摘  要： 總結現有的HIS集成中采用的一些集成方法，提出了一種基于HL7標準的可擴展的統一集成平臺以實現醫院異構系統間的集成。
關鍵詞： HL7  EAI  HIS  標準化  集成

　　隨著信息技術的發展，醫院對信息的需求不斷擴展，加之HIS(Hospital Information System，醫院信息系統)的復雜性，決定了任何一個HIS廠商都不可能提供一個醫院所需要的全線產品，因此在醫院環境下，集成不同廠商的產品就成為必然的要求。國內HIS的開發，大多沒有遵循統一標準，因此選擇醫院信息系統的集成方法變得非常重要。
　　本文針對醫院信息系統的集成問題，研究了在醫院環境下異構信息系統間的集成方法，提出一種基于HL7(Health Level Seven)標準的可擴展的統一集成平臺作為醫院異構系統間(采用Microsoft的BizTalk作為集成平臺)集成的方法，使得醫院信息系統內部以消息傳遞的方式實現溝通交流，達到集成的目的。從醫院信息系統發展的可擴展性、集成效率、集成復雜度、集成復用性以及集成成本方面入手，為醫院環境下異構系統集成問題尋找出一種可擴展、集成效率高、復雜度低、可重復使用且成本低的適應醫療標準化的集成方法。這對于當前各醫院面臨的醫院信息系統集成問題的解決方法具有普遍意義，同時可以推動醫院信息標準化的建設，為將來實現社區醫療信息共享奠定基礎。
1  現有的解決方案
1.1 集成方法的選擇依據
　　在醫院環境下，選擇一種最適應醫院信息發展的集成方法實現異構系統的集成，主要依據以下參數：
(1)集成方法的可擴展性。(2)集成方法的效率。(3)集成方法的復雜度。(4)集成方法的復用性。(5)集成方法的通用性。(6)集成方法的靈活性。(7)集成方法的安全性。(8)集成方法的成本。
　　理想的集成方法應該具有以下特點：集成效率高，復雜度低且安全穩定，可以重復使用，并且具有通用和靈活性，同時可以盡量降低成本[1]。
1.2 集成模型
　　集成模型是指一種用來集成軟件的特定方法和結構，它定義了集成的特性和機制，并由此決定如何將應用系統集成在一起[1]。集成模型主要在表示層、數據層及功能層[1]這三種層面上實現。醫院作為特殊的企業，它的EAI[1](Enterprise Application Integration，企業應用集成)也要以某一個或幾個集成模型為基礎，提出最優的集成方法，均衡各項集成指標，使得系統集成達到各項指標最優。
　　(1)表示層集成模型：表示層集成模型是一個面向用戶的集成，它使用一個標準的界面來替換老系統的終端窗口和PC圖形界面，新的表示層需要與遺留系統的商業邏輯進行集成。
　　(2)數據層集成模型：數據層集成模型從數據層面入手，以共享數據為前提，實現信息系統的集成。
　　(3)功能集成模型：功能集成模型是在業務邏輯層上完成集成的，而業務邏輯層屬于顯示界面和數據層之間。基于中間件技術的集成方法就屬于該模型的應用。
1.3 集成方法
　　(1)點對點集成方法
　　在醫院信息系統集成方法中，點對點的集成是一種最常見的集成方法。該方法簡單易用，實現效率高，同時它可以在集成模型的任意層面上實現。但該方法要求醫院使用的信息系統只能來自少數幾個IT廠商。然而，IT技術日新月異，一個醫院的信息需求不斷擴展，一旦來自不同廠商的HIS系統達到一定數量，這種集成方法就明顯出現了弱點。
　　圖1顯示了一個簡單的點對點集成方法的示例，該示例只是針對住院病人的一個簡單模型，醫院的實際應用中要復雜許多。

　　從圖1可以看出點對點的集成方式在遇到多應用系統集成時暴露出的弱點。假如，有N個廠商的系統需要其產品都要在醫院相互集成，則該醫院有N?鄢(N-1)個接口需要設計（接口是雙向的），這種N2數量級的復雜度極高。即如果有8個不同的系統，則需要56個接口。對于每個廠商每個醫院都要和N-1個其他廠商打交道，M家醫院要開發M?鄢(N-1)個接口。顯然，此時集成的復雜度太高，接口過多，每增加一個應用系統，集成復雜度上升一倍，必然導致成本太高。
　　(2)數據共享集成方法
　　目前，數據共享的集成方式是很多廠商和醫院優先采用的，它屬于集成模型的數據層集成模型的應用。數據共享集成是以數據共享為基礎，應用系統雙方彼此通過直接或者間接的方式讀寫對方的數據。
　　數據共享集成方法的優點較易實現，對于少數幾個應用的系統集成來說實現效率比較高，不需要編寫太多的代碼。但它的最大弊端是不能保證系統的安全性，擴展性差。
　　該方法比較適合基于主題數據庫設計的HIS系統。所謂主題數據庫設計就是指同一家醫院基本上采用一家廠商開發的HIS系統，主要基于集中數據庫的設計，數據高度共享，基本上不需要與其他廠商的HIS產品集成。當第二個廠商的應用系統需要加入時，采用數據共享的集成方法應該是比較容易實現的，因為只需要相互共享對方的數據庫，簡單的相互調用即可實現相互集成。
　　(3)基于數據倉庫技術的集成方法
　　數據倉庫是一個面向主題的、集成的、時變的、非易失的數據集合，支持管理部門的決策過程。對于醫院來說，數據倉庫集成方法的目的比較單一，主要是為了從多個信息源綜合數據進行分析和決策。從醫院各部門使用的不同數據源中歸集數據，按照一個集中、統一的視圖要求，進行數據抽取，進而生成數據副本，轉換成符合數據倉庫的模式，并存儲在數據倉庫中，達到集成的目的。
　　同樣，數據倉庫集成方法屬于數據層集成模型的應用。它的優點是建立數據倉庫的目的，即便于進行聯機分析處理（OLAP）和數據挖掘（Data Mining）；缺點是數據冗余存儲，信息同步問題難以及時更新，各數據源需要提供統一的視圖模式，且數據倉庫集成方法目的單一，因此不適用于解決當前醫院內異構系統之間需要相互通信的所有集成問題。
　　(4)基于Broker的集成方法
　　基于Broker的集成方法也是醫院常用的一種集成方法，它類似于數據共享集成方法，同樣都屬于數據層模型的應用。Broker集成方法以第三方數據共享為基礎，其中一個或幾個應用系統需要將數據存儲在自己的數據庫中，同時再以Broker的形式批量的存儲到共享數據池中，以備其他應用系統可以直接讀取數據池中的數據，實現相互集成。這樣的集成方法可以避免直接共享數據，保證了系統的安全性；但它的不足之處是需要冗余存儲，只限于少數幾個異構系統之間的集成使用，如果應用系統太多，同樣面臨著數據共享集成方法的缺點，復雜度過高，不可維護。
　　(5)基于中間件技術的集成方法
　　中間件是一種獨立的軟件系統或服務程序，位于操作系統和應用層之間一個軟件層。它向各種應用軟件提供服務，使不同的應用進程能在異構平臺之間，通過網絡互相通信，為應用程序提供連接和協同工作的功能。中間件技術在集成中越來越重要，也成為了醫院信息系統集成中最常用方法之一。
　　中間件集成方法主要屬于功能層模型的應用，它可以用于解決多種類型的集成問題，如數據一致性集成、多步處理集成、即插即用集成。但與點對點的集成方式相類似，中間件平臺需要憑借高度專用化資源方可發揮出其所具備的潛在效率。此外，其所創建的集成接口同樣具有緊密相關性，它是將信息與內部工作機制綁定在一起，從而傳遞相互依賴性的封閉系統體系結構的另一種表現形式。可見，目前醫院信息系統所遇到的集成問題，不是使用一種中間件技術就可以解決的，需要綜合考慮，采用多種集成方法相互結合的解決方案。
2  可擴展的統一集成平臺
2.1 可擴展集成平臺的依據
　　眾所周知，醫院信息系統的發展應該是可持續的。為了實現新系統與醫院現有系統的無縫連接，就需要塔建一個可擴展的統一集成平臺。這個平臺使得異構系統之間的信息交流采用消息傳遞的方式，系統之間的通信只取決于消息發布和消息訂閱，并不需要知道系統的相對位置及具體工作。各系統只需要將自己的接口充分暴露，使得系統之間充分松散，而系統內部緊密耦合，每個系統只關心各自的訂閱的消息，同時對于需要發布的消息充分暴露給訂閱方即可。前面提到的微軟BizTalk Accelerator for HL7（BTAHL7）、IBM的HAI等概念，都是以該思想為基礎，基于HL7標準的可擴展的統一集成平臺的解決方案。如圖2所示。

　　其中，BTAHL7=BizTalk accelerator for HL7 ADT、ORM、ORU及DFT都是HL7中的標準消息，其中ADT是關于病人管理的消息，ORM是關于病人的醫囑消息。圖2中采用了微軟的BTAHL7為集成平臺，各子系統只需要與集成平臺相連接，將需要傳遞的消息以XML的方式，或者標準的HL7消息傳遞給集成平臺，集成平臺將消息發布，發布的消息被發送給訂閱者，實現系統之間的信息交流。
2.2 基于HL7標準的可擴展的統一集成平臺
　　正像XML正成為IT信息交互的標準一樣，HL7是當前國際醫院信息交換的標準，因此完全可以采用基于HL7標準，建立可擴展的統一集成平臺。如圖3所示。

　　圖3中說明可擴展的集成平臺可以采用微軟BizTalk Accelerator for HL7（BTAHL7），也可以IBM的HAI解決方案。其原理大致相同，主要工作在于將各系統的接口暴露出去，讓集成平臺完成各系統之間的消息交換。而消息可以是標準的HL7消息，也可以是非標準的HL7消息，如XML格式、平文件格式。所有消息通過一定格式送入集成平臺，集成平臺將發布的消息轉換為訂閱者所要求的格式消息，傳遞給訂閱者。
　　作為醫院信息系統的集成平臺，最需要考慮的就是集成的可擴展性，即實現信息系統的無限擴張，這是醫院信息系統發展的趨勢。所有應用對于自己都應該是獨立的，所有新、老系統將來都是獨立的，所有模塊都因為統一集成平臺而解放。基于統一的集成平臺，任何模塊都可以加入進來，它們之間只有標準的消息傳遞，通過消息觸發事件，不需要知道對方在做什么，無需約束對方做什么，只要對自己的事情做出決定即可。這樣所有需要加入的模塊，所有需要更新的模塊都可以很成功地完成。若增加一個模塊，只是在各應用內增加一些對應的消息事件，則不需要修改應用程序，即可實現軟件的即插即用。
2.3 討  論
　　可擴展的統一集成平臺的最大優點體現在它的可擴展性上，任何一個系統的下線或者上線不會直接影響到其他系統；對于多個應用系統間的集成復雜度明顯降低，同時采用HL7標準定義了應用系統之間的交換信息標準，不干涉應用系統內部的平臺及數據源問題。因此HL7對于異構系統的集成效果顯著。從長遠角度，采用基于HL7標準的集成方法可以明顯降低的集成成本。
　　但是，國內基于HL7標準開發的應用程序還比較少，要將醫院現有的信息系統重新開發以符合HL7標準，這種做法是不可能的。因此，這對于醫院內現有系統的集成是一個挑戰，如何解決現有系統與集成平臺的通信問題是很好的研究方向。
3  結束語
　　不論是點對點方式還是數據共享的集成方法，它們所針對的是一個系統與另一個系統(或主題數據庫)的連接，通過編寫程序接口或直接的數據共享，達到通信的目的。這種方法要求每一個新系統介入時都要重新編寫各自的接口，越多的系統介入，接口越多，一旦醫院的達到者足夠復雜（多家產商的系統并存），此時再需要進行信息系統的升級或者再介入新的系統，整個醫院信息系統的就面臨著重新開發的威脅。因此，醫院信息系統的集成問題是當前醫院信息化面臨的最緊迫和最重要問題，建立一個基于HL7標準的可擴展的醫院信息系統統一集成平臺，是醫院信息系統可持續發展的保證。
參考文獻
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2   張慶，高上凱.HL7標準及其在我國的應用前景.中國醫療器械信息，2001；(4)
3   Marotta D J.HL7 in the 21st Century.Healthcare Informatics，2000；(4)
4   齊國隆，孔令人，鄒宗峰.現階段醫院HIS系統的HL7改造. 中國衛生事業管理，2003；(9)