医院数据一体化整合及建设数据集成平台的体会

医院数据一体化整合及建设数据集成平台的体会

牛启润① 吴向群① 谭志明① 陈荣山①

①中山大学附属第二医院信息科，510120，广州市沿江西路107号

中山大学附属第二医院建于1835年11月，是中国最古老的西医院，包括两个院区和一个门诊部。医院目前开放床位1 380张，二级临床部门30多个，年门急诊量170多万人次，年出院患者3.6万人次，年手术量22 000多例。医院的信息系统起步较早，1997年就建立了门诊、住院、药房药库管理，人事工资和财务管理等系统。近几年，随着医院的不断发展，信息系统的建设也一直没有停止过，院区之间在2004年已经实现了千兆连接，信息系统也制定了中期发展规划。目前已建成包括HIS、LIS、PACS（RIS）、专科电子病历、体检、财务管理、库房管理、手术麻醉等系统，今、明两年将重点建设电子病历、心电监护等临床信息系统。

1 信息系统建设过程中存在的问题

信息系统建设为医院各项业务的快速增长提供了有力的技术支持，但随着临床提出的需求越来越多，面向管理的信息系统已无法满足需求。为此，我们制定了医院信息系统发展的三年规划，志在打造以患者为中心，面向临床的医院信息化平台。

随着信息系统的增多，信息共享问题再次提到日程上来。目前的问题不仅表现在新旧系统的互联上，还表现在与历史遗留系统的互联及未来升级和扩展的高昂成本上。为解决此类问题，在过去几年里，我们也花了很大精力采用紧耦合的方式对其中一些系统进行互联，解决了存在已久的信息孤岛问题。但随着系统的增多，特别是相互之间有数据交换的系统增多，遇到的困惑也越来越多，主要集中在以下三个方面：

1.1 互联的系统数量上升 此时，其复杂程度和成本就呈爆炸性增长。互联系统中的任何拓扑改动，或期间进行的系统升级，都很难保证系统之间数据传输不出问题。

1.2 对于已经淘汰的系统来讲 其数据往往在4、5年甚至更长时间以后还将用到，但因为多种原因，这些系统中有价值的数据不能被迁移到新系统。我们的旧门诊系统在2003年已经停止使用，但由于旧的数据财务部门还经常会用到，所以至今还保留并运行着。随着数据具有很高研究价值和临床价值的系统的更新换代，可以预见，虽然可以通过新系统抽取整合旧系统的方法来保留旧数据，但代价比较高，且数据未必完整。可以说，若没有更好的替代方式，系统的更新换代必将更为困难，除非能够保证采用同一供应商的产品，但系统的更新换代往往意味着更换供应商。

1.3 未来必须解决的新问题 通过标准的HL7传输数据或非标准的通过中间表或视图传送数据，虽然暂时解决了系统间的数据交换，但仅仅是一小部分数据被共享，解决了系统运行中数据传输的问题，并未解决数据的完全共享。若需要对临床或运营管理决策而进行深度数据挖掘工作时，还要对各个系统的数据再次操作，浪费人力物力。

2 数据集成平台的提出

为了解决以上问题，我们也进行了一系列研究，希望需求到一种能够解决以上所有问题的单一解决方案，但答案是否定的。

目前，虽然系统之间的数据共享在数据交换层面解决了信息孤岛问题，但对于患者来说，在医院所产生的各种数据还是分散存在于门诊、住院、LIS、PACS、体检等系统中。虽然电子病历系统整合了患者在院就诊的大部分数据，但若想全面了解患者就诊的各种信息，还需分别通过不同系统来查询。对医院各级管理者来讲，要想了解全面的医院运营信息，也要通过综合不同系统的信息来完成。信息孤岛的问题还没有得到真正的解决。现在市场上针对部门级系统(也称为信息孤岛)的互联及协同工作有许多不同的解决方案，其中不少是基于消息机制或集成引擎[1]、EAI(企业应用总线)[2]、SOA(基于服务的体系架构)[3]、ESB(企业服务总线)[4]或其他类似技术。不少基于特定情况的数据库中间表的方案也有广泛应用。无论具体的技术或产品是什么，这些方案都可以归进同一范畴，即互联方案，或称之为协同工作方案。

互联协同工作是从供应商的角度来看问题。从信息科主任的角度看，仅仅通过系统互联消除信息孤岛是远远不够的。理想的方案是在不同应用系统之间，根据需要进行数据传递的同时，在整个医院(甚至更大范围，如分布在不同地理位置的多个院区或区域医疗集团)进行信息共享。这样可以在一次数据传输的同时完成全部有价值数据的采集和抽取，便于下一步进行数据深层次的挖掘及利用。但目前的大多数互联或协同工作方案还无法满足这个层次上的信息共享需求。虽然也有一些医院提出了一体化的信息系统解决方案，但由于临床不断增加的新的需求，一家IT公司是很难面面俱到的。实际上，目前很多大医院的信息科主任都遇到医院信息系统多样性和异构问题，面对着多家IT供应商提供的信息系统进行集成，同时还要面对医院内部各种各样的需求。

面对这样的情况进行系统集成，我院采取的也是系统之间写接口的方法，目前各个IT供应商都很配合，各个系统之间的数据传输工作也很顺利，但一旦系统之间数据交换出现问题，或系统进行改动，将会非常被动。鉴于此，我们也进行了大量的市场调研，最终发现上海坦瑞公司的DOP数据集成平台，并与之合作。

3 数据集成平台（DOP）的方法和技术

3.1 DOP的概念 DOP是Domain Operating Platform的简称，中文译为“领域操作平台”。DOP其实是针对复杂应用领域一集创新技术和计算方法，同时也是支持动态数据建模的一种新的软件平台。它能够为应用软件提供服务导向的运行环境，支持DOP导向的应用软件开发。DOP的核心是MDT（Meta Data Type）技术，又包括数据引擎、行业专用建模工具、流程引擎和运行总线架构。DOP二阶建模可以采用医疗健康领域的自然语言，领域专家就可以直接参与建模过程，而且建好的模型具有“所见即所得”的特征，避免领域专家和计算机技术人员交流过程中产生的信息失真。DOP数据引擎系统提供系统与数据库及存储设

备之间的交互。

DOP的革命性技术突破之一在于后建模技术，也称为动态自然语言建模。之所以称为后建模，是因为它对传统系统设计的突破。在传统系统设计过程中，数据模型一定是在实施之前的设计早期阶段进行的。这种流程并不适用于DOP后建模技术。在新的框架下，数据模型可以在较迟的时候进行，可以修改，并可以随着时间的流逝而逐渐被优化。由于DOP系统及其低层次上的服务与具体的数据模型之间完全被去耦合，新的数据类型、数据模型和成分或元素可以根据需要加入原来的数据模型中。

与此同时，数据模型是用可以被用户和领域专家所能理解的“自然语言”进行描述；而传统的计算机语言对领域专家来说是一种十分困难的外语。这种新的建模技术另一独特的自然表现，在于其数据模型不再是一个简单的数据结构描述，而是一个现实的知识模型，因为数据结构和所有相关的背景知识都已经被封装进去。

3.2 元数据类型(MDT)动态数据建模的基础构件 MDT是Metadata Type (元数据类型)的缩写，是动态数据建模的概念性基础构件。一个MDT实例代表一个现实世界的领域概念。例如，血压是一个常用的医学概念，就可以用具体的MDT实例来描述。当用MDT来描述血压时，不仅其数据结构已经被描述了，同时还包括其他相关知识，如测量方式、正常数值范围、异常的意义等等。

3.3 数据层集成的MDT映射 MDT映射是DOP的另一创新技术，是一体化数据集成，或称为单一数据模型集成方法的核心。MDT映射使历史系统在数据层面上的统一成为可能，而不仅是以数据和信息共享为目标对其进行互联。

对那些来自不同供应商的大量历史系统，对标准支持不完善甚至没有采用任何标准的系统，或产品已经完成其生命周期、得不到技术支持的系统，采用MDT映射方式可以获得非常好的结果。这种模式目前已在中国获得数个成功案例。MDT映射的另一意义在于对那些非标准化历史系统在数据层面上的标准化统一。DOP的MDT机制支持多种开放式标准，如HL7、IHE、Snomed、Loinc、ICD-10等。另外，DOP的流程引擎同时支持流程重组，为第三方和客户提供了全面的开发环境。DOP还将支持设备的即插即用(未在本项目中采用)。

3.4 医院DOP数据中心的建立 基于DOP平台的数据中心将提供数据集成，集中计算。在数据集中的过程中，依据面向服务的架构原则，在保持数据真实和有效的基础上，对数据重新进行逻辑上的组织和划分，以提高查询访问的速度和安全级别，增加数据的利用效率，实现数据层次的系统一体化整合。通过数据互联相关系统，在满足基本功能需求的基础上，考虑扩展应用。如用户数据挖掘，用户远程查询健康信息等。

基于DOP技术的数据中心，可以将医院现有的不同系统实现互联。这是一种集中式的互联，在逻辑拓扑结构上，类似于软件集线器式。DOP数据中心本质上是一种分布式的数据互联技术，并且在互联过程中可以将信息模型抽象，支持各类异构系统间的互联，不依赖各类软件系统是否符合HL7标准。在这种互联模式下，可以最大限度的保护用户在旧系统上的投资（包括原始投资、在旧系统中产生的数据和用户使用系统的学习成本），让旧系统依旧运行，也可以直接将新的系统增加到这个平台上，并将新旧系统通过数据中心