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医疗信息集成平台技术研究

医院信息一体化建设促进了医疗服务体系的改革,对于建立合理的医疗服务体系,提高医疗信息的合理共享与信息资源深度利用具有重要意义。但是由于各异构系统间信息的互联互通具有较大难度,为大型集团医院信息集成平台的构建带来较大困难。因此笔者提出了信息集成平台的解决方案。

1信息集成平台简述

传统的信息集成平台往往局限于数据集成,解决了信息集成的技术兼容性问题[1],很难实现各异构系统间的业务集成。这种集成方案缺乏标准的临床语意数据集,只能实现数据间点对点的转换,导致集成平台的系统结构复杂,缺乏灵活性与可拓展性。所以笔者提出了一种基于HL7-CDA的医疗信息集成平台。国内医院的信息系统建设大多以实现需求为基础,没有统一的建设标准与临床标准数据集约束,导致各异构系统的封闭性。因此本平台采用HL7-CDA与卫计委临床标准数据集相结合来保障临床数据语义的标准性。基于HL7-CDA的信息集成平台采用SOA架构,其是一种粗粒度、低耦合服务架构,能实现各项功能集以服务的形式平滑接入[2],不涉及底层的系统接口。本信息平台对现有的检验系统、影像系统、电子病历系统等子系统实现了数据的有效整合与共享,保证了院内患者临床信息与管理信息的标准化管理。

2基于HL7-CDA标准和XML技术的通信模型

2.1HL7-CDA及临床标准数据标准HL7-CDA是HL7标准的补充协议,是以信息交互为目标的具有特定语法和临床语义的文档标记模型。CDA文档通过<ClinicalDocument>标签进行标记,主要包括文档头(Header)和文档体(Body)两部分。其中Header由文档概要、文档数据、文档提供者和文档接受者4部分组成;Body主要是临床文档的详细内容。CDA文档体中所包含的临床文档由结构体(StructuredBody)构成。每个结构体都可以由多个可递归嵌套的部分(section)组成[3]。另外为了保障CDA标准的本地化,系统同时参考卫计委临床标准数据集来进行补充。标准数据集包含了不同医疗信息的数据元及其值域,例如门诊信息、住院信息以及检验信息等不同业务场景。2.2XML和Schema技术XML(ExtensibleMarkupLanguage)是一种可拓展性的标记语言,是由W3c制定的一种标准。XML可以定义临床文档的结构信息,便于异构系统进行数据交互,已经成数据交换领域的通用语言。使用XML语言标记的文档对象称为XML文档,并且文档自身的结构关系可以通过文档定义类型(DTD)或XMLSchema进行表述。但是DTD有独立的语法结构;其支持的数据类型较为有限;DTD不支持动态扩展。所以本系统采用XMLSchema进行文档验证,XMLSchema支持的数据类型丰富;XMLSchema和XML使用同样的语法规则;其可扩展性较强。HL7V3消息格式和CDA文本都可以通过XML进行描述,它们都可以作为一个XML文档。通过Schema对文档结构的预定义,保障了异构系统间交换数据的语法和语义的一致性,同时也对XML文档进行数据校验。基于共同的XMLSchema,保障了异构系统间的数据的互联互通。2.3通信模型的构建通信模型是基于HL7-CDA标准,通过XML技术构建,实现了院内异构系统的数据交互。其构建流程如下:①将具体的医疗业务场景设计的数据元按照HL7-CDA的Header和Body进行分类处理,其中Body部分由多个Session组成,例如患者主诉、既往史、现病史等不同部分。②建立CDAHeader部分与上述头部相关数据元的映射关系。③参考现有模板章节与CDAR-MIM标准进行CDABody不同章节的定义,同时完成上述数据元与CDABody的映射。④当业务数据元与CDA完成映射时,通过XMLSchema对CDA文档进行校验,形成正确的CDA文档。通过上述转换,实现了以数据类型为中心的数据库文档结构到以患者为中心的CDA文档结构的转换。

3信息集成平台的实现本平台采用

muleESB实现企业服务总线(ESB)的构建,从而实现异构系统松耦合模式下信息交互,构建SOA架构[4]。另外通过HL7-CDA引擎实现CDA文档的构建与解析。图1是信息集成平台的系统架构图,该架构可应用于院级医院异构系统的集成,也可建立区域级的医疗信息集成平台。其中数据源可通过ETL技术建立统一、规范的数据中心来提供,也可通过不同子系统实时提供。基于SOA架构的医疗信息集成平台主要包括集成服务引擎、企业服务总线(ESB)和HL7-CDA引擎等3部分。3.1集成服务引擎与ESB服务ESB服务是基于SOA架构的信息集成平台的核心控制模块,它通过对现有的WebServices服务进行注册,形成一个服务调度中心,其屏蔽了服务提供者的信息,向外暴露统一的服务接口,从而实现了服务的松耦合,保证了服务的平滑接入和修改。集成服务引擎包含了WebServices服务的具体实现,为集成平台提供数据请求服务。其具体工作流程为:ESB接收Hl7-CDA引擎发送的标准化消息请求,ESB通过WebServices调度中心完成注册服务的寻址与调用,集成服务引擎接收上述Web-Services调用,并通过与后台数据服务系统的交互获得相应数据集,并向HL7-CDA引擎返回结果。3.2HL7-CDA引擎HL7-CDA引擎主要是实现数据库数据与CDA文档间的相互转换。HL7-CDA引擎主要分为HL7-CDA合成引擎与HL7-CDA解析引擎两部分,其结构如图2所示。HL7-CDA合成引擎主要是通过CDA文档结构与相关数据元进行映射,形成标准的HL7-CDA文档,同时完成HL7消息的封装。HL7-CDA解析引擎主要是解析CDA文档,将CDA各节点信息通过XML解析引擎解析为普通数据格式。为了提高XML文档的解析性能,HL7-CDA解析引擎采用SAX解析技术,对大型XML文档的解析性能有较大提升,提高了平台的用户体验。

4总结和展望

医疗信息集成平台以HL7-CDA标准为主,同时参考卫计委临床标准数据集,制定了本地化的CDA模板。同时提出了基于SOA架构的信息集成框架,具有良好的灵活性和可扩展性。但是由于目前大部分医院的信息系统建设处于发展阶段,患者临床信息难以完全实现结构化,并且缺乏统一的临床标准数据集,所以本平台的CDA模板很难实现完全结构化。因此要加快医院基础信息设施建设,构建完全符合HL7-CDA文档结构的临床模板实现更高效率的数据互联互通。

作者:翟西华 单位:徐州医科大学

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