基于W e b的医院信息系统架构及其数据交互设计

曹玉珍，贾朔，陈露诗

天津大学 精密仪器与光电子工程学院 天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室 天津 300072

基于W e b的医院信息系统架构及其数据交互设计

曹玉珍，贾朔，陈露诗

天津大学 精密仪器与光电子工程学院 天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室 天津 300072

本文在设计基于Web的医院信息系统总体架构的基础上，着重对其数据交互进行设计。参考DICOM信息模型对数据进行规范化的分类，使用SQL Server 2005数据库服务对数据进行统一管理。使用Web服务为用户提供网络交互平台，使病人、医生、管理人员通过统一的平台对医疗信息进行实时而不同级别权限的操作。

HIS;DICOM;数据库;Web

0 前言

随着网络化、信息化时代的到来，医院信息管理也必然随之发生改变，医疗模式转变和数字化管理理念渐渐形成并成为主导。

20世纪60年代初，美国便开始了医院信息系统（Hospital Information System, HIS）的研究。日本及欧洲各国相继从70年代开始开展研究。我国的HIS是从80年代末期逐步发展起来的，虽然也有了长足的发展，但是大部分医院并没有让病人品尝到数字化医院所带来的好处[1,2]，虽有些改变，但是长时间的排队、信息不透明等现象还是让诸多患者和家属不满。衡量一个医院的综合水平高低，不再仅局限于医院设施上，更要比“服务”，越来越多的患者，需要迅捷、方便地得到医院的医疗信息和自己的医疗诊断结果，并且能及时地反馈个人信息给医院。

医院信息交互平台[3]，集Internet网站、计算机通信集成、计算机网络、数据库等技术于一体，为各医疗服务机构开辟了一种新的服务平台，实现全院信息的彻底数字化。

我国医院信息交互平台建设的瓶颈在于医院信息化程度的不足，以病人为中心的医院信息建设的思想未形成[4]。

本研究将为医院信息系统的进一步完善提供参考。

1 系统框架

对于医院信息系统交互平台，信息操作一般包括：数据的采集、数据传输、数据录入、存储、打印和浏览、数据备份和管理等。对应这些操作，硬件上则需要各种检测仪器（如心电图机、B超）、采集卡（用于非标准化接口设备）、网络设备、数据库服务器、数据存储器材（包括磁盘阵列和其他存储介质）等[5]。

图1是本交互平台的系统架构，针对现在各医院的基本设施主要添加了无线以太网和GPRS网络服务器，使各种检测设备直接网络化或者通过PC实现网络化，用户能够使用任何一种网络终端连接到Web服务器，从而使各种检测信息、诊断信息能够实时得到存储和获取。数据传输主要通过以太网和GPRS实现，其中GPRS因其移动性作为无线终端（如PDA手机等）的传输渠道；而以太网（包括802.3/802.11）都是用于医院内部各设备以及与其他主干网络的数据传输，保证数据传输的可靠。

平台中传输的信息按其性质可以分为五类：二维或三维的影像、视频信息（如B超、MRI、CT等）；一维波形信息（如心电、脉搏波等）；文本检查数据（如体温、血压等）及诊断信息；医生、护士、病人、药物及设备等基本信息；标准化HL7消息文件。医院检测设备信息直接或间接通过采集设备由医生有选择的上传到Web服务器，Web服务器再将数据按照特定结构存储到数据库中。诊断、文本信息、医嘱信息由医生直接通过Web上添加到数据库中；医生、护士、病人、药物及设备等基本信息由管理员通过Web或者直接添加到数据库中。HL7消息文件是遵循HL7数据传输规范封装的结构完好的XML文件，用于不同系统或者系统与远程设备之间的数据传输。

2 信息管理与数据交互

随着医院信息系统的发展，各大型医院的硬件基础设施已基本完善，因而数据的存储和交互的实现才是重点[6]。为实现医院信息系统交互，本设计使用Web服务实现交互平台的搭建，使用数据库服务技术实现数据的管理，参照DICOM数据模型实现数据的组织。

2.1 信息管理

数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。使用数据库可以带来许多好处，如：减少了数据的冗余度，节省数据的存储空间；实现数据资源的充分共享等等。美国放射学会（ACR）和全美电子厂商联合会（NEMA）建立了规范医学影像及其相关信息交换的DICOM标准。DICOM之所以能促进图像信息有效地存档是因为它建立了规范性的数据结构和完整的数据模型，使得信息得到完整有效地表达。

DICOM标准中定义了四层信息模型：患者、研究、序列、图像，依据信息生成阶段和不同来源，在内容上紧密联系又相互独立，在过程中环环相连又层次清晰。对比DICOM的四层信息模型和医院诊断模式：患者信息对应挂号基本信息；研究信息对应诊断的病历信息；序列对应进行的各项检查；图像则对应检查的结果。以医疗信息部分的数据库表设计为例，设计时参照DICOM数据模型[7]，采用中国人传统的习惯，按病人、研究、序列、影像四个层次进行构建数据库模型，表名采用英文，主键、外键采用英文(或简写)，其他列标识采用中文列名的拼音首字母命名。表1为按照以上规则设计的研究信息表。

2.2 Web交互的实现

Web系统基于B/S模式，服务器提供数据浏览、查询、导入、导出等功能。Web服务器为三种用户提供服务：病人（普通用户）、医护人员和管理人员，每个用户具有不同的访问级别。在任何可以浏览WWW的网络终端上用户通过自己的用户编号和密码登录即可获得服务[8]。

2.2.1 病人与系统信息交互的实现

图2 用户登录后的窗口界面

病人与系统的交互信息涵盖了诊断的所有信息以及医师、设备、药物等相关信息，是交互平台的重要组成部分。病人可以通过服务器访问自己所有病历信息以及各科室的医生简要信息，一方面便于病人察看病情、了解诊断、实行医嘱；另一方面通过了解医生信息选择合适的医生进行诊治。病人在进行信息浏览时信息的可获取性是严格控制的，每一级信息的浏览都需要在上一级获得可获取信息的编号，然后Web通过HTTP协议连接数据库获取相应的信息[9]。病人信息中有一项特殊的交互——病人信息XML封装输出。XML文档以标准化的格式存储了病人的基本信息，用户可以携带包含此文件的智能卡去医院进行诊断，方便病人参与诊断过程的同时减少了医师对数据的重复操作[10]。

图2(a)为用户登录后查看到的个人信息和研究信息列表；(b)为生成的用户XML文档。

2.2.2 医护人员与系统信息交互的实现

医生除了可以查看自己的信息以外，还可以查阅参与诊治的病人诊断信息，添加新病人的诊断信息和医嘱信息；护士主要是执行住院用户和在院病人的医嘱以及实时进行医嘱反馈。

医生与医院信息系统的信息交互的主要操作是在病人的诊断过程中将各种就诊信息以及医嘱信息添加到数据库中。本设计提供XML格式病人信息直接导入方式，信息存储在个人持有的智能卡中，通过读卡器直接读取病人的基本信息或者仅仅读取病人的patient No（用户编号），由系统从数据库服务器中读取其他相关信息。

加载完用户信息之后添加诊断检测信息、检测信息的录入界面在导入XML后就将自动显示病人的基本信息，方便信息的录入和核对过程。

医生通过登录后可以查看到病人的检查信息，图3分别为B超与心电检查的数据浏览示例。

图3 病人检测信息

其他用户（如护士和管理员）信息交互的方式同上，只是各自职责不同。护士主要的职责除了对病人进行日常护理之外主要是对病人医嘱的执行和反馈，帮助医生实施对病人的治疗；管理员则可以进行添加删除更新用户、添加删除更新药物仪器、数据备份等操作，同时负责对Web服务器日常维护、更新网页信息。

3 总结

本文为医院信息系统交互平台提供了完整的设计方案，实现了数据的管理和Web平台搭建的工作，解决了医院信息不透明和医院信息全数字化问题，为医院信息系统的发展提供了参考。

[1] 田子睿,刘旭宏,曹宇.医疗信息系统技术结构的现状与发展[J].北京生物医学工程,2002,21(3):234-237.

[2] 刘挺.基于web的医院信息系统交互平台设计与实现[D].天津:天津大学,2008.

[3] 于建国,毛玉明.基于因特网的电子病历系统的设计与安全技术[J].中国医疗设备,2009,24(2):48-50.

[4] 李刚,孙智军,史淑红,等.医院计算机网络系统设计及管理探讨[J].中国医疗设备,2009,24(12):63-65.

[5] Angel Petrovski. John Grundy Web-enabling an Integrated Health Informatics System[C]. Proceedings of the 7th conference on object-oriented information system,spring lecture notes in computer science,2001.

[6] 江捍平.美国卫生信息工作标准HL7- 跨医疗卫生体系信息交换理论入门[M].北京:科学出版社,2005.

[7] ACR-NEMA,Digital Imaging and Communication in Medicine(DICOM),Part4,Service Class Specifications, 2003:35-81.

[8] 董建成,申飞驹,周董.基于Web的电子病历安全体系分析与设计[J].中华医院管理杂志,2007,22(8):560-563.

[9] 向璐,向祚铁.Microsoft.NET XML Web服务程序设计[M].北京:清华大学出版社,2003.

[10] 郑重,薛万国.XML签名在电子病历系统安全中的应用[J].计算机系统应用,2005(2):14-17.

Design and Implement of Interactive Platform for HIS Based on Web

CAO Yu-zhen,JIA Shuo,CHEN Lu-shi
Tianjin Key Laboratory of Biomedical Detecting Techniques and Instruments,College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China

Based on the design of an integrated block scheme of HIS, this paper stressed on the interactive platform design of medical information. According the DICOM model, data were standardized, classified,and then were managed by SQL Server 2005 database services. An interactive network platform was accomplished by using Web services. It can offer doctors and patients an interactive environment and accesses data within the purview of users in an effective way. It provides a valuable reference of the HIS development.

HIS; DICOM; database; Web

TP311.1

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.08.008

1674-1633(2010)08-0023-03

2010-04-11

2010-05-28

天津市科技发展计划资助项目（06YFSYSF02200）。

本文作者：曹玉珍，副教授。主要从事生物医学信号检测、医疗电子信息化方面的工作。

作者邮箱：yzcao@tju.edu.cn