某医院信息化集成平台的改造实施（终稿） - 图文

目录

第一章 绪论 ................................................................................................................................... 4

1.1、研究背景 ......................................................................................................................... 4 1.2、课题来源 ......................................................................................................................... 4 1.3、研究目标 ......................................................................................................................... 5 1.4 研究意义 ........................................................................................................................... 5 1.5 研究内容 ........................................................................................................................... 5 第二章 相关技术现状 ................................................................................................................. 6

2.1、医院信息系统集成现状与问题分析 ............................................................................. 6

2.1.1医院信息系统集成现状 ........................................................................................ 6 2.1.2医院信息系统集成平台介绍 ................................................................................ 8 2.2、医院集成平台相关技术 ................................................................................................. 9

2.2.1集成层次 ................................................................................................................ 9 2.2.4集成平台核心价值 .............................................................................................. 12 2.3、医院集成的消息格式--HL7标准介绍 ........................................................................ 13 2.4、国内外医院HL7应用进展 ........................................................................................... 15

2.4.1、HL7标准在美洲应用的前景 ............................................................................ 15 2.4.2、HL7标准在欧洲应用的前景 ............................................................................ 16 2.4.3、HL7标准在中国应用的前景 ............................................................................ 17 2.5、HL7实际应用特点 ........................................................................................................ 18

2.5.1、HL7消息传输的环境 ........................................................................................ 18 2.5.2、HL7消息发送和接收的原则............................................................................. 19 2.5.3、HL7消息传输的要求 ........................................................................................ 19

第三章 平台需求分析 ................................................................................................................. 19

3.3、集成平台需求分析 ....................................................................................................... 19

3.3.1基本功能需求 ...................................................................................................... 20 3.3.2系统性能需求 ...................................................................................................... 22 3.3.3经济效益需求 ...................................................................................................... 23

第四章 平台设计 ......................................................................................................................... 25

4.1、总体设计 ....................................................................................................................... 25

4.1.1设计目标 ................................................................................................................ 25 4.1.2体系结构 ................................................................................................................ 25 4.1.3信息集成模块示例 ................................................................................................ 26 4.2 平台网络体系 ................................................................................................................. 29

4.2.1网络结构设计 ........................................................................................................ 30 4.2.3网络安全设计 ........................................................................................................ 33 4.3、HL7引擎的实现 ............................................................................................................ 38

4.3.1模块之间的关系 .................................................................................................... 38 4.3.2数据映射 ................................................................................................................ 39 4.3.3发生/接受模块 ....................................................................................................... 40 4.3.4生成消息模块 ........................................................................................................ 41 4.3.5解析消息模块 ........................................................................................................ 42

第五章 测试与评价 ....................................................................................................................... 42

5.1测试说明 ........................................................................................................................... 43

5.2测试过程与结果 ............................................................................................................... 43

5.2.1测试的条件 ............................................................................................................ 43 5.2.2功能测试之过程与最终结果 ................................................................................ 43 5.2.3系统稳定性之结果与过程 .................................................................................... 44 5.2.4系统安全性之结果与过程 .................................................................................... 44 5.3平台实际运行分析 ........................................................................................................... 45 第六章 总结和展望 ..................................................................................................................... 45

6.1、集成平台优势 ............................................................................................................... 45 6.2、本文总结 ....................................................................................................................... 46 6.4、展望 ............................................................................................................................... 46 参考文献......................................................................................................................................... 46

某医院信息化集成平台的改造实施

摘要：随着信息技术和网络技术的飞速发展，共享医疗数据以及医疗信息系统可操作性互联的需求显得更为迫切，所以建立统一的医疗信息标准已成为世界性趋势。HL7（Health Level Seven）医学信息标准，已成为美国公认的医学信息标准，美国约90％医院的医学信息相关设备和医疗信息系统正是基于HL7标准建立的。而且在英国、德国等发达国家，HL7标准也逐渐被大众接受和认可。经过二十多年的快速发展，HL7已经成为了一个国际化的技术标准，同时在国际舞台上发挥的重要作用。

论文正是基于HL7医学信息标准的良好发展前景而展开论述的，其中着重介绍了HL7标准以及其相关信息，在此基础上着重研究了HL7信息传输服务器的搭建，从而实现服务器和客户端的连接和信息传输。由于种种原因，我国医疗信息系统还在使用不同的技术标准，这严重阻碍了各医疗信息系统之间的通信互联和信息共享。加快HL7标准的推广，不断完善客户端和服务器之间通信传输，进一步和国际发展接轨对我国医疗信息产业的未来将会有很大的帮助。 关键字：HIS；HL7；集成平台：医院

Abstract: with the rapid development of information technology and network technology, sharing medical data and medical information system is more urgent, so the establishment of a unified medical information standards has become a worldwide trend. HL7 (Level Seven Health) medical information standards, has become the United States recognized standards of medical information, the United States about 90% hospitals of medical information equipment and medical information system is based on the establishment of HL7 standards. And in the United Kingdom, Germany and other developed countries, HL7 standards are gradually accepted and recognized by the public. After more than 20 years of rapid development, HL7 has become an international technical standards, and plays an important role in the international arena.

This paper is based on the HL7 medical information standard of good development prospects, which focused on the HL7 standard and its related information, on the basis of the research on the construction of HL7 information transmission server, so as to realize the server and client connection and information transmission. Due to various reasons, China's medical information system is still using different technical standards, which seriously hindered the communication between the medical information system and information sharing. Accelerate the promotion of HL7 standards, and constantly improve the communication between the client and the server, and the international development of the future will be a great help to China's medical information industry.

Key words: HIS; HL7; integration platform: Hospital

第一章 绪论

1.1、研究背景

随着信息技术和网络技术的飞速发展，共享医疗数据以及医疗信息系统可操作性互联的需求显得更为迫切，所以建立统一的医疗信息标准已成为世界性趋势。HL7（Health Level Seven）医学信息标准，已成为美国公认的医学信息标准，美国约90％医院的医学信息相关设备和医疗信息系统正是基于HL7标准建立的。而且在英国、德国等发达国家，HL7标准也逐渐被大众接受和认可。经过二十多年的快速发展，HL7已经成为了一个国际化的技术标准，同时在国际舞台上发挥的重要作用。

论文正是基于HL7医学信息标准的良好发展前景而展开论述的，其中着重介绍了HL7标准以及其相关信息，在此基础上着重研究了HL7信息传输服务器的搭建，从而实现服务器和客户端的连接和信息传输。由于种种原因，我国医疗信息系统还在使用不同的技术标准，这严重阻碍了各医疗信息系统之间的通信互联和信息共享。加快HL7标准的推广，不断完善客户端和服务器之间通信传输，进一步和国际发展接轨对我国医疗信息产业的未来将会有很大的帮助。 1.2、课题来源

鉴于多年的医院信息化工作的经历，愈发体会到现代医院发展对信息化的依赖性。创建“数字化医院”未来必将成为医院等级考核的硬性指标。而目前绝大多数医院普遍存在大量异构的、自主的、分布的、来自多个开发商的数据库、应用系统如：（HIS，LIS，PACS，EMR等）这些都是早期信息化建设所经历的过程。数据存在一个个“信息孤岛”之中，如何将有用的信息从大量的数据中抽取出来是信息化所面临的问题：是推翻重建吗？不可能。成本和时间都不允许，那么只有整合。这也就是我们目前研究的课题—“医疗信息化集成”平台。这里的“集成平台”不只是简单意义的将各业务系统中需要共享的数据集成在平台上，它应该满足实时的数据交互以及互操作性(Interoperability)。然而医院中不同的部门、不同系统供应商的产品、不同的数据库平台如何整合呢？这给信息集成平台的建立带来了很高的难度。

20世纪80年代后，国际上陆续提出了许多解决医疗信息系统集成问题的方案，各种医疗通讯标准被制定和推广，如：HL7(Health level seven)[2]、CCOW(Clinical context object workgroup)[3] DICOM(Digital imaging and communications inmedicine)[4]、CORBAMed(Common object requestbroker architecture in medicine)。经过30多年的不断推进与完善，2011年它们成了ISO 国际标准，医疗信息集成平台产品也随之发展起来。也正是由于标准化的形成以及它对未来医疗行业所带来的巨大冲击。2001年7月，中国以HL7 CHINA的名义正式加入HL7标准组织，成为HL7的国际会员。致力于制定HL7 FOR CHINA的标准[1]。目前国内一些医疗生产厂商也开始向此标准靠拢，开发了一些符合HL7 标准的平台的产品。本论文以标准化为出发点，采用目前流行的接口服务技术，研究并设计了一种开放的可扩展的信息集成平台，保证了异构系统之间信息交换格

式和内容的统一。 1.3、研究目标

通过集成平台的建立最终实现：

1、医院建立标准化电子病历，方便病人资料交流。 2、提高医生工作效率，使得医生能做出更准确的诊断。 4、实现医院“以病人信息为中心”，方便就医。

5、实现医院的信息平台的升级，提高医院的整体服务水平和效率，节约资源。

总之，建平台不是目的。而是使原有孤立于各系统中的信息被“解救”出来，信息能够顺畅地“流动”于医院的各业务系统之间，最大限度地发挥各系统协同工作的作用，更好地服务于患者。使患者能够体会到“信息化”所带来的方便和快捷。同时为医院的管理注入信息化元素，进而为下一步实现跨区域医疗奠定技术基础。 1.4 研究意义

1.近几年医院医疗业务量逐渐扩大，信息化的程度越来越高，信息化技术不仅是能促进医院各项改革措施的落实，不断提高信息资源开发效率获取信息经济效益的过程。而且以医改为契机，在国家大力推行医院信息化建设的前提下，医院进行传统工作模式的改革显得尤为重要。

2.进行医院办公自动化平台的建设，能解决医院传统工作模式下存在的问题，改变医院的管理模式，以数字化管理、信息化管理为核心，形成先进的医院管理理论和医院管理模式。同时通过该平台的建设，能有效的整合医疗信息资源，将日常的办公管理、医疗行为管理、医疗信息管理，在该平台上统一进行归集和分析，适应现代化医院的医疗、科研、教育和管理的要求。从临床应用角度、医院管理角度、领导决策角度，都能够通过该平台实现辅助工作，同时架起对外交流的桥梁。

3. 办公自动化是以计算机网络为平台、电子技术为基础构成的人机信息系统，是在行政管理信息化的基础上产生的，经历了以邮件、office处理为核心->以公文为核心->以信息共享为核心->以门户、流程、知识管理为核心的几个发展阶段。

4. 办公自动化系统实施的首要条件就是要用计算机等先进设备处理大量冗繁的工作，这就要求在竞争日益激烈的医院中，工作人员必须学会和掌握基本的计算机及网络技术的知识，办公自动化系统不但提高了医院工作人员的计算机应用技能，也为医院全面建设数字化医院打下了坚实基础。建设办公自动化平台后，节省了工作人员的大量时间，有效消除信息孤岛的存在，为医护人员进一步学习相关业务知识或深造，集中精力研究新问题提供了必要条件。 1.5 研究内容

本论文主要研究医疗集成服务平台是如何借助及医疗服务总线和接口技术，

改造早期现有业务系统使通过平台转换后的信息符合HL7标准，使信息彻底“活起来”并最终服务于患者。满足医院的各业务系统应用需要，建立共享的数据库，实现病人主索引、统一术语和编码、医疗文档交换、统一的用户安全管理等集成服务。

1、建立业务系统集成规范

在平台建设前期，遵循HL7标准规范的基础上，针对各业务系统进行调研，制定医院内各业务应用系统的交换标准集成规范。对挂号收费系统、入出院系统、门诊医生工作站、住院医生工作站、CIS 系统、护理系统、手术管理系统、RIS/PACS检查系统、 LIS系统等多家厂商的业务系统进行了HL7接口改造， 主要涉及了患者基本信息、预约信息、就诊信息、过敏信息、病历信息、病案信息、处方/医嘱信息、手术信息、护理信息、检验检查报告等业务的 HL7 消息。消息在集成平台传输时，实现与患者主索引系统的集成和业务流程的优化管理，并达到各个业务系统间通过 ESB 实现数据实时交换与共享。

2、系统交互标准化改造

对医院 HIS 与 RIS/PACS 的电子申请业务标准化进行改造，其业务流程交互参照医疗信息系统集成（Integrating the Healthcare Enterprise, IHE）标准，消息规范参照 HL7 标准。达到实现医生在 HIS 系统中下达一个 CT 检查电子申请，HIS 系统主动触发并发送一条 OMG^O19 类型的 HL7 消息到集成平台，集成平台主动将该消息推送至 RIS/PACS系统， 消息包含病人基本信息、 申请医生信息、 申请单信息等。

3、实现基于系统引擎的系统集成。

集成平台的通讯点作为内外数据交换的接口适配器，设置输入、输出或双工模式，支持采用不同协议集成各类业务系统。过滤器（Filter）：可以被认为是一种特殊的转换器，它支持对进入引擎的消息进行二次处理，包括格式转换、基于消息内容的判断、消息内容修改、业务逻辑校验等。此外，过滤器也支持 JavaScript，提供更多灵活的数据接口处理规则扩展。集成平台路由是由多个通讯点及过滤器组成的通路或路径。 消息会按照路由指定的方向流动，搭配接口适配器，达到传输信息的目的。

第二章 相关技术现状

2.1、医院信息系统集成现状与问题分析 2.1.1医院信息系统集成现状

信息系统在我国医院的应用主要开始于20世纪80年代末，有发展阶段，分别为：

1.二十世纪八十年代末的纠偏阶段：随着计算机信息技术的发展，八十年代末计算机技术在各行业逐渐获得普遍的应用，其中有不少的大型医院逐渐开始了计算机在医院工作中应用的尝试。但这时的应用主要表现为一些单机系统在医院的收费处和药房的简单的应用。这种单机的应用在一定程度上减少了收费或划价

过程中的人为差错，提高了工作的效率。

2.二十世纪九十年代中期的管理阶段：通过八十年代末期计算机在各行业的应用，到九十年代中期，由于网络技术的突飞猛进和信息化产品硬件价格的下降，此时计算机在医院的大规模部署应用已经成为可能。此时，卫生部也成立了专门的信息化领导小组，开发了自己的医院信息管理系统。在此阶段，在医疗领域各种版本的HIS不断出现，信息化领导小组的成立在一定程度上规范了系统的开发，并完成了一些相关标准的制定。

3.进入二十一世纪以来，HIS系统的开发进入数字化阶段，此时随着信息技术的发展，真正意义上的电子病案系统的形成已经成熟。以前一些独立开发的信息系统逐渐进行整合，使医院信息系统在功能上获得的全面提升的突破成为现实[3]。

从总体来看，在我国计算机进入医院管理的实际应用开始于70年代末期，开始主要以小型机为主，主要应用在全国几个几个较大型的医院。随着计算机和信息技术的进步，一些医院开始逐渐的添加计算机设备，一些小型的管理软件也逐渐的得到开发、部署和应用。在计算机技术发展的基础上，随着网络技术的突飞猛进，基于互联互通和信息共享的真正意义上的HiS也逐渐开始出现，以前开发部署的功能相对单一的HIS系统也开始进入系统整合的阶段。通过新的功能强大的HIS系统的开发和多个功能单一的HIS系统的整合，使医院信息系统在功能上获得的全面提升的突破成为现实 。

1.2.1国外的研究现状

计算机在医院的应用已经有了多年的历史, HIS系统的开发和应用也明显的早于中国，下面分别以美国、日本和欧洲的HIS系统的开发应用情况为例说明HIS系统在国外的应用情况，情况如图1-1所示。

图1-1HIS系统在国外的发展状况

从整体来看，目前的医院信息系统正在朝广度和深度的方向发展，许多大型的一体化的医院HIS系统正在逐步建立。 2.1.2医院信息系统集成平台介绍

1建设需求

一个完善的医院信息系统通常由上百个子系统组成，牵涉众多的专业领域。这么庞大的系统需要非常专业化的软件开发分工，整合不同厂商有特色的专业系统是医院信息系统的发展趋势，医院信息化能够取得成功必须保证各个系统的有效集成和数据的高度共享。然而这些系统通常是随着医院的发展需求逐步建设的，它们来源于不同的厂家，基于不同的技术，缺乏统一的信息交换标准，这些系统的集成整合已经逐渐成为医院数字化发展亟待解决的主要问题。

系统集成平台的构建主要面向两个核心问题：一个是为各种医疗应用提供统一的医疗数据访问服务，从而消除各种医疗应用系统与医疗数据中心的直接耦合性；另一个是为各种临床信息系统提供系统集成服务，系统集成服务基于系统集成模型，通过HL7和DICOM等标准通讯协议为各种医疗应用系统提供集成服务，

确保各个临床信息系统在工作流整合的基础上实现交互协作，从而以数字化的形式完成各项医疗业务。

2建设目标

系统间的整合、集成和扩展一直都是制约医院数字化发展的主要障碍，由于不同厂商之间的产品不兼容，使得医院整体信息化步履维艰。通过建设一个规范的系统集成平台，在IHE、DICOM、HL7等国际标准的基础上，制定覆盖医疗所有业务流程的系统集成规范，开发基于规范的系统集成平台，为遗留的、当前的以及将来的系统提供了一个统一且标准的数据交换和工作流协同的平台。

3信息集成方法

信息集成方法有三，即应用集成、数据集成、界面集成，这三种集成方式各解决不同方面的问题。应用集成指应用程序之间实时或异步交换信息和相互调用功能，可以采用HL7消息，Web Service，CORBA，EJB，DCOM， RPC等标准，采用消息中间件，BPM等中间件实现；数据集成是指应用系统的数据库系统之间的数据交换和共享，以及数据之间的映射变换，常采用ETL（Extract-Transform-Load）工具实现；界面集成含义是应用程序界面之间相互关联引用合成，采用技术包括ActiveX插件、Portlet、IFrame等。

协同应用从早期单纯的点对点接口方式，发展到现如今的集成平台方式。各种方式中：点对点接口方式的复杂性在于要和不同的系统建立1：N的接口，假定有N个系统相互之间需要建立接口，则接口数为 N*(N-1)/2。集成平台方式中，在N个系统需要进行应用协同的情况下，只需要开发N个适配器接口即可，减少了集成平台的系统负荷。由于医院信息系统复杂性，我们根据不同的需求和应用场景，设计分别采用上述三种不同集成方法和手段进行信息集成。 2.2、医院集成平台相关技术 2.2.1集成层次

应用集成：和医技辅诊科室信息系统（如PACS/RIS、LIS、MUSE等）的信息集成，这种场景，信息交互的数据量不大，实时性要求不高，且各信息系统各专业厂商实现方式相差较大，采用基于集成平台的应用集成方式是最优选择。 集成平台体系结构如下图所示，集成平台对外提供支持多种方式的集成服务：包括WebService服务、TCP监听服务、文件监测服务、FTP服务、SQL监控服务等方式。

医院信息系统在国际、国内广泛采用的有一套集成规范，即：医疗健康信息集成规范（IHE）规范。IHE规范未定义新的集成标准，而是采用了“标准协调”过程推动基于工业标准的医疗IT系统互操作性。在IHE中，消息传递采用的是HL7（2.x版本)标准，影像传递采用DICOM标准。本集成平台的集成严格参照该规范进行：信息集成平台在进行消息时采用HL7 2.4标准进行消息传递、在消息内部传递DICOM StudyUID，以满足后续DICOM图像应用时的需要。临床信息集成用于对各临床信息系统进行信息层面的集成事务处理。事务的定义参照IHE规范执行，消息的交互标准参照HL7 2.4标准执行。

集成平台内部引擎本身由Ensemble集成平台基础之上进行二次开发而来，依托Ensemble本身对各种适配器的支持，集成平台对外能够提供多种接入服务方式：TCP、文件夹监听、FTP文件监听、自定义WebService、SQL监听等形式。以更多接入方式进行各种不同方式集成各业务系统。 集成流程以业务流程可视化、可编辑化对外提供工作流程的制定与使用。集成引擎基于标准的业务流程执行语言（Business Process Execution Language）进行扩展应用，以描述交互应用。

数据集成：在实际业务应用中，日常医院的HIS库与ERMS库之间存在较多需要高频率、高性能要求的交互，如计价信息与药品库存等信息的实时共享等。针对这样的应用场景，我们采用了ETL工具(GoldenGate)在数据库底层进行的DB层同步方式。

目前，医院已经存在比较完整的医疗信息系统，这些医疗信息是以JW1H系统为基础，增加医院自己的需求发展而来。ERMS电子病历系统是一个完整的独立产品，他有他自己完整一套的系统架构和数据中心结构，而在系统架构和数据中心结构上医院现有医疗信息系统和EMRS电子病历系统都存在较大差异，这就决定了现有系统和EMRS电子病历系统很难共用一个数据库。可另外一方面，EMRS电子病历系统和医院现有医疗信息系统都是医院系统不可分割的一部分，他们即有自己工作的重点，又有相互联系和配合，只有相互无间的结合，才能快速、高效和正确地完成日常工作。应用EMRS电子病历系统之后，医院现有医疗信息系统的主要工作就会变成传统意义上的HIS业务工作，如经济管理、人员管理和物资

管理等，而EMRS电子病历系统主要完成以患者为中心的诊疗行为业务工作。 两者之间存在着千丝万缕的关系，以医嘱业务举例，如EMRS电子病历系统下达、转抄和校对医嘱之后，医院现有医疗信息系统需要完成对应的业务操作，如医嘱摆药和医嘱收费操作等，这就需要在这两个系统之间同步数据信息，而涉及到同步的医疗业务往往涉及的医疗各个环节，如诊疗、药房、收费、人员管理等，因此需要信息同步的数据量会比较大，而同时为了不造成医疗业务的延迟和脱节，也需要很高的实时性。

在这种应用场景下已不适宜采用基于集成平台的，通过消息交互的应用集成方式。消息集成方式，往往需要一个发起方和接受方，而发起方和接受方往往需要一些额外的支持，如发起方需要调用接受方提供的接口等，期间可能还涉及到一些负责的来回交互，最主要的是，消息集成在数据量很大的情况下，处理速度不是很快，因此，我们将通过数据集成的方式来实现数据同步，数据库集成工具采用Oracle GoldenGate。

医院涉及到需要数据同步的包括两个部分：HIS数据库和EMRS数据库。我们将采用GoldenGate实现HIS数据库数据和EMRS数据库之间的数据双向同步。其基本结构图如下图所示：

HIS数据库服务器GoldenGate双向复制PRIDE数据库服务器 界面集成：对于医学影像、心电图波形数据，临床医生的需求是，不仅能浏览图像和波形，还须有对其处理的要求，通常对应系统供应商提供了DICOM影像浏览器和心电图浏览器，这些浏览器提供相应的工具来处理、管理、传输和转换图像和波形。针对这种带专业处理功能的人机交互界面的应用程序，我们采用界面集成的方式，集成专业浏览器插件或应用程序。

针对这种方式的场景，EMRS系统将采用界面集成应用的方式集成数据综合浏览视图，在临床数据中心一节中已提到，该视图采用组件化方式进行开发，实质是各类专业浏览插件的容器，支持对各种医学影像（X-Ray、CT、MRI、超声、胃肠镜）、心电图、监护数据和麻醉监护数据等在内的多种医疗数据的综合阅览分析。 至于各专业浏览器插件内部的实现，可能又会采用应用集成的方式，但通常为了提高性能，和多媒体资料库中心采用直连的方式获取影像和波形。 以DICOM影像浏览器组件为例，其内部采用DICOM标准进行医学影像格式定义与交互传输。该模块以OCX控件的方式实现，同时提供给集成事务处理模块和医护工作站使用。EMRS医护工作站使用DICOM引擎主要实现从影像中心查询和获取影像等功能。

2.2.4集成平台核心价值

通过建立集成信息平台，集成各类应用系统以及日常运营的业务，通过该平台整合医院内部业务应用系统，形成一个互联互通的医院业务协作网络。医院信息集成平台可以很好支持不同系统之间的医疗数据整合、业务整合与数据共享，快速实施应用程序节点部署以及各医疗子系统之间的协同通讯。在医院信息系统中的各子系统中，比如HIS,LIS,RIS,OA等，传递和展现整个医疗过程中的相关信息。同时，集成信息平台为临床数据中心的数据来源提供了技术基础和保障，通过信息标准、交换原则的制定，对业务系统提供标准的信息交换服务，确保数据交换过程的安全性、可靠性，实现数据在系统平台范围内自由、可靠、可信的交换。

通过医院信息平台建设，一方面可以规避“点对点”式的信息共享与交换，并使得医院可以基于信息平台整体上进行业务流程优化与管理，对内提高管理水平，对外以统一的方式接入区域卫生协同网络，更好地为人民健康服务。另一方面利于医院信息系统建设的持续性发展，以适应未来的需求变化，避免信息化建设的大范围的推倒重来；另外，持续性发展还必须要有一套合适的实施和服务模式作支撑。

2.3、医院集成的消息格式--HL7标准介绍

HL7标准内容

HL7（Health Level Severn,健康信息交换第七层协议）组织是一家非盈利性质的国际性组织，主要从事卫生保健环境临床和管理电子数据交换的标准开发。HL7组织参考了国际标准组织ISO（International Standards Organization）,采用开放式系统互联OSI (Open System Interconnection)的通信模式，将HL7纳为最高的一层，也就是应用层。

HL7标准可以应用于多种操作系统和硬件环境，也可以进行多应用系统间的文件和数据交换。它是医疗领域不同应用系统之间电子数据传输的协议，主要目的是要发展各型医疗信息系统间，如临床、检验、保险、管理及行政等各项电子资料交换的标准；主要应用在医疗保健领域，特别是在住院患者急需的医护设施领域内（如医院）进行及时的电子数据交换。 HL7标准实现的功能： ◆ 信息交换（Message interchange） ◆ 软件组织（Software components）

◆ 文档与记录架构（Document and record architecture） ◆ 医学逻辑（Medical Logic）

HL7标准包含256个事件、116个消息类型、139个段、55种数据类型、408个数据字典、涉及79种编码系统。

HL7标准可以在不同的系统中进行接口的编址，这些系统可以发送或接收一些信息，包括：就诊者住院/登记、出院或转院（ADT）数据、查询、资源和就诊者的计划安排表、医嘱、诊断结果临床观察、账单、主文件的更新信息、医学记录、安排、就诊者的转诊以及就诊者的护理。

HL7可以采用点对点方式或HL7服务器方式实现，它采用面向对象技术，使用消息驱动，可以避免交叉调用的混乱。

HL7标准是一种协议标准，用于不同医疗系统之间信息交换。 HL7工作原理：

HL7标准是目前医疗信息交换过程中使用最普遍的标准，它的内容包括通用查询在内的全部接口，如下所示：

◆ 患者管理（入院、出院、转院和注册） ◆ 医嘱处理 ◆ 患者记账系统 ◆ 临床观察

◆ 同步主档（Master File）的一般接口 ◆ 医疗信息（文档）管理 ◆ 资源与预约 ◆ 患者转诊

◆ 支持面向问题的记录患者照料通讯，为实施临床路径的计算机信息系统提供有关功能 HL7标准定位：

◆ 尽量专注于Layere7的实现。

◆ 不同技术环境的不同系统间的资料交换。 ◆ 提供及时的传输方式。 ◆ 供客制化的标准规格。

◆ 建构在已被广泛接受的标准协议上。 ◆ 并不设定成为“即插即用”的界面标准。 HL7标准的设计理念以及组成方式： 1． 设计理念 ◆ Segment:将医院中需要存放的资料分类到无法分割的项目（如病患资料，将其命名为 PID）。

◆ Chapter:将医院中的流程分割成好几大块（如抽象数据集，ADT）。 ◆ Message:将每个流程定位出好几个触发事件（Trigger Events）. ◆ 运用所有找出的三个英文字头来凑成这些消息（Message）. 2． 组成方式（Implementation method） ◆ 了解欲标准化的医疗流程。

◆ 利用类别图（Class Diagram）定义流程的结构与静态关系。

◆ 利用对象关系图（Object Interaction Diagram, OID）D定义流程的顺序与动态关系。 ◆ 为可能出现的医疗流程特殊性加以比较、修改。 ◆ 组织专家会议订定决议。

◆ 实际建置电子化流程借以作为医疗院所之参考。

◆ 以效率及组织成员满意程度为主评估电子化流程效益。 HL7的消息结构如下图：

消息定义的规约：

◆ 描述消息的格式，包括它们的目的、内容和相互关系，这种格式被称作抽象消息定义，

因为它是网络互联模型中第7层（应用层）的定义。

◆ HL7编码规则，用于将一个抽象消息转化为包含真实消息的一个字符串。 ◆ 编程过程，该过程要求用HL7的规范来交换消息。 ◆ 预想的与低层协议的关系。 ◆ 构成所有消息的特定消息段。

◆ 单一消息，确认消息，这些消息在许多应用程序中不需要改变。

HL7标准的几个基本概念： ◆触发事件（Trigger events）:标准是根据现实世界医护系统之间数据的流动假定事件而编写的。HL7的现实机制就是“触发事件”，如HL7实现机制图解所示：医生为住院患者开了X线片检查，护士在HIS系统录入医嘱时产生触发，在HIS端HL7接口引擎产生消息，并传递给RIS端HL7接口引擎，由它解析后，通知RIS系统为该患者进行X光片预约。HL还允许在数据间和相互关系不同的级别上使用触发事件。 2.4、国内外医院HL7应用进展

2.4.1、HL7标准在美洲应用的前景

HL7标准提高了识别和跟踪急性传染病并监测其发展趋势的水平,以及面对有可能发生的生物恐怖主义以及其他问题的实时响应能力。现在以美国的国家信息基础设施为例来介绍HL7在美洲大陆的应用现状。在美国基于HL7标准的医疗机构主要有以下几个：

1.国家疾病控制系统(NEDSS)

美国卫生署和人类服务部提出由国家疾病监测系统用基于HL7标准的方法解决公共卫生监测和监控系统到临床信息系统的发展问题。通过提供一个统一标准的方法来收集和提供和健康相关信息。这个系统将是能够提高识别和跟踪急性传染病以及疾病监测的国家发展趋势和应对生物恐怖袭击的有力保证。

系统的功能主要分为这几个方面： ◆支持数据输入和网络管理。 ◆接收、发送和处理相应的医学信息。这些消息主要包括国家公共卫生领域

的内容。

◆集成整合的数据库。 ◆支持进行数据转换，数据输入和输出的功能，还可以查询和支持XML消息和HL7

消息的双向转换。

◆应用软件是一个基于组件的可以实现面向对象和跨平台等许多功能。 ◆提高对用户需求进行统计分析的效率而且结合地理信息系统和其他系统来显示信

息。

◆构建公共卫生人员的共享目录。 ◆确保系统的安全性政策。

2.国家卫生信息基础建设（NII）

国家信息基础建设计划是美国政府基于信息基础设施方面的发展战略。美国政府在1993年9月宣布将实施能够永久改变国民的生活、工作和通信方式的国家信息基础发展战略，并同时公布了国家信息基础设施行动议程，希望以此加强人们的健康意识，提高工作效率，改善人民生活环境。由通信技术、计算机、网络数据库和许多消费电子产品组成的NII提供了高速的，多功能的网络平台。值得一提的是这个网络可以将图像、声音、文字等信息发送到各个机构和家庭，使信息实现双向流通。据报道整个计划将耗时20年，总投资达到2000亿美元。

其中发展医疗信息化基础设施主要集中在以下几个方面： ◆信息标准（Medical Information Standards）

◆个人身份识别（Unique Personal Identification）

◆发展医疗信息模型（Model Development for Healthcare）

◆国家机密和个人隐私（State secrets and personal privacy） ◆医务信息库（Health Data Repositories）

◆电子病历系统开发（Computer-based Patient Record System Development）

◆计算机医疗实验室开发（Health Care Computer Laboratory Development） ◆新一代医疗技术和系统开发（medical technology and systems development）

◆地域性健康试验系统的发展(The development of the regional trial system)

2.4.2、HL7标准在欧洲应用的前景

在西欧各国中，英国和法国的医疗技术水平相对较高，下面就以英国为例介绍一下HL7标准在欧洲大陆的应用现状。

在英国初级卫生保健体系和初级卫生保健系统里，CIS（Clinical Information System）即临床信息系统已发展得非常完善了，从1997年的报告来看，英国共有20多个医疗信息系统制造商，市场结构相对稳定。英国的医疗保健系统里的小部分按照CEN TC251标准来执行，而更多的一部分则遵循的HL7标准，如托克斯公司和麦克森公司。

纵观英国医疗信息技术发展历史，英国的卫生信息政策始于1992年，命名为NHS：National Healthcare Services即国家卫生服务。 2001年3月，国家

机构NHS通过英国政府发出了面向21世纪医疗保健信息技术白皮书，同时制定了英国医疗信息化建设的时间表，并确立了医疗信息交互的标准为HL7[3]。

白皮书分为以下部分：

◆英国国家卫生服务（NHS） ◆信息技术和管理策略（M＆T）

◆信息管理与信息技术基础（IM＆N）

◆NHS的数据和信息技术标准(Data and IT Sunwards) ◆NHS的组织机构代码(Organization Codes)

◆国家电子信息(National Electronic Messages) ◆安全性和保密性(Security and Confidentiality) ◆家庭医生认证系统（GP Accreditation System）

2.4.3、HL7标准在中国应用的前景

谈到中国HL7的发展，就一定要提到北京大学人民医院。北京大学人民医院拥有始建于1996年的首个大型医院信息系统（Hospital Information System，HIS）。近年来，随着现有制度建设的不断完善，医院正着力于建设医学图像传输处理系统（Picture Archiving and Communication Systems，PACS）、实验室信息管理系统（Laboratory Information Management System，LIS）、手术室信息管理系统（Operating Room Information System，ORIS）、电子病历管理系统、临床护理基础上的信息管理系统，门诊信息管理系统等这些应用范围广的信息系统。在这些系统的建设过程中，我们选择了通过HL7技术进行系统集成的优秀产品。首批试点的是PACS系统联网，目前已进入实际测试阶段。这是HL7应用程序进行扩展技术应用的第一次尝试。

国内传统的构建方法主要是依靠大的公司开发，延缓了医院HIS建设的发展步伐。 HIS和PACS、LIS系统联网，主要用直接打开对方数据库进行写入和读取的操作方法。这种方法有许多缺点，尤其当系统处在大量访问的情况下非常危险。HL7一体化是打造成为国际HIS的发展趋势。国内的HIS技术已经具有国际先进水平，但会发展的步伐缓慢，相信通过专业化可以进一步改善现在的状况。因此，信息集成化将成为未来医疗信息技术的主流趋势。

目前，HL7 V3和电子病历标准的实施已经在世界范围内开始。美国医疗保健信息和管理系统协会和北美放射学会共同组成了IHE（Integrating the Healthcare Enterprise）、CIS（Clinical Information System）。HL7、IHE、DICOM紧密合作，并代表国际HIS建设整个卫生保健信息技术产业的基本框架。我们正紧跟国际发展趋势，探索符合中国特色的国际标准医疗信息化的道路。

从IHE定义的放射信息系统的基本流程中，结合我们的应用需求进行修改。一般国外同时会把管理信息系统的开发整合与医疗设备的集成结合起来。而我们的PACS系统大多包含了RIS（Radiology Information System）。所以我们国家的HIS和PACS系统集成主要体现在HIS和RIS的整合上[4]。

根据实际的业务流程，在基于HL7标准的前提下，设计过程如下： ◆患者入院后，将患者信息录入到RIS系统中 ◆输入医嘱，并发送到RIS系统预约放射科检查 ◆如果取消检查，发送信息到RIS系统

◆患者在放射科做检查的费用，自动开始进行医疗机构的定价

◆同步药物和检查两个系统的价目表。

HL7的实施机制是“触发事件”。例如，医生对入院患者进行X射线检查时，护士进入HIS系统使医嘱的事件被触发，在系统内产生消息，并通过处理后把患者的X射线预约任命为RIS系统。该系统已成功通过实验室的测试，正准备在各个试点运行。

2.5、HL7实际应用特点 2.5.1、HL7消息传输的环境

HL7标准主要用于传输文本信息。其基本原理是基于HL7的标准，从而进行数据交换。要求每个系统的数据按照协议通信第一次转换为标准HL7的消息发送，接收方的通信系统通过分析收到的HL7消息，再转换为应用程序可以使用的数据，使系统之间的数据得以实现交换。

如图3.1所示，由于OSI协议还没有普及起来，致力于研究HL7标准的工作小组希望可以在这个时期提出利于现行标准传输的通信环境的定义。在OSI这样的标准正式使用后，这些医护接口才可以在链路上得以实现。这样的话，LLP协议就可以在系统中提高通信传输的效率。 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层 图3.1 OSI七层模型

2.5.2、HL7消息发送和接收的原则

一开始系统先要提取位于应用程序里面的数据来构造一个HL7消息，之后就要把消息送到传输系统。当消息传输到应答系统后，该系统会对消息扫描并存储，之后接收系统检查消息头进行判断，并且根据相应的语法结构和详细规则对消息部分进行验证，当然不会全部验证，不过这个过程可以使系统响应该消息。一旦消息通过验证系统就会把这个消息存储起来，系统接下来会表示接收成功，有必要的话，系统会把确认信息发送给客户端来表明消息成功传输了。随后消息会被发送到应用程序里面，这样的消息交换主要是应用程序从单一到复杂验证的过程，当一个过程结束后，接收系统就会进行另一个交换过程[7]。 2.5.3、HL7消息传输的要求

HL7标准定义的信息传输是介于应用程序实体之间的。在C/S的模型下即客户端和服务器之间的HL7信息传输。这里进行的信息传输是针对OSI的应用层进行操作，那么HL7标准进行消息传输的时候对通信环境的要求是[8]：

◆无失真传输。服务器假设客户端发来的信息以字节的正确顺序无差错地接收，但

是如果服务器没有给客户端发送确认信息即ACK消息，那么客户端就会认为刚

才发送的信息并没有成功传输到服务器。 ◆字符间转换。假设客户端与服务器在信息传输过程中使用的是不同的字符集，这

时通信环境还担负着将不同字符集转换统一的任务。

◆信息长度。HL7标准并没有对其消息长度有明确的规定。理想状态下，客户端可

以传输字符的长度没有上限。但实际上，不同通信环境的承载能力是不一样的，

所以根据不同的传输要求需要人为的规定传输字符上限。

第三章 平台需求分析

3.3、集成平台需求分析

当今世界，随着信息技术的进步，特别是通信技术、网络技术、服务器技术、系统管理技术和数据库管理技术等的进步，信息产业得到了空前高速的发展，信息技术和产品得到了广泛的应用，并且应用内涵也不断得以深化。这种变化为信息化程度较高的医疗卫生行业改造并提升其业务系统提供了技术上的可能性。 XXX医院是一家集医疗、教学、科研为一体的现代化综合性[二级甲等]医院，有着完善的医疗设施和强大的师资力量。近年来，医院在改革开放中，积极研究与

应用当代先进的医疗技术，学科成绩斐然，医院建设飞速发展。

医疗制度的改革，使医院成为一个相对独立的经济实体。在医院年门诊量达到[100万]人次，住院床位达到[800]余张的一家大型医院，其经济管理工作、医疗管理工作变得非常复杂，具有流动性大，随机性强等特点。随着医院的发展和提高管理水平的需要,传统的手工管理方式已远远不能适应社会时代的要求。这就要求实现医院门急诊、病房、药库等管理计算机化,促使医院管理水平上一个新台阶。

在新的形式下，为了加强医院经济管理，提高医院医疗服务质量和管理水平，使之成为对外开放的现代化医院，并为医院的长远发展提供更好的条件，医院提出了信息化建设的要求。

对于XXX医院信息化建设这样一个复杂的系统工程，在硬件、软件、网络等方面都提出了非常高的要求。作为系统核心的软件系统，更是重中之重。 对于医院提出的要求，我们认为，系统总体需求可以概括为：

1、以医疗服务管理和医院经济核算为基本目标，实现医院的信息化管理，提高经济

管理水平和医疗服务质量，实现医院的经济效益与社会效益的同步增长。在此基础上发展医院的决策支持辅助信息系统。

2、充分的利用原有医院硬件设备，节约投资为以后将服务器转向小型机做准备。

3、网络系统应包括一套完整的、能支持医院管理软件运行的网络设备产品，如网络

核心交换机、系统服务器、配线架、集线器以及相关的所有交叉连接件、适配器、接插件、保护设备、安装维护工具、相应管理软件及工程服务质量保证等。 4、保证医院的管理信息系统能达到目前国内先进水平，而且能够面向未来，预留二期接口，使之能充分利用未来发展的高新技术。

5、实现检验、检查过程无纸化，数据采集、传递、加工、分析自动化为目标的临床

医技信息系统。

6、在现有系统功能基础上，进一步实现检验、检查系统管理、实验室系统管理等实

现全面病史管理。

7、为医院决策层提供实时和历史的决策数据，并与外部实现电子数据交换和信息共 享。

8、通过信息化建设，提高医疗信息交换的标准化水平，为科研、教学提供良好的资 源。

3.3.1基本功能需求

1 应用程序接口 医院里面有多种信息系统，有些是比较老的遗留系统，有些是应用了新技术的系统，各个系统所能提供的接口不一样，所以集成平台应该能支持多种通讯协议和消息协议。通讯协议方面例如 COM，Web Service，CORBA，

6.2、本文总结

通过本论文，基本上遍历了某医院信息集成系统的全过程，为该医院提供了一个面向病人的高度集成系统，全面提高了医院的服务效率，为医院能更好更快的为病人服务提供了现实的物质条件。而于我个人而言，在本次的论文过程中，所获益更多，在经历了整个过程后，我对医院的整个工作流程和系统，有了更加全面和宏观的认识，相信会为我以后的工作和学习有很大之益助。

6.4、展望

本次医院信息服务系统之升级改造，提高了该医院的整体服务和效率有了很大的提高，但是我们要充分认识到，基于现在有限的物质条件之限制，以及未来科技的告诉发展，我相信在不久之将来，技术发展到一定之阶段后，医院的信息服务系统集成平台将迎来更加高效和方便的明天，将能更加高效地为大家服务，这也将是所有人类之福音。

参考文献

[1] Mehmet S. Unluturk.Using HL7 in hospital staff assignments，Computers in Biology and Medicine, 2014, Vol.45

[2] 魏永华; 李包罗; 宋斌恒.基于HL7标准可扩展的医院异构系统间统一集成平台的研究,微型机与应用,2005-08-25

[3] 葛小玲; 薛颜波; 宓林晖; 徐虹.基于HL7标准的医院信息集成平台建设探索 中国数字医学 2014-09-15

[4] 黄秋花; 蒲立新.基于HL7 V3标准的集成平台的初步研究,中国数字医学, 2013-06-15

[5] 尚文刚; 吴华; 赵斌.基于HL7和IHE-XDS医院通用集成平台的设计与实现,广东医学院学报,2012-06-30

[6] Kazuhiko Ohe, Shigekoto Kaihara . Implementation of HL7 to client-server Hospital Information System (HIS) in the University of Tokyo Hospital,Journal of Medical Systems, 1996, Vol.20 (4), pp.197-205

[7] 吴文庆.面向快速响应的HL7消息分布式缓存方法研究与实现,昆明理工大学,2014-04-01

[8] 李清.基于HL7和SOA的区域医疗协同系统研究与实现,电子科技大学 ,2010-03-01

[9] 韩璐.慢性病健康监护平台的设计及初步实现,南方医科大学, 2013-05-29 [10] 陈智生; 陈金雄; 余轮.基于HL7标准与中间件技术集成方法的信息化平台,中国医院,2006-08-01

[11] Wooshik Kim, Suyoung Lim, Jinsoo Ahn, Jiyoung Nah, Namhyun Kim . Integration of IEEE 1451 and HL7 Exchanging Information for Patients’ Sensor Data,Journal of Medical Systems, 2010, Vol.34 (6), pp.1033-1041 [12] 向天雨.区域医疗协同服务信息平台与数据交换中间件的研究,重庆医科大学,2014-05-01

[13] 王票利.构建HL7中间件——实现医疗信息系统的集成,福州大学 2005-05-01

[14] 黄冉.基于Ensemble的医疗信息系统集成,浙江大学,2012-02-01

[15] 刘博; 夏新; 陈彦东.基于信息集成平台的业务整合与数据共享方案 医疗卫生装备,2013-07-15

[16] Ki Sung Um, Yun Sik Kwak, Hune Cho, Il Kon Kim.Development of an HL7 interface engine, based on tree structure and streaming algorithm, for large-size messages which include image data,Computer Methods and Programs in Biomedicine, 2005, Vol.80 (2), pp.126-140

[17] 郑瑞斌.基于HL7的双向转诊系统的设计与实现,浙江工业大学 , 2010-06-30

[18] 李铁; 黄天培; 卢坚.基于SOA实现医院应用集成平台,医学信息,2010-05-05

[19] 董方杰.医疗信息的院内交互和区域共享架构研究,电子科技大学, 2013-05-20

[20] 何琳.区域医疗信息共享平台构建理论与实践的研究,天津医科大学, 2010-02-01

[21]杨小燕.基于IHE的医学影像协作网的构建研究,南方医科大学,

2009-04-10

[22] Chi-Hung Lin, I-Chun Lin, Jin-Sheng Roan, Jehn-Shan Yeh .Critical Factors Influencing Hospitals’ Adoption of HL7 Version 2 Standards: An Empirical Investigation.Journal of Medical Systems, 2012, Vol.36 (3), pp.1183-1192

[23] 魏永华; 李包罗.新一代医院信息系统的核心技术——集成,中国医院, 2005-07-01

[24] 周保琢.基于HL7标准的电子病历系统信息交换平台的设计和实现,中国科学技术大学,2009-05-15

[25] 张兰华; 薛绍伟; 李健; 唐一源.一种医疗公共接口平台集成模型研究 计算机应用研究,2011-07-15

[26] 罗志达.基于Biztalk的异构医疗系统接口引擎设计,南方医科大学, 2011-04-01

[27] 后国超.基于Web的医疗数据交换中心的设计与实现,大连理工大学, 2004-03-10

[28] Jinqiu Guo, Akira Takada, Koji Tanaka, Junzo Sato, Muneou Suzuki, Toshiaki Suzuki, Yusei Nakashima, Kenji Araki, Hiroyuki Yoshihara . The Development of MML (Medical Markup Language) Version 3.0 as a Medical Document Exchange Format for HL7 Messages,Journal of Medical Systems, 2004, Vol.28 (6), pp.523-533

[29] CERLINCA, M., TURCU, C., CERLINCA, T., PRODAN, R. HL7 Messaging Engine with Customizable Translation System, Directory of Open Access Journals

[30] 胡芳; 沈绍武.医疗数据集成平台的研究与设计,世界科学技术-中医药现代化,2015-04-20

[31] 白岩; 李婧.医院信息系统集成平台的研究与分析,中国数字医学, 2014-11-15

[32] 胡志坚.集成平台在医院信息系统建设中的应用,中国卫生信息管理杂志 , 2012-08-20

[33] 张建.高效HL7消息构建与解析方法研究与实现,昆明理工大学,

2014-04-01

[34] 王博.基于Ensemble的医疗应用集成系统设计与实现,贵州大学, 2009-05-01

[35] 梁淑英.基于SOA的数字化医院医疗设备集成技术研究,上海交通大学 2009-01-01

[36] Philip Scott, Robert Worden . Semantic mapping to simplify deployment of HL7 v3 Clinical Document Architecture,Journal of Biomedical Informatics, 2012, Vol.45 (4), pp.697-702

[37] 李斌.基于中间件的信息交换技术及其在医疗系统的应用,西北工业大学, 2005-03-01

[38] 孔华明.面向区域医疗的临床数据交换系统设计与实现,浙江大学, 2013-01-01

[39] 李娜.基于第三方的电子病历信息整合平台的研究,合肥工业大学, 2008-04-01

[40] 卢欣然.基于Webservice技术和HL7标准的麻醉临床信息系统的设计与实现,华东师范大学,2010-04-01

[41] 尤仙.基于XML Schema的关系模型到XML的转换技术的研究,杭州电子科技大学, 2013-01-01

[42] 李恭伟.远程医疗信息共享平台中接口服务器系统的设计与应用,福州大学,2006-05-01

[43] Amy Danko, Rosemary Kennedy, Robert Haskell, Ida M. Androwich, Patricia Button, Carol M. Correia, Susan J. Grobe, Marcelline R. Harris, Susan Matney, Daniel Russler.Modeling nursing interventions in the act class of HL7 RIM Version 3,Journal of Biomedical Informatics, 2003, Vol.36 (4), pp.294-303

[44] 黄攀.基于IHE LAB-TF的系统信息集成应用研究,北京交通大学,2007-12-18

[45]姚琴.面向医疗大数据处理的医疗云关键技术研究,浙江大学,2015-04-28 [46] 胡晓捷.数字化医院系统集成方案选择研究——以上海中医药大学附属普陀医院为例 网络与信息,011-08-09

[47] 李沙沙.医疗信息系统集成的模型驱动开发方法研究,浙江大学,2014-01-10

[48] 陈薇薇.基于HL7标准的PACS/RIS与HIS集成设计与应用,中国数字医学,2011-11-15

[49] 李东武.医院信息化资源整合的研究——以JM集团医院为例,昆明理工大学, 2008-06-01

[50] 李腾.异构医疗信息系统病人身份识别索引技术研究,南方医科大学,2011-03-31

[51] 徐玲.基于HL7的检验信息系统集成应用研究,山东大学,2012-09-20 [52] 邹志军.医疗信息集成平台中HL7消息解析和存储的设计与实现 ,昆明理工大学 2011-03-01

[53] 李祺; 刘晓明; 孙婷婷; 罗建军; 张浩.一种基于HL7 V3可扩展的临床系统集成方法研究与实践,中国数字医学,2013-06-15

[54] 许健; 查佳凌; 尤超; 唐静雯; 李先锋; 吴韬.医疗信息化集成平台在医院的建设与思考,中国医院,2012-02-01

[55 苏小刚.数字化医院信息系统集成技术的研究与应用 ,第四军医大学,2006-04-01

[56] 罗程.基于HL7标准的医疗信息系统集成新型构架的研究,电子科技大学,2006-01-01

[57] 曾祺.基于SOA的医院信息系统区域架构设计与实现,华南理工大学,2012-11-01

[58] H. K?nig . Access to persistent health information objects: Exchange of image and document data by the use of DICOM and HL7 standards,International Congress Series, 2005, Vol.1281 , pp.932-937 [59] 胡永辉.基于HL7的医疗信息系统研究,西安电子科技大学,2006-01-01 [60] 金雄军.基于HL7的医疗信息交换管理系统研究与实现,浙江工业大学,2007-11-01

数据库表或视图，存储过程，FTP，TCP/IP 等等；消息协议方面有 HL7，还有一些厂商自己定义的固定格式的文本，例如定制化的 XML。

2 消息路由

[2] 消息路由是指把一个消息从源系统路由到正确的目标系统。

由于集成的系统比较多，系统之间交互的消息类型相应也会很多，这就需要一个消息路由模块，来处理系统之间的消息路由。

3 数据处理 数据处理模块包括数据缓存，数据格式化，数据过滤，数据映

4 数据缓存 数据在有的场合并不需要实时地更新。 可以通过数据缓存模

块，把从应用 A 传过来的数据暂时存储在集成平台中， 等到需要的时候再一次性地把数据传到应用 B。这样就可以支持异步操作，可以减少集成中间件与网络的交互次数，提高集成平台的性能。数据缓存的另外一个作用是把消息存起来方便日后的问题定位以及纠错处理。

5 数据格式化 数据格式化模块是对数据进行格式化处理，以便某系统的数据能被另一个系统识别。由于系统千差万别，数据格式又有很多种，集成平台为了能跟不同的系统打交道，有必要对数据进行格式化处理。数据从外部系统流入集成平台时需要格式化，以便集成平台能处理；数据从集成平台流出到外部系统也需要格式化，以便外部系统能识别。

6 数据过滤 数据过滤模块的功能是从一个应用输出来的数据中，根据一定的规则，过滤出另一个应用所需要的数据。这是因为在实际的很多情景下，应用A 往往根据自己的业务逻辑，有条件地选取另一个应用 B 的数据。例如，对于门诊病人的医嘱，RIS 只需要在 HIS 中已交费的医嘱信息，而不理会未交费的医嘱信息。

7 数据映射 数据映射模块的功能是在不同应用的数据模型之间建立起对应关系。因为一般来说，各个系统数据模型的字段不一样，要想把应用 A 的数据传到应用 B，就需要在这两个应用的数据模型之间建立起对应关系。例如，病人 ID在 HIS 中的字段名为 pat_id，在 RIS 中的字段名为 PatientID，这时候需要在pat_id 和 PatientID 之间建立好映射关系。

8 数据转换 数据转换模块的功能包括：一、数据修改。应用 A 的数据可能要经过一定的修改才能被应用 B 所接受。例如，病人性别在 HIS 中的表示为 M和 F， 在 RIS 的表示为男和女， 当数据从 HIS 传到 RIS 的时候， 需要把 M

改成男，把 F 改成女。二、某些数据行和列的合并或者分离。例如，在 HIS 中的地址是分城市名称， 街道名称， 门牌号这三个字段表示的， 而在 RIS 中只有一个地址字段。因此必须将 A 中的那三个字段合并为一个字段才能传到应用 B。

9 数据丰富 有时候需要在应用 A 传过来的数据进行一下扩展，增加一些字段，才能传到应用 B。例如，在把医嘱从 HIS 传到 RIS 时，有时候医生未填开立时间，这样医嘱开立时间为空，需要集成平台把医嘱开立时间为空的补为系统当前时间，再传给 RIS。

10 集成监控 集成监控的作用是提供图形化用户界面， 使医院工作人员能够观察到当前系统中各个消息的状态， 能够查看到消息的执行过程， 包括执行时间，参与的外部系统，所传送的数据，还有出错时的异常信息等。

11 集成配置 也是通过图形化用户界面， 使医院工作人员能方便地配置好各个系统之间的消息路由和数据处理。

3.3.2系统性能需求

性能需求分析是为满足正常的业务需要而提出的性能指标。医院信息系统的性能包括很多方面，但最重要的是医疗数据记录和费用结算、信息查询、统计、数据维护和交换的响应速度。

? 响应速度：

信息系统的响应速度与很多技术指标和操作请求都有关系，如按索引项查询与按非索引项组合查询的响应速度差别很大；硬件系统的处理速度、数据库的组织形式直接关系到性能的好坏。在充分考虑到以上因素的基础上提出以下需求：

? 索引项单项或组合查询响应速度小于3秒。 ? 非索引项单项或组合查询响应速度小于10秒。

对于随机统计在15秒内完成的可以在前台处理，超过15秒的要提示后放入后台处理。对于固定格式的报表统计要采取定时或随时统计的方法。

? 易操作程度：

易操作程度是用户对系统性能评价的第一因素，直接关系到系统应用能否顺利推广应用。为此提出以下要求：

? 进入系统、输入查询、统计条件要灵活、简便； ? 完成一次查询后必要的话能够进行关联查询；

? 查询、统计条件信息要代码化、标准化并给出必要的提示信息； ? 有联机操作说明，并通俗易懂。 ? 精确程度：

查询结果要正确，统计结果要精确。

3.3.3经济效益需求

xxx医院信息系统建设方案通过信息化手段，改进或改革管理方式，从而为实施信息化系统的单位创造更多的经济效益。

? 管理手段

医院管理手段将从传统的手工管理，过渡到依托于计算机信息系统的电子化管理模式下，将在很大程度上提升管理效率。通过系统分析数据，可以有针对性的提出一些建设性的发展方针和措施，为医院的管理和发展决策提供有效可靠的数据基础。

其次在信息化的推动下，医院可以实时发现自己在管理方面的不足，及时纠正和提高，来优化管理模式，推动医院在信息化建设方面走到前面，并体会到信息化带来的良好发展。 ? 医疗服务模式

医院将改变传统的坐等患者上门的服务模式，通过医患关系管理系统提供的病源信息，为患者提供主动的、推送式服务。

在实际的医疗过程中，一卡通、分诊管理等系统的引入，优化了医院的医疗资源，提高了医院的医疗资源利用率，也在相当程度上提升了医院的管理效率和经济效益。

3.3.4、用户界面需求

1）集成平台应提供集成监控界面

集成监控平台主要就是为平台管理员提供一个可以监视集成系统所有作业

流程的窗口，通过该窗口，管理员可以监视到所有消息的执行过程和执行时间，还可全局掌控所有流入系统的外部数据和流出系统的内部数据，以及错误信息等。

2）错误消息处理

在系统运行的过程中必然会出现一些错误运行，当系统错误运行时，可能会导致信息交流受阻，在这个时候，我们要考虑应设置一个界面功能：允许管理员手动来完成这个信息的交流与传递

3）操作界面的易操作性

我们在界面设计的时候要充分考虑到如何方便操作人员来操作系统，这就要求在界面设计的时候要充分考量其逻辑关系的设计：即方便人员查找。

3.3.5、安全性需求

1、当系统和HL7引擎出现运行故障时，要能保证数据不会丢失，且必须保证在短时间内保证能够及时恢复系统。

2、考虑到医院机构的运行特性，必须保证系统和服务器能够长时间运行不出错，如果以早8点晚11点计算，至少需要15小时。

3、考虑到医院卫生机构在短时间内访问系统的数量之巨大，要保证系统运行顺畅，反应时间要迅速。

4、在恶劣极端的情况下，比如断电以及外部入侵，要保证系统数据库的安全，并尽量防止系统中毒，以及中毒后系统数据的备份和恢复。

第四章 平台设计

根据对集成平台功能需求以及HL7标准的分析，基于HL7标准的医院信息系统集成平台设计JAVA语言来编写，并采用XML技术来完成。本章将阐述最主要模块HL7引擎的设计过程，包括各功能模块的设计。 4.1、总体设计 4.1.1设计目标

在我们的设计的医院信息集成平台中，将以HIS为中心，并包括门诊系统、药房系统、医嘱系统、住院和医生服务工作站系统等。另外还将医技科室应用程序，包括LIS、RIS等、财务管理系统、人事服务系统以及后勤管理程序等，这些应用程序之间最后的数据交换和交流，最后都是通过集成平台完成。

图4.1集成平台设计目标

4.1.2体系结构

本系统在原有系统之基础上，通过增加EAI业务层来实现对HL7引擎的调用，在HL7引擎的帮助下，EAI层将获取的所有请求和数据，转换为HL7格式之消息，而平台则通过这些HL7格式转换后的消息来完成整个系统的实现，包括系统的数据映射和数据融合等，从而保证了数据的统一性和完整心，最终实现整个平台内

的数据共享。

图4.2集成平台体系结构图

从该集成平台体系结构图中我们可以看到居于最底层的是放松方的应用程序和发送方的数据库，它是整个消息的产生者，中间层则是我们所称的EAI层，包含了HL7引擎接口、HL7引擎和HL7引擎管理三项，其中HL7引擎是管理和实现数据之间的产生、转换和解析的全过程，而HL7引擎接口则包含了应用接口、数据接口和协议接口。最上层是接收方的应用程序和数据层。

4.1.3信息集成模块示例

信息集成组件主要由以下几部分组成Business Service业务服务、Business Process业务处理、Business Operation业务操作，这几部分共同作用下，将集成事务与消息传递进行完成。其中，Business Service主要负责进行消息的监听与接收；Business Process负责全局的消息路由转发、事务流程处理、消息匹配映射等工作职责；Business Operation负责将转换完成、最原子化的一个操作，发送/调用信息集成的目标端。同时在三者相互作用下，消息的反馈准确的返回到Business Process，由Process来讲反馈消息控制返回到消息发送方。

示意图如下（后续对该示例进行说明）：

业务服务监听与接收：在当今医院中，存在各种各种的医疗业务系统，医疗业务系统的多样性，就将导致与其集成时，接入方式的多样性，如部分系统已实现TCP的发送传递；部分已实现文本输出等。集成平台作为医院信息系统的中转、适配角色，在接入方式的多样性成为必要条件。如前所述，在这方面，集成平台允许的接入方式有：TCP、FILE、FTP、SQL、SOAP(WebService)、HTTP、MAIL等多种方式与相应的适配器。

在多种方式的接入过程中，将不同来源的消息通过统一的出口转交给业务处理部分，由其进行路由住转发、消息匹配映射、业务流程处理等相关的工作。

在本示例中，EMRS通过WebService的服务监听（BS.WS.EMRWS）方式将消息内容传递进集成平台，在通过验证后，将该消息转发给了业务处理模块中的路由模块。

消息路由转发：在一些应用场景中，如电子病历系统、重症监护系统、HIS系统三者进行信息传递时，部分信息是需要三者之间交互的，而部分信息仅仅需要两者之间交互，这在消息转发路由时，需要有一定的控制，起到闸门的作用。如：HIS系统进行入院登记时，需要将病人的信息发送到电子病历系统与重症监护系统；而在重症监护系统采集到病人生命体征信息时，仅仅将此信息发送到电子病历系统即可。因此，在集成平台中，引入消息路由转发的相关模块就显得比较重要。

在本示例中，EMRCTLRouter这个消息路由者在接受到BS.WS.EMRWS的消息时，可能会转发至EMRPlaceOrder、EMROrderCA、BadMessageHandle三个相关的处理模块。而具体转发至何模块，由消息头定义中的相关信息具体定义。消息路由者起到解析与转发的作用。

事务业务流程处理：即时消息路由已经正确路由转发了消息到准确的端点，但是在对应的端点内，还会有一些业务流程需要进行处理。如在EMRS下达一个新的Order的时候，需要的一定的情况下产生不同的业务流程分支：如该病人为门诊病人或者住院病人，则有必要产生HL7 消息中的住院病人登记信息与门诊病人登记信息：ADTA01与ADTA04。

在本示例中，BPEMRPlaceOrder的内部业务流程如下，每一个结点代表着一

次逻辑处理过程：

消息匹配映射：在一些情况下，消息的传递方并无必要产生HL7标准格式消息的情况下，如EMRS与集成平台为内部互调时，双方之间提供预定义的WebService的接口，以快速的开发与进行集成。

此时便需要在WebService中定义的消息格式与标准HL7消息格式之间进行

着匹配转换的工作。而该转换工作的处理调用是由事务业务流程处理模块来发起调用的。

终端消息发送：在进行正确的消息格式转换与业务逻辑处理，此时的消息已经成为一个符合终端系统需要的消息格式。在事务业务流程处理中，会将此消息投递给相应的终端系统。

在投递消息完成工，事务业务流程处理模块会进入等待反馈的状况，等待终端系统反馈一个应答消息，以表示该消息在终端系统中被准确的处理。事务处理模块收到该应答消息，并组织成发送端系统需要的消息格式，并作为应答系统，反馈至发送端系统。 4.2 平台网络体系

在我们实际的医院机构中，基本都已经存在一定的网络结构，在由于其时间久远，出现了老化和废用等情况，已经不能适用于新的平台的要求，所以在本集成平台的改造实施中，同样需要对平台的网络体系进行改造设计实施。

我们在构建集成平台网络的时候，在满足医院需求的情况下必须遵循以下原则：

? 稳定性

保证整个系统的稳定性，使整个系统可持续性运行： ? 实用性

整个系统的建设应该根据医院的实际需求进行，保证切实实用； ? 先进性

应用先进、成熟的技术，保证系统高效、安全、可靠； ? 可伸缩性

以整个系统可靠、正常运行为最终目的，确保计算机网络系统容量足够且具有相当的扩展能力； ? 冗余性

核心网络涉及到整个医院管理信息系统的正常运行，一旦出故障必将影响整个交易的运行，必须有一定的冗余设计； ? 可管理性

在运行维护方面注重安全、方便、简单、故障易发现和易恢复。

安全体系建设应该符合安全性、实用性、先进性、高集成性、可扩展性、开放性、稳定性、可恢复性、可管理性等原则进行实施。

按照“统一规划、分级实施；综合防范、整体安全；分级保护、务求实效”的原则，建立综合安全服务体系。 4.2.1网络结构设计

xxx医院的网络是一个以千兆交换为核心，百兆交换到桌面的快速以太网网络。网络可分为核心层和二级交换层。

（一）核心层：核心层有时候被称作网络的主干。该层的主要目的是尽可能快地交换数据。网络的这个层不应该被牵扯到费力的数据包操作或者任何减慢数据交换的处理。应该避免在核心层中使用访问控制列表和数据包过滤这类的功能。核心层主要以下几项工作： ? 提供交换区块间的连接；

? 提供到其他区块(如广域网区块)的访问； ? 尽可能快地交换数据帧或者数据包。

（二）二级交换层：主要是部门或用户被许可接入网络的点以及相关的工作站等。该分层能够通过过滤或访问控制列表提供对用户流量的进一步控制；但该层的主要功能是为最终用户提供网络接入。在网络的环境中，该层所代表的功能有以下几项：

? 设置网络边界； ? 设置安全策略； ? 业务聚合和划分； ? 用户接入；

? 广播域或多点广播域定义； 网络结构示意图如下：

核心层二级交换层用户层

图3-6 网络结构

1）网络技术选型

根据医院具体情况，我们决定在本方案中选用交换式快速以太网,提出以下总体方案设计框架:

采用千兆以太网技术作为网络主干,为医院提供高速、高带宽和大容量的数据吞吐量，主干网传输速率为1000MB，到桌面的传输速率为100MB，应用系统主要采用TCP/IP协议，在方案设计中将IP子网的地址分配策略和VLAN的策略紧密结合,实现对网络的统一管理。

由于本系统网络规模中等,主网络上的信息流量中等,而路由器设备包的转发延迟将高于交换设备的转发延迟，因此在整个交易中心网主干上很可能路由瓶颈问题，再有，医院占地面积广，需要连网的终端设备分散，基于此点考虑,我们提出了两层交换的网络建设模式。

两层是指中心使用高性能的网络交换机，中心交换机与二级交换机使用光纤1000M连接，二级交换机与终端设备100M连接。必要时主干网分为多个VLAN,由中心路由交换机完成VLAN间的路由工作，将广播域隔离在主干网的局部，提高主干网的使用效率。实现部门IP子网统一的管理，提高主干网的使用效率,充分达到应用的需求。 2）网络设备选型

中心设备请参考投标文件中的相关的供货章节，其他业务系统设备，以医院

现有设备（含新采购设备）为准。 3）VLAN和IP地址规划

VLAN划分：

在核心交换机上将与Internet相连的服务器划分一个VLAN（VLAN 2）； 在核心交换机上将与外网相连的防火墙划分一个VLAN（VLAN 3）； 在核心交换机上将整个医院交换机划分到一个VLAN里（VLAN 4）； 在核心交换机上将服务器系统划分到一个VLAN里（VLAN 5）； 在核心交换机上将医院内的所有处室划分VLAN(VLAN6～VLAN30)。 IP地址规划：

假设采用全部网络均采用24位子网掩码；

外网防火墙的Internet接口上的地址由服务提供商分配； 服务器区VLAN接口上的IP地址为：192.168.5.254；

大楼内网VLAN接口上的IP地址为：192.168.6.254～192.168.30.254； 各部门的IP地址段为：192.168.100.x～192.168.255.x。 4）网络数据交换

内部客户机访问内部服务器 医院内部的客户机访问医院内部服务器时，首先将判断服务器是否与其在同一个网段，经判断服务器192.168.5.x/24网段与内部办公计算机192.168.6.x/24不在同一网段，因此将数据包发送至内部办公网段的网关上，即核心交换机的192.168.6.254的接口上；核心交换机查询其路由表，发现192.168.5.x/24网段是一条直连路由，所以核心交换机将该数据包发送出对应的VLAN接口，最后由正确的服务器接受。同样，服务器对返回数据包进行判断，发现与内部办公计算机192.168.6.x/24不在同一网段，因此就将数据包发送至它的默认网关上，即核心交换机的192.168.5.254接口上。核心交换机通过查询路由表，发现192.168.6.x/24网段是一条直连路由，所以核心交换机将该数据包发送出对应的VLAN接口，最后由发起会话的办公计算机接受；至此，客户机与服务器完成了双向通讯。

内网算机访问Internet 医院内部的计算机访问Internet时，同样判断出数据包不是本地的，因此

发送给核心交换机，核心交换机通过查询路由表发现没有匹配的前缀路由，因此将数据包通过默认路由转发到外网服务器上（默认路由可以通过多种方式产生，由外网服务器注入或由多条默认静态路由组成）。外网服务器将数据包的源地址转换成自身外网接口的IP地址送入Internet防火墙，并最终到达目标主机。返回数据包通过Internet 路由最终到Internet防火墙，并由防火墙将返回数据包送达外网服务器，外网服务器通过查询连接状态表转换成内部地址并最终送达内部办公计算机，至此双向通讯完成。 4.2.3网络安全设计

随着Internet网络急剧扩大和上网用户迅速增加，风险变得更加严重和复杂。原来由单个计算机安全事故引起的损害可能传播到其他系统，引起大范围的瘫痪和损失；另外加上缺乏安全控制机制和对Internet安全政策的认识不足，这些风险正日益严重。

? 1）网络安全设计原则

对医院的局域网网络系统安全方案设计、规划时，应遵循以下原则： 综合性、整体性原则：应用系统工程的观点、方法，分析网络的安全及具体措施。安全措施主要包括：行政法律手段、各种管理制度（人员审查、工作流程、维护保障制度等）以及专业措施（识别技术、存取控制、密码、低辐射、容错、防病毒、采用高安全产品等）。计算机网络安全应遵循整体安全性原则，根据规定的安全策略制定出合理的网络安全体系结构。

需求、风险、代价平衡的原则：对任一网络，绝对安全难以达到，也不一定是必要的。对一个网络进行实际额研究（包括任务、性能、结构、可靠性、可维护性等），并对网络面临的威胁及可能承担的风险进行定性与定量相结合的分析，然后制定规范和措施，确定本系统的安全策略。

一致性原则：一致性原则主要是指网络安全问题应与整个网络的工作周期（或生命周期）同时存在，制定的安全体系结构必须与网络的安全需求相一致。安全的网络系统设计（包括初步或详细设计）及实施计划、网络验证、验收、运行等，都要有安全的内容及措施。

易操作性原则：安全措施需要人为去完成，如果措施过于复杂，对人的要求过高，

本身就降低了安全性。其次，措施的采用不能影响系统的正常运行。 分步实施原则：由于网络系统及其应用扩展范围广阔，随着网络规模的扩大及应用的增加，网络脆弱性也会不断增加。

多重保护原则：任何安全措施都不是绝对安全的，都可能被攻破。但是建立一个多重保护系统，各层保护相互补充，当一层保护被攻破时，其它层保护仍可保护信息的安全。

可评价性原则：如何预先评价一个安全设计并验证其网络的安全性，这需要通过国家有关网络信息安全测评认证机构的评估来实现。

? 2）网络安全建设目标 网络系统安全应该实现以下目标：

建立一套完整可行的网络安全与网络管理策略 ；

将内部网络、公开服务器网络和外网进行有效隔离，避免与外部网络的直接通信； 建立网站各主机和服务器的安全保护措施，保证他们的系统安全 ； 对网上服务请求内容进行控制，使非法访问在到达主机前被拒绝 ； 加强合法用户的访问认证，同时将用户的访问权限控制在最低限度 ； 全面监视对公开服务器的访问，及时发现和拒绝不安全的操作和黑客攻击行为 ；

加强对各种访问的审计工作，详细记录对网络、公开服务器的访问行为，形成完 整的系统日志 ；

备份与灾难恢复——强化系统备份，实现系统快速恢复；

加强网络安全管理，提高系统全体人员的网络安全意识和防范技术 。

? 3）网络安全体系结构

根据网络结构，按照安全策略的要求、风险分析的结果及整个网络的安全目标，整个网络措施应按系统体系建立。具体的安全控制系统由以下几个方面组成：物理安全、网络安全、系统安全、信息安全、应用安全和安全管理 。

? 3.1）物理安全

保证计算机信息系统各种设备的物理安全是整个计算机信息系统安全的前提，物理安全是保护计算机网络设备、设施以及其它媒体免遭地震、水灾、火灾等环境事故以及人为操作失误或错误及各种计算机犯罪行为导致的破坏过

程。 它主要包括三个方面：

环境安全：对系统所在环境的安全保护，如区域保护和灾难保护；（参见国家标准GB50173－93《电子计算机机房设计规范》、国标GB2887－89《计算站场地技术条件》、GB9361－88《计算站场地安全要求》；

设备安全：主要包括设备的防盗、防毁、防电磁信息辐射泄漏、防止线路截获、抗电磁干扰及电源保护等；

媒体安全：包括媒体数据的安全及媒体本身的安全。

在网络的安全方面，主要考虑两个大的层次，一是整个网络结构成熟化，主要是优化网络结构，二是整个网络系统的安全。

3.2）网络结构

安全系统是建立在网络系统之上的，网络结构的安全是安全系统成功建立的基础。在整个网络结构的安全方面，主要考虑网络结构、系统和路由的优化。

网络结构的建立要考虑环境、设备配置与应用情况、远程联网方式、通信量的估算、网络维护管理、网络应用与业务定位等因素。成熟的网络结构应具有开放性、标准化、可靠性、先进性和实用性，并且应该有结构化的设计，充分利用现有资源，具有运营管理的简便性，完善的安全保障体系。网络结构采用分层的体系结构，利于维护管理，利于更高的安全控制和业务发展。

网络结构的优化，在网络拓扑上主要考虑到冗余链路；防火墙的设置和入侵检测的实时监控等。

3.3）网络系统安全 访问控制 及内外网隔离

访问控制可以通过如下几个方面来实现：

? 制订严格的管理制度：《用户授权实施细则》、《口令字及帐户管理规

范》、《权限管理制度》。

? 配备相应的安全设备：在内部网与外部网之间，设置防火墙实现内外网

的隔离与访问控制是保护内部网安全的最主要、同时也是最有效、最经济的措施之一。防火墙设置在不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口。

内部网同网络安全域的隔离及访问控制

主要利用VLAN技术来实现对内部子网的物理隔离。通过在交换机上划分VLAN可以将整个网络划分为几个不同的广播域，实现内部一个网段与另一个网段的物理隔离。这样，就能防止影响一个网段的问题穿过整个网络传播。针对某些网络，在某些情况下，它的一些局域网的某个网段比另一个网段更受信任，或者某个网段比另一个更敏感。通过将信任网段与不信任网段划分在不同的VLAN段内，就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的影响。

网络安全检测

网络安全检测工具通常是一个网络安全性评估分析软件，其功能是用实践性的方法扫描分析网络系统，检查报告系统存在的弱点和漏洞，建议补救措施和安全策略，达到增强网络安全性的目的。 审计与监控

审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程，它是提高安全性的重要工具。它不仅能够识别谁访问了系统，还能看出系统正被怎样地使用。对于确定是否有网络攻击的情况，审计信息对于去定问题和攻击源很重要。同时，系统事件的记录能够更迅速和系统地识别问题，并且它是后面阶段事故处理的重要依据。另外，通过对安全事件的不断收集与积累并且加以分析，有选择性地对其中的某些站点或用户进行审计跟踪，以便对发现或可能产生的破坏性行为提供有力的证据。

因此，除使用一般的网管软件和系统监控管理系统外，还应使用目前较为成熟的网络监控设备或实时入侵检测设备，以便对进出各级局域网的常见操作进行实时检查、监控、报警和阻断，从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。

网络防病毒

由于在网络环境下，计算机病毒有不可估量的威胁性和破坏力，一次计算机病毒的防范是网络安全性建设中重要的一环。

网络反病毒技术的具体实现方法包括对网络服务器中的文件进行频繁地扫描和监测；在工作站上用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。

网络备份系统

备份系统为一个目的而存在：尽可能快地全盘恢复运行计算机系统所需的数据和系统信息。根据系统安全需求可选择的备份机制有：场点内高速度、大容量自动的数据存储、备份与恢复。

在确定备份的指导思想和备份方案之后，就要选择安全的存储媒介和技术进行数据备份，有“冷备份”和“热备份”两种。本方案对数据库系统采用双机热备技术。 3.4）系统安全

系统的安全主要是指操作系统、应用系统的安全性以及网络硬件平台的可靠性。对于操作系统的安全防范可以采取如下策略：

? 对操作系统进行安全配置，提高系统的安全性；系统内部调用不对

Internet公开；关键性信息不直接公开，尽可能采用安全性高的操作系统。

? 应用系统在开发时，采用规范化的开发过程，尽可能的减少应用系统的

漏洞；

? 网络上的服务器和网络设备尽可能不采取同一家的产品； ? 通过专业的安全工具（安全检测系统）定期对网络进行安全评估。 ? 通过配置专业的网管软件，在系统故障时进行短信息预警提醒。 3.5）信息安全

在xxx医院的局域网内，信息主要在内部传递，因此信息被窃听、篡改的可能性很小，是比较安全的。

3.6）应用安全

在应用安全上，主要考虑通信的授权，传输的加密和审计记录。这必须加强登录过程的认证（特别使在到达服务器主机之前的认证），确保用户的合法性；其次应该严格限制登录者的操作权限，将其完成的操作限制在最小的范围内。另外，在加强主机的管理上，除了上面谈的访问控制和系统漏洞检测外，还可以采用访问存取控制，对权限进行分割和管理。应用安全平台要加强资源目录管理和授权管理、传输加密、审计记录和安全管理。对应用安全，主要考虑确定不同服务的应用软件并紧密注视其Bug ；对扫描软件不断升级。

防火墙是指隔离在本地网络与外界网络之间的防御系统，是现在网络系统使用最普遍的防范措施。通过它可以隔离风险区域(即Internet或有一定风险的网络)与安全区域(内部局域网)的连接，同时不会妨碍人们对风险区域的访问。

4.3、HL7引擎的实现 4.3.1模块之间的关系

图4.3引擎结构图

如图所示，我们可以基本上HL7引擎由应用程序、虚线框内东西和其它接口三部分组成，在透视到虚线框内我们看到其大致可分为四大模块：HL7引擎的发送、HL7引擎的接受、HL7引擎消息生成、HL7引擎消息解析。

当外部人员开始执行外部应用程序时，就会触发outbound模块，outbound模块会对应的生成一条HL7格式消息，并及时存入database中。

IFOut模块读取database中的发送消息，发送给其对应的其他接口，最终送达到对应的接口应用程序。

IFIn模块主动接受源于其他接口的消息，并对其进行相应的简单性和有效性验证，无误后将其存入database中。

Inbound模块主动读入存放在database中的等待处理之消息，对其进行简单验证无误后，对该消息进行解析，整个解析的过程实际就是调用相应的解析函数来完成的，最终回复到一开始的程序端。

此四模块将主动调用其他内置之内部模块，流程如下所示： MSService：进行读写数据库的中间表之操作。

MSDatabase：叙述数据库的中间表结构、中间表的数据与内部对象间的转换。 MSHL7： 即所谓HL7的基础类，具体就是用来实现消息格式之转换。 MSFoundation： 全局系统之基础的类库。 MSComposite： 指示由多项数据构成之复合数据。 4.3.2数据映射

医院信息系统之集成过程中，使用HL7为中间媒介作为标准传递数据，就是用一个应用之数据透过HL7引擎之转换为HL7标准格式之消息，再将其出阿松给另外一个应用之HL7引擎，接收方之HL7引擎于HL7标准格式之小心再进行相关转换，获取所需要之数据并传递给接收方之程序。于是便关系到了数据之映射，主要过程就是各个应用之数据和HL7标准之映射。 1、数据的映射方法

数据的映射可透过XML格式之中间数据文件为根本进行转换，XML灵活之数据从叙述特性上来说极其适合各格式之数据转换。发送之时先从转换之模块把Database之数据取出打包成一个XML，而后通过XSLT把这个XML包转换为HL7的名代码与数据，然后又将基于HL7之XML转成HL7之消息，最后由HL7引擎发出。接受的过程和发送相反。

图4.7 基于XSLT之转换

此方法之优点于如果HL7数据格式之标准改变，仅需要修改XLST就可以完成整个系统之升级，XLST技术相当成熟，是常用之数据转换的方式；有许多的工具与方法可将DB中之数据转为基于DB之XML文件，可减少系统的开发工作量，并且，基于HL7之XML亦可供给基于XML之HL7消息的格式，来满足需要的多样性。但其同样有缺点，那就是需为单个应用制定不同的转换的模块。 2、映射中之数据

当通过基于XLST之方法来映射数据时，需把应用之中产生之交换数据转换为HL7的格式，一般包含以下几种数据之类型：

1）DataBase： 由数据库生成之需交换之数据，存储在相对应之中间接口表中。 2）基于DataBase之XML消息，它通常以中间表接口处之字段名字为标记符。 3）基于HL7之XML消息：以HL7名段之代码为标示，中间接口表之数据为元素之XML文件，并按HL7之段进行分割，元素的名称则是HL7的段名开始，而后依次则为字段序号、元素序号与子元素序号，此可保证标签之唯一，并方便产生HL7之格式消息。

4.3.3发生/接受模块

由于HL7的标准讲述的主要内容是一个消息的交换，故接下来我们从两个实体的角度来叙述：初始的系统与应答的系统。当然我们很容易理解这里面的初始与接受是相互的。初始系统先发送然后接受。在这个系统里，采用了TCP/IP协议和Socket的技术，于初始系统与应答系统中均设置了一个Socket的端口，以收发信息。

（1）初始系统分析数据后产生HL7格式消息，发送应答系统。

（2）应答的系统负责收消息，并对消息之有效性进行验证，标准如下： A）MSH-9-消息类型之至对应给接受方是可行的。 B）MSH-12-版本号之值对应给接受方是可行的。 C）MSH-11-处理ID之中之值适宜应用程序来处理。

消息必须同时满足以上三个条件，应答系统才会接受，并产生一个ACK消息：MSA-1-验证通过代码之值是AR 。

（3）验证通过后，消息路由到应用程序，执行以下操作：

A）消息处理成功，产生确认的消息：MSA-1-验证代码值是AA。 B）发送出错的消息，MSA-1-验证代码之值是AE。

C）处理失败与拒绝失败：由非内容与格式引起，系统错误MSA-1-验证代码值是AR。

（4）返回到消息来源之初始的系统

（5）初始的系统将应答消息路由回对应之应用程序。 4.3.4生成消息模块

生成HL7消息最终通过数据库接口表收到之数据来完成，两步走： （1）把需发送之内部数据经映射后为一个HL7之Message对象，如下图（图4-8）

（2）基于该对象产生HL7之消息 下面是消息构造之流程图（图4-9）：

4.3.5解析消息模块

解析消息模块之主要功能是把收到之HL7的消息，经验证正确后，映射为内部系统可识别之数据结构，方便系统对其进行处理。 第一步分析收到的HL7消息，验证其有效性，验证通过后，转换为ChH17Message对象。

PrHL7Message实际是一个起辅助作用的类，主要作用是把该对象内之属性值转换成可读的内部数据之结构。

此过程主要是借助数据映射之模块来最终实现的。

第五章 测试与评价

本文主要通过发送消息与返回消息之应答来实现系统功能之测试，在一段给定的时间间隔和信息量下，监督消息之发送，并于系统之稳定性进行相应之初始；采

用外部因素干扰之手段，来测试系统之安全性，最终达到对实际系统上线后运行状况之分析。 5.1测试说明

功能测试：单独运行多条消息，将其运行后返回之结果进行存储，查看接受方是否正常接受到消息以及发送方是否收到接受方之返回消息。 性能测试：包含稳定性差测试与安全性测试。

1）稳定性之测试目标：于一段给定的时间间隔下，测试长时间发送的消息出错之情况。

2）安全性之测试目标：在外部干扰因素的影响下，测试系统运行之安全性。如HIS或者RIS服务器的停机，HL7引擎宕机等，系统数据是否还可以正常运行及系统恢复后可否继续正常运行。 5.2测试过程与结果 5.2.1测试的条件

HIS服务器型号为HP Proliant DL 760 服务器，配置为4给英特尔至强处理服务器MP2.8GHz，，4MB三级告诉换成，4GB内存。操作系统为WindowsNT，数据库为SQL2000.

RIS的型号是DellPowerEdge2650，配置2个英特尔至强处理器2.4GHz/512KB2GB内存。操作系统是Linux，数据库是MySQL。两台清华同方超越4300，配置p41.4的cpu，256M内存，40G硬盘，其中一台作为HIS之引擎服务器，另外一台做RIS引擎服务器。 5.2.2功能测试之过程与最终结果

消息由HIS发送到RIS后，通过查询日志文件，来查看RIS是否可以正常接收到HIS发送之消息，并查看对应HIS的每条消息，RIS是否能返回ACK的消息。 发送之消息存储在HL7SendMessage日志之中，如下所示（略有删节）：

接受之消息存储在HL7ReceiveMessage日志之中，如下所示（略有删节）：

应答之消息存储在HL7ReceiveACK日志之中，如下所示（略有删节）：

经测试,我们发现HIS和RIS系统均能正常运转，并HIS能及时收到由RIS返回的ACK消息。

5.2.3系统稳定性之结果与过程

我们将测试的时间间隔设置为30s、15s与5s，总时间为下午18点到第二天9天，共计15个小时，测试结果如下：

根据医院日工作时间在15小时，及梅单位小时信息大于1000条，并依据医院系统运行对稳定性之需求，经测试每工作日之错误数量小于3条，符合要求。通过测试我们最终测试，我们选择5s，既可缩短信息之时间间隔，又可降低出错率，满足系统一开始之要求。 5.2.4系统安全性之结果与过程

我们在测试之过程中采用的是将HIS 或者RIS 的服务器停机将HL7之引擎关闭，拔掉网线之测试手法，最终都发现系统能够对收到之消息进行缓存，当我们恢复系统后，就可以继续传递消息，并保证消息之完整性，符合系统之安全需求。

5.3平台实际运行分析

HL7引擎将HIS和RIS系统集成后，经过一段较长时间之运行，我们发现其运行效果显著。当医生替病人发出放射科之申请单后，护士录入医生之医嘱，这是系统产生一个消息，传给RIS，放射科之工作人便即刻就可看到并为其主动预约，而最终预约之结果又通过系统产生一个消息返回给医嘱系统：病人需要做相应之检查时，医生可以快速的通过医嘱系统查询大放射科之报告，减少了医生之工作量，还可迅速查询到病人的检查结果报告，大大提高了医生之工作效率。

第六章 总结和展望

6.1、集成平台优势

2.3 集成平台的优势 集成平台给我们提供了统一的方式来实现医院信息系统的集成，这种集成方式的优势有：

2.3.1 降低了系统耦合度

2.3.1 降低了系统耦合度 由于应用系统只需要与集成平台集成，从而减少集成应用系统之间的耦合水平， 可以将某一个应用系统的部分或全部进行替换而不影响其它应用系统。

2.3.2 集成简单化 集成平台提供了配置工具， 可以轻易配置好系统之间的集成；并且定义了多种接口，多种通讯协议和消息协议，使得各种异构系统之间的连接更加简单，降低了开发的工作量，减少重复开发。

2.3.3 连接标准化 集成平台支持 HL7。HL7

[3] 标准是由美国 HL7 委员会制定，是建立在 OSI 模型应用层（第 7 层）上的标准，其目标是为医疗信息系统提供统一的接口标准， 实现医疗系统之间的信息交换。 集成平台支持厂商之间的 HL7 集成，使之更加符合国际标准。

2.3.4 提高了系统集成的可维护性 一方面由于接口数量减少了，维护起来相对容易；另一方面由于集成平台提供了监控工具，可以追踪系统里的每一个消息，可以及时发现问题并纠错，维护更加方便，这也提高了集成的质量。

2.3.5 方便医院管理 由于所有系统都通过集成平台来集成，医院只要管理好集成平台与应用系统之间的关系，不用再协调各厂商之间的关系。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yn2d.html