基于ESB的醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的建設(shè)與應(yīng)用

高東慧 陳柯 陳輝

關(guān)鍵詞：信息化；企業(yè)服務(wù)總線；數(shù)據(jù)交換平臺(tái)；消息格式

0 引言

隨著醫(yī)療信息技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)院逐步建立了電子病歷系統(tǒng)（EMR） 、放射信息管理系統(tǒng)（RIS） 、醫(yī)學(xué)影像歸檔通信系統(tǒng)（PACS） 、檢驗(yàn)信息系統(tǒng)（LIS） 等信息系統(tǒng)，在醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)的早期，由于業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)量較少，各個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換量少[1-2]，基本采用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)中心交換，其中最常見的數(shù)據(jù)交換方式是通過數(shù)據(jù)庫(kù)的表、視圖、存儲(chǔ)過程等方式進(jìn)行的，但是這種方式隨著醫(yī)院信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)量不斷增多而導(dǎo)致數(shù)據(jù)耦合性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性變差，不利于醫(yī)院信息化建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。而基于企業(yè)服務(wù)總線（ESB） 的醫(yī)療數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的出現(xiàn)極大地解決了上述問題，它以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式為消息內(nèi)容，通過Web Service服務(wù)和HTTP通信接口方式進(jìn)行各個(gè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，它能增強(qiáng)醫(yī)院醫(yī)療信息數(shù)據(jù)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，方便各個(gè)醫(yī)療信息系統(tǒng)互相的對(duì)接和使用。本文以張家港市第一人民醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的建設(shè)情況為例，來介紹其技術(shù)要點(diǎn)和驗(yàn)證數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的有效性。

1 數(shù)據(jù)交換平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)據(jù)交換平臺(tái)通過采用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)傳輸交換可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。因?yàn)閿?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化可以將多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，確保數(shù)據(jù)在平臺(tái)中能夠共享。同時(shí)平臺(tái)可以對(duì)多種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)消息的轉(zhuǎn)化和映射[3]。數(shù)據(jù)交換平臺(tái)用到的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式有：HL7（Health Level Seven） 標(biāo)準(zhǔn)，JSON（JavaScript Object Notation） 格式。

1.1 HL7標(biāo)準(zhǔn)

HL7是Health Level Seven的簡(jiǎn)稱，是標(biāo)準(zhǔn)化的醫(yī)療衛(wèi)生信息交換協(xié)議，用以解決不同廠商的醫(yī)療設(shè)備、儀器、醫(yī)療信息系統(tǒng)之間醫(yī)療數(shù)據(jù)交換的問題[4]。

HL7 的數(shù)據(jù)以消息為基本構(gòu)成單位，消息是由段、字段、組件、分隔符等構(gòu)成。一條消息由多個(gè)段組成，每一段都有由3 個(gè)字符表示的段名。如：

消息段（MSH） ：表示消息頭；

消息段（EVN） ：表示事件類型；

消息段（PID） ：表示患者基本信息；

消息段（PV1） ：表示患者住院情況；

消息段（DG1）（可選擇）：表示患者診斷信息，診斷代碼和診斷名稱；

消息段（ORC）（醫(yī)技項(xiàng)目）（可選擇）：表示醫(yī)技項(xiàng)目申請(qǐng)單序號(hào)；

消息段（OBR）（醫(yī)技項(xiàng)目）（可選擇）：表示醫(yī)技項(xiàng)目申請(qǐng)信息；

消息段（OBX）（醫(yī)技項(xiàng)目）（可選擇）：表示醫(yī)技項(xiàng)目結(jié)果信息；

同時(shí)每個(gè)消息段由多個(gè)字段組成，字段之間用“|”分隔。一個(gè)數(shù)據(jù)字段又可能由多個(gè)組件組成，組件之間用“^”分隔。字段和數(shù)據(jù)字段代表的值可根據(jù)文檔標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行查閱對(duì)照。“＼r”表示消息終止符。HL7需形成文檔說明，包括字段名稱和說明信息等內(nèi)容，形成標(biāo)準(zhǔn)格式給予消息的發(fā)送方和接受方。然后發(fā)送方和接受方通過數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行HL7信息數(shù)據(jù)交換。

以張家港市第一人民醫(yī)院用到的患者入院基本信息的一個(gè)例子來說明，其HL7消息內(nèi)容如下：

JSON格式中包括頭部（Header） 和消息體（Body） 。頭部（Header） 包括一些消息發(fā)送的固定格式包括消息類型，消息唯一號(hào)，消息發(fā)送時(shí)間和接受發(fā)送方標(biāo)識(shí)等，消息體（Body） 包括具體的內(nèi)容展示。JSON格式以字段名稱，說明信息等內(nèi)容形成文檔，給予消息的發(fā)送方和接受方。然后發(fā)送方和接受方通過數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行JSON格式信息數(shù)據(jù)交換。

2 基于數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)交換方式

EMR、LIS、RIS 和PACS等醫(yī)療信息系統(tǒng)以WebService服務(wù)或者HTTP接口通信的方式接入數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，醫(yī)療信息系統(tǒng)之間不直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而是通過數(shù)據(jù)交換平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換通信。各信息系統(tǒng)互為消息的發(fā)送方和消息的接受方。消息的發(fā)送方發(fā)送消息到數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，經(jīng)由數(shù)據(jù)交換平臺(tái)完成數(shù)據(jù)信息的提取、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)消息路由，從而以標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式發(fā)送到消息的接受方。其流程如下：

1） 發(fā)送方在業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)觸發(fā)后，如果需要把業(yè)務(wù)信息傳遞給其他系統(tǒng)，按照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文檔的HL7/JSON 消息格式，對(duì)相應(yīng)的業(yè)務(wù)內(nèi)容進(jìn)行HL7/JSON 消息封裝；

2） 發(fā)送方將封裝好的HL7/JSON消息以Web Ser?vice服務(wù)或者HTTP接口通信的方式發(fā)送給數(shù)據(jù)交換平臺(tái)；

3） 數(shù)據(jù)交換平臺(tái)在接收消息后按照通道配置情況，完成數(shù)據(jù)信息的提取、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)消息路由，把消息分發(fā)到指定的系統(tǒng)；

4） 由接收方發(fā)通過數(shù)據(jù)交換平臺(tái)發(fā)送一條處理結(jié)果應(yīng)答給發(fā)送方；

5） 各系統(tǒng)接受方在收到發(fā)來的消息后，解析消息內(nèi)容（消息格式是HL7/JSON） ，對(duì)收到的消息進(jìn)行相關(guān)的業(yè)務(wù)處理。

數(shù)據(jù)交換平臺(tái)允許數(shù)據(jù)在消息發(fā)送者和消息接收者之間的交換中跨越不同的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。例如，Web Service服務(wù)或者HTTP接口通信可以用在同一個(gè)路由通信中，數(shù)據(jù)格式（HL7/JSON） 可以進(jìn)行不同之間的轉(zhuǎn)換。由于數(shù)據(jù)交換平臺(tái)并不直接儲(chǔ)存各醫(yī)療信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，因而可以避免基于數(shù)據(jù)中心交換造成的性能瓶頸問題。同時(shí)醫(yī)療信息系統(tǒng)以各自的接口和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式接入到數(shù)據(jù)交換平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，醫(yī)療信息系統(tǒng)的更新?lián)Q代時(shí)，只需把新的醫(yī)療信息系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，并不影響其他醫(yī)療信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的連接，大大降低了醫(yī)療信息系統(tǒng)之間的耦合性[4]。

3 數(shù)據(jù)交換平臺(tái)應(yīng)用效果

本文以張家港市第一人民醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺(tái)中住院患者醫(yī)囑信息的發(fā)送、檢驗(yàn)單申請(qǐng)和結(jié)果推送為例，驗(yàn)證數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的有效性。

3.1 醫(yī)囑信息發(fā)送

本文以醫(yī)生給住院病人進(jìn)行開醫(yī)囑信息的醫(yī)療業(yè)務(wù)流程為例，驗(yàn)證數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的有效性。如圖1 所示，住院病人的開醫(yī)囑信息的醫(yī)療業(yè)務(wù)流程涉及住院電子病歷系統(tǒng)（EMR） 、醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS） 、檢驗(yàn)信息系統(tǒng)（LIS） 之間的業(yè)務(wù)交互。

具體流程如下：

1） 醫(yī)生在住院電子病歷系統(tǒng)中開具醫(yī)囑信息之后，醫(yī)囑信息被封裝成JSON格式后傳給數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的接收服務(wù)通信點(diǎn)（HTTP 接口，如圖1 中的平臺(tái)HTTP_輸入_10通信點(diǎn)）。

2） 數(shù)據(jù)交換平臺(tái)接收到醫(yī)囑信息之后，進(jìn)行信息的路由選擇，如：藥品醫(yī)囑信息發(fā)送給數(shù)字化藥房系統(tǒng)進(jìn)行藥品的記賬和配送；移動(dòng)護(hù)理系統(tǒng)接收到檢驗(yàn)醫(yī)囑信息進(jìn)行采血操作。

3） 數(shù)據(jù)交換平臺(tái)通過平臺(tái)路由選擇分發(fā)醫(yī)囑信息到各個(gè)接收醫(yī)囑信息的通信點(diǎn)（如圖1中：數(shù)字化藥房HTTP通信點(diǎn)，移動(dòng)護(hù)理HTTP通信點(diǎn)等），然后各個(gè)接收系統(tǒng)進(jìn)行醫(yī)囑信息（JSON格式）的解析使用，同時(shí)通過平臺(tái)返回醫(yī)囑消息確認(rèn)信息給住院電子病歷系統(tǒng)。

3.2 檢驗(yàn)申請(qǐng)單和結(jié)果推送

檢驗(yàn)申請(qǐng)單和結(jié)果推送涉及電子病歷系統(tǒng)（EMR） 、醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS） 、檢驗(yàn)信息系統(tǒng)（LIS） 之間的業(yè)務(wù)交互。

3.2.1 檢驗(yàn)單申請(qǐng)具體流程

1） 醫(yī)生在電子病歷系統(tǒng)中開具患者的檢驗(yàn)申請(qǐng)單的信息被封裝成HL7格式后傳給數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的接收服務(wù)通信點(diǎn)（HTTP 接口，如圖2 中平臺(tái)_HTTP_20002通信點(diǎn)）；

2） 通過數(shù)據(jù)交換平臺(tái)中的申請(qǐng)主路由發(fā)送檢驗(yàn)申請(qǐng)單到檢驗(yàn)信息系統(tǒng)（LIS） 系統(tǒng)的接收通信點(diǎn)中（Web Service 服務(wù)，如圖2 中LIS_SOAP_輸出_80 通信點(diǎn)）；

3） 通過平臺(tái)返回檢驗(yàn)申請(qǐng)單確認(rèn)信息給電子病歷系統(tǒng)。

3.2.2 檢驗(yàn)結(jié)果推送具體流程

1） 檢驗(yàn)信息系統(tǒng)（LIS） 系統(tǒng)通過調(diào)用數(shù)據(jù)交換平臺(tái)Web Service服務(wù)（圖3中平臺(tái)_SOAP_輸入_9091通信點(diǎn)）把檢驗(yàn)結(jié)果信息（HL7格式）傳入平臺(tái)中；

2） 平臺(tái)通過路由選擇分發(fā)給各個(gè)接入平臺(tái)的系統(tǒng)中（如圖中無紙化系統(tǒng)、院感系統(tǒng)、卒中系統(tǒng)、His數(shù)據(jù)庫(kù)表中供His查閱檢驗(yàn)信息、區(qū)域臨檢中心等）

3） 通過平臺(tái)返回檢驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)信息給檢驗(yàn)信息系統(tǒng)（LIS） 系統(tǒng)。從張家港市第一人民醫(yī)院數(shù)據(jù)交換平臺(tái)中住院患者醫(yī)囑信息的發(fā)送和檢驗(yàn)單申請(qǐng)和結(jié)果推送這兩個(gè)實(shí)例看出：

1） 數(shù)據(jù)交換平臺(tái)采用標(biāo)準(zhǔn)化信息數(shù)據(jù)格式，接入平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)消息便捷化，可以方便醫(yī)院信息系統(tǒng)的接入，提高了醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性；

2） 數(shù)據(jù)交換平臺(tái)采用一對(duì)多接口交換模式，可以減輕業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的壓力，同時(shí)免除從數(shù)據(jù)庫(kù)直接獲取數(shù)據(jù)，減輕院內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)交換壓力，降低服務(wù)器使用成本。

3） 數(shù)據(jù)交換平臺(tái)采用規(guī)范化流程，平臺(tái)統(tǒng)一對(duì)外數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，并提供多種靈活的對(duì)接技術(shù)，如（WebService服務(wù)或者HTTP接口）[3]。

4 結(jié)論

本文以張家港市第一人民醫(yī)院基于ESB的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的建設(shè)情況為例，介紹了平臺(tái)消息格式技術(shù)要點(diǎn)，同時(shí)通過醫(yī)囑信息發(fā)送、檢驗(yàn)申請(qǐng)單和結(jié)果推送兩個(gè)例子驗(yàn)證數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的有效性。數(shù)據(jù)交換平臺(tái)采用規(guī)范化流程和標(biāo)準(zhǔn)化信息數(shù)據(jù)格式，統(tǒng)一對(duì)外數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，并提供多種靈活的對(duì)接技術(shù)。因此平臺(tái)可以方便醫(yī)院信息系統(tǒng)的接入，提高醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性，同時(shí)由于平臺(tái)采用的是一對(duì)多接口交換模式，可以減輕業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的壓力。