（信号与信息处理专业论文）基于web+services的医疗临床信息传输系统的研究.pdf

摘要 摘要 医院信息化建设对于社会发展和提高医疗水平具有重要的促进作用 在早 期的医院信息系统中 由于缺乏统一的技术标准和规范 出现了异构医疗信息 系统间不能进行数据传输和信息共享的问题 影响了我国医疗信息网络系统的 建设和功能发挥 医院信息系统的核心部分是医疗临床信息系统 随着对医疗 临床信息系统模块化 专业化 区域化的需求 开发和采用新的软件技术 实 现异构系统间的数据传输和信息共享 已成为该领域的研究热点 本论文对采用w e b 服务 w e bs e r v i c e s 技术 实现异构系统间数据传输 和信息共享进行了研究和实验 主要工作如下 l 在了解国内外医院信息系统发展现状的基础上 分析了我国实现医疗信 息化过程中 医院信息系统硬件和软件方面存在的问题 针对这些问题 本文 提出了使用w e bs e r v i c e s 技术实现异构系统间的数据传输和信息共享的解决方 案 2 通过对比w e bs e r v i c e s 三种集成技术在实际中的应用 研究了选用w e b s e r v i c e s 函数或方法集成技术来集成医疗信息系统 本文结合可扩展标记语言 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 和w e bs e r v i c e s 技术设计了基于x m l 和w e bs e r v i c e s 的三层医疗临床信息传输系统的总体框架 3 逐一分析了w e bs e r v i c e s 的简单对象访问协议s o a p s i m p l eo b j e c t a c c e s sp r o t o c 0 1 w e b 服务描述语言协议w s d l w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o n l a n g u a g e 和服务描述检索整合协议u d d i u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n d i s c o v e r y a n di n t e g r a t i o n 等 探讨了架构舱bs e r v i c e s 平台的体系结构s o a s e r v i c e s o r i e n t e da r c h i t e c t u r e 和协议栈 着重研究了w e bs e r v i c e s 平台的构建和 w e bs e r v i c e s 数据处理 在此基础上进行了医疗临床信息传输的实验 4 研究了异构医疗临床信息传输系统进行网络服务的实现过程 探讨了实 现异构医疗系统间数据传输和信息共享的解决方案 关键词 医疗临床信息 w e bs e r v i c e s 数据传输 x m l s o a p a b s t r a c t a b s t r a c t t h ec o n s t r u c t i o no f h o s p i t a li n f o r m a t i o n i z a t i o np l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei ns o c i a l d e v e l o p m e n ta n di m p r o v i n gm e d i c a lt r e a t m e n t a te a r l ys t a g eo fh o s p i t a li n f o r m a t i o n s y s t e m b e i n gl a c ko f u n i f i e dt e c h n i c a ls t a n d a r da n dc r i t e r i o n t h e r ei sa p r o b l e mo n d a t at r a n s m i s s i o na n ds h a r i n gi n f o r m a t i o na m o n gh e t e r o g e n e o u sm e d i c a lt r e a t m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m s i tc o n c e m st h ec o n s t r u c t i o nf o rm e d i c a lt r e a t m e n ti n f o r m a t i o n n e t w o r ks y s t e mi n0 1 1 1 c o u n t r y t h em e d i c a lt r e a t m e n tc l i n i ci n f o r m a t i o ns y s t e mi st h e c o r eo ft h es y s t e mo fh o s p i t a li n f o r m a t i o n a st h e r e q u i r e m e n tf o ri t sm o d u l a r i z a t i o n s p e c i a l i z a t i o na n dr e g i o n a l i s m e m p o l d e r i n ga n da d o p t i n gn e ws o f t w a r et e c h n i q u e s r e a l i z i n gd a t at r a n s m i s s i o na n ds h a r i n gi n f o r m a t i o na m o n gh e t e r o g e n e o u sm e d i c a l t r e a t m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mh a v eb e c o m eh o ts p o t si nt h i sf i e l d t h e r e f o r e t h i sd i s s e r t a t i o nr e s e a r c h e st r a n s m i t t i n gd a t aa n ds h a r i n gi n f o r m a t i o n a m o n gh e t e r o g e n e o u sm e d i c a lt r e a t m e n ti n f o r m m i e ns y s t e mb yw e bs e r v i c e s t e c h n o l o g ya n dd o e se x p e r i m e n t t h em a i nr e s e a r c ha sf o l l o w s 1 b ya n a l y z i n gt h ep r e s e n tc o n d i t i o no fh o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e mb o t ha t h o m ea n da b r o a d t h ed i s s e r t a t i o nr e s e a r c h e dag o o dm a n yp r o b l e m s t h a te x i s ti n h a r d w a r ea n ds o f t w a r eo fh o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e ma n dd i s c u s s e st h es o l u t i o nt o t h e s ep r o b l e m sf o rr e a l i z i n gd a t at r a n s m i s s i o na n ds h a r i n gi n f o r m a t i o na m o n g h e t e r o g e n e o u sm e d i c a lt r e a t m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mb yw e bs e r v i c e st e c h n o l o g y 2 t h ea p p l i c a t i o no fi n t e g r a t i o nt e c h n o l o g yi nw e bs e r v i c e si sr e s e a r c h e di n o r d e rt oi n t e g r a t em e d i c a lt r e a t m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m t h i sd i s s e r t a t i o np r o j e c t st h e e n t i r ef r a m ei nr e a l i z i n gt h et h r e e t i e rm e d i c a lt r e a t m e n tc l i n i ci n f o r m a t i o n t r a n s m i s s i o ns y s t e mc o m b i n e dx m lw i t hw e bs e r v i c e s 3 s o a p w s d l a n du d d ia r ea n a l y s e do n eb yo n e a n ds o aa n dp r o t o c o l s t a c k a r ed i s c u s s e d t h ed i s s e r t a t i o ne m p h a t i c a l l yr e s e a r c ht h es t r u c t u r e dp l a t f o r ma n d d a t ap r o c e s s i n go fw e bs e r v i c e s s o m ee x p e r i m e n t sa r em a d eo nd a t at r a n s m i s s i o no f t h em e d i c a lt r e a t m e n tc l i n i ci n f o r m a t i o nt r a n s m i s s i o ns y s t e mb a s e do nt h i s a b s t r a c t 4 t h ed i s s e r t a t i o nr e s e a r c h e st h ep r o c e s so fr e a l i z a t i o nf o rt h en e t w o r ks e r v i c e s a n dd i s c u s s e st h ep r o j e c tf o rr e a l i z e i n gd a t at r a n s m i s s i o na n ds h a r i n gi n f o r m a t i o n a m o n gh e t e r o g e n e o u sm e d i c a lt r e a t m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m k e yw o r d s m e d i c a lt r e a t m e n tc l i n i ci n f o r m a t i o n w e bs e r v i c e s d a t at r a n s m i s s i o n x m l s o a p 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集 保存 使用学位论文的规定 同意如下各项内容 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版 并采用影印 缩印 扫描 数字化或其它手段保存论文 学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务 学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版 在不以赢利为目的的前 提下 学校可以适当复制论文的全文或部分内容用于学术活动d 学位论文作者签名 季傻牛 乃孵弓月ip 日 经指导教师同意 本学位论文属于保密 在年解密后适用 本授权书 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明 所呈交的学位论文 是本人在导师指导下 进行 研究工作所取得的成果 除文中已经注明引用的内容外 本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的 已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容 对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体 均已在文中以明确方式标明 本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担 签名 香i 套午 9 o 厂年 月i 丫日 第l 章概述 第1 章绪论 随着计算机网络技术和医院信息化程度的不断提高 网络医疗信息化成为 医院信息系统发展的必然趋势 在i n t e m e t 上 医疗信息化不仅使人们获取所需 的医疗信息 而且为人们提供远程诊断 远程会诊 远程手术和远程监控等先 进的医疗服务 作为一个专业领域的医疗信息系统 不仅是要实现单一或局部 的医疗网络服务 更重要的是要实现区域性的医疗网络服务 也就是说 对国 内不同时期 采用不同方式开发的各类医疗信息系统进行系统集成和数据整合 实现异构系统问的数据传输和信息共享 要达到这个目的 必须对现有的医疗 信息系统进行分析和研究 在现有的条件下尽可能地提出可行的策略和实施方 案 1 1 研究背景和问题的提出 医院信息化建设的重要内容 就是实现以医疗临床信息系统为核心的医院 信息系统 2 0 0 3 年我国发生的一场s a r s 打破了这种思维定式 那就是必须在 一个很大的范围内甚至全国实现医疗信息系统的集成和共享 才算实现医院信 息化 真正的医院信息化就是以计算机技术和数字通信技术为依托 在i n t e m e t 上实现异构医疗信息系统问的数据传输和信息共享 目前 国际上使用的大多数远程医疗系统采用两种类型的数据传输技术 一种是非实时的c t x 线 核磁共振图等数字图像的存储和传输 常用于远程 病理等方面 边远地区的医院可以将c t x 线 核磁共振图像传输到大城市的 医院 供专家 医生会诊 远程病理不需要将病理标本送往远处实验室 丽是 通过一个与远程通讯设备相连的受控显微镜 由远处的病理学家做出诊断 另 一种是实时的可双向交互的可视化技术 常用于听诊心脏的听诊器 观察患者 耳朵的耳镜 心磁仪等医疗数据转化为数字图像进行数据传输 在心脏病学方 面 可以应用远程监测仪监控心脏病患者的心律 为防治突发性心脏病 采用 心电电话传输系统 对患者进行用药指导和自救 此外 还可应用于皮肤病学 第1 章概述 眼科学等 这些信息能够通过互联网准确 及时 快速地传输出去 医疗数据 传输广泛地应用于医疗信息系统中 欧洲第一次远程病理学会议于1 9 9 2 年在德国的海德堡举行 此后一些远程 医疗系统如 医学影像诊断系统 远程病理标本传输系统等陆续在欧洲建立 瑞士和德国医院建立的远程冷冻切片医疗服务系统 有活动的工作平台和用于 远程控制的机械显微镜 以及一个静态图像实时传输系统 瑞典有了用于簸床 医疗的视频会议 西班牙建成连接欧洲大陆的静态图像传输系统 居于世界医疗信息化技术发展前端的美国 其医院信息系统运行于局域网 i n t e m e t 网 医院管理者无论在何时 何地 都可以管理医院的各项工作 医生 可以诊断患者 下医嘱 在网上进行会诊等 患者可以挂号 看病 咨询 系 统提供远程患者监控 网上手术 心电电话传输等 美国卫生部门认为 使用 数字记录的方法不仅能够减少医疗错误 及时挽救患者生命 而且能够提高工 作效率 节省开支 在美国的一份医院信息化建设方案中提到一点就是着重实 施建设c p r c o m p m e rp a t i e n tr e c o r d s 计算机化患者记录 系统 c p r 作为临床 信息系统的核心 在美国医院信息化建设的系统中是最为重要的内容 同时 提出实现医院信息系统数字化的管理和转化 必须下大力度建立一个全国性的 医疗信息网络系统 为此 2 0 0 5 年1 月1 8 日 m a r k l e 基金会联合美国医疗卫生 信息管理协会等1 3 家医疗卫生机构和信息技术组织 联名向美国政府提交了一 份研究报告 提出建立一个全国医疗卫生信息网络系统 确保就诊患者的信息 能够及时传送 全国各医疗部门都能够迅速获悉这些信息 目前 美国医疗信息和管理系统协会 h i m s s 和北美放射学会共同组织了 i h e i n t e g r a t i n gt h eh e a l t h c a r ee n t e r p r i s e 规范临床信息系统 c x s 将h l 7 i h e d i c o m d i c o m 是医学图象传输标准 标准紧密合作 构造整个医疗行业信息化 基本框架 我国在2 0 多年的医院信息化建设过程中 历经单机单任务 部门级信息系 统 直到c s b s 结构的一体化医院信息系统 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 我国医院信息化的发展相对于国外发达国家是非常落后的 目前 我国 医院信息产业发展的状况是 甲级以上医院和部分乙级医院虽已完成医院信息 系统的建设 但多数医院医疗工作站尚未建立 即使这样 据卫生部一项统计 显示 参与调查的我国6 0 0 0 多家医院中 只有3 l 的医院用上了这样不完整的 医院信息系统 在未来几年的发展过程中 我国将有超过7 0 的医院建立医院 2 第1 章概述 信息系统 i t 巨头看准了我国市场需求的空白点 他们虽然有资金 技术以及 品牌的优势 但是却仅仅只是在我国推行医院信息化系统的方案概念 并没有 在国内医院有具体实施成功的案例 究其何因 我国一些实力较强的大医院虽然实现所谓的医疗信息化 甚至有一些医疗 工作站的建设达到世界先进水平 如 北京协和医院呼吸内科病房成功运行床 旁移动系统 这个系统将触角延伸到住院病人床旁 可以记录医嘱真正的执行 情况 如果病人的手腕上带上条码 护士配备掌上电脑 在核对病人身份后 能够定时 定点地给病人最适合的用药和最恰当的护理 随着网络的兴起和医疗信息化的发展 在一些大医院已研究和实施医疗信 息系统 通过局域网传输各种医疗信息 如 八五医院全军远程医学研究开发 基地经过长期研究与探索 成功地将卫星通信技术与多种医疗诊查设备接口 实现了心脏彩色超声波 电子胃镜 c t 扫描 数字减影血管造影 x 光放射定 位 腹腔镜胆囊切除 病理切片诊断等十余种 高质量医学动态影像的实时远 程传输 国内一些已经建立起一体化医院管理信息系统的医院 还面临着两项艰巨 的任务 一是实现对高级管理层医院管理决策的支持 二是临床信息系统的开 发 临床信息系统是面向医疗的 n 专业性很强的技术软件 对此 应认识到 临床信息系统的建设比管理信息系统的建设更复杂 也更重要 中华医学会上 海分会在上海医院展开的一项调查显示 8 8 6 的被调查者认为 目前医院的管 理系统不能适应实际工作的需要 普遍反映以财务系统为核心的医院信息系统 已无法满足医院信息化工作的需要 希望能够有集成临床 成像 财务和病案 管理的系统 实现医院整体管理的信息化 已有的医院信息系统都面临着从以 财务为中心向以临床为中心的医院信息系统转变 并在国内医院推行相关的系 统集成和升级工作 目前上海的医院信息化最高水平发展到以临床为中心的第 三代医院信息系统 它是集成电子病案 检验信息 监护信息 床旁移动工作 站和医学图像档案管理通信等系统的整体方案 我国虽然有些医院已经建设有较先进的各类医疗信息系统 但由于传统的 医院信息系统没有统一的技术标准与协议 各医院根据自身条件选择一种或多 种开发方式 如 合作开发 委托开发 自行开发 购买商业软件等 开发的 系统结构 编程语言等不同 造成各医院开发出的医院信息系统各自为政 信 3 第l 章概述 息不能互通的尴尬局面 我国医院信息系统主要存在以下问题 a 大量异构系统并存 即 各医院在不同时期 不同软件开发商应用不 同操作系统和编程语言开发的大量医院信息系统 b 只能运行于医院内部或局域网络 以医院管理信息为主的传统医院信 息系统不能与现有的异构医疗信息系统进行集成和共享 c 不能实现i n t e m e t 环境下异构医疗信息系统的互联 区域性医疗信息网络系统的研究 将成为我国各医院信息化发展的热点和 未来建设 数字化医院 的前提 为融入国际医疗信息化的发展潮流 我们可以一 方面以h l 7 为标准建立医疗信息系统 一方面采用新的方法和技术开发新的软 件 解决我国传统的医疗信息系统与现有系统的整合 探索一条适合我国国情 并逐步与国际接轨的医疗信息网络系统发展途径 1 2w e bs e r v i c e s 概述 w e bs e r v i c e s 是一种新的技术 各软件开发商无一不在关注w e bs e r v i c e s 的 发展和应用 什么是w e bs e r v i c e s 即网络服务 顾名思义就是将软件服务建构 在互联网上 通过一致的通信协议 集成各类软件服务 表面上看 w e bs e r v i c e s 提供一个通过w e b 能调用应用程序的接口 用户通过这个接口用编程的方法实 现软件服务的访问 进一步解释 w e bs e r v i c e s 是定义异构系统使用不同语言编 程的应用程序 怎样在w e b 上实现互操作性的一套标准与协议 即任何人在任 何地方只要通过w e b 服务 按照w e bs e r v i c e s 的标准规范都能对这些服务进行 查询和使用 提供动态的应用软件服务 1 2 0 w e bs e r v i c e s 的定义多种多样 但都具有以下共同点 1 采用一致的访问协议 如 s o a p s i m p l eo b j e c t a c c e s sp r o t o c 0 1 协 议 以及h t t p f t p s m t p 等通信协议 向w e b 用户提供特定的医疗软件 服务 2 详细描述w e bs e r v i c e s 的接口 使用户能够创建客户端应用程序进行 软件服务的访问 用w s d l 描述客户端访问网络医疗服务时 必须遵守的规则 及数据传输的格式 3 用户通过客户端应用程序能够容易地搜索到已注册的医疗软件服务 4 第l 章概述 通过u d d i 集成 搜索和说明来完成查找医疗软件服务的功能 w e bs e r v i c e s 具有以下特征 完好的封装性 w e bs e r v i c e s 是一种部署在w e bs e r v i c e s 上的对象 对外界只能看到通过 w e b 调用的一个应用程序 具备良好的封装性 松散耦合 当w e bs e r v i c e s 的实现平台 从一个平台迁移到另一个平台或者是相反的迁 移流程 都是在底层进行的 用户可以对此一无所知 使用标准协议规范 w e bs e r v i c e s 所有公共的协约需要使用开放的 免费的标准协议进行描述和 传输 一般来说 大多数规范将最终有w 3 c w o r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m 或 o a s i s 作为最终版本的发布方和维护方 1 3 使用协约的规范性 w e bs e r v i c e s 使用标准的描述语言w s d l 描述提供服务对象界面的功能 描述这个服务界面的文档 需要存储在私有或公共的注册医疗资源库里 以便 不易被发现 w s d l 描述的使用协约不仅仅提供服务界面 而且还有w e b 服务 的集成和数据流等 这些服务要求保证服务质量 q o s 如授权认证 签名机制 等 应用规范的方法描述和传输信息 开放性 无论采用什么组件标准 什么编程语言的系统应用程序 都可以通过一种 标准协议实现互操作 如 支持通用对象请求代理机制c o r b a c o m m o no b j e c t r e q u e s tb r o k e r a r c h i t e c t u r e 分布式组件对象模型d c o m d i s t r i b u t e dc o m p o n e n t o b j e c tm o d e l 组件对象模型c o m c o m p o n e n to b j e c tm o d e l 文档对象模型 d o m d o c u m e n to b j e c tm o d e l 远程方法接口r m i r e m o t em e t h o di n t e r f a c e 等多种组件标准 以及h 1 r p f t p e m a i l 等网络通信协议 高度可集成能力 由于w e bs e r v i c e s 采用直接被i e 支持的s o a p 进行客户端与服务器端间 的数据传输 解决了客户端与服务器端匹配的问题 因而w e bs e r v i c e s 完全屏蔽 了不同软件平台的差异 无论是c o r b a d c o m 还是e j b e n t e r p r i s ej a v a b e a n 等都可以通过这种标准的协议进行互操作 实现在当前环境下最高的可集成性 异构平台互通 5 第1 章概述 w e bs e r v i c e s 技术的最大优势是提供异构平台无缝衔接的技术手段 采取 s o a p 协议作为组件接口描述和协同描述规范 屏蔽了不同平台的差异 允许在 不同平台上 以不同语言编写的任何应用程序 通过h 1 v r p f t p s m t p 等网 络标准协议进行互通互联 符合互联网规模化 网络化的实际需要 由上分析可知 w e bs e r v i c e s 技术正是解决异构系统间数据传输和信息共享 的最佳方案 1 3 论文的主要工作 在分析国内外医疗临床信息系统特点和需求的基础上 研究了基于w e b s e r v i c e s 异构医疗信息系统间数据传输和信息共享的有关内容 目的是在w e b s e r v i c e s 平台上建立医疗数据传输平台 整合数据 开发医疗临床信息传输系统 的网络服务软件 在一个较大范围内实现异构医疗信息系统的集成与共享 本论文的主要工作是 l 在研究国内外医疗信息系统发展现状的基础上 对实现医疗信息化时 我国各医院信息系统硬件和软件方面存在的问题进行了分析 通过分析 w e b s e r v i c e s 具有的开放性 异构平台互通 高度集成等特点 讨论了使用w e b s e r v i c e s 技术集成异构系统 整合数据 实现了异构医疗系统间的数据传输和信 息共享可行性的解决方案 2 通过对比w e bs e r v i c e s 三种集成技术在实际中的应用 研究了选用w e b s e r v i c e s 函数和方法集成技术解决异构系统的集成问题 探讨了可扩展标记语言 x m l 和w e bs e r v i c e s 技术和w e bs e r v i c e s 的三层系统架构 设计了基于 m l 和 w e bs e r v i c e s 的三层医疗临床信息传输系统的总体框架 在对w 曲s e r v i c e s 系 统的客户端 应用程序层 数据访问层进行详细分析的基础上 进一步研究了 基于x m l 的w e bs e r v i c e s 三层医疗临床信息传输系统总体方案 3 逐一分析了w e bs e r v i c e s 的s o a p w s d l 和u d d i 三个主要协议 详 细研究了w e bs e r v i c e s 体系结构的服务提供者 服务请求者 服务注册器 s e r v i c e r e g i s t r y 三个角色和发布 p u b l i s h 查找 f i n d 绑定 b i n d 个主要的操作 以及w e bs e r v i c e s 协议栈的各层协议 在此基础上进一步研究和探讨了w e b s e r v i c e s 数据处理和数据传输平台的建立 实际操作过程中 用s o a p t o o l k i t 提 供访问w e bs e r v i c e s 的客户端组件和服务器端组件来架构w e bs e r v i c e s 平台 6 第1 章概述 实现异构医疗系统间的数据传输和信息共享 4 研究了异构医疗临床信息传输系统进行网络服务的实现过程 探讨了实 现异构系统间数据传输和信息共享方案的实现过程 以i i s i n t e r a c ti n f o r m a t i o n s y s t e m 建立w e bs e r v i c e s 服务平台 选择微软的c o m 组件开发w e bs e r v i c e s 服务器端组件 对多种数据类型进行数据处理 实现了异构医疗系统问数据传 输和信息共享 为解决目前医疗信息系统存在的医疗系统信息不能互通的问题 提供了较有效的方案 7 第2 章医疗临床信息传输系统的总体方案及关键技术 第2 章医疗临床信息传输系统的总体方案及关键技术 医疗临床信息系统作为整个医院信息系统的重要组成部分 是指以患者临 床信息的采集 存储 展现 处理为中心的工作 将各种检验结果 患者病案 记录等临床信息资料提供给网络医疗机构 供授权的网络医护人员进行信息互 换和资源共享 使患者得到全方位的优质服务 医院信息系统分为医疗临床信 息系统和医院管理信息系统 医院管理信息系统为医院管理人员提供管理 决 策及反馈信息 患者通过计算机网络系统挂号 交费 预约和咨询 享受网上 服务 医院信息系统的组成 如图2 1 所示 攀鋈凑黧耄露i 蕈麓习鸯 灞 警瓤竺粤妻篙螽鬃 竺竺竺 隧鞫茼警磐霉镬 姜 妻 誊矧喾譬 毒j 蹙零譬j 巨疗临鹰障舄幂筝警i 誉e 曩 雾0 0 噶 婆盏麓薹篓蔗墅篷一耋 2 1 需求分析 目前己建立的远程医疗 远程病人监控 远程手术等系统 都分布在各医 院提供的组织独立的医疗资源库系统中 各个医疗资源库系统采用的数据描述 规范不尽相同 由于没有相同的检索接e l 和共享平台 这些存储在不同医疗系 统中的信息无法实现在i n t e r n e t 上的数据传输和信息共享 使得众多医疗资源成 8 第2 章医疗临床信息传输系统的总体方案及关键技术 为离散的 信息孤岛 直接影响了患者的诊疗效果和医疗网络服务的质量 造成 了医疗资源的极大浪费 医疗临床信息系统是一个依据医疗知识和医疗临床信息进行推理 决策的 智能化过程 不仅要求临床数据采用标准化的数据传输格式 而且要求提供网 上医疗资源的数据传输和共享功能 对医疗临床信息系统有以下要求 采用标准化的数据传输格式 能够进行异构系统的数据整合和系统集成 提供开放的接口 满足用户自由定义和注册其医疗服务功能 2 2 主要功能 根据医疗临床信息系统的要求 建立一个开放 规范的软件服务平台 创 建各种医疗应用系统接口程序 通过这个开放的接口提供检索 查找各种医疗 网络服务 使得i n t e m e t 上存在着的各式各样医疗网站 系统 应用闻能够进行 数据传输和信息共享 基于x m l 的w e bs e r v i c e s 技术开发的医疗网站 e 不再是 信息孤岛 一个采用基于x m l 的w e bs e r v i c e s 技术的医疗网站 用w e b s e r v i c e s 讲 x m l 语言 听 其它医疗网站 讲 的x m l 语言 逆过程 同 理 医疗网站间 讲 同样的语言 实现了医疗网站间的沟通 实现医疗信息系统网络服务 必须实现以下基本功能 1 实现异构医疗临床系统资源共享 由子医疗临床信息系统的异构性 要为不同区域 不同平台的用户提供一 致的医疗服务 必须提供异构的医疗信息共享平台 2 实现医疗临床系统松散耦合的集成功能 在用户不知道的情况下 对不同平台上的医疗桩床信息系统 进行平台的 迁移和系统集成 3 实现数据传输功能 由于临床信息的数据类型多种多样 需要采用标准的数据传输格式和数据 传输平台 才能完成各类临床数据的格式转换和数据传输 要实现各医疗系统 的互联互通 在系统提供的共享平台上构建可访问应用程序的接口 通过接口 实现临床信息的数据传输功能 9 第2 章 医疗临床信息传输系统的总体方案及关键技术 医疗临床信息系统功能框架 如图2 2 所示 系统资源共享l 囊 l 耦合的集成功能 f 一 l 了 男露茜薯疆馥 点蕊霹 器万覆嚣夏i 曩 毫量囊 图2 2 系统功能框架图 医疗临床信息系统的特殊性 使得系统在提供了资源共享 松散耦合的集 成和数据传输功能以外 还需要具有以下特点 模块化 所有子系统应具有垒积木式的模块 像硬件组装一样 只要提供标准的接 口 不论采用什么配件 都可以任意组合 集成符合不同用户需要的一个整体 提供给用户共享 准确性 医疗临床数据的特殊性 要求确保数据具有唯一性和合法性 避免重复输入 和修改 保证为用户提供原始而准确的数据 标准化 采用国际编码标准 使代码标准化 符合h l 7 协议标准 使应用软件规范 化 开放性 对外留有软件接口 通过接口与其他医疗信息系统进行数据整合和系统集 成 实现合理合法的医疗数据传输 可操作性 确保系统对用户提供简单 友好 可操作的人机界面 便于用户更好的理 l o 第2 章医疗临床信息传输系统的总体方案及关键技术 解 使用和维护 实用性 通过网络能保证及时 快速 全面而准确地记录和提供所需的医疗临床数 据和病案资料 灵活性 系统能够满足灵活应用的要求 能子系统 扩展性 提供留有标准接口协议的接口 使系统功能不断完善和拓展 安全性 即任一信息节点都能够连接不同类型的功 进行系统功能的扩展和应用软件的升级 保证医疗系统数据的高可靠性和确保数据获取的可靠性 对注册用户 授 权用户进行分层次的管理 不允许非法用户进入系统 对网络内外都加装软 硬防火墙 对外防止黑客 对内防止数据丢失 被盗和删改 配备监控和报警 系统 及时发现问题 解决问题 切实保护好个人信息 医疗技术信息等 具有以上特点的医疗临床信息系统 是目前我国医院信息化建设的重要内 容 只有实现以医疗临床信息系统为核心的医院信息系统 以及异构系统间的 互通互联 才算实现了医院信息化 2 3 关键技术 w e bs e r v i c e s 技术的标准与协议s o a p w s d l u d d i 等 都是以x m l 为发展的基础 w e bs e r v i c e s 技术利用标准化的x m l 消息传递机制 通过访问 操作应用程序接口 集成不同语言编程 运行在不同平台上的各种应用程序 使用x m l 标准技术w e bs e r v i c e s 集成技术实现基于x m l 的异构医疗信息系统 的集成和信息共享 2 3 1x m l 标准技术 x m l 作为数据集成层的数据描述和转换工具 能够对不同平台 应用程序 和数据库等数据进行整合 集成为一个整体并储存到后台数据库中 根据用户 第2 章医疗临床信息传输系统的总体方案及关键技术 的需求 汇总相关的信息提供给用户 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 一可扩展的标记语言 是互联网联合组织 w 3 c f l j 建的一组规范 是i n t e r n e t 上数据表示和数据交换的新标准 使用者可 以自行定义标记 属性名及描述法 描述文件中的任何数据元素 这些自行定 义的标记将文档分成许多部件并对这些部件加以标识 x m l 当作一种数据描述 语言 描述数据成份 记录 以及描述结构 甚至复杂的数据结构 简单地说 就是用x m l 文件描述一个过程 即在本地操作数据 重新对数据进行打包 使 这些数据适合特定的信息接收者 x m l 主要有三个要素 模式s c h e m a 可扩展样式语言x s l e x t e n s i b l e s t y l e s h e e tl a n g u a g e 和可扩展链接语言x l l e x t e n s i b l el i n kl a n g u a g e 5 2 如表2 1 所示 表2 1x m l 的三个要素 元素名称描述 s c h e m a 模式规定x m l 文件的逻辑结构 x s l 可扩展样式语言规定x m l 文档样式的语言 x l l 可扩展链接语言定义自己的标记语言 s c h e m a 规定x m l 文件的逻辑结构 定义x m l 文件中的元素 元素属性以 及元素和元素属性之间的关系 帮助x m l 的分析程序校验x m l 文件标记的合 法性 x s l 规定x m l 文档样式的语言 能在客户端改变w e b 浏览器文档表示法 不需要与服务器进行交互通信 x l l 可以进一步扩展w e b 上己有的简单链接 并对特定的应用定义自己的 标记语言 为应用在各医疗部门的应用程序提供各具特色的独立解决方案 x m l 具有以下特点 1 开放性 x m l 是经过验证的开放式标准技术 在x m l 中 用户根据需要自行定义 新的标识及属性名 更好地从语义上修饰数据 针对网络优化改进x m l 标准 确保信息的交互作业性 使开发人员和使用者通过x m l 文件对象模型获取和操 1 2 第2 章医疗临床信息传输系统的总体方案及关键技术 纵整个文档的信息 实现数据的有效传输 提高系统的运行速度 2 结构性 x m l 是一个标准化的语言规范 一般利用文件类型声明d t d d o c u m e n t t y p ed e f i n i t i o n 规范来定义x m l 文件的语法 句法和数据结构 用户可以使 用结构化的x m l 文件在不同类型的数据库间进行数据传输 x m l 文件结构嵌 套可以复杂到任意程度 表示面向对象的等级层次 3 标准国际化 x m l 编码标准支持世界上所有以主要语言编写的混合文本 无论在任何地 方 任何环境 只要使用x m l 标准语言规范就能在不同计算机系统之间传输信 息 4 自描述性 在x m l 文档中 自描述性是可选的 选择自描述数据可以增强w e b 的检 索和导航功能 方便地进行有意义的检索 自描述的数据称为元数据 撼述有 关整个文档的信息 如服务范围 内容 关键词 服务提供者和萁他医疗信息 x m l 文件包括一个语法描述 使应用程序对它进行结构确认 5 可扩展性 标签 t a g 是由d t d 定义文档中数据的属性 用户可以自己定义标签 表示数据和属性 也可以定义无限量的一组标签 为用户提供一个标签结构化 的架构 基于x m l 具有自我描述特点的数据不需要有内部描述就能被传输 适合用 于当网络用户必须在不同的数据库之间传递信息 x m l 与平台 以及与厂商无 关 将x m l 文件封装成s o a p 消息包格式传递信息 实现在不同平台上不同应 用程序间的数据互换和信息传递 由于x m l 能够描述不规则数据和集成不同来源的数据 将多个系统或应用 程序所生成的数据整合在同一个x m l 文件 并存储在后台数据库中 根据业务 需要 用w s d l 或w s m l 定义数据传输接口 从现有的数据库中提取相关信息 按照预定义的数据格式 传送到客户端上 同时被解析出来的x m l 数据可以在 本地 客户机 进行数据处理如 数据转换 分发 校验等 成为符合本地需 要的数据形式 因此 x m l 作为数据集成层的数据描述和转换工具 整合数据 集成和统 一不同来源的数据 为来自不同类型 不同结构和不同设备 如固定计算机 移 1 3 第2 章医疗临床信息传输系统的总体方案及关键技术 动设备 p d a 等 的应用系统提供数据标准传输格式 实现w e b 数据库系统中数 据的集成和共享 2 3 2w e bs e r v i c e s 系统集成技术 随着计算机网络技术和医疗信息系统大规模 大容量和区域化的发展 需 要使用w e bs e r v i c e s 系统集成技术将运行在不同平台上使用不同编程语言的各 种应用程序集成为一体 来提供给网络用户 本节通过分析w e bs e r v i c e s 系统 集成技术的三种方案 选用w 曲s e r v i c e s 函数或方法集成技术正是符合医疗信息 系统集成要求的最佳方案 w e bs e r v i c e s 系统集成技术有三种类型 1 4 数据集成 业务流程集成 函数或方法集成 一 数据集成 数据集成是现有实际应用集成解决方案中最普遍的一种形式 运行在医疗 应用环境内的医疗资源库和数据源 从一个数据源将数据移植到另外一个数据 源来完成数据集成 二 业务流程集成 业务流程集成通常使用一些高层的中间件 表现业务流程集成的特征 这 类中间件产品的代表是消息中介 消息中介使用一个总线模式或者是h u b 模式 来对消息处理标准化并控制信息流 三 函数或方法集成 函数或方法集成包括直接的和严格的 在网络环境中跨平台应用程序之间 的应用到应用的集成 涵盖了普通的代码 c o b o l c j a v a 撰写 a p i a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e 程序编程接口 r p c r e m o t ep r o c e d u r e c a l l 远程过程调用 分布式中间件如分布式对象 c o r b a c o m m o no b j e c t r e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e 通用对象请求代理体系结构 j a v a 远端方法调用 r m i 面向消息的中间件以及w e bs e r v i c e s 等各种软件技术 w e bs e r v i c e s 通过u d d i 提供网络服务的注册与检索 以及提供医疗软件服 务串联集成的环境 向外界提供了一个开放的服务平台 1 4 第2 章医疗临床信息传输系统的总体方案及关键技术 数据集成是应用集成技术中流行的一种形式 但从安全性 数据完整性 医疗服务流程的角度来看 数据集成存在一个最大问题就是业务逻辑常常只存 在于主系统中 无法在数据库层次去响应医疗服务流程的处理结果 限制了实 时处理的能力 业务流程集成通常需要使用一些高层的中间件 比较复杂且难 以实现 而面向函数或方法的集成是处于同步模式的 即基于客户