heray2323
作者heray23232018-08-15 16:13
系统架构师, 中山大学附属肿瘤医院

某大型三甲医院基础集成信息平台建设需求与架构设计案例实践分享

字数 7651阅读 2474评论 0赞 5

一、基础集成信息平台建设背景

医院正在逐步迈入信息化浪潮,远离人工统计和纸质记录的旧时代,目前,我国三甲医院已经基本完成了现代化信息系统的建设工作,以某院为例,建设了包括His信息系统、一体化临床工作站、HRP系统、APP、护理病历、超声系统、内镜系统等几十个信息系统,而且随着医院对信息化发展的不断重视,信息系统在未来几年内会有一个快速增长,然而面临的问题也是日益加剧,最初的设计重点局限在满足业务需求上,并没有把可兼容性、数据共享性、高扩展性考虑进去,当系统较多的时候,交互接口数量基本上都是以指数级增长,给系统的开发、运维维护带来很大问题。
某院在最开始筹建基础集成信息平台时,通过对信息系统的调研和科室的走访,发现信息化有如下几类问题比较严重:

(一)各业务系统交叉互联现象严重,集成方式多样,主要包括WebService、视图、文件、动态链接库、exe程序、界面集成等方式。
例如,手机APP、微信的医院网站系统中,获取医嘱、缴费等信息是通过主动调用HIS 提供的WebService接口方式实现,当HIS的医嘱信息发生变化时App或微信系统只能通过刷新的方式再次调用WebService接口获取,HIS不能主动推送医嘱变化消息,效率和系统使用效果不好。

(二)基础数据问题

  1. 由于各类基础数据、字典未形成统一的管理方式,多散落在不同的系统中自行维护,数据不一致现象比较严重。
  2. 目前医嘱开立在HIS的医生工作站中完成,检查项目、检验项目、治疗项目采用的是HIS的物价收费项目,而不是医技科室的临床检查、检验等术语项目,需要通过对照完成转换。
  3. 由于有的基础数据采用程序同步的方式,因此会有数据不一致,同步不及时的问题。

(三)患者主索引及临床数据文档共享问题

  1. 临床医生在医生工作站中查看患者的检查结果、检验结果时,只能从不同的菜单中链接由各自的医技系统提供的Web界面,无法统一查看患者的检查、检验结果信息,也不能查看患者的历次检查、检验结果信息。
  2. 由于同一病人会反复入院,但系统尚不能从统一的视图查到病人的所有诊疗记录,免去医生反复查询的工作。
  3. 电子病历与病理系统、影像系统的对接做的不好,负责登记的技术员需要登录多个系统查询同一病人的信息。
  4. 病人门诊号、病理号、住院号各不相同,技术员无法通过唯一标识识别病人,如遇重名则需要技术员人工区别。

(四)业务流程现状问题

  1. 检查申请单业务流程问题
  1. CT、MR可以在门诊、住院申请单预约,门诊患者缴费后拿着申请单及缴费单据到影像放射登记科室登记,通过RIS系统进行预约确认、到检登记,同时通过HIS终端系统进行确费,预约确认、到检登记、上机检查、出检查报告等各业务环节都不能通过系统反馈给HIS,医生无法掌握患者的检查进度情况;

  2. 内镜检查目前没有实现预约,内镜检查登记系统不能获取电子申请单信息,登记人员通过患者手持的纸质申请单进行人工录入,后续各环节信息不能通过系统反馈给HIS,医生无法掌握患者的检查进度;

  3. 病理申请仍采用纸质申请单形式,缺乏质量管理模块;

2. 挂号、预约挂号业务流程问题
某院患者可以通过自助机、手机APP、电话预约、现场、微信、支付宝等多种挂号方式,号源池统一放在HIS中管理,但由于挂号渠道多样,针对不同业务场景没有进行统一的业务梳理,不同业务场景下对号源池处理的业务规则也不相同,因此此处的接口比较乱,后续如果再增加其他类型的预约挂号方式,业务的复杂度会逐渐增大。

二、需求分析

2.1 基础数据治理需求
目前,医院30多个其他系统与HIS系统有接口关系,同时为了让业务流程能够有效运转,HIS系统也与大量的其他系统有接口关系。这种网状的耦合关系使得系统维护、升级或更换等异常困难、成本高昂。因此基础数据治理,形成全院级基础数据标准势在必行。

2.2 建立全院统一的患者主索引的需求
医院信息整合要解决的关键问题是患者信息的不统一。目前医院各个应用系统均有患者基本信息,但是数据的标准不统一,维护的方式不统一。临床医疗活动均是以患者为主线的,如果患者的信息不统一是无法实现电子病历等数据整合的。因此,必须要建立全院级统一的病人主索引,并以此为基础实现医院数据层面的整合,构建EMPI,实现患者身份的精确识别是打通院前、院内、院后各医疗健康环节的基础,是实现以病人为中心的健康服务的重点之一。

2.3 以电子病历为核心构建临床数据存储库的需求
目前患者的电子病历文档、检查结果(B超、CT、MR、病理、内镜等)、检验结果信息都分散在不同的临床业务系统中,医生想要了解患者的临床信息需要切换到不同系统中查看,不便于辅助诊断。因此,医院迫切需要建立以患者为中心的临床数据存储库(CDR Clinical Data Repository),将患者历次诊疗过程中产生的临床数据及临床文档信息以标准化的方式进行集中存储,供各种临床业务角色在不同业务场景中进行调阅。同时,也能解决由于临床系统升级,临床数据丢失的问题。

2.4 基于平台重构HIS及CIS系统需求
医院提出强化“以病人为中心”的临床服务功能的需求,未来逐渐将HIS系统中临床服务相关功能剥离,仅保留费用服务相关功能,重新构建以费用服务为核心的HIS系统和以电子病历为核心的CIS系统。
因此,需要平台基于SOA理念梳理出公共标准服务(医嘱、费用、电子病历、申请单等),并通过平台对外发布服务,实现临床服务与费用真正剥离。另外,手术麻醉系统、重症监护系统、内镜系统、病理系统等临床系统,目前的医嘱开立、医嘱执行确认等工作都是在HIS中完成,医生、护士需要切换不同的系统,工作效率低下。因此也希望未来可以直接在手术麻醉系统、重症监护系统、内镜系统、病理系统中进行医嘱处理,结合CDR及知识库提供临床决策支持,提升临床系统的应用水平。

2.5 基于平台深化临床专科系统应用需求
医院的信息化越来越向专科化、专业化方向发展,很多医院专科内部都有其特有的诊疗流程,HIS通用的解决方案方式很难适应各专科的个性化需求。但引进平台后这种格局将被逐渐打破。因为,医嘱、费用、检查、检验、病历等各类临床标准服务通过平台梳理完成,并通过平台对外发布,而且平台基于服务提供插件,可以将插件插入专科系统中,让专科系统升级、改造将变得轻松容易。并结合CDR及知识库提供临床决策支持,提升专科系统的应用水平。

2.6 支持集团化医院建设
医院未来的发展方向是建设集团化医院,信息化必将成为重要的支撑手段。通过基于电子病历的医院集成平台,构建满足区域医疗协作需求的如区域医疗一卡通、预约挂号系统、医技预约系统、双向转诊信息、远程医疗等系统,实现集团医院和远程会诊访问端与医院之间的医疗业务协同。

三、总体设计方案

3.1 集成平台总体架构设计方法--开放组体系结构框架(TOGAF)
在传统医院信息化建设过程中,往往忽视了“架构设计”的重要性,整个IT建设工程在信息化规划之后,直接投入到项目建设阶段,最后造成项目无法满足客户需求,包含战略发展需求、业务管理需求和基本运行需求,最终项目无法交付。
本项目建设应高度重视“架构设计”的重要性,架构设计从医院战略分析出发,设计出一套符合要求的架构,包含建设愿景、业务架构、应用架构、数据架构、技术架构和部署架构,坚持符合“建设目标”的原则,确保建设的内容是高度可交付的,不仅可以保证医院运营和管理的可持续性和不断发展,更可以确保这种IT建设是不断迭代的,进而促使医院信息化建设可以不断支持医院战略发展。
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图 3-1架构设计方法

信息化建设应坚持顶层设计原则,医院信息化建设应坚持做好“架构设计”,好的架构设计必然需要遵循科学的设计方法和体系。目前,世界上广泛采用的架构设计方法是“开放组体系结构框架(TOGAF)”,目前已经发展到9.x版本。

TOGAF 由国际标准权威组织The Open Group制定,不仅有80%的福布斯( Forbes)全球排名前50的公司在使用,而且支持开放、标准的SOA参考架构。开放组体系结构框架(TOGAF)是一个行业标准的体系架构框架,它能被任何希望开发一个信息系统体系架构在组织内部使用的组织自由使用。TOGAF是为开发企业架构的一个详细的方法和相关支持资源的集合。TOGAF将帮助国内医院大大节约IT建设成本,增加业务模式的灵活性,更加的个性化、随需应变,并提高信息系统应用水平,同时还可以对业务模式创新起到推动作用。同时,由于TOGAF不仅仅是一套标准,更是一种方法,能带来最佳管理实践。
基于TOGAF,在架构设计阶段,我们引入适合本项目建设的架构设计方法和流程(如图3-2)
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图3-2架构设计方法和流程

1. 业务架构设计
医院战略发展规划或目标的达成必定需要各个业务域的支撑,在业务架构设计时首先需要识别出各个业务域,然后分析出各个业务域的角色组成及他们之间的关系,接着分析出业务域之间的利益关系,最后总结和设计出符合IT建设目标的业务流程。

2. 应用架构设计
在业务架构的设计中,每个角色User的业务操作其实就是一个功能需求,每个业务操作必然产生Create数据结果,基于UC(User/Create)矩阵方法,我们可以归纳和设计出子系统,最终形成子系统之间的逻辑关系框架就是应用架构设计。

3. 数据架构设计
数据是信息化建设的根本,数据的合理存储更是一门科学!我们可以从数据的不同特性来对数据进行分类,例如业务特性、实时性、长久性、法律法规相关性、业务稳定性等等,然后根据这些特性来决定哪些数据应该存储在一起,哪些数据应该被分开存储,哪些数据应该永久保存。

4. 技术架构设计
从业务流程到应用实现再到数据存储,以及它们之间的信息流转,信息技术是支撑信息流转的必备条件。项目建设需要充分分析各个层面所需的技术手段,从可行性、性价比、扩展性、规范性等方面做好技术选型,确保信息化建设可以快速、高效、高质量的开展。

5. 逻辑部署架构设计
信息系统的各种设计完成之后,我们还需要分析这些信息系统该如何正确的部署,哪些系统应该独立部署,哪些系统应该集中部署,不仅需要考虑运行效率、稳定性,还要考虑性价比和易维护性。

6. 物理部署架构设计
信息系统都是运行于网络和硬件设备之上的,在确定了信息系统的逻辑部署架构之后,我们还需要确定运行信息系统需要什么样的物理硬件或网络支持。

3.2 集成平台业务架构设计
医院基于电子病历的医院信息平台包含接入层、平台组件、资源信息层、平台标准服务、基于平台的应用、基于平台的信息门户、信息标准体系、信息安全体系,共8个组成部分:

(一)接入层:医院信息平台从医院现有信息系统、集团医院信息系统、上级区域卫生信息平台采集数据、信息共享、业务协同;

(二)平台组件:是一套业界已经非常成熟的中间件产品、工具,用于实现消息交互、应用系统集成、适配器、企业服务总线,是医院信息平台建设的基础;

(三)信息资源层:是医院信息平台基本运行和展现建设效果的基础,包含EMPI数据、术语与基础数据、CDR临床数据存储库、CDR文档库、知识库、运营数据中心ODS、基于主题数据仓库、科研数据仓库、日志数据库等,是医院的“信息资产”;

(四)平台标准服务:主要包括两大类标准服务,一类是有平台内部公共组件提供的共性服务通过医院企业服务总线以代理方式对外发布,例如:患者主索引服务、临床稳文档注册/共享服务、临床决策支持服务等;另一类是由医院既有系统提供的共性服务通过医院企业服务总线以代理方式对外发布,例如:医嘱服务、费用服务、患者入出转服务等。

(五)基于平台的应用:是医院信息平台面向院内、院外提供的应用程序和SOA服务,包含医疗一卡通、CPOE、申请单流转系统、基于CDR的应用、临床辅助决策支持、过程质量监控等;

(六)基于平台的信息门户层:用于统一信息服务,支持跨屏的信息服务,提高信息服务水平,包含患者门户和医务人员门户等。
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图3-3集成平台系统架构设计

3.3 集成平台应用架构设计
业务类应用系统由医院信息系统HIS、以电子病历为核心的临床信息系统CIS、综合运营管理系统HRP、科教研管理系统、后勤管理系统、客户关系管理系统、健康管理系统和区域医疗协作系统组成,这些系统之间相互依赖、相互协作,共同支撑着医院的日常业务运行和后台管理。
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图3-4集成平台应用架构设计

我们将业务类系统再细分一层得到第二层医院信息系统应用架构设计:

  1. 在临床服务方面,形成以费用服务为核心的HIS系统构建和以电子病历为核心的CIS系统构建,强化“以病人为中心”的临床服务功能。这两块的重构都是以平台为基础的。

  2. 在综合运营管理方面,建设医院综合运营管理系统H-ERP,实现以会计为中心,预算为主线,成本、物流、固定资产为基础,绩效为杠杆的一体化运营管理,辅助医院逐步完善科学化分配体系,内增活力,辅助医院运营管理实现可持续发展和跨越式发展的。

  3. 在区域医疗协作方面,基于医院优势医疗资源,建设双向转诊、远程会诊、影像中心、临检中心、病理中心、分级医疗等子系统,实现医院与分院、协作医院、基层医疗卫生服务机构之间的信息共享和业务协同,辅助医院逐步开展基于信息化的区域医疗协作业务。

  4. 在医、教、研一体化建设方面,内增活力,构建医院教学、科研相关的信息系统建设,特别在国家、省级重点学科科教系统与临床信息系统、临床支持系统之间的信息共享,只有信息共享的医、教、研一体化建设才能真正辅助医院不断提升核心竞争力、不断发展,为临床医学科研创新提供活力,为区域提供更高质量的人才培养和输出。

  5. 在信息系统整合方面,包含“信息展现的整合”和“信息交换的整合”,信息展现的整合即“门户Portal”,可以使各种相关信息展现在不同设备上,如PDA、平板电脑、手机等,让使用信息系统的各类人群更加方便快捷;信息交互的整合即我们常说的“系统接口实现”,基于电子病历的医院信息平台可以实现标准化的信息系统整合,通过信息的“大整合”让使用信息系统的医疗人员、医院管理者更为“一目了然”。

  6. 在客户关系管理方面,建设和完善客户关系管理系统,实现客户(这里特指外部客户,即患者或保健人员)档案电子化,实现客户服务多元化,辅助医院为客户提供优秀的医疗服务和信息服务,为医院创造效益。

  7. 在临床决策支持方面,建设临床数据存储库、知识库,并以临床数据存储库为基础结合知识库对外提供临床决策支持服务。

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图3-5第二层医院信息应用架构设计

3.4 集成平台数据架构设计
医院集成平台数据架构在设计上支持集团化医院建设,通过医院信息平台将医院各业务系统和集团医院业务系统中的临床数据以标准化的方式集中存储起来,实现数据交换、数据存储、数据转换、数据分析和数据共享。

 基础数据数据库:用于存储基础数据MDM;

 患者主索引库:用于存储患者主索引、患者基本信息;

 临床知识库:用于存储或者结构化存储各类临床知识;

 CDR临床数据存储库:将医院分散在各临床业务系统中的临床数据以标准化的方式集中存储起来,用于临床信息共享,供不同临床业务场景使用;

 CDR文档库:CDR数据分类两类一类是结构化数据,存储在CDR临床数据存储库中,一部分是非结构数据以HL7 CDA文档方式存储在CDR文档库中,主要存储的患者在临床诊疗过程中形成的各类主客观病历。

 临床科研数据仓库:依据临床科研统计分析需求,从临床数据中心CDR采集数据,构建与疾病有关的数据仓库;

 BI数据仓库:依据管理与决策需求,从上述各个数据库中采集数据构建主题数据仓库。
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图3-6总体数据架构

3.5 临床数据存储库CDR
通过建立集团化临床数据存储中心,将分院临床各业务系统PACS、LIS、EMR、HIS系统中临床数据形成CDA文档标准存储到总院CDR临床文档库中。具体临床数据中心CDR数据架构图如下:
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图3-7 CDR数据架构图

3.6 以集成平台为中心的技术架构设计
根据医院集成平台的业务需求、系统架构,我们规划出医院信息平台的技术架构设计:

 门户层:用于实现跨平台的信息展现,提供用户可自定义的界面展现,能够防止一些恶意的代码灌注入侵,能够实现一定程度的用户身份认证管理。

 基于平台的应用层:根据业务属性来提供不同的界面展现,有的应用适合采用web展现技术,有的应用适合采用Windows Form展现技术,能够提供嵌入式的临床信息集成,比现有“按钮”式的集成要更加直观、高效,能够实现对外统一信息服务的SOA封装,能够对各个应用进行审计,记录应用使用信息。

 信息资源层:能够对Oracle、IBM DB2、MS SQL Server等数据库管理系统进行访问,能够支持系统之间的多事务管理,应用XQuery技术实现对XML文档的查询、统计,应用数据仓库技术实现对数据的统计分析,能够实现平台与数据库管理系统之间的数据审计。

 集成平台层:应用单点登录技术实现对单一用户多账户的管理,提供工作流技术,用于配置和变更业务流程和数据交换流程,应用规则引擎实现对知识库的使用,应用HL7 CDA识别和转换技术实现对临床文档的存储和交换,应用XML技术实现SOA消息的封装,应用WebService技术实现实时数据交换服务,应用异步消息技术实现非实时的数据交换服务,应用BI应用技术实现对多维数据库的访问,应用适配器技术实现对异构系统的集成,应用日志服务技术实现对平台应用的日志数据存取管理。

 接入层:表示与医院信息平台互联互通的院内、院外信息系统。

四、项目总结

通过基础数据治理和集成服务梳理及发布,有效建设新接入厂商与原有系统厂商之间的接口改造;通过临床诊疗集成视图,为医生临床诊疗活动提供辅助支持,能够减少医生决策时间;通过科研创新的科研检索和数据检索,为临床医生和科研医生快速提供有效的科研素材及科研病历,从而为医生的科研活动奠定基础;通过跨院双向转诊、跨院电子病历共享医技跨院检查申请与预约,为医院构建区域医疗体系提供强有力的信息化支撑;医疗大数据是近年来比较热门的话题,平台提供健康管理、区域医疗协作、临床辅助决策和临床科研等服务,作为医院未来医疗大数据分析的基础,从而加快医院针对该部分的信息化进程。

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