基于SOA的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺(tái)

1、基于SOA的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺(tái)建設(shè)與思考申剛磊*通訊作者：無(wú)錫市中醫(yī)醫(yī)院，214001，江蘇省無(wú)錫市崇安區(qū)后西溪33號(hào)無(wú)錫市中醫(yī)醫(yī)院信息科，214001，江蘇省無(wú)錫市崇安區(qū)后西溪33號(hào) 沈崇德* 童思木摘 要 醫(yī)院各信息系統(tǒng)間的信息共享與業(yè)務(wù)協(xié)同是目前醫(yī)院信息化建設(shè)面臨的主要問(wèn)題。分析目前醫(yī)院信息系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀，提出面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的醫(yī)院服務(wù)總線（HSB）的集成方案，為醫(yī)院信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)松耦合的集成提供平臺(tái)。基于HL7、IHE、CDA、DICOM等標(biāo)準(zhǔn)建立各個(gè)系統(tǒng)與平臺(tái)之間交互的消息機(jī)制，將系統(tǒng)的各種功能以服務(wù)的形式提供給最終用戶或者其他服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)醫(yī)院各信息系統(tǒng)間的信息共享與業(yè)務(wù)協(xié)同。關(guān)

2、鍵詞 系統(tǒng)集成平臺(tái) 面向服務(wù)架構(gòu) 醫(yī)院服務(wù)總線Construction of and Study on the Hospital Information Systems Integration Platform based on SOA/ Shen Ganglei,Shen Chongde,Tong Simu/Chine Digital Medicine.Abstract Information sharing and business collaboration among different hospital information systems have become the majo

3、r challenges faced by the hospital informationization progress at present. Based on the analysis of the current construction status quo of hospital information systems, the hospital service bus (HSB) integration plan based on service oriented architecture (SOA) is proposed in this paper to provide t

4、he platform for realizing the loosely coupled integration of the hospital information systems. With information exchange system built between different systems and the platform in accordance with the integration plan and HL7, IHE, CDA, and DICOM standards, all the functions of the systems are materi

5、alized by means of providing services to the terminal users or other service systems. Therefore, the information sharing and business collaboration among different hospital information systems can be achieved.Keyword System integration platform, SOA, HSBCorresponding author Wuxi Hospital of Traditio

6、nal Chinese Medicine, Wuxi 214001, Jiangsu Province.一、 引言隨著新醫(yī)療政策的不斷推出和醫(yī)院業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，各級(jí)醫(yī)院在不同的時(shí)期先后建立了以EMR、LIS、PACS、臨床路徑等信息系統(tǒng)為主要組成的臨床信息體系和以HIS、HRP、OA等信息系統(tǒng)為主要組成的醫(yī)院運(yùn)營(yíng)管理信息體系。由于分期建設(shè)，各信息系統(tǒng)一般來(lái)自不同的軟件企業(yè)，所采用的數(shù)據(jù)源與軟件架構(gòu)也各不相同。這些異源異構(gòu)的信息系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交互與共享一般通過(guò)一對(duì)一的接口來(lái)實(shí)現(xiàn)，但隨著信息系統(tǒng)的增加，系統(tǒng)間的接口數(shù)量呈平方級(jí)增長(zhǎng)，這樣各系統(tǒng)的升級(jí)改造就會(huì)形成“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的局面，同時(shí)還帶來(lái)異構(gòu)數(shù)

7、據(jù)源共享困難、子系統(tǒng)重復(fù)登錄、子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)一致性難保證、系統(tǒng)擴(kuò)展性和復(fù)用性差、區(qū)域醫(yī)療信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同困難等一系列問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現(xiàn)嚴(yán)重制約了醫(yī)院信息化的發(fā)展12。針對(duì)以上問(wèn)題，醫(yī)院亟需一個(gè)信息集成平臺(tái)來(lái)解決上述問(wèn)題，目前比較成熟的解決方案是采用基于面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的總線模式，其核心組件是企業(yè)服務(wù)總線（ESB），它面向的是公共服務(wù)，為服務(wù)提供者和服務(wù)消費(fèi)者之間的集成提供平臺(tái)。ESB通過(guò)Web服務(wù)、HL7消息、資源適配、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、消息路由等技術(shù)采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為醫(yī)院信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)松耦合的面向服務(wù)集成提供基礎(chǔ)。 二、 面向服務(wù)的體系架構(gòu)（SOA）面向服務(wù)的體系架構(gòu)（Service Ori

8、ented Architecture，SOA）是一個(gè)組件模型，其架構(gòu)思想主張系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)相分離，使得系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思想不再受制于技術(shù)實(shí)現(xiàn)因素。面向服務(wù)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)擺脫了技術(shù)的束縛，它為解決異構(gòu)系統(tǒng)通信與互操作問(wèn)題提供了一種行之有效的解決方案2。在SOA架構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用SOA所提供的面向服務(wù)的特性，把原有醫(yī)院信息系統(tǒng)中的應(yīng)用和資源轉(zhuǎn)變?yōu)榭晒蚕淼臉?biāo)準(zhǔn)服務(wù)，然后通過(guò)對(duì)服務(wù)的調(diào)用來(lái)完成醫(yī)院信息系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互與業(yè)務(wù)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)、分布式應(yīng)用系統(tǒng)之間的敏捷、快速、松耦合、高可靠的應(yīng)用集成。SOA的體系架構(gòu)如圖1所示： 圖1 SOA 體系架構(gòu)SOA體系結(jié)構(gòu)中的角色3：(1) 服務(wù)提供者：實(shí)現(xiàn)具體業(yè)務(wù)功

9、能、醫(yī)院各信息系統(tǒng)通過(guò)部署到服務(wù)器上將自己的業(yè)務(wù)邏輯發(fā)布為服務(wù)，可以響應(yīng)來(lái)自外部的服務(wù)請(qǐng)求。(2) 服務(wù)注冊(cè)中心：對(duì)外發(fā)布己經(jīng)在注冊(cè)中心注冊(cè)的Web服務(wù)，并且對(duì)其分類整理，方便服務(wù)請(qǐng)求者查找需要的Web服務(wù)。(3) 服務(wù)請(qǐng)求者：通過(guò)調(diào)用外部的服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自身的部分功能，這種調(diào)用是通過(guò)與服務(wù)提供者提供的服務(wù)端口進(jìn)行綁定，向外部服務(wù)發(fā)送服務(wù)消息來(lái)實(shí)現(xiàn)，外部服務(wù)經(jīng)過(guò)處理向服務(wù)請(qǐng)求者返回相應(yīng)消息。在服務(wù)提供者角色中，服務(wù)描述和服務(wù)是相互分離的。服務(wù)請(qǐng)求者所關(guān)注的是服務(wù)描述，而對(duì)服務(wù)實(shí)現(xiàn)不需要了解具體的服務(wù)實(shí)現(xiàn)，也不必關(guān)心服務(wù)實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)，符合Web服務(wù)平臺(tái)無(wú)關(guān)、松散耦合的特性4。接下來(lái)要考慮的問(wèn)題是，在S

10、OA架構(gòu)思想的指導(dǎo)下，如何實(shí)現(xiàn)應(yīng)用接口的服務(wù)化封裝？通過(guò)什么樣的軟件支撐基礎(chǔ)來(lái)承載服務(wù)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)注冊(cè)、查找、路由、調(diào)用、編排、為SOA整個(gè)體系的搭建提供一個(gè)靈活、敏捷的服務(wù)承載平臺(tái)? HSB給出了答案。三、 醫(yī)院服務(wù)總線（HSB）醫(yī)院服務(wù)總線（Hospital Service Bus, HSB）是企業(yè)服務(wù)總線（Enterprise Service Bus, ESB）在復(fù)雜的醫(yī)療環(huán)境中的應(yīng)用。HSB是SOA基礎(chǔ)架構(gòu)的關(guān)鍵組件，提供通信、整合、安全、事務(wù)支持和服務(wù)質(zhì)量控制等SOA要求的基礎(chǔ)架構(gòu)。HSB巧妙的將總線集成和SOA的思想結(jié)合起來(lái)，它允許開(kāi)發(fā)人員集成異構(gòu)系統(tǒng)，同時(shí)不再面向定制出來(lái)的業(yè)務(wù)接口

11、，它面向的是公共服務(wù)5。ESB為服務(wù)提供者和服務(wù)消費(fèi)者之間集成提供了一個(gè)平臺(tái)，具有靈活的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)。HSB總線支持主流的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提供可靠的消息傳輸機(jī)制 ，建立服務(wù)之間的通信、連接、組合和集成的服務(wù)動(dòng)態(tài)松耦合機(jī)制，為集成遺留系統(tǒng)和新建基于SOA的應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)集成提供了支撐。并在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)面向應(yīng)用的業(yè)務(wù)適配器組件，實(shí)現(xiàn)各集成應(yīng)用之間可管理的接口透明，為醫(yī)院應(yīng)用提供了便捷、一致、安全并符合標(biāo)準(zhǔn)的豐富接口，保證服務(wù)之間信息的可靠傳送，實(shí)現(xiàn)不同操作系統(tǒng)，不同數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件運(yùn)行平臺(tái)及其基于這些平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件的服務(wù)集成。HSB應(yīng)具備可插拔的服務(wù)協(xié)議、傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換、消息轉(zhuǎn)換和路由的能力，

12、其體系結(jié)構(gòu)如圖2所示:圖2 HSB的體系結(jié)構(gòu)HSB的主要功能特征有：(1) 支持廣泛開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)：符合Web service、XSLT、XPATH、WS-Security、SSL、WPDL、BEPL4WS、HL7、DICOM等標(biāo)準(zhǔn)。(2) 可靠的服務(wù)事件傳輸：服務(wù)總線的可靠消息傳輸和異步通訊特征通過(guò)基于消息的基礎(chǔ)中間件實(shí)現(xiàn)。服務(wù)總線應(yīng)該支持JMS或MSMQ等接口的第三方消息中間件等。(3) 支持可插拔服務(wù)組件：支持引擎擴(kuò)展和傳輸綁定擴(kuò)展。(4) 內(nèi)置豐富引擎組件：包括BPEL、XSLT、Rules，Script，SCA組件等。(5) 支持多種傳輸構(gòu)件：實(shí)現(xiàn)組件包括SOAP(HTTP)、JMS(MS

13、MQ)、EMAIL、FTP、電子病歷適配器等。(6) 支持集中管理和分布部署。(7) 支持同步和異步服務(wù)調(diào)用：同步采用WEB服務(wù)直接調(diào)用，采用消息隊(duì)列傳輸支持異步服務(wù)調(diào)用。HSB是面向服務(wù)的，而服務(wù)是基于標(biāo)準(zhǔn)的，這使得HBS具有屏蔽異構(gòu)系統(tǒng)平臺(tái)差異的能力。由于服務(wù)本身的獨(dú)立封裝、可隨意插拔，各式各樣不同的服務(wù)可隨時(shí)注冊(cè)到總線中，形成面向服務(wù)的組件庫(kù)，所以，HSB天然就具備好的擴(kuò)展性。同時(shí)HSB采用了輕量級(jí)的分布式體系，可以將更多的處理邏輯分配到多個(gè)端點(diǎn)上，業(yè)務(wù)處理能力及系統(tǒng)壓力可靈活調(diào)配。HSB支持?jǐn)?shù)據(jù)處理流程，這些數(shù)據(jù)處理流程可以是一些簡(jiǎn)單的路由規(guī)則，也可以是功能強(qiáng)大的流程引擎，例如BPEL

14、，來(lái)對(duì)服務(wù)進(jìn)行編排。這些流程的作用域在可以是一個(gè)醫(yī)院內(nèi)，也可以是多個(gè)醫(yī)院之間，而在物理拓?fù)渖?，可以是跨區(qū)、跨市、跨省。它為實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部各信息系統(tǒng)之間、和區(qū)域衛(wèi)生信息平臺(tái)之間，以及和上級(jí)衛(wèi)生部門之間的數(shù)據(jù)、應(yīng)用、流程整合、業(yè)務(wù)協(xié)同提供服務(wù)。四、 基于SOA的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺(tái)基于SOA的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺(tái)的軟件架構(gòu)包括四個(gè)層面：醫(yī)院信息平臺(tái)資源層,即接入平臺(tái)的以EMR、LIS、PACS、臨床路徑等系統(tǒng)為主要組成的臨床信息體系和以HIS、HRP、OA等信息系統(tǒng)為主要組成的醫(yī)院運(yùn)營(yíng)管理信息體系；醫(yī)院信息平臺(tái)服務(wù)層，即以SOA的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)封裝的應(yīng)用接口服務(wù)、注冊(cè)服務(wù)、患者主索引服務(wù)、CDR服務(wù)、電子

15、病歷檔案服務(wù)等；醫(yī)院信息平臺(tái)信息交換層，主要實(shí)現(xiàn)全院級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)互通的需求；醫(yī)院信息平臺(tái)應(yīng)用層，即基于醫(yī)院信息平臺(tái)，通過(guò)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的交換、共享和整合，結(jié)合實(shí)際的醫(yī)療業(yè)務(wù)和管理需要，建立擴(kuò)展的應(yīng)用，主要包括醫(yī)院門戶、醫(yī)院一卡通、電子病歷瀏覽器、計(jì)算機(jī)化醫(yī)囑錄入（CPOE）、區(qū)域醫(yī)療協(xié)同、管理決策支持、臨床決策支持和患者公共服務(wù)等。基于SOA的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成平臺(tái)的軟件架構(gòu)如圖3所示。圖3 基于SOA的醫(yī)院信息平臺(tái)軟件架構(gòu)圖醫(yī)院信息平臺(tái)主要的功能組件有：（1）患者主索引服務(wù)（MPI）患者主索引服務(wù)MPI(Master Patient Identifiers)，患者主索引服務(wù)是指為保持在多域或跨

16、域中用以標(biāo)識(shí)患者實(shí)例所涉及的所有域中患者實(shí)例的唯一性，所提供的一種跨域的系統(tǒng)服務(wù)。它是醫(yī)院信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互和集成的前提，注冊(cè)服務(wù)中的患者注冊(cè)一般通過(guò)建立患者主索引MPI來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）注冊(cè)服務(wù)注冊(cè)服務(wù)包括對(duì)患者、醫(yī)護(hù)人員、醫(yī)院科室、醫(yī)療衛(wèi)生術(shù)語(yǔ)的注冊(cè)管理服務(wù)，系統(tǒng)對(duì)這些實(shí)體提供唯一的標(biāo)識(shí)。針對(duì)各類實(shí)體形成各類字典庫(kù)（如人員字典、科室字典、ICD10字典等），為集成平臺(tái)提供統(tǒng)一的公共數(shù)據(jù)字典服務(wù)。（3）電子病歷與臨床數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（CDR）電子病歷是居民個(gè)人在醫(yī)療機(jī)構(gòu)歷次就診過(guò)程中產(chǎn)生和被記錄的完整、詳細(xì)的臨床信息資源，按照以患者為中心建立的電子病歷文檔的存儲(chǔ)是臨床數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)CDR(Clinical D

17、ata Repository)的基礎(chǔ)。（4）電子病歷瀏覽器電子病歷瀏覽器是為終端用戶提供的訪問(wèn)個(gè)人電子健康記錄的應(yīng)用程序，建議采用Web 方式實(shí)現(xiàn)電子病歷的快捷瀏覽。電子病歷瀏覽器的目標(biāo)是建立一個(gè)用戶友好的環(huán)境，在該環(huán)境下被授權(quán)的醫(yī)護(hù)專業(yè)人員或患者可以方便地訪問(wèn)電子病歷中保存的相關(guān)數(shù)據(jù)。（5）全院業(yè)務(wù)協(xié)同支撐服務(wù)醫(yī)院信息平臺(tái)基于SOA 架構(gòu)設(shè)計(jì)，將各種類型的協(xié)同工具服務(wù)組件化，統(tǒng)一在信息平臺(tái)上進(jìn)行注冊(cè)，提供服務(wù)調(diào)用適配器接口或Web Service，以便平臺(tái)的其他應(yīng)用程序和組件利用協(xié)同組件工作。五、 總結(jié)針對(duì)目前醫(yī)院信息化發(fā)展過(guò)程中遇到的系統(tǒng)集成問(wèn)題，本文提出了采用面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的醫(yī)院服務(wù)總線（HSB）的集成方案，為醫(yī)院信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)松耦合的集成提供平臺(tái)?；?ESB 總線的架構(gòu)提供了一種各業(yè)務(wù)系統(tǒng)與基礎(chǔ)服務(wù)之間一種松耦合的服務(wù)模式，任何業(yè)務(wù)系統(tǒng)都可以提供服務(wù)，也可以調(diào)用服務(wù)，在提高系統(tǒng)組件可重用性以及實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)過(guò)