傳統醫院信息化建設模式與現今云計算、大數據時(shí)代下的醫院信息交互需求之間的矛盾日益突出。醫院信息化建設一般是先從個(gè)別應用開(kāi)始，不同系統之間采用點(diǎn)到點(diǎn)的方式交換數據，最終系統之間信息交互與共享的困難日益加重。為了有效推進(jìn)信息交互和共享，醫院不僅面臨來(lái)自?xún)炔康臄祿蚕硇枨?，同時(shí)更要兼顧滿(mǎn)足區域范圍的信息共享需求。

　　隨著(zhù)我院各項業(yè)務(wù)信息系統建設和應用的迅速發(fā)展、院內的信息系統數量和系統用戶(hù)數量呈指數增加，網(wǎng)絡(luò )規模也隨之擴大。傳統的基于HIS底層架構的數據接口集成方式，對現有HIS系統的架構和數據整合能力提出了考驗，HIS系統底層技術(shù)風(fēng)險日益增大。因此，迫切需要建設一個(gè)遵循國際統一醫療數據交換標準的集成平臺，對我院主要的業(yè)務(wù)信息系統信息交互功能進(jìn)行整合，統一管理信息交互協(xié)議和數據字典等。

　　那么，如何構建全院級的數據集成平臺？集成平臺具有哪些優(yōu)勢和不足？集成平臺構建過(guò)程中有哪些可以借鑒的經(jīng)驗？這些都是目前醫院信息主管們迫切關(guān)注的現實(shí)問(wèn)題。

　　1集成現狀

　　隨著(zhù)信息化建設的不斷完善，院內業(yè)務(wù)信息系統越來(lái)越多，加之服務(wù)器底層OS操作系統、DB數據庫、數據字典標準及外部接口種類(lèi)繁多，使醫療交換和共享的管理工作變得越來(lái)越復雜而困難。

　　信息技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了醫療領(lǐng)域的信息化建設。一方面醫療信息技術(shù)的發(fā)展給醫院、醫護人員、患者等帶來(lái)了極大的方便，另一方面醫療信息系統也面臨著(zhù)信息集成和共享的挑戰，諸如“信息孤島”問(wèn)題日益突出，以2005年實(shí)施第一套HIS系統為例，目前已有大大小小的業(yè)務(wù)系統80余個(gè)，包括HIS、LIS、CIS、NIS、EMR、PACS、RIS等，這些系統分布在不同的部門(mén)，形成了相對獨立的部門(mén)級應用系統，而且系統供應商眾多，軟件架構多樣，通信協(xié)議不一致，數據結構也千差萬(wàn)別，數據庫系統多樣而復雜，從而阻礙了信息的有效共享和交換，制約了信息一體化的發(fā)展進(jìn)程。

　　為了解決以上問(wèn)題，我院?jiǎn)?dòng)了醫院數據集成平臺建設。醫院數據集成平臺是通過(guò)信息交換和集成等多種技術(shù)，把分散的、異構的各個(gè)子系統的信息集成在一個(gè)信息共享的平臺上，解決信息共享和交流問(wèn)題，有效地實(shí)現醫院信息系統一體化，方便醫院部門(mén)內部和不同部門(mén)之間的交流和共享。構建醫院信息集成平臺的關(guān)鍵技術(shù)有：統一的術(shù)語(yǔ)標準、統一的信息交換標準、統一的業(yè)務(wù)流標準。

　　2集成方案

　　2.1集成方式目前我院系統眾多，系統異構化導致信息交換和共享的維護難度成本高；醫院內部沒(méi)有統一的集成平臺和數據中心，不管從應用方面還是從數據方面，目前難以實(shí)現以病人為中心的統一視圖，給管理和服務(wù)帶來(lái)挑戰。

　　針對上述問(wèn)題，通過(guò)建立數據集成平臺，采用HL7V3標準接口和WebServices技術(shù)建立醫院級的ESB總線(xiàn)，利用ESB產(chǎn)品構筑醫院面向服務(wù)的SOA構架基礎服務(wù)集成引擎，最終建立全院級的臨床科研數據中心CDR，為臨床決策提供依據。并將醫院新老接口按照集成平臺規范化標準(數據交換標準HL7V3/業(yè)務(wù)體系標準)要求接入平臺，通過(guò)集成平臺的實(shí)施，做到服務(wù)（接口）可管理、可復用、可監控，見(jiàn)圖1。

　　圖1系統集成圖

　　考慮到我院的主要臨床業(yè)務(wù)，包括掛號、申請單、診斷、藥品及費用等醫囑，其數據源為我院HIS系統，由于數據量過(guò)大，為最低程度地降低對HIS數據庫的影響，通過(guò)定時(shí)輪詢(xún)程序從HIS備庫中查詢(xún)數據后將其封裝成HL7V3格式消息，發(fā)送給數據交互IE集成平臺，并通過(guò)HIS主庫對數據狀態(tài)進(jìn)行更新；輪詢(xún)程序從數據交互平臺獲取數據后回寫(xiě)HIS主庫（包括數據的更新與插入，如術(shù)語(yǔ)同步功能），見(jiàn)圖2。

　　圖2主業(yè)務(wù)數據交互網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

　　2.2高效可靠機制目前我院有掛號、檢查、檢驗、手術(shù)、輸血、診療處置、診斷等醫囑類(lèi)服務(wù)，入院、出院、轉區轉床、入科等ADT類(lèi)服務(wù)、傳染病服務(wù)、發(fā)藥信息服務(wù)、術(shù)語(yǔ)服務(wù)及九大醫技系統服務(wù)。為最大限度地降低對HIS主服務(wù)器壓力的影響以及盡可能保障各位服務(wù)的及時(shí)性，采取了定期輪詢(xún)與實(shí)時(shí)服務(wù)相結合的集成方式，見(jiàn)圖3。

　　考慮到醫院業(yè)務(wù)的特殊性，HIS輪詢(xún)服務(wù)的周期必須滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求，這就要求必須合理設置輪詢(xún)的時(shí)間。以?huà)焯?、醫囑、診斷等服務(wù)為例，通過(guò)現有的數據統計出2014年全年單個(gè)服務(wù)高峰時(shí)段（周二上午07:30-09:30）每分鐘的處理消息個(gè)數（MPM）,運行軟硬件環(huán)境見(jiàn)圖3，網(wǎng)絡(luò )環(huán)境為100MBps的帶寬。

　　圖3高峰時(shí)段（07:30-09:30）HIS業(yè)務(wù)量及輪詢(xún)程序消息發(fā)送能力

　　經(jīng)過(guò)壓力測試，HIS后臺輪詢(xún)程序每分鐘可以處理大約350到400條的HL7V3消息，根據每年業(yè)務(wù)量增長(cháng)情況，計算出門(mén)急診住院的業(yè)務(wù)量大概以10%的速率在增長(cháng)，根據木桶原理，可計算出高峰時(shí)段HIS后臺輪詢(xún)程序處理消息的瓶頸數約為350*60Min*2H=42000個(gè)。

　　我院未來(lái)業(yè)務(wù)量估算可根據公式

　　進(jìn)行估算，其中a為高峰時(shí)段業(yè)務(wù)量最大的服務(wù)即用藥信息服務(wù)每年的業(yè)務(wù)增量，n為年份，為年份為n時(shí)的用藥信息服務(wù)消息數，m為其他外部因素下用藥信息服務(wù)消息的增量，包括醫院新大樓的運營(yíng)引起門(mén)診量的指數增長(cháng)，通過(guò)估算2015年之后m大概為當前業(yè)務(wù)量的30%，即m=30%x。通過(guò)計算2006年至2015年高峰時(shí)段用藥信息服務(wù)消息增量的平均值為10%，綜上，計算出當n為2020時(shí)，y可以達到43100，也就是說(shuō)HIS后臺輪詢(xún)程序單線(xiàn)程運行可平穩運行5年，符合預期規劃。5年之后，可通過(guò)啟動(dòng)多線(xiàn)程的方式滿(mǎn)足未來(lái)業(yè)務(wù)需求，以保證程序的健壯性及業(yè)務(wù)的連續性。

　　2.3平臺重發(fā)機制醫院是個(gè)特殊的機構，每條業(yè)務(wù)都要保證其準確、及時(shí)地送達接收方。為確保每條醫囑都能準確無(wú)誤的發(fā)給IE集成平臺，建立了如下的消息重發(fā)預警機制，整個(gè)方案的場(chǎng)景及業(yè)務(wù)流程見(jiàn)圖4。

　　2.3.1消息重發(fā)機制HIS患者基本信息、HIS臨床業(yè)務(wù)信息通過(guò)MQ消息或者實(shí)時(shí)WebServices方式將HL7V3標準的XML文件發(fā)給IE集成平臺，并將錯誤日志記錄在遠程分布式日志數據庫服務(wù)器中。如若發(fā)生通信鏈路故障，則將錯誤日志記錄在本地文件夾中。由定時(shí)重發(fā)計劃任務(wù)每隔三分鐘輪詢(xún)從日志數據庫和文件夾中抽取數據，并重發(fā)給IE集成平臺。

　　2.3.2預警機制HIS患者基本信息、HIS臨床業(yè)務(wù)信息發(fā)給IE平臺時(shí)，如果產(chǎn)生異常日志，則通過(guò)短信的方式將告警信息發(fā)送給平臺運維人員，待定時(shí)重發(fā)計劃任務(wù)發(fā)送成功后，由短信平臺發(fā)送告警清除信息給運維人員，如果定時(shí)重發(fā)計劃任務(wù)在重試3次后，還未發(fā)送成功，則發(fā)送緊急告警通知相關(guān)人員進(jìn)行人工干預，以保障臨床業(yè)務(wù)的順利進(jìn)行。

　　通過(guò)建立EMPI患者主索引，以患者就診卡號為主線(xiàn)，建立全院級的醫療影像中心和臨床科研數據中心CDR，為將來(lái)以CDR為數據源的臨床決策支持系統CDS的建立打下堅實(shí)的基礎。

　　圖4數據平臺集成流程圖

　　2.4集成架構依據物理架構設計的高可靠性、高容錯性原則，設計分布式服務(wù)器群集架構方案，通過(guò)4機故障轉移集群，保證1臺服務(wù)器為活躍狀態(tài)，其余服務(wù)器為Ready狀態(tài)，并通過(guò)防火墻與外部業(yè)務(wù)系統隔離，以保證數據安全性，見(jiàn)圖5。當不同服務(wù)器在活躍服務(wù)器故障后立刻接管相應的資源。一般故障轉移的過(guò)程只需要幾秒鐘的時(shí)間，當節點(diǎn)處于活躍狀態(tài)時(shí)，該節點(diǎn)上可以使用所有資源。當服務(wù)器故障后，在這臺服務(wù)器上配置了故障轉移群集的資源組就會(huì )被其他服務(wù)器所接管。當故障服務(wù)器重新上線(xiàn)后，群集服務(wù)可以配置為允許讓原服務(wù)器進(jìn)行故障回復，或者是讓當前服務(wù)器繼續處理新的客戶(hù)端請求。通過(guò)群集架構的建立，可以減少服務(wù)器故障率，有效保證臨床業(yè)務(wù)的不間斷作業(yè)。

　　圖5服務(wù)器群集方案

　　3結果

　　臨床數據中心的建立與數據挖掘應用是醫院信息化發(fā)展的趨勢，也為實(shí)現各級衛生部門(mén)、各業(yè)務(wù)系統的信息服務(wù)共享及各種服務(wù)的整合與響應，實(shí)現區域的互聯(lián)互通奠定了基礎。通過(guò)醫院對現有數字化醫療系統通過(guò)集成平臺形式實(shí)現了數據與業(yè)務(wù)的全面集成，在業(yè)務(wù)上優(yōu)化了門(mén)診流程、改善就醫環(huán)境，減少患者排隊輪候時(shí)間，提高就診效率和診療質(zhì)量，減少診療差錯率，提高患者就診滿(mǎn)意度。

　　通過(guò)建立完整的消息重發(fā)與告警機制，保證了醫療業(yè)務(wù)的連續性，減少了醫療系統故障率，有效地提高了醫護人員服務(wù)效率，從一定程度上緩解了醫護關(guān)系。完整的日志體系，也為將來(lái)進(jìn)行系統穩定性分析提供了有力的依據。

　　4討論

　　針對我院目前實(shí)施的醫院數據集成平臺建設項目中出現的各種問(wèn)題進(jìn)行總結，提出了以下的建議與思考，希望可以為同行提供一些參考和幫助：建立完善的消息重發(fā)預警機制，可以保證醫療業(yè)務(wù)的連續性及可靠性；建立有效的物理架構，可以保證軟件系統平穩有效地運行；建立完整的應急預案，在故障發(fā)生時(shí)可以從容對待；建立可配置程序體系，可以快速切換業(yè)務(wù)系統，減少故障持續時(shí)間。

　　平臺目前使用的存儲設備較為昂貴，隨著(zhù)業(yè)務(wù)量的增長(cháng)，存儲資源越來(lái)越少，可以在數據安全的前提下考慮將數據遷往云存儲上，為醫院節省寶貴的資源。

　?。▉?lái)源：中國數字醫學(xué)摘自《中國數字醫學(xué)》雜志2016年第10期，作者：張小亮景慎旗朱甬倩繆姝妹郭建軍王忠民寇建秋劉云，單位：南京醫科大學(xué)醫學(xué)信息學(xué)與管理研究所）

　　【延伸閱讀】

　　新醫療環(huán)境下的醫院信息系統集成平臺

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　　醫院信息交互需求推動(dòng)集成平臺發(fā)展

　　由于醫療業(yè)務(wù)的復雜性和特殊性，醫院信息化主要是分類(lèi)型分階段逐步建設，如我們經(jīng)常提到的醫院信息系統（HIS）、電子病歷系統（EMR）、運營(yíng)管理系統（HRP）、影像歸檔和通信系統（PACS）等。而一家醫院往往會(huì )采購不同廠(chǎng)商的系統實(shí)施上線(xiàn)，時(shí)間一長(cháng)就出現了福建某綜合性三甲醫院現在的狀況：作為一家從1993年就開(kāi)始醫療信息化建設的三甲醫院，此院前后共有27家軟件廠(chǎng)商為其提供了幾十個(gè)信息化系統，這些系統遍布在醫院的各科室和各種業(yè)務(wù)上，之間存在各種各樣、五花八門(mén)、亂七八糟的接口。一些系統更是從項目驗收后就再也沒(méi)有廠(chǎng)商維護過(guò)，為醫院信息化建設的發(fā)展留下了巨大的難題和隱患，而這樣的現狀在行業(yè)中比比皆是。

　　隨著(zhù)醫療信息化的快速發(fā)展，醫療業(yè)務(wù)越來(lái)越要求共享、協(xié)作和協(xié)同。這樣一來(lái)分步分期不同廠(chǎng)家的信息系統在共享協(xié)作方面讓醫療機構十分失望。為了解決醫院各系統之間的互聯(lián)互通問(wèn)題，集成平臺概念孕育而生。

　　近一年來(lái)，醫院在談集成平臺，廠(chǎng)商在談集成平臺，媒體在報道集成平臺，“集成平臺”儼然成了國內HIT領(lǐng)域最時(shí)髦的話(huà)題之一。

　　2

　　集成平臺到底是什么

　　協(xié)和醫院信息中心主任李包羅教授的觀(guān)點(diǎn)是：醫院信息系統集成平臺是醫院各系統間實(shí)現信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的一套服務(wù)組件，是一個(gè)軟件包。為了實(shí)現各業(yè)務(wù)信息系統對集成功能的要求，它將各子系統都要使用的數據和服務(wù)盡可能完整地集成在一起，將例如通訊、傳輸、安全、認證、標準轉換引擎、可控醫學(xué)詞表管理、用戶(hù)管理等封裝起來(lái)，提供給用戶(hù)使用。

　　又有觀(guān)點(diǎn)說(shuō)信息集成（集成平臺），是指系統中各子系統和用戶(hù)的信息采用統一的標準，規范和編碼，實(shí)現全系統信息共享，進(jìn)而可實(shí)現相關(guān)用戶(hù)軟件間的交互和有序工作。

　　在我看來(lái)，這些觀(guān)點(diǎn)都是對的，而在實(shí)踐工作中，我們更是發(fā)現“無(wú)標準，不集成”。標準化是信息集成的基礎，主要包含通信協(xié)議標準化，產(chǎn)品數據標準化（如STEP，產(chǎn)品模型數據交換標準等），以及調節網(wǎng)絡(luò )標準化，電子文檔標準化，交互圖形標準化等。

　　在HIT行業(yè)中，集成平臺由一系列的集成核心組件和基礎數據交換標準組成外，還加入HIT行業(yè)的一些特色標準與組件，核心組件包括EMPI、XDS、消息引擎IE、主數據管理、CDR等，數據交換標準包括IHE、CDA、HL7等，采用SOA的架構，將這些基礎組件和標準進(jìn)行集成后，實(shí)現醫療信息系統的“互連互通互認”。

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　　集成平臺的進(jìn)化史

　　在集成平臺的推動(dòng)建設上集成平臺大致發(fā)生過(guò)如下的進(jìn)化。

　　初級階段：點(diǎn)對點(diǎn)集成

　　其思想就是在任意兩個(gè)需要進(jìn)行數據交換的系統之間，開(kāi)發(fā)建立相應的接口對象。由這些接口對象針對性地從數據源系統中提取相應數據，提供作為目標應用系統使用。優(yōu)點(diǎn)：接口對象針對性強，從單一接口角度來(lái)看，投入少、見(jiàn)效快，相對簡(jiǎn)單，傳輸性高。缺點(diǎn)：各應用系統之間耦合太緊，重復投資嚴重，成本不可控，同時(shí)可維護性差，需要大量的資源支持。交叉點(diǎn)對點(diǎn)集成，接口數量呈幾何數量遞增，對醫院運營(yíng)維護是一個(gè)很大的挑戰。而且這種集成模式的方法和技術(shù)已趨于老化。

　　中級階段：基于中間件集成

　　中間件集成是指利用中間件技術(shù)建立業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)組件層，對各系統之間的消息交換和數據流程進(jìn)行調度和管理，支持異步消息交換。優(yōu)點(diǎn)：該集成方式可以在不同層次采用不同種類(lèi)、不同技術(shù)的中間件產(chǎn)品進(jìn)行集成，適用于集團醫院或區域醫療集成項目。缺點(diǎn)：由于各種技術(shù)方式都基于特定的系統平臺、語(yǔ)言、通訊協(xié)議，在遠程協(xié)同調用時(shí)難以通過(guò)防火墻和代理服務(wù)器，在技術(shù)上實(shí)現相互調相當復雜。

　　高級階段：服務(wù)總線(xiàn)集成

　　服務(wù)總線(xiàn)集成是基于面向服務(wù)的技術(shù)架構（SOA）將醫院業(yè)務(wù)服務(wù)顆?；?、組件化。該集成方式能實(shí)現異構信息系統之間高效互通共享的同時(shí)還支持流程編排，支持流程引擎重置重裝。優(yōu)勢：可靠、安全、易擴展、適應性強。缺點(diǎn)：各異構信息系統需要將總線(xiàn)服務(wù)顆粒嵌入系統中以達到數據共用共享，業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)協(xié)同統一的處理效果。

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　　集成平臺目前存活環(huán)境

　　“土壤”環(huán)境：國家衛計委信息化管理部門(mén)牽頭發(fā)布眾多關(guān)于集成平臺的標準要求。在電子病歷評級指導上也明確指出必須包含集成平臺。在部廳級層面，集成平臺建設的作用與意義已經(jīng)越來(lái)越被重視。

　　“種子”因數：有企業(yè)應用集成（EAI）作為有力榜樣。各醫療軟件企業(yè)紛紛把集成平臺當作自己企業(yè)的拳頭產(chǎn)品，重點(diǎn)培育細心養護。

　　“生長(cháng)”環(huán)境：雖然軟件廠(chǎng)家在推動(dòng)集成平臺“進(jìn)化”“生長(cháng)”道路上嘔心瀝血，市場(chǎng)響應也很熱烈。但是真正實(shí)施集成平臺的時(shí)候情況卻很令人沮喪。醫療機構對集成平臺的認識千奇百怪，管中窺豹。對集成平臺在醫院的具體作用和目的顯得很迷茫。更多醫療機構對集成平臺是一種觀(guān)望的態(tài)度，坐等其他醫院實(shí)踐出成熟產(chǎn)品后再計劃如何覆蓋實(shí)施。

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　　集成平臺的目標

　　集成平臺是以醫院信息化建設實(shí)效性為己任，一切以推動(dòng)醫療信息化建設發(fā)展為根本的立足點(diǎn)。在未來(lái)的集成發(fā)展道路上，集成平臺主要向以下幾個(gè)方面努力：

　?、?、提供可靠、安全、易擴展、適應性強的集成技術(shù)，實(shí)現各異構信息系統之間數據共享，業(yè)務(wù)互聯(lián)互通。以實(shí)效性建設全面優(yōu)化醫療機構業(yè)務(wù)流程，幫助醫療機構實(shí)現信息智能化。

　?、?、全面幫助醫療機構喚醒沉睡的歷史數據，幫助它們實(shí)現統一的基礎數據框架，建成標準互通共享的數據中心。為醫療機構中的每個(gè)系統提供業(yè)務(wù)數據支撐。

　?、?、幫助醫療機構建立信息化建設規范。