基于SOA的远程医疗信息共享平台-

1、HIS (Hospital Information System ,即医院信息系统。它利用电子计算机和通讯设备,为医院所属各部门提供病人诊疗信息和行政管理信息的收集、存储、处理、提取和数据交换的能力并满足所有用户的功能需求。PACS (Picture Archiving andCommunication System ,即图像存档和传输系统,主要用于解决图像的采集和数字化、图像的存储和管理、图像的高速传输、图像的数字化处理和重现、图像信息与其它信息的集成等5个方面的问题。目前,我国大部分医院普及了HIS ,相当部分有实力的医院也建立了PACS ,大量的医疗信息通过网络实现了资源共享,但在医疗信

2、息化的过程中,还存在很多问题需要解决,如:缺乏统一的医疗信息标准。由于医疗行业本身对一些问题存在着不同的见解,不同HIS 与PACS 厂家对医学标准理解不一,医学统一标准化问题在短期内难以得到根本上的解决1。HIS 和PACS 缺乏有机融合。目前很多远程医疗活动都采取了传统的资料采集方法,HIS 与PACS 未能顺畅的进行信息交流与共享,存在着较为普遍的“信息孤岛”现象。原有医学信息系统各模块间的耦合程度非常高,集成接口数量众多,增加了扩展维护医疗信息系统的难度。随着系统数量的增加,接口数量呈几何级数上升,异构平台之间的信息共享困难。SOA (ServiceOriented Architect

3、ure ,即面向服务的软件架构,为处理这类复杂的异构系统集成提出了有效的解决方法。基于SOA 架构的远程医疗信息共享平台实现方案,可有效地实现异构系统HIS 和PACS 的无缝链接。1SOA 概述SOA 是一种架构模型,它可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件进行分式部署、组合和使用。服务层是SOA 的基础,可以直接被应用调用,从而有效地控制系统中与软件代理交互的人为依赖性2。SOA 的核心概念是服务,即把软件的某些功能独立出来,使之能独立运行,并且在逻辑关系上和运行的应用系统成为一个层次。“单独的”、“独立的”、“封装完善的”服务所具有的一个好处,是可以采用多种不同方法将它们组合成较

4、大型的服务,接受来自所有授权对象的请求,使得服务可以同时为多个应用程序提供相同的功能,大大增加软件复用程度,减少开发和维护成本。SOA 主要包括3个主体:服务请求者、服务注册库和服务提供者。服务请求者从体系结构的角度看,是需要使用服务的应用程序或其它的服务。通过对注册中心的服务进行查询后,根据接口说明信息并使用某种传输协议与服务绑定并执行服务功能。服务注册库为服务提供者在此发布他们的服务描述,服务请求者在此查找服务并获得服务的绑定信息。服务提供者即服务的拥有者,它将各种信息及功能封装成用于业务流程的可重用组件的应用程序函数;负责将服务信息发布到服务注册库,响应服务请求者的命令并为之提供高质量的

5、服务。SOA 的服务流程如下:服务请求者使用查找操作来定位服务,查找服务的操作由用户通过用户界面或者通过其它的服务发起;服务提供者将服务的描述信息发布到服务注册库以便服务请求者发现和调用;绑定和调用在获得服务描述信息之后,将根据描述信息在运行时直接激活服务。2Web Services 体系架构作为SOA 的最成功的一种实现手段,Web基于SOA 的远程医疗信息共享平台叶锋1,蔡光东2,潘林1,余轮1(1.福州大学物理与信息工程学院,福建福州350002;2.福建省中医药研究院,福建福州350003关键词:远程医疗;信息共享平台;SOA 中图分类号:R-39文献标识码:A文章编号:1004-56

6、27(200705-0062-03收稿日期:2007-04-11基金项目:福建省科技计划资助项目(2002H003作者简介:叶锋(1978,男,2004级通信与信息系统专业硕士研究生,主要从事医学图像处理的研究。Journal of Fujian College of TCM October 2007,17(5福建中医学院学报2007年10月第17卷第5期62Services提供了基于XML标准接口的若干中间件,具有完好的封装性、松散的耦合性、协议规范的标准性、以及高度的可集成性等特点,能够很好地满足SOA应用模式的需求。构筑Web Services 的主要技术有SOAP、WSDL和UDDI,

7、分别代表了Web Service体系中的3个层次:传输层、描述层和发现层。简单对象访问协议(SOAP是由IBM、Microsoft和Develop Mentor共同提出的,作为建立分布式计算系统的通用方法。SOAP是传输层的基本协议,它采用HTTP作为底层通讯协议;RPC作为一致性的调用途径;XML作为数据传送的格式。SOAP依靠HTTP传输协议在网络上传输消息,由于大部分网络都允许HTTP通信流不受阻碍地经过防火墙,从而保证基于Web服务的应用程序间通信不受到防火墙安全限制的阻碍。同时SOAP 具有平台无关的特点,作为一种分布式的网络捆绑协议,它可以广泛地应用于各种平台,还能实现各种异构程序

8、间的通信。Web服务描述语言(Web Services Description Language,WSDL是定义了Web服务可编程接口XML文档,用于描述服务请求者所要求绑定到服务提供者的细节。描述层是基于WSDL的。通常应该使用WSDL来定义传输层中的每个组件,这些包括XML的类型定义、2个或多个部分的信息流和服务的特征等。UDDI(U-niversal Description,Discovery,and Integration可以视为Web服务的搜索引擎,UDDI是发现层的代表性的实体,它提供了一组基于标准的规范,用于描述和发现服务。服务提供者通过WSDL描述Web服务,然后把所提供的We

9、b服务注册到UD-DI服务注册库中,服务的请求者通过UDDI进行查询,寻找自己所需的Web服务,所有的服务请求与响应及服务请求者与UDDI注册中心的交互都是通过SOAP来绑定。3基于SOA远程医疗信息共享平台的服务设计远程医疗信息共享平台的服务对象主要有从Internet接入的病人、区域内各加盟医院、区域性的医疗卫生行政机构。对于大医院而言,共享平台可以作为医院的异地备份中心。对于中小医院,可以把平台数据中心作为它们的存储中心,他们和数据中心的数据交换相对较少。对于其他医疗机构或病人,它们只需要信息浏览功能,可以通过Web直接调阅数据中心的病历和影像数据。平台主要服务设计:SOA中服务的定义是

10、根据软件项目要实现的目标及需求,将软件设计成一系列可以重复执行的独立的活动序列,这些活动就是服务,编码实现就是一个可重复地调用的服务组件3。SOA中服务的设计就是依据最小粒度原则将软件设计成一系列可重复执行的独立服务。主要有:医学影像处理服务:医学影像标准化服务。将不符合标准的医学影像转化成符合DICOM3.0标准的医学影像文件。影像抽取服务。从不同医院的PACS系统中抽取需要的图像文件。影像读取服务。为授权的外部系统提供了获取本平台内病人的医学图像的服务。HIS记录存取服务:HIS信息标准化服务。对来自多种异构医疗信息系统间的相关信息在汇集到共享平台中心提供符合HL7的标准化输出。HIS信息

11、的存储、查询、获取服务。接收从加盟医院HIS系统向共享平台发送的病历信息,存储到医学病历存储中心服务器;并为授权的外部系统提供了获取病人相关信息的服务。远程会诊服务:远程会诊服务为授权的用户提供远程会诊服务,主要包括身份验证服务、提交会诊服务、专家会诊服务、病人信息浏览服务等子服务。计费服务:为平台用户,加盟医院提供基本计费、帐单打印服务。通过采用不同的粒度等级来创建服务。以上服务分级包含了粒度较细、重用性较高的服务,也包含粒度较粗、但使用者和服务层之间不必再进行多次往复的服务。多个细粒度的组件子服务提供基本的功能单元,通过流程编排形成粗粒度服务(如远程会诊服务。在平台业务变化涉及到组件服务的

12、内部服务时,又能够通过修改配置,重新组装细粒度服务组件,来重构粗粒度服务。4基于SOA远程医疗信息共享平台的技术实现4.1平台SOA关键技术第5期叶锋等:基于SOA的远程医疗信息共享平台63图1基于SOA 的远程医疗信息共享平台体系结构图应用程序,对于每个SOAP 服务请求,Web 服务适配器(简称适配器调用1个后端应用。后端调用的输出结果以SOAP 方式回传给服务请求者。适配器隐藏了调用后端函数的复杂性,只需服务请求者指定执行1个服务时所绝对必需的参数子集。适配器一方面用于把平台新开发的Web Ser-vices 直接通过相关接口接入集成框架中;另一方面用于把原有的应用系统改造成适应于Web

13、 Ser-vices 的应用,从而很好地保护了现有的应用正常运行。描述与部署。创建XML Web Services 是实现远程医疗信息共享平台的主要和关键部分。创建Web Services 类似于创建任何提供对其应用程序逻辑的编程访问的组件。需要某个构成可公开的服务功能、定义如何使用服务的服务说明以及支持接收和处理请求并发送响应的基础结构。UDDI Web 服务搜索引擎,以XML 文件的形式组织,每一个子节点对应一个服务登记项4。每个节点包括如下字段:ServerAddr ,为提供服务的服务器地址,以IP 地址或域名的方式给出。Port ,为提供服务的端口号。Service ,为服务内容,描述

14、本服务的实际内容。AvailDate ,为服务有效日期,服务超出有效日期将不再可用,需要向服务提供者重新确认。Price ,为服务价格,由服务提供者自主定价。对于使用Net 创建的Web Services ,可以编译Web 服务项目,然后将生成的编译文件部署到服务器上。正确编译部署后,就可以通过。asmx 网络标志地址,暴露出创建的Web Services方法。Services 的代理类,然后将Web Services 代理编译到程序集中。也可通过在WebApplication 或Win-dowsApplication 中添加Web 引用,自动创建代理类及相关引用,然后创建所需的Web 窗体或

15、Win-dows 窗体。最后,部署该Web 窗体,将XML Web Services 代理程序集部署到Web 窗体的Web 应用程序下。4.2平台体系结构:基于SOA 的远程医疗信息共享平台体系结构,见图1。远程医疗信息共享平台上的各种服务,通过UDDI 仓库进行注册。医院内部系统和数据库资源,通过在医院端接口服务器上的服务适配器接口,采用XML 进行信号整合和数据交换,用WS-DL 来描述服务,并通过SOAP 向远程医疗信息共享平台提出服务请求并获得服务。本系统平台目前已在几家医院应用,各项功能基本符合设计要求,取得了预期的效果。5结语本文主要论述了从系统集成方案上对面向服务架构下的远程医疗信息共享平台的设计方案和关键技术,实践证明该方案能有效地解决不同医院异构系统之间所产生的“信息孤岛”现象。但在使用SOA 架构过程中,也存在一些性能、安全、标准的问题。我们认为技术细节的完善,不会影响基于SOA 的集成技术的发展,SOA 架构是软件工程未来的发展方向。参考文献:1余轮,刘雄飞,蔡光东,等