【毕业学位论文】（Word原稿）基于J2EE的电子病历系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 基于 电子病历系统的设计与实现 姓 名： 学 号： 所在院系： 职业类型： 专业领域： 软件工程 指导教师： 副指导教师： 二 一三 年 三 月 in 2013 2基于J 2 E 同济大学 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部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 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。 学位论文作者签名： 年 月 日同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘要 现代社会计算机技术快速发展，国际医学越来越推进标准化、电子化，利用计算机技术进行医院病历的现代化管理已是医疗系统发展的必然趋势。电子病历是一种记录着有关病人健康和医疗状况的终身的电子信息载体。 电子病历的优势在于它不仅包括了纸质病历所有的信息，而且可以记录超 声等影像图片声音信息，其完整性和快捷性是纸质病历不能相比的。同时，还可以通过互联网进行查询、检索病人的各种资料，特别对于疑难危急病人，利用电子病历进行远程会诊能够更加 快捷方便。医务工作者通过电子病历进行远程会诊和疑难病症的探讨，缩短了时间空间的距离，使患者得到全国甚至全球范围内的诊治，实现了地区和全球性医疗资源共享。电子病历提高了医院之间、区域之间的信息共享和医疗协作水平，促进了医院向现代化、高水准方向发展。本系统应用 发技术设计并实现了基于 电子病历交互系统。 论文的主要内容如下： (1)对课题的研究意义，电子病历的发展与现状以及研究热点作了概括性介绍。 (2)介绍了系统相关知识，详细介绍了 框架， 构， 计模式， 据持久化技术。 (3)介绍需求分析相关知识，对电子病历系统做出需求分析。 (4)分析了本文设计的电子病历系统，对系统进行架构分析，模块划分，并对系统运行环境和开发工具进行描述。 (5)对系统的开发过程及相关细节进行介绍，以表示层，业务层，持久层的划分层次对系统的实现进行了详细的说明。 (6)对系统进行测试，并对未来系统的维护进行介绍。 (7)对电子病历系统的设计与研究做出总结，并对未来该领域的发展方向做出展望。 目录 键词： 子病历， of of it is to be by MR of t MR of It by It is to be by of MR we a 2 of is as (1) MR at (2) of 2EE (3) of of (4) of in (5) of of on of of (6) of V (7) a to of 济大学 硕士学位论文 目录 V 目录 目录 . V 第 1 章 引言 . 1 子病历的概念及特点 . 1 题的研究意义 . 2 子病历的发展与现状 . 3 文内容与组织结构 . 4 第 2 章 相关技术介绍 . 6 2术概述 . 6 2架 . 6 2优势 . 8 式 . 9 系结构 . 10 体系结构 . 11 架简介 . 12 架 . 12 作用及优势 . 13 架简介 . 13 介 . 14 架的应用 . 15 运行机制 . 16 第 3 章 电子病历系统需求分析 . 19 统设计目标 . 19 统设计思想 . 20 计基础及原则 . 21 第 4 章 电子病历系统分析及设计 . 23 子病历的形成 . 23 子病历信息的特点 . 23 子病历与远程医疗 . 24 子 病历系统的安全管理 . 24 统分析及设计目标 . 25 统模块划分 . 26 统开发环境及工具 . 28 据库设计 . 28 据库设计过程及方法 . 28 同济大学 硕士学位论文 目录 数据库建模技术 . 31 据库建模工具介绍 . 31 体设计 . 31 第 5 章 电子病历系统的实现 . 37 示层的实现 . 37 于 架的表示层 . 37 户登录模块的实现 . 38 户注册模块的实现 . 42 务层的实现 . 45 生诊断模块 . 45 据持久层的实现 . 47 立 置 . 47 建持久类 . 48 储对象 . 49 询对象 . 50 象删除 . 51 象更新 . 52 第 6 章 系统测试与维护 . 53 试综述 . 53 试环境 . 53 统的测试与整体运行 . 54 统的模块测试 . 54 统的测试运行 . 55 第 7 章 总结与展望 . 57 文总结 . 57 一步工作的展望 . 57 致谢 . 59 参考文献 . 60 个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成果 . 62 第 1 章 引言 1 第 1章 引言 子病历的概念及特点 广义来说，电子病历包括 子医疗记录 )和 子健康记录 )， 两个不同的概念，它们的区别如表 表 区别 存储于医疗机构本地的记录 患者就诊的一个医疗机构的临床服务记录 医院、卫生保健机构、急救中心等安装相关软件 为医疗机构所有 来自患者就诊的 不同医疗机构间信息的子集 为患者和相关人员所有 范围包括县 /市、省甚至全国 由区域卫生信息网络提供交互式系统入口 关系如图 图 关系 如图 示，电子病历在不断的发展，其过程可分为三个阶段：一、电子医疗记录及其基础数据库构建；二、区域性卫生信息网络；三、国家卫生信息网络。 同济大学 硕士学位论文 基于 电子病历系统的设计与实现 2 目前，我国大部分地区仍处于第一阶段 电子医疗记录及其基础数据库的早期建设，迅速跨进区域卫生信息网络建设阶段是不现实的，目前仍需主要建设医院的电子病历。 电子病历有以下几个特点 1： 传输速度快：医护人员通过计算机网络可以存取病人的病历，在几分钟甚至几秒钟内就可以把数据传到所需的地方。急诊时，电子病历中的信息可以被及时查出并显示在医生的面前，便于医生对病人既往病史进行了解，帮助医生作出正确的诊断。 存储容量大：由于计算机存储技术尤其是光盘技术的进步，电子病历系统数据库的存储容量可以是相当巨大的，且病人携带的健康卡 (如 )的存储容量也是可观的。 共享性好：目前使用的常规病历有很大的封闭性，医院诊治的病人记录只保存在本医院，当病人到其它医院就诊时，还需要重新检查，这不仅浪 费了宝贵的医疗资源，也给病人增加了不必要的痛苦。采用电子病历后，病人在各医院之间的诊治结果可通过医院之间的计算机网络或病人随身携带的健康卡(如 )来记录、传输。为病人的远程会诊提供了有利条件。病历的共享将给医院和患者带来极大的方便，使医疗资源得到合理、充分的利用。 使用方便：医务人员使用电子病历系统可以方便的存储、检索、浏览病历，复制也很方便，可以快捷、准确地开展各种科学研究和统计分析工作，大大减少人工收集和录入数据的工作量，极大的提高临床科研水平。 成本低：电子病历系统一次性投资建成后，使用中可以 减少病人的费用和医院的开支。 题的研究意义 现代信息技术迅速普及、飞快发展，纸质病历早已不能满足现代医学的需要，因此电子病历开始出现在医院的管理和医疗工作中。随着医疗系统信息化建设的进行，电子病历作为临床医疗信息的基础已成为医院信息化建设的重点。 电子病历 2是记录有关病人健康和医护状况的终身电子信息载体，它由医务人员客观、完整、连续地记录了病人的病情变化及诊疗经过，是临床进行科学诊断治疗的基础资料。它将传统的纸质病历完全电子化，并超越了纸质病历的管理模式，便于电子储存、查询、统计、数据共享，它的英文名 称有： 。 第 1 章 引言 3 电子病历不仅包括了纸质病历的内容，同时还包括图片声音等多媒体信息，具有纸质病历不能比拟的功能。电子病历的优点是信息完整、容量大、方便快捷并且易保存，医生、患者和其他获得授权的人，在需要获取任一个患者的医疗资料或相关信息时，可以随时随地得到，并能够得到 准确的解释，详细、准确的提示。另外，电子病历可以根据系统掌握的信息和知识，自动地进行统计、分析，这样可以在病人健康状况需要调整时，提供最佳方案和修改计划，为临床医疗、教学科研和管理决策提供了重要参考。 在电子病历系统的设计过程中，比较重要的一点是系统的整体架构：系统的框架设计需要有利于模块化设计、编码，扩展功能的开发以及快速有效的维护。一个可复用的 B/S 架构的框架，可以提高开发的效率，兼顾应用系统的灵活性、安全性、实用性等，可以作为一种可行的方案来解决上述问题。 式是应用较多的一种设计模式，许多开源 项目，都是利用这一设计模式，开发成为 架。 架的种类很多，例如 们各有优点，侧重点也不同，本文只对使用较广泛的 架是一个在不断升级中的开源项目，新的版本不断修改缺陷，增加功能，国内外许多的大型 B/S 项目中都应用 一个面向 境的对象 /关系数据库映射工具。它不仅管理数据库表的映射，同时还提供数据查询和获取数据的方法，可以大幅度降低开发时人工 使用 理数据的复杂度。 系统中运用 准对电子病历文档作了结构和语意上的规范，这样电子病历信息可以通过符合国际标准化组织 发布的 学信息交换协议 )进行传输，避免了医学信息孤岛。 本文将 计模式的 架和 久化技术应用在电子病历交互系统中，对电子病历以 构进行描述。 子病历的发展与现状 早在 60 年代，一些发达国家，如美国、英国，就将计算机技术引入医院的经济、管理、急救医 疗等领域的信息管理工作中，并逐步形成了一门学科 医学信息学。 1991 年电子病历被确定为医疗工作中的一项基本技术，次年国际上成立了病历学会 (其目的是使电子病历完全取代低效率的纸质病历，为医疗保健的全球化提供更多的帮助。最近几年，电子病历在发达国家已里大力推广和普及之势，例如美国、荷兰、日本等，利用电子病历预测癌症早期病人的死亡、研究医嘱和处方的准确性、用于孕妇孕期信息、产程启示和跟踪观 同济大学 硕士学位论文 基于 电子病历系统的设计与实现 4 察、病人透析使用电子病历卡等。这些国家和地区已经成立了专门的研究机构，把电子病历作为一个重点课题研究，组织医疗单 位实施和普及 3。 经过二十多年的发展，我国医院信息化建设已初具规模，随着国家金卫工程的开展，许多医院相继建立起基于局域网的医院信息管理系统，为我国电子病历的应用和研究奠定了坚实的基础。我国电子病历专业委员会已对电子病历的标准、推行和应用提出了规范化的要求，国家卫生部监制的可保存持卡人终身医疗健康信息的金卫卡将向全社会推行，患者可在医院通过计算机网络直接和医保中心、银行、保险机构联网 4，这标志着我国的电子病历事业已初具雏形。 然而医疗服务的复杂性和多变性造成医疗信息的千变万化，因此造成医疗信息较其他科 学领域更难实现标准化。我国医疗信息化的难点主要在于各个医院各自为政，缺乏统一的规范和标准，各个医疗单位之间无法进行信息交流，更有的医院在内部都无法实现共享，造成了极大的资源浪费和重复劳动。从长远看，电子病历系统、医学图像系统的发展更需要加强医院信息化标准的建设。未来，医院面临的是国际化的竞争，能否进行医疗信息的交流，是我国医院能否在国际竞争中占有一席之地的关键因素。 文内容与组织结构 本文设计并实现了一个基于 电子病历交互系统，并讨论了相关技术。论文的结构如下： 第一章，对课题的研究意义，电子病历 的发展与现状以及研究热点作了概括性介绍。 第二章，介绍了系统相关知识，详细介绍了 框架及优势， 构，包括基于 计模式， 发框架的两个模型，并对 架的作用和优势进行一些讨论， 据持久化技术，并对选择 原因及优势进行了说明。 第三章，介绍需求分析相关知识，对电子病历系统做出需求分析，及相关标准介绍。 第四章，分析了本文设计的电子病历系统，对系统进行架构分析，模块划分，并对系统运行环境和开发工具进行描述。 第五章，对系统的开发过 程及相关细节进行介绍，以表示层，业务层，持久层的划分层次对系统的实现进行了详细的说明。 第六章，对系统进行测试，并对未来系统的维护进行介绍。 第 1 章 引言 5 第七章，对电子病历系统的设计与研究做出总结，并对未来该领域的发展方向做出展望。 同济大学 硕士学位论文 基于 电子病历系统的设计与实现 6 第 2章 相关技术介绍 2术概述 一种利用 平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理等相关复杂问题的体系结构，提供了企业计算所必须的服务如事务、安全性、消息服务等。 用的组件如 行于 过连接器访问企业信息系统，如数据库系统、 统和其他应用程序系统 5。 用可以集成一系列的客户端，包括独立运行的台式客户端、基于 览器的客户端，以及无线客户端等。 术的基础是核心 台或 台的标准版，它不仅巩固了标准版中的许多优点，例如“编写一次、随处运行”的特点、方便存取数据库的术以及能够在 用中保护数据的安全模式等等；而且还提供了对 及 术的全面支持。其最终目的就是成为一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场时间的体系结构。 系结构 6提供的中间层集成框架，可用于满足无需太多费用而又需要高可用性、高可靠性以及可扩展性的应用的需求。由于提供了统一的开发平台， 低了开发多层应用的费用和复杂性，同时强有力的支持了现有应用程序的集成，完全支持 强了安全性，提高了性能。 2架 从图 可以看到， 用多 层的分布式应用模型 7，应用逻辑按功能划分为组件，各个应用组件根据他们所在的层分布在不同的机器上。事实上，计 初衷正是为了解决两层模式 (弊端，在传统模式中，客户端担当了过多的角色因此显得臃肿，在两层模式中，第一次部署的时候比较容易，但不容易升级和修改，可伸展性也不理想，而且经常要基于某种专有的协议 通常是某种数据库协议。这使得重用业务逻辑和界面逻辑比较困难。现在 多层企业级应用模型将两层化模型中的不同层面切分成许多层。一个多层化应用能够为不同的每种服 务提供一个独立的层，以下是 第 2 章 相关技术介绍 7 图 2统结构 1. 客户层组件：运行在客户端计算机上，用来与用户交互，并把来自系统的信息显示给用户。基于 用，允许浏览器将 页和 用可以是基于 ，也可以是不基于 一个基于 用中，用户的浏览器在客户端中运行，并从一个 务器上下载 中的静态 面，或者由 成的动态 面。在一个不基于 用 程序中，或者一个独立客户程序中，不是运行在 面中，而是运行在其它一些基于网络的系统中的 序，它们在客户层中运行，并在不经过 的情况下访问 组件：运行在 务器上， 件可以由 面、及显示 面的 成。调用 者 面的面在应用程序组装时与 件打包在一起。跟客户层一样， 可以包含一个 管理用户输入，并将输入发送到在业务层中运行的来处理 8。 行在 务器上，作为解决或满足某个特定业务领域 (比如银行、零售或金融业 )需要的逻辑业务代码，由运行在业务层的 个 收来自客户程序的数据，然后对数据进行处理 (如果需要 )，再将数据发送到企业信息层存储。一个 存储中检索到数据，再将数据送回客户程序。运行在业务层的 赖于容器，来为诸如事务、生命期、状态管理、资源存储池及多线程提供通常较为复杂的 同济大学 硕士学位论文 基于 电子病历系统的设计与实现 8 系统级代码。业务层和 共同构成了三 层 用的中间层，而其它两层是客户层和企业信息系统层 9。 软件：运行在 务器上，这一层运行企业信息系统软件，这层包括企业基础设施系统，例如企业资源计划 (大型机事务处理 (数据库系统及其它遗留信息系统 ( 用组件因为某种原因(例如访问数据库 )可能需要访问企业信息系统。 台 的未来版本将支持构，该架构是将 台连接到企业信息系统上的一个标准0。 2优势 供了一个企业级的计算模型和运行环境用于开发和部署多层体系结构的应用。它通过提供企业计算环境所必需的各种服务，使得部署在 全性、可扩展性和可靠性 11。 术与其他 用开发技术相比，其优越性在于 12： 搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的商务系统提供了良好的机制。 T 资产：由于企业必须 适应新的商业需求，利用已有的企业信息系统投资，而不是重新制定全盘方案就变得很重要。这样，一个以渐进的 (而不是激进的，全盘否定的 )方式建立在已有系统之上的服务器端平台机制是企业所需求的。而通过使用 构，用户可以充分利用原有的投资来进行新需求的开发。这之所以成为可能是因为 有广泛的业界支持和一些重要的“企业计算 ”领域供应商的参与。每一个供应商都对现有的客户提供了不用废弃已有投资，进入可移植的 域的升级途径。由于基于 台的产品几乎能够在任何操作系统和硬件配置上运行，现有的操作系统和 硬件也能被保留使用。 术允许企业将一些通用的、很繁琐的服务端任务交给中间件供应商去完成，从而使开发人员可以将精力集中在如何实现商业逻辑上，相应地缩短了开发时间。高级中间件供应商提供以下复杂的中间件服务： 1)状态管理服务：让开发人员写更少的代码，不用关心如何管理状态，这样能够更快地完成程序开发。 2)持续性服务：让开发人员不用对数据访问逻辑进行编码就能编写应用程序，能生成更轻巧、与数据库无关的应用程序，这种应用程序更易于开发与维护。 第 2 章 相关技术介绍 9 3)分布式共享数据对象 务：让开发人 员编制高性能的系统，极大提高整体部署的伸缩性。 够开发部署在异构环境中的可移植程序。基于应用程序不依赖任何特定操作系统、中间件、硬件，因此设计合理的基于 程序只需开发一次就可部署到各种平台。这在典型的异构企业计算环境中是十分关键的。 准也允许客户订购与 容的第三方的现成的组件，把他们部署到异构环境中，节省了由自己制订整个方案所需的费用。 . 业必须要选择一种服务器端平台，这种平台应能提供极佳的可伸缩性去满足那些在他们系统上进行商业 运作的大批新客户。基于 如可被部署到高端 大型机系统，这种系统单机可支持 64 至 256 个处理器。 域的供应商提供了更为广泛的负载平衡策略，能消除系统中的瓶颈，允许多台服务器集成部署。这种部署可达数千个处理器，实现可高度伸缩的系统，满足未来商业应用的需要。 个服务器端平台必须能全天候运转以满足公司客户、合作伙伴的需要。因为 全球化的、无处不在的，即使在夜间按计划停机也可能造成严重损失。若是意外停机，那会有灾难性后 果。 署到可靠的操作环境中，它们支持长期的可用性。一些 署在 境中，客户也可选择健壮性能更好的操作系统如 S/390。最健壮的操作系统可达到 可用性或每年只需 5 分钟停机时间。这是实时性很强商业系统理想的选择。 台能够提供多层分布式的应用模型，重复利用组件，提供统一安全的模式，并可以灵活地控制事务处理。借助 仅能够很快地将客户解决方案推向市场，还能够使基于 件、不依赖于平台的解决方案不被锁定到任何厂商的产品 和 式 电子商务已经成为目前商业领域中十分重要的一种运作方式，能够快捷、高效的构建出客户所需要的电子商务网站是 序员最期待的事情。作为开发电子商务应用及动态网站的基础， 术成功地实现了浏览器与服务器应用程序之间的连接，成为客户端 览器和服务器之间资