1 3a m s i 标准： 2 0 起草中； 与相关标准的合作：d i c o m ，) ( m l 、i e e e ( x l2 n ) 、a s t m ( e 3 1 ) 、 o i n c 、s n o m e d 、c p t 5 、i c d 1 0 c m 、c e n t 2 5 】、i s 0 2 5 1 。 4 、i l 7 发展的背景及现况 h e a lt hl e v e ls e v e n 组织成立于1 9 8 7 年，它主要目的是要 发展各型医疗信息系统间，如临床、银行、保险、管理、行政及 检验等各项电子资料的标准。h l 7 通讯协议( p r o t o c 0 1 ) 汇集了不 同厂商用来设计应用软件之间介面的标准格式，它允许备个医疗 机构不同的系统之间，进行一些重要资料的通讯。通讯协议的设 计同时保留相当的弹性，使得一些特定需求资料的处理维持相容 性。h e a l t hl e v e ls e v e n 组织参考了国际标准组织 ( i n t e r n a t i o n a ls t a n d a r d0 r g a n i z a t i o n s ，i s o ) ，采用开放式系统 互联( o p e ns y s t e mi n t e r c o n n e c t i o n ，o s i ) 的通讯模式，将h l 7 纳为最高的一层，也就是应用层。它的规范提供了如：关联性的 分类、有效检查的产生、结构性交换资料的机制与协商等功能。 在最近三年来，h l 7 的会员增加了三倍，目前已有1 ，4 0 0 多个会 员，其成员包括：医院、专门组织及主要由医疗顾问和厂商组成 的产业代表。除了个人会员外，目前已有五个赞助单位及3 7 0 个团体会员，其中包括1 6 4 个厂商、1 7 个顾问单位、1 7 7 个医疗 机构及1 2 个一般性的营利机构。h l 7 标准在美国已有很多厂商 及医院的支持与使用，其他国家还包括：澳洲、加拿大、德国、 以色列、日本、纽西兰、荷兰及英国。在1 9 9 4 年h l 7 已纳入美国 n s i 国家标准，旨在积极促使h l 7 的发展及推广。 h l 7 已经出来第四个版本，v e r s i o n 2 2 ，d e c ，1 9 9 4 。它是经由 a n s i 的程序投票一致通过的标准。这个版本的标准内容包括下列 各类资料传输规范的定义：”t h et r a n s 8 c ti o n sf o rt r a n s m i t ti n g d a t aa b o u td a t i e n tr e g is t r a t i o n ，a d m is s i o n ，d i s c h a r g ea n d t r n s f e r s ，i n s u r a n c e ，c h a r g e sa n dp a y e r s，o f d e r s a n d r e s u l tsf o rl a b o r a t o r yt e s t s ， i m a g es t u d i e s ，n u r s i n ga n d p h y s i c i a no b s e r v a t i o n s ，d i e to r d e rs ，p h a r m a c yo f d e f s， s u p p l yo r d e r sa n d 眦s t e rf il e s ”这些规范已由a n s i 公开发 表，并纳入美国国家标准。 目前h e a l t hl e v e ls e v e n 组织正积极发展下列的交易讯息格 式：”a p p o i n t m e n ts c h e d u l i n g ，p r o b l e 越l is t s ，c l i n i c a lt r i a l e n r 0 1 1 m e n t s ，p a t i e n tp e r m i ss i o n s ，v o i c e d i c t a t i o n ，a d v a n c e dd i r e c t i v e sa n dp h y s i o l o g i c a ls i g n a l s ” 并有一技术团队正在发展以物件导向技术如c o r b a 及 m i c r o s o f t so l e 的交易处理物件雏型。 5 、h l 7 的技术规范 h l 7 标准是基于国际标准( i s o ) 公开系统内部连接 ( 0 p e ns y s t e mi n t e r c o n n e c t i o n ，o i s ) 最高层一应用层制定的， 因此，h l 7 可以应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交换。 ( 1 ) h l 7 可以在以下环境中运行： 点对点的r s 一2 3 2 连接，调制解调器，或其他符合o s i 标准 的网络； l a n ，支享 t c p i p ，d e c e n t ，s n a ，n f s 的环境； 多应用服务在同一物理设备上，如p i p e si nau n i xs y s t e m ( 2 ) h l 7 信息传输格式 h l 7 信息由以下几部分组成： a 信息( m e s s a g e ) ：h l 7 共归纳了8 4 种信息类型 ( m e s s a g et y p e ) ，每种信息类型用于定义信息目的和用 途，每条信息由若干信息段组成( 如 d t 表示入院、出院 和转院的相关信息) ： b 信息段( s e g m e n t ) ：h l 7 共有l l o 个信息段，每个信息段 都由到组数据字段( d a t af i e l d ) 组成，每一信息段都有 相应的名称 ，用于界面。 m e s s a g eh e a d e f ( m s h ) ，e v e n tt y p e ( b v n ) ，p a t i e n ti d ( p i d ) a n dp a t i e n tv i s i t ( p v l ) 信息段分为：必须、可选、可 重复三种类型； c 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( h l 7 共有利于3 种数据类型) 、选择类型、重复 性： d 表( t a b l e ) ：分为h l 7 标准表扣用户自定义表两种。其中 h l 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h l 7 推荐使用的表。 ( 3 ) 提高信息传输可靠性的措施 h l 7 采取以下措施以保证数据传输的可靠： 可分别在发送和接收端设定发送和接收的信息内容和格式， 按设定内容和格式发送和接收信息 数据传输前自动检测接收端的状态 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、错误匆拒绝三种信息， 后两种情况下通知信息发送端重新发送。 2 2 2d i c 0 哟o 标准 1 、d i c o m 3 o 内容概要 第一部分：引言与概述，簿要介绍了d i c o m 的概念及其组成； 第二部分：兼容性，精确地定义了声明d i c o m 要求制造商精确地 描述其产品的d i c o m 兼容性，即构造一个该产品的d i c o m 兼容性 声明，它包括选择什么样的信息对象、服务类、数据编码方法等， 每一个用户都可以从制造商处得到这样一份声明： 第三部分：利用面向对象的方法，定义了两类信息对象类：普通 性、复合型； 第四部分：服务类，说明了许多服务类，服务类详细论述了作用 与信息对象上的命令及其产生的结果； 第五部分：数据结构及语意，描述了怎样对信息对象类和服务类 进行构造和编码： 第六部分：数据字典，描述了所有信息对象是由数据元素组成的， 数据元素是对属性值的编码； 第七部分：消息交换，定义了进行消息交换通讯的医学图像应用 实体所用到的服务和协议； 第八部分：消息交换的网络通讯支持，说明了在网络环境下的通 讯服务和支持d i c 0 m 应用进行消息交换的必要的上层协议； 第九部分：消息交换的点对点通讯