（计算机应用技术专业论文）基于Oracle+XML+DB的电子病历系统的研究与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 电子病历系统是医疗信息系统的重要组成部分，是实现以病人为中心的 新一代医疗信息系统的核心，它能够更快捷、完整、准确地获取病人的所有 信息。采用x m l ( 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) 技术描述 电子病历，能够很好的表现电子病历的复杂形式并易于病历数据的共享和交 换。借助于x s l ( e x t e n s i b l es t y l e s h e e tl a n g u a g e ，可扩展样式语言) 技 术，可以利用浏览器来方便的显示x 札病历，从而实现了在不同的地方都可 以方便的获得病历，丽无须安装特定的应用程序。o r a c l ex m ld b 对x m l 技 术的强大支持，为解决电子病历的描述、存储、数据共享和交换等问题提供 良好的可行性方法，为实现以个人为中心的病历系统提供了一种解决方案。 本文首先对电子病历进行了简单的介绍，通过对电子病历发展过程中基 础性问题的研究，提出基于o r a c l ex m ld b 来设计和实现医院电子病历系统， 以便于病历数据的共享和交换，方便以个人为中心的电子病历系统的实现， 为后续数据中心的建立提供了基础。然后，对o r a c l ex m ld b 主要技术进行 了研究分析。在此基础上，实现了基于x m ld b 的医院住院部电子病历系统， 该系统实现了住院部病历的建立、修改、查询、转存和权限管理等基本功能。 本文主要关注于如何在o r a c l ex m ld b 中生成、保存和显示用于数据共 享和交换的x 地格式的病历文档，给出了相应的解决方案，而不是系统业务 逻辑的实现。提出了建立数据中心实现以个人为中心的基于几的电子病历 体系结构的初步设想。详细介绍了基于o r a c l ex m li ) b 实现医院电子病历中， x 札模式的设计、注册和加载，业务数据库中的关系数据如何转换为x m l 病 历文档，并保存在x m ld br e p o s i t o r y 中，结合x p a t h ( x i l lp a t h ) 和x s l 技术实现x 札病历文档的查询和显示。 关键词：电子病历；x m l 数据库；o r a c l e ) ，d b - x m ls c h e m a 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 l 页 a b s t r a c t t h ec o m p u t e r - b a s e dp a t i e n t r e c o r ds y s t e mi sa ni m p o r t a n tc o m p o s i n g p a r to ft h eh e s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m i t i sa l s ot h ec o r eo f r e a li z i n gt h en e wg e n e r a t i o nh o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e mt h a tc e n t r e s a r o u n dp a t i e n t s i tc a nc a t c hp a t i e n t s i n f o r m a t i o nm o r ef l e e t l y ， p e r f e c t l ya n de x a c t l y d e s c r b i n gt h ec o m p u t e r - b a s e dp a t i e n t r e c o r d u s i n gx m lt e c h n o l o g yc a nr e p r e s e n tt h ec o m p l e xf o m so ft h ep a t i e n t r e c o r da n dm a k et h ed a t ao ft h ep a t i e n tr e c o r ds h a r i n ga n dc h a n g i n g m o r ee a s il y r e c u r i n gt ox s lt e c h n o l o g y ，i tc a ns h o wt h ex m lp a t i e n t r e c o r db yb r o w s e rc o n v e n i e n t l y ，t h e no b t a i nt h ep a t i e n tr e c o r d i n f o r m a t i o na td i f f e r e n tp l a c e sw i t h o u tf i x i n gs p e c i f i c a l l y a p p li c a t i o n m i g h t ys u p p o r tf r o mo r a c l e 也d bf o rx m lt e c h n o l o g y p r o v i d e sw e l lf e a s i b i l i t yf o rm a n yq u e s t i o n s ，s u c ha sd e s c r i b i n g ， s t o r a g e ，s h a r e ，c h a n g eo ft h ep a t i e n tr e c o r da n ds oo n i ta l s op r o v i d e s as o l v es c h e m eo ft h ec o m p u t e r b a s e dp a t i e n t r e c o r ds y s t e mw h i c hc e n t r e isi n d i v i d u a l f i r s t l y ，t h i st h e s i si n t r o d u c e st h ec o m p u t e r b a s e dp a t i e n tr e c o r d b r i e f l y f r o mt h er e s e a r c ho fb a s i cp r o b l e m si nt h ec o m p u t e r - b a s e d p a t i e n t r e c o r dd e v e l o pp r o c e s s ，t h i st h e s i sb r i n g su pd e s i g n i n ga n d c a r r y i n go u tt h eh o s p it a lc o m p u t e r - b a s e dp a t i e n t r e c o r ds y s t e mb a s e d o no r a c l e ) 眦d b w h i c hc a nm a k ed a t as h a r ea n dc h a n g ee a s i l y i ta l s o c a nm a k et h ec o m p u t e r b a s e dp a t i e n t r e c o r ds y s t e mc e n t r eo ni n d i v i d u a l c a r r yo u tm o r ec o n v e n i e n c e ，a n dp r o v i d ef o u n d a t i o no fs e t t i n gu pn e w d a t ac e n t e r t h e n ，t h i st h e s i sr e s e a r c h e sa n da n a l y s e st h em a i n t e c h n o l o g yo fo r a c l ex m ld b w i t ht h i su n d e r s t a n d i n g ，t h i st h e s i s a c h i e v e st h eh o s p i t a lc o m p u t e r - b a s e dp a t i e n t r e c o r ds y s t e mb a s e do nx m l d b t h i ss y s t e mc a r r i e so u ts o m eb a s i cf u n c t i o n s ，s u c ha se s t a b l i s h i i l e n t ， m o d i f i c a t i o n ，q u e r y ，t r a n s f e rs t o r a g ea n da u t h o r i z a t i o nm a n a g e m e n to f t h ep a t i e n tr e c o r d t h em a i na t t e n t i o no ft h i st h e s i si sh o wt ob u i i d ，s t o r ea n dd i s p l a y t h ex m l f o r m a td a t i e n t r e c o r dd o c u m e n tw h i c hisu s e df o rd a t as h a r ea n d 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 c h a n g ei no r a c l e ) 叽d b n o tt h er e a l i z eo fs y s t e mb u s i n e s sl o g i c m o r e o v e r ，t h i st h e s i sp r o v i d e sc o r r e s p o n d i n gs o l v i n gs c h e m e t h e n ， t h i st h e s i sp r e s e n t sa na c c i d e n c ea s s u m et h a tf o u n dad a t ac e n t e rt o r e a l i z et h ec o m p u t e r b a s e dp a t i e n t r e c o r ds y s t e ms t r u c t u r a lb a s e do l l x 礼c e n t r e do ni n d i v i d u a l ，f i n a l l y t h i st h e s i se x p a t i a t e si nt h e h o s p i t a lc o m p u t e r b a s e dp a t i e n t r e c o r ds y s t e mb a s e do no r a c l ex m ld b i ti n t r o d u c e sd e t a il e d l yh o wt od e s i g n ，r e g i s t e r ，l o a d 也s c h e m aa n d h o wt ot r a n s f e rr e l a t i o nd a t at ot h ex 札p a t i e n tr e c o r dd o c u m e n ti n b u s i n e s sd a t a b a s e ，a n ds t o r ei nx m ld br e p o s it o r y 。a n dh o wt oc a r r y o u tq u e r ya n dd i s p l a yo ft h e 也p a t i e n tr e c o r dd o c u m e n tb yx p a t ha n d x s lt e c h n o l o g y k e yw o r d s ：x m ld a t a b a s e ：o r a c l e 潮ld b ：c o m p u t e r b a s e dp a t i e n t r e c o r d x 札s c h e m a 西南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 1 1 国内外研究现状 第1 章绪论 电子病历( c p r ，c o m p u t e r - b a s e dp a t i e n t r e c o r d ) 是医院临床信息系统 发展比较完善后的一个结果，是以病人为中心的信息集成与相关服务，它不 仅包括病人全部的临床信息，如数字、文字、图形、图像等，还包括丰富的 医学知识与联机服务。根据美国医学计算机化委员会1 9 9 1 年的定义，计算机 化病历是指存在一定系统中的电子病历，这个系统可支持使用者获得完整、 准确的资料；提示和警示医疗人员；给予临床决策服务；连接管理、书刊目 录及其它设备。 电子病历系统是医院信息化的基础，是架起远程医疗和医院信息化之间 相互联系的桥梁。目前，国内对于电子病历系统的研究还处于初级阶段，但 国外对此的研究己经比较成熟，并且有了一定的应用。 在国外，计算机的普及使电子病历的研究己发展到专家智能的阶段。信 息技术发展较快的美、日等国对电子病历系统已研究多年，美国政府正式宣 布，把电子病历系统作为政府一项工程正式启动实施。印第安那大学医学分 校利用电子病历预测早期心脏病病人的死亡率；日本东京大桥妇产科医院已 通过医院局域网的客户用服务器系统实现了门诊病人的电子病历管理等；波 士顿电子病历协会正在研究急救病人的电子病历问题；英国已将电子病历应 用于孕妇孕期信息、产程启示以及观察m ，。与此相关，国外一些发达国家也 成立了各种民间和政府的标准化机构开展这方面的标准制订工作。政府部门 也积极参与到这一进程中来，采取各种行动推动电子病历的发展。 经过近2 0 年的发展，我国医院信息系统己初具规模，许多医院相继建 立起本医院范围的信息系统，些医院和个人开始了电子病历的研究和实验， 国家信息技术和通讯设施的发展己为此提供了所需的基本条件。国内也成立 了电子病历专业委员会，对电子病历的发展起到了引导作用。电子病历的应 用在国内具有良好的发展前景。尽管电子病历有广阔的前景，但是就现阶段 而言，国内的电子病历刚刚起步，在技术上还不成熟，缺乏行业规范标准， 各个医疗信息系统的格式不尽相同，表现形式上局限于文字的处理，还没有 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 真正体现出计算机化管理的优势，不利于信息的管理、传递与共享。 1 2 论文研究的意义 随着各种网络技术和高速公路、信息技术的广泛应用，以及跨医院、跨 地区和国际间的相互交流越来越频繁，使得医务人员的工作量不断加大，人 们对医疗卫生信息服务的需求也大有日趋增长之势。传统的病案管理方式已 经无法满足这些新的要求。 电子病历能更快捷、完整、准确地获取病人的所有信息，信息的利用更 加方便，信息表示更清晰，不存在因潦草而不能辨识的情况，使病历信息共 享成为可能。 但是，由于病人信息类型的多样性和内容的复杂性，在电子病历的发展 中，存在着一些基础性问题。首先是病历内容的表示问题，对病人信息的表 示应当是以单个人为中心的，这是病历的使用、存储和交换所要求的：其次， 电子病历系统要求病人的信息长期联机保存，随时可以通过互联网获取，而 在传统的医院信息系统中，病人信息的存储管理是以支持日常业务管理为目 的的，出于数据库效率和容量管理方面的考虑，通常不会将历史信息长期联 机保存。传统的电子病历解决方案，或者基于w o r d 文档格式存储，难以规范 也不易检索，或者基于传统关系型数据库，扩展困难且过于死板。 基于语义标记的x m l 技术为解决上述问题提供了一种很好的方式，还为 区域协同医疗、电子病例信息共享、全民健康档案、医疗保健一卡通，国民 医疗数据挖掘等跨领域、跨系统的整体解决方案夯实了技术基础。o r a c l ex m l d b 对x m l 提供了强大的支持，基于o r a c l e ) 明。d b 的电子病历系统使得病历 数据的共享和交换易于实现。 1 3 论文研究的主要内容 电子病历包括病人全部的临床信息，如数字、文字、图形、图像等，所 以为了有效存储和管理这些半结构化或非结构化数据，本文采用o r a c l ex m l d b 技术作为应用系统实现的基础。 本文通过对电子病历发展过程中基础性问题的研究，提出以o r a c l e ) a 也 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 d b 作为开发病历系统的基础，以方便病历数据的共享与交换和以个人为中心 的电子病历系统的实现，为后续数据中心的建立提供了基础。然后，对o r a c l e x m l d b 的主要技术进行分析，探讨其是如何对x m l 的内容在数据库内进行管 理的。最后，在) a 也d b 的基础上实现了基于x m l 的医院住院部电子病历系统。 本文对住院部电子病历业务逻辑的实现不作重点介绍，而是主要关注于 如何在o r a c l ex m ld b 中生成、保存和显示用于数据共享和交换的x m l 格式 的病历文档，给出了相应的解决方案。 所做的工作主要有以下几个方面： 一、对电子病历发展过程中的基础性问题进行了研究，探讨如何利用 x 儿技术来解决这些基础性问题，提出利用o r a c l ex 儿d b 对x m l 的强大支 持来实现医院电子病历系统。 二、对o r a c l ex m ld b 的主要技术进行分析，探讨其是如何对) a 几的 内容在数据库内进行管理的。 三、提出建立数据中心实现以个人为中心的基于x m l 的电子病历体 系结构的初步设想。详细介绍了基于o r a c l ex m ld b 实现医院电子病历中， x 札模式的设计、注册和加载，业务数据库中的关系数据如何转换为x m l 病 历文档，并保存在x m ld br e p o s i t o r y 中，结合x p a t h 和x s l 技术实现x m l 病历文档的查询和显示。 论文的结构安排如下： 第一章介绍国内外研究现状，以及论文的主要内容。 第二章介绍了电子病历的基本概念和发展中的一些基础性问题，以及为 什么使用x m l 表示电子病历。 第三章详细剖析了o r a c l e 儿d b 的核心技术。 第四章讨论了基于o r a c l ex m ld b 的电子病历的设计。 第五章讨论了如何实现基于x m ld b 的电子病历系统。 第六章对本文工作进行了总结并提出进一步研究方向。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 第2 章电子病历概述 2 1 电子病历简介 电子病历( c p r ，c o m p u t e r - b a s e dp a t i e n t r e c o r d ) ，是一种计算机化的 病历，其内容不仅包括传统纸张病历的所有信息，还包括丰富的医学知识与 联机服务。电子病历系统是支持电子病历的一套软硬件系统，它实现病人信 息的采集、加工、存储、传输和服务。根据美国医学计算机化委员会1 9 9 1 年 的定义，计算机化病历是指存在一定系统中的电子病历，这个系统可支持使 用者获得完整、准确的资料；提示和警示医疗人员；给予临床决策服务：连 接管理、书刊目录及其它设备“1 。 2 2 发展电子病历的意义 提高医疗工作效率，减少医疗错误、提高医疗质量。 电子病历能更快捷、完整、准确地获取病人的所有信息，信息的利 用更加方便，信息表示更清晰，有利于病人信息的共享。 电子病历也为国家医疗宏观管理提供了丰富的原始数据库。管理部 门可以从中提取各种分析数据，用于指导管理政策的制定。 2 3 电子病历的基础问题 电子病历能更快捷、完整、准确地获取病人的所有信息，信息的利用更 加方便，信息的表示更加清晰，并且能够长期联机保存，使得病历信息的共 享成为可能。但是，由于病人信息类型的多样性和内容的复杂性，在电子病 历的发展中，存在着一些基础性问题。 首先是病历内容的表示问题。对病人信息的表示应当是以单个人为中心 的，这是病历的使用、存储和交换所要求的：对病人信息内容的描述应该是 结构化的，这是电子病历信息后续处理的基本要求。由于病历内容的复杂性 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 和使用上的习惯，对病历很难设计出一个统一的结构进行描述。 第二是病历的存储问题。电子病历系统要求病人的信息长期保存、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的， 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，通常不会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，是病历存 储要解决的主要问题。 第三是各种表格病历和专科病历的处理问题。这些表格或专科病历都有 各自的结构，它们的内容是病历的重要组成部分，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，如何在电子病历系统中对其进行统一的处理也是十分困难的问题。 第四是病历的共享和交换的问题。由于患者可能需要在多个医疗单位就 诊，因此需要实现电子病历的共享和交换。同时，电子病历的共享无论是对 临床医疗还是医学研究都有着重要的意义。但是，目前各个医院的系统都是 由医院、公司自行开发研制的，没有统一的标准或者规范可以参考，造成了 不同医院、不同公司的系统相互独立，系统间无法连接或交换数据。对医疗 系统的联网、远程医疗等会造成很大的障碍“3 。 当然，还有其他一些问题。这些问题关系到电子病历系统的基础，是制 约电子病历发展的主要问题。 x 札技术的出现，对上述问题的解决提供了一种较好的途径。 2 4 以x m l 表示病历结构的优点 2 4 1 以x m l 作为病历的描述基础 病历的描述模型是电子病历的最基础问题，x 札为病历内容的描述提供 了有效手段。x 札是一种结构化描述语言，它不仅是一种标识语言，更是 种可以定义描述对象结构的元语言。x 札文档自含结构，使得系统间交换的 信息可以互相“理解”。 使用x m l 作为病历内容的描述语言有以下理由： x m l 采用了层次化的面向对象的结构描述方法，非常适合于描述病 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 历这样复杂的内容，在表达能力方面优于关系数据库。 x 札是一种元语言，可以定义描述对象的结构。这适合于病历中不 同内容结构的变化，适合于保持病历的历史。 x m l 将内容与样式关联在一起，这不仅可以保留病历内容，也可保 留病历外观。 使用) o i l 描述病历内容，要先定义病历内容的模式( s c h e m a ) 。在此基础 上实现业务数据库中病人信息到病历结构的转换、从而实现由以类型为中心 的数据库描述到以个人为中心的数据描述。形成的x m l 文档是病历存储管理 的基本单位。 采用x m l 文档来记录病历，并不排斥病人信息的数据库表示。病历的x 札 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查询和更 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。电子病 历系统所实现的病历浏览，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 4 l 内容管理上。病人出院后，将业务系 统中病历内容转为) 眦描述文档。两种描述同时存在并保持相对独立，依用 途各自使用。 2 4 2 基于x m l 的病历的集成 集成是电子病历发展中要考虑的重要问题。在内容上、病历信息来自于 多个不同的系统，甚至是不同厂商的系统，病历的内容又在不断发展变化， 这些内容要集成到一起；在外观上，希望能够将病历信息的外观与其内容集 成到一起。 电子病历研究的一个重要方面是专科、表格或结构化病历的处理问题。 随着病历内容覆盖越来越多。结构化的内容会越来越多，结构化程度会不断 细化。电子病历系统的设计必须考虑这一发展要求，能随时将新出现的结构 化内容集成到病历中来。采用x m l 为这种发展创造了条件。以检查报告为例， 心脏超声与腹部超声的报告格式就不会相同。在数据库方式下，将检查报告 抽象为一种统一的结构，不能体现各类报告的区别，而在x 虬下，它们可以 对应不同的d t d ( d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n ，文档类型定义) 或s c h e m a 。 新出现的报告形式在设计阶段是不能预见的，但却能容易地集成到系统中来 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 丽无须修改已有的软件。 另外一点，信息系统的发展必然要走集成的道路，有第三方的系统所产 生的病人信息。如果它也是x 札的或者可以转为x m l 的，这部分内容也要集 成到电子病历中来。 这些是病历内容上的集成。内容上的集成可以通过s c h e m a 的集成来实 现。不同时期可以采用不同的s c h e m a 。在传统方式下，要解决这一问题只能 依靠修改应用程序来实现。 集成的另一方面是内容与外观的集成。当病历信息在浏览器中显示时， 需要规定显示的样式。不同类型的内容采用不同的样式，同类内容也可能采 用不同的样式。如：不同科室的检查检验报告，可能希望不同的显示样式。 而样式本身又可能随着时间的发展而变化。我们希望样式能与内容一样保存 起来，展现病历内容时使用原有样式。这就是内容与外观的集成。我们可以 通过两方面的工作实现这一需求：一方面在x m l 中，与样式描述相关联，另 方面，要在存储管理x m l 内容的同时，管理s c h e m a 和样式描述，并将其 与内容相关联。这由存储管理程序实现。 2 4 3 基于x w _ 的病历信息的处理 x m l 描述一个文档的基本特征是，使用者可以通过文档模式( s c h e m a ) 来 定义文档( 病历) 的结构。所有遵循这一结构的病历文档通过x m l 分析器 ( p a r s e r ) 可以将其内容还原为结构化的字段并进行处理，这为病历内容的 通用化处理奠定了基础。 对病历信息的处理包括信息的录入、显示和查询等。 病历信息除了通过开发传统的基于数据库的录入程序录入不同的信息内 容外，还要考虑大量的表格化的专科病历的录入方法。这些表格化的内容在 病历中大量存在，而我们又很难为各种表格化的病历内容开发各自不同的数 据结构和应用程序。x m l 为这一问题的解决提供了契机。我们可以通过设计 工具来定制符合各种表格病历内容的x m ls c h e m a 以及相应的录入屏幕。通过 通用的x m l 处理程序对表格病历s c h e m a 以及屏幕定义的处理，实现定制的录 入屏幕。用户录入的内容就是结构不同的表格病历x 札文档，它可以与其他 病历内容起管理和处理。当前甚至出现了商品化的类似于w o r d 的x 帆文 档编辑器，从而使基于x m l 的病历内容的录入更为简便。基于) a 几的病历内 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 容的显示可以说是“水到渠成”，因为浏览器i e 5 以上版本直接支持对x m l 描述的浏览。将病历的x 札描述配合以k s l 样式描述，可以通过浏览器生成 希望的界面，无需开发专门的应用程序。 由于) ( m l 文档的结构化，理论上，可以对x m l 文档进行各种结构化查询 和统计。目前，己经有许多工具提供x m l 文档的查询。当然，对于大数据量， 基于x 札的查询与基于数据库的查询在性能上相比还有较大差距。 2 4 4 基于x m l 的病历信息交换 病历的信息交换是电子病历的一个重要目标。信息交换的前提是标准化。 x 札为电子病历提供了很好的交换载体，但) 嘶。仅是描述病历信息的“元语 言”，要使交换的病历的内容能为对方所“理解”和处理，还必须有交换双方 约定一致的病历描述结构即s c h e m a 。制定有关病历信息的文档模式s c h e m a 的标准，是应用x m l 于电子病历交换的关键。在这方面h l 7 ( h e a l t hl e v e l7 ) 己经做了大量工作。 以医疗信息交换为目标的h l 7 ，在其正在制定的最新版本3 0 中结合了 ) a 也。甩7 组织正在制定用于医疗和病人信息交换的s c h e m a 。它包括两个方面 的标准：一是在h l 7 的消息( m e s s a g e ) 中处理原来的语法外，定义) a 也作为 消息的另一种描述语言：二是制定采用x m l 描述的病历结构c d a ( 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 ，临床文档结构) 。后一种标准可以直接用于电子病 历描述。在该标准中，根据病历信息的结构化程度，依次将标准划分为三级： 仅描述病历头信息的一级结构、描述到病历的各个组成节的二级结构、描述 到各节具体内容的三级结构。1 。 接收方只要根据约定的结构，借助于) 叫。分析器，编写相关的处理程序， 就可以将病历存入到本地数据库中或进行相关的处理。 2 4 5 临床文档体系 h l 7 临床文档结构( c d a ，c l i n i c a ld o c u m e n ta r c h i t e c t u r e ) 是制定的 以交换文档为目的的，一种指定结构和语意的文档标记标准。临床文档中包 括观测、服务等。3 。 标记c d a 用的是x m l 语言。一个c d a 文档由标记 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 包围，包含一个头和一个主体，头是 和 之间的部分。头用来标识文档和对文档进行分类，提供了鉴 定信息、受访数据、患者、提供者等的信息。 主体包含了临床报告，既可是非结构化的块，也可由结构化的标记组成。 一个c d a 文档的节是由元素 包围的部分。一个节包括一个单一的 叙述块和一些c d a 实体和外部的参照。c d a 叙述块是由 元素包含的 部分组成，主要是提供一些供人可读的内容。c d a 实体主要展示了结构化的 数据，用于计算机处理。外部参照主要用于指向c d a 文档之外的一些相关内 容。 2 5 基于o r a c l ex m ld b 的电子病历系统 ) 强也技术的出现为电子病历的基础性问题提供了一个很好的解决方案。 借助于互联网的广泛普及，可以利用浏览器来方便的显示病历，从而实现了 在不同的地方都可以方便的获得病历，而无须安装特定的应用程序，电子病 历的传播和利用也因此变得非常容易。但是，在病人住院期间，病历数据需 要频繁的查询与修改，x 札格式的数据不利于这种频繁的修改操作。因此， 可以在住院期间使用关系数据存储病历信息，而在病人出院后，将数据转换 为) a n j 格式存储，以方便信息的共享和交换。在这种应用模式下，前端的应 用程序可以不必再开发，开发的焦点集中在后台病历x 札描述的生成、内容 的组织及病历显示上。 o r a c l ex m ld b 的强大功能为电子病历的开发提供了很好的支持。o r a c l e ) 矾。d b 可以支持从关系表中和其它数据源生成) a 几格式的文档，同时o r a c l e x 札d b 很好的支持x m l 模式，保证生成的文档符合指定的模式。o r a c l e ) 咖。 d b 提供的知识库能很好的管理) a 也格式的病历文档，并且支持多种互联网协 议，从而能方便的在不同的系统之间交换病历文档。另外，o r a c l ex m ld b 还支持x s l 转换，可以在数据库内部把x 地转换为合适的形式显示出来，这 为电子病历的显示提供了很大的方便。 由于o r a c l ed i ld b 的这些优点，因此，在本系统中选择o r a c l e 几d b 来支持电子病历的开发。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 第3 章o r a c lex m ld b 技术介绍 3 1x m l 数据库 ) 咖。( 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) ，是由w 3 c ( w o r l d w i d ew e bc o n s o r t i u m ) 组织于1 9 9 8 年2 月发布的一种标准，是一种自描述 的、结构化的和可扩展的标记语言，可以表示文档、元数据和数据。x m l 采 用一种树状结构，可以把形式与内容彻底分离，正是基于这个原因，可以使 用x m l 将不同数据格式的数据进行转换，从而达到数据交换的目的。目前， x m l 已经成为全球范围内描述数据和交换数据的一种标准方式。 ) a 也数据库是一个能够在应用中管理x m l 数据和文档的集合的数据库系 统。瑚l 数据库是x m l 文档及部件的集合，并通过一个具有能力管理和控制 这个文档集合本身及其所表示信息的系统来维护。i l 数据库不仅是结构化 和半结构化数据的储存库，像管理其它数据一样，持久的x m l 数据管理包括 数据的独立性、集成性、访问权限、视图、完备性、冗余性、一致性以及数 据恢复等。这些文档是持久的并且是可以操作的“”。 在国外，) n 几数据管理经过几十年的研究，已经实现了大量的应用。美 国的n e o c o r e 瑚s 就是管理复杂生物信息的x m l 管理系统，美国海军和国防 后勤处开发的j e d m i c s ( j o i n te n g i n e r i n gd a t am a n a g e m e n ti n f o r m a t i o na n d c o n t r o ls y s t e m ，联合工程数据管理信息和控制系统) 则是一个基于x m l d b 的大型工程数据管理系统，g i d b ( g e o s p a t i a li n f o r m a t i o nd a t ab a s e ，地 理空间信息数据库) 是一个基于x 地的数字制图数据库系统“。而目前国内对 ) a 几的研究大多集中在数据库外部的应用上，对x m l 数据库的研究和应用才 刚刚起步。 3 1 1x m l 数据库产生的背景 随着i n t e r n e t 和信息技术的高速发展，x m l 已经成为了i n t e r n e t 上信 息交换和表示的重要标准，娜l 数据的数量正在呈指数级增长，而关系型数 西南交通大学硕士研究生学位论文第l l 页 据库系统虽然技术很成熟，能很好地处理所谓的“表格型数据”，但它却对技 术界出现的越来越多的复杂类型的数据无能为力。它的关系数据库关系模型 过于简单，不利于表达复杂的数据结构；而且关系数据库支持的数据类型有 限，无非是结构化的数字或字符，无法包容更多的数据类型。为了有效地存 储和管理这些x m l 数据，x m l 数据库便应运而生。上世纪九十年代末，德国 软件股份公司( s o f t w a r ea 6 ) 开发出世界上第一个“原生x 札数据库系统 ( n a t i v e 舭d a t a b a s es y s t e m ) ”- t 锄i n o 。随后，一些大型数据库系统 生产厂家也纷纷推出支持x m l 的数据库产品。目前，国际主流的数据库厂商 均推出了兼容传统关系型数据与层次型数据( x m l 数据) 混合应用的新一代数 据库产品。如甲骨文的o r a c l e l o g 、i b m 的d b 2 9 、微软的s q l s e r v e r 2 0 0 5 等”。 3 1 2x m l 数据库优势 当前着重于页面显示格式的h t 札( h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ，超文 本标记语言) 标记语言和基于它的关键词查询等技术已经不能满足用户日益 增长的信息需求。近年来的研究致力于将数据库技术应用于网上数据的管理 和查询，使查询可以在更细的粒度上进行，并集成多个数据源的数据。但困 难在于网上数据缺乏统一的、固定的模式，数据往往是不规则且经常变动的。 因此，x m l 数据作为一种自描述的半结构化数据为w e b 的数据管理提供了新 的数据模型，如果将x m l 标记数据放入一定的结构中，对数据的查询、分析、 更新和输出就能够在更加容易管理的、系统的和较为熟悉的环境下进行，因 而我们将数据库技术应用于) m 。数据处理领域，通过x m l 数据模型与数据库 模型的映射来存储、提取、综合和分析x m l 文档的内容。这为数据库研究开 拓了一个新的方向，将数据库技术的研究扩展到对w e b 数据的管理。 与传统数据库相比，x m l 数据库具有以下优势o m l ： l 、x m l 数据库能够对半结构化数据进行有效的存取和管理。如网页内容 就是一种半结构化数据，而传统的关系数据库对于类似网页内容这类半结构 化数据无法进行有效的管理。 2 、提供对标签和路径的操作。传统数据库语言允许对数据元素的值进行 操作，不能对元素名称操作，半结构化数据库提供了对标签名称的操作，还 包括了对路径的操作。 3 、当数据本身具有层次特征时，由于x m l 数据格式能够清晰表达数据的 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 层次特征，因此x m l 数据库便于对层次化的数据进行操作。 x m l 数据库适合管理复杂数据结构的数据集，如果己经以x m l 格式存储 信息，则x m l 数据库利于文档存储和查询；可以用方便实用的方式查询文档， 并能够提供高质量的全文搜索引擎。另外x m l 数据库能够存储和查询异种的 文档结构，提供对异种信息存取的支持。 3 1 3x m l 数据库的分类 目前x m l 数据库产品主要有三大类：支持x m l 的传统关系型数据库( x e d b ， x m l - - e n a b l e dd b m s ) 、纯瑚l 数据库( n x d b ，n a t i v ex 札d 蹦s ) 和混合型 x m l 数据库( h x d b ，h y b r i dx m ld a t a b a s e ) 嘲。 x e d b 是在不变动关系型数据库内核层的基础上，将x m l 的树型结构数据 拆散、重组转换成关系型表格数据存入数据库。在提取x m l 数据时，利用s o l 语言的优化将库内的表格型数据取出并还原成x m l 结构型数据。也就是在传 统数据库的基础上，通过增加对x m l 数据的管理功能，从而实现对x m l 数据 的管理的数据库。主流的关系型数据库供应商早期提供的对x 札的支持都是 采用这种方式的，它们的数据库内部仍然采用原有的表单格式存储。但是由 于) n 也数据和关系型数据在组织上的差异，在存储转换过程中，可能会丢失 一些有用的信息，而且转换过程本身也会增加系统开销影响数据库的效率， 增加复杂性。此外，由于不同厂商的关系数据库是异质的，这也增加了开发 基于x m l 的i n t e r n e t 应用的难度。x m l 最具吸引力的特性之一是其分层结构， 而关系数据库却将x m l 映射成关系表，从而将x m l 结构变成了平面的行和列。 当遇到大型或复杂文档时，或当用户需要进行) 咖。查询或其他处理时，在k m l 与数据库之间进行来回转换要耗费相当多的处理时间，数据库需要重新组合 这些数据，这就会降低数据的处理速度，从而降低了w e b 页面的生成速度。 但是x e d b 可以根据用户的需要将它转换成用户需要的各种形式。 n x d b 是以x m l 格式存储信息的数据库。由于内部存储采用的是标准的x m l 格式，不需要进行数据转换，因而可以充分发挥x 札的优势。同时，这些数 据库可创建一些索引，并将这些索引与x m l 文档一起存到资源库中，以支持 快速搜索资源库来查找包含特定信息的文档。他们能支持非常复杂的x m l 结 构，并支持大多数x m l 标准，可以取回完整的、不变形的原始文档。当数据 存储在原生数据库中时，数据的读出速度比关系型数据库的读取速度快得多。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 因为原生) 西几数据库对整个文件一起进行物理存储，和表示文件各个部分的 物理( 而不是逻辑) 指针可采用同一存储策略。这就可以不使用连接( j o i n s ) 或只使用物理连接读取文件，无论哪种情况都比关系型数据库所用的逻辑联 结要快。但是对整个文件一起进行物理存储也有缺点，那就是只有在数据的 读取顺序和写入磁盘的顺序相同时，才可以提高速度“。n x d b 以一些新兴的 数据库厂商为代表。例如：s o f t v a r ea g 。 x e d b 的逻辑数据模型是关系模型或面向对象( o b j e c t - o r i e n t e d ) 模型， 而n ) ( d b 的逻辑数据模型就是x m l 本身的逻辑数据模型。一般而言，x e d b 适 合管理以数据为中心的文档，而n x d b 适合管理以文档为中心的文档。 i f f 。d b 介于前面两类) 数据库之间，主要是一种系统集成技术，其目的 是综合x e d b 和n x d b 的优点，但其底层并没有一种统一的数据库模型。o r a c l e 9 i ( v 2 ) l o g 中新引入的x 札d b 技术是h x d b 的典型代表。在标准的w 3 cx m l 数据模型下，o r a c l ex 虬d b 提供了同时存储和管理结构化和非结构化数据 这种独特的能力。札d b ( o r a c l e9 i ( v 2 ) l o g ) 既可看作是x e d b ，也可看 作是n x d b 。通过x m ld b ，用户可以同时获得关系型数据库技术和x m l 技术的 优点。) a 几册在瑚。和s q l 之间提供了完全透明和可互换性，你能够对表数 据执行x m l 操作，也能对x m l 文档执行s q l 操作。 3 2o r a c l ex m ld b 基本概述 o r a c l e 公司在o r a c l e 8 i 就开始提供对x 儿的支持，主要是通过提供一 整套用于处理x 札的工具包来实现对d t l 的支持。该工具包包含了一组j a v a 类，可以