医院大数据集成与服务平台的建设与应用

邵旻晖

摘  要： 为了实现医院核心业务之间的互联互通，推动医院内部信息资源整合和共享，建立了由主数据管理、患者主索引、患者360试图、大数据应用、临床科研平台、综合运营BI六大模块组成的，以电子病历为核心的医院大数据集成与服务平台。该平台的建设，实现了医院各个异构系统的集成并提供了统一的医疗数据访问服务，为智慧医院建设打下了坚实基础。

关键词： 互联互通; 电子病历; 医院大数据; 集成平台; 智慧医院

中图分类号：TP391          文献标识码：A     文章编号：1006-8228（2022）02-69-03

Construction and application of hospital big data integration and service platform

Shao Minhui

（Ningbo Medical Center Lihuili Hospital， Ningbo， Zhejiang 315000， China）

Abstract： In order to realize the interconnection between hospital core businesses and promote the integration and sharing of hospital internal information resources， the hospital big data integration and service platform is established， which consists of master data management， patient master index， patient information management， big data application， clinical research platform and comprehensive operation BI， etc. six modules， and takes electronic medical record as the core. The construction of the platform realizes the integration of various heterogeneous systems in the hospital and provides unified medical data access services， which has laid a solid foundation for the construction of smart hospital.

Key words： interconnection; electronic medical record; hospital big data; integration platform; smart hospital

0 引言

在互聯网快速发展的今天，我国医疗信息化的建设已经取得了显著效果，而随着大数据、云计算、人工智能等新兴技术在医学领域的广泛应用，医疗服务也逐步从信息化向智能化过渡[1-2]。我院作为一所集医疗、教学和临床科研为一体的综合性三甲医院，经过近几年的信息化建设，已经建立了HIS、LIS、PACS（超声、内镜、放射）、电子病历、急诊分诊、手术麻醉管理、不良事件上报等医疗信息管理系统和医疗辅助系统，但由于各个系统数据标准、数据模型或者实现方式不同，仍面临数据标准不统一，交互接口复杂繁多，信息交换不完善等信息集成和共享的问题[3]。因此，通过建设医院大数据集成与服务平台，以患者电子病历的信息采集、存储和集中管理为基础，应用集成引擎工具来实现不同服务之间的互联互通操作，以及院内不同业务系统之间的统一集成、资源整合和高效运转[4]。

1 医院大数据集成与服务平台架构

医院大数据集成与服务平台以springcloud分布式架构为基础，分布式架构使平台可以承受医院数据高并发的访问，在极高的负载情况下仍能保证较高的可用性[5]。同时，针对医疗机构内部系统紧密耦合的特点，采用JSON数据格式作为医疗数据的统一交换格式。JSON是一种轻量级的数据交换格式，易于阅读和编写，也易于机器解析和生成，医院数据可在JSON规范下直接进行共享与交互，实现不同服务之间的通信与整合[6]。此外，平台还提供了强大的数据库访问功能，支持主流关系型数据库数据抽取、更改、插入功能，如Oracle、MySQL等，提供数据处理结果全流程显示，数据库终端结果可自动生成JSON schema方便数据映射。

医院大数据集成与服务平台支持多种平台系统，实现了跨Windows和Liunx操作系统的整合环境。在终端连接的外部系统突然断线的情况下，终端保持运行状态，在外部系统重新工作后，无需手动干预启动终端便可自动重新连接。平台集成了抽取-转换-加载（ETL）技术、数据仓库、联机分析处理（OLAP）技术、数据挖掘技术，支持同步异步消息处理，整体项目事物回滚，这些技术为平台的数据整合、报表发布以及高效处理的数据仓库提供了可靠基础[7]。该平台整体架构如图1所示。

2 医院大数据集成与服务平台关键技术

2.1 医院服务总线（HSB）

ESB是集成平台基础架构中的关键组件，医院服务总线（HSB）则是企业服务总线（ESB）在复杂的医疗环境中的应用。ESB的核心思想是面向服务，它将各种资源封装成一个个独立的服务，再将各个服务通过事先约定的接口联系起来，为服务交互的接入方提供一个可实时交互、信息共享的平台。这种集成放弃了传统的运用接口互联的方式，转化为服务的集合，系统间的互相调用变为了服务间的互相通信[8]。在这种架构下，HSB具备了良好的可扩展性，各种不同的医院业务系统可以通过独立封装成服务注册到总线中，实现插拔式接入。这种插拔式接入不仅为医院各业务系统提供了便捷、一致的数据接口，消除了不同系统间的差异，还实现了不同系统间的数据交互，为未来全面建立面向临床、科研、管理、质控、绩效等决策支持系统提供了统一的数据及平台支撑。

2.2 ETL过程

ETL是将业务系统的数据经过抽取（Extract）、转换（Transform）、加载（Load）到数据仓库的过程。数据抽取是从源数据源获取目的数据源所需的数据，转换是将获取的数据经过清洗和加工转换成目标数据，加载是将处理好后的目标数据装载到目的数据源中。ETL有两个重要作用，一是要解决数据分散问题，二是要解决数据不清洁的问题。集成平台中的ETL技术主要实现以下目标：从各个不同的系统中获得初始数据，将其整合，再将这些数据按照制定的规则进行转换，转换不仅需要结果，也要生成日志记录转换过程，最后将经过技术处理的数据集成装入数据仓库，进行报表生成、数据分析、数据挖掘等处理，为商业智能（BI）提供准确的决策依据。

2.3 医院数据中心（CDR）

医院主要业务系统如医院信息系统（HIS）、实验室信息系统（LIS）、影像归档与通讯系统（PACS）以及电子病历（EMR）及其相对应的数据库是医院数据中心的重要组成部分。集成平台的数据中心建设主要包括三大部分。第一部分是数据的采集、汇总与整理，包括了数据仓库及将分散在不同业务系统的临床数据通过抽取、转换和加载存入数据中心;第二部分是数据的多维度分析与展示，包括了联机分析处理（OLAP）技术，用以完成各种复杂的多维分析操作，形成可供数据挖掘的多维数据集;第三部分是决策数据的分析与应用，包含了多维分析报表（MDAR）展现工具，以多指标、可视化的方式呈现关键的医院管理及决策支持信息。医疗数据中心储存和呈现完整的医疗资料，实现以“患者”为核心的医疗资料采集、存储和展现功能，有效地协助医院临床和行政管理部门，以实现更有效的医疗管理和医疗服务质量的提高。

3 医院大数据集成与服务平台应用

3.1 主数据管理

主数据管理的主要功能是基于医院各业务系统间数据交换的语义级别的统一，管理任何来源系统的数据，将医院内重要注册信息、术语、字典等作为主数据进行管理维护，做到统一管理、统一发布和同步更新，向业务系统和分析系统提供完整、准确和标准化的主数据。接口方面向业务系统提供“新增”、“更新”、“归档”、“检索”、“合并”、“拆分”、“交叉检索”、“变更通知”等功能，使各业务系统能够通过集成平台及时进行主数据交互。

3.2 患者主索引

患者主索引是每一位患者在医院就诊后建立的独一无二的数据字段，是患者在医院中惟一的身份标识。患者主索引通过患者基本信息归并规则进行数据清洗而形成，它将同一患者分散在不同临床系统中的诊疗信息整合在一起，形成统一存储、互相关联的患者信息资料，这不但提高了患者历史诊疗数据的可用性，而且为医生提供了更加完善的患者历史诊疗数据，提高了患者就诊效率和医疗服务质量。

3.3 患者360视图

患者360视图是患者数据在集成平台上的统一展示。集成平台提供了患者当前就诊和历次就诊的全诊疗数据视图，包含患者门诊诊疗视图、门诊处方视图、检验报告视图、检查报告视图、医学影像视图、电子病历视图、住院医嘱视图、体检数据视图等。患者360视图体现了以患者为中心的临床数据可视化，医护人员可以通过清晰直观的可视化操作界面快速访问、查阅患者所有历次医疗信息，为患者提供更加精确、高效的医疗服务。

3.4 大数据应用

临床数据的数量巨大，数据的关联性又异常复杂，传统关系型数据库的数据读取速度会随着数据量的增加而越来越慢，难以满足医院数据日趋庞大的存储需求。大数据应用以Hadoop分布式集群架构存储为基础，提供高并发、高性能、可伸缩、实时读写的数据库系统，结合数据挖掘、机器学习和自然语言处理等技术，建立了电子病历智能全文检索、临床科研平台和临床决策支持三大应用系统。这三大应用系统涵盖了医院临床、科研和运营等重要业务，形成医院多学科、多部门共用的全量数据中心，为医护人员临床诊疗和科研提供智能助手，为医院管理层分析决策提供信息化抓手。

3.5 临床科研平台

临床科研平台以医院数据中心（CDR）为基础，筛选出符合临床研究的病例，完成对病例数据的集成整合、统计分析和数据导出，实现临床数据向科研数据的转化。电子病历是临床科研的主要数据来源，通过应用ETL、分布式计算、自然语言处理等技术，结合电子病历标准化改造和临床试验电子数据采集（EDC）等方式，对其中结构化的数据进行抽取，对非结构化的数据进行改造，最终在临床科研平台中全面整合患者门诊、住院等就診信息，提高了临床科研工作效率，充分发挥了电子病历大数据的价值[9]。此外，临床科研平台还支持科室科研专病数据库建设，为科室高质量、高效率地开展临床教学研究提供数据支撑。

3.6 综合运营BI

基于大数据集成平台和临床数据中心（CDR），采集HIS等基础业务系统产生的数据，建立医院运营决策实时分析系统，使医疗机构实现管理科学化、规范化和精细化的战略转型。医院运营决策实时分析系统以报表和图表等多种形式重点展示了门诊人次、候诊时间、住院人次、出院人次、手术人次、抗菌药物药占比、医疗总收入等实时数据，涵盖了对门急诊、住院、医技工作量等业务数据的汇总统计查询，对抗菌素DDDS等关键指标的监控预警，对财务运营、绩效等重要业务主体的深度分析。集成平台为医院的各级管理者提供了一个实现管理工作的统一门户，满足了多用户的并行实时查询和动态分析需要，提高了医疗机构的运营管理水平。

4 结束语

医院大数据集成与服务平台是我院科学管理的重要组成部分，其核心在于实现医院各业务系统的统一集成，提高医疗大数据共享的应用水平，解决数据“孤岛”，从而提升医疗服务的质量以及医院的核心竞争力。该集成平台不需要原来的多个点到点的数据接口，通过建立一系列的标准接口和服务，支持应用集成和数据集成，为医院内部信息共享提供了一个数据共享与交换平台，不仅实现了医院核心业务的有效集成以及医疗数据的互联互通，更为医院未来建设以互联化和智能化为核心的智慧医院打下坚实基础。

参考文献（References）：

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