基于HL7的HIS与PACS网关设计和实现

来源 :南方医科大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:shazi009
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随着计算机技术、网络信息技术的不断发展,信息化的推进不断深入,医疗信息化在医院管理中也发挥了越来越重要的作用,绝大部分的医院都建立了HIS (Hospital Information System,医院信息管理系统)、PACS (Picture Archiving and Communication Systems,医学影像归档和通信系统)等信息系统。医疗信息化的发展方向为:实现医疗机构内部更加紧密的信息集成、实现医疗机构之间更广泛的信息互联。但是各系统之间硬件设施的配置不尽相同,软件数据结构和编码规则存在差异,这些因素都可能导致“信息孤岛”,医疗信息化发展的主要问题就是信息共享,医疗信息的交换和共享是实现医疗信息化必不可缺的部分。因此,医疗信息的标准化是大势所趋。HIS是医院信息管理系统,是进行医院管理和信息管理的计算机应用系统,几乎覆盖了医院的所有业务以及业务流程中的信息管理。PACS是医学影像归档和通信系统,用于现代医院的数字化设备所产生的医学图像的采集、存储、管理、查询和传输的应用系统。HIS管理的医院信息也包括了PACS系统中的图像信息以及相关的管理信息。两者存在着紧密的信息交换,因此HIS与PACS的信息交换问题也是信息化发展过程中必不可少的问题,HIS与PACS之间的集成问题归根到底就是信息标准化的问题。目前,HIS与PACS现有的信息交换方式包括:访问对方数据库的方式、创建中间表的方式、构建中间件的方式、基于CORBA (Common Object RequestBroker Architecture)的分布式集成方式以及基于HL7 (Health Level Seven,健康信息交换第七层协议)标准的方式。从长远的发展角度来看,基于HL7标准的方式符合信息化发展的趋势,同时,该方式也是解决HIS与PACS系统集成的根本性方式。因此本文采用基于HL7标准的方式实现HIS与PACS之间的信息交换和共享,该方式符合国际标准,可以实现信息的无缝连接,具有较好的系统可扩展性,更利于信息化的持续快速发展。HL7标准致力于开发不同医疗信息系统之间电子资料的标准,以及医疗系统中医疗信息交换的标准,适用于运行在不同的系统环境中不可兼容的软件和数据结构之间的通信。HL7标准几乎覆盖了所有的医疗信息业务,随着这些年的发展,HL7拥有了来自36个国家和地区的2300多个会员,已经成为了国际认可的医疗信息交换标准之一。目前,HL7标准已经成为美国公认的医疗信息交换标准,大约有95%的医院大约95%的医疗设备和信息系统都遵循HL7标准。除此以外,加拿大、德国、日本等发达国家,也广泛使用了HL7标准。因此,以HL7标准实现消息的交换和共享是信息化发展的必然趋势。国内的HIS发展程度参差不齐,技术水平各有不同,HL7的研究较晚,目前大多数使用中的信息系统并没有遵循HL7标准。为了实现HIS的标准化,我们应该加快HL7的本地化发展进程,对于正在开发构建的HIS系统,我们应该遵循HL7标准进行规范化地开发;对于已经投入使用的HIS系统,通过构建HL7网关,对现有HIS系统进行标准化改造,既能实现HIS的标准化,也避免了重构系统造成的资金浪费等。PACS系统遵循DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine)标准,DICOM标准是医学图像及其相关影像信息的标准。HIS与PACS之间并没有一个统一的标准。通过构建HL7网关,实现HIS与PACS之间的系统集成,完成文字信息的传输,对于医学影像的传输,通过DICOM网关进行医学图像的调阅和存取。本文研究HIS与PACS之间文字信息的传输和共享问题,通过构建基于HL7的HIS与PACS的网关,对现有的系统进行标准化改造,实现HIS与PACS的系统集成。本文首先详细介绍了HL7标准(HL7标准有两个版本:HL7 V2.X和HL7 V3.0,本文主要研究HL7 V2.4,消息的构建基于HL7 V2.4),包括HL7标准的发展情况、HL7的消息结构组成、HL7的通讯原理以及各种开发工具和软件等,然后分析了HIS与PACS之间影像检查的业务流程以及业务流程中的信息交换,交换的信息包括患者个人信息、临床信息、申请单信息、检查状态信息、检查报告信息、影像图像相关信息等,根据业务流程的需求以及信息交换需要,根据HL7标准创建对应类型的HL7消息,包括新建申请单消息(ORM^001 (NW))、取消申请单消息(ORM^001 (CA))、检查状态回传消息(ORM‘001)、一般应答消息(ACK)、申请单应答消息(0RR‘002)、诊断报告消息(ORU^R01)、字典变更消息(MFN^M01)等。具体的业务流程和信息交换情况如下:患者进行门诊或入院信息登记,然后到相关科室或者病房就诊,医生根据患者情况开具检查申请,患者划价收费成功后,HIS发送新建申请单消息(ORM^001(NW)),此时HIS将患者的个人基本信息、临床信息、申请单信息等发送到PACS,PACS接收申请单消息并对患者信息进行相应处理,患者在申请单预约的检查时间来到影像检查科,PACS安排患者进行分诊检查,同时根据患者的检查状态发送检查状态回传消息(0RM‘001)到HIS,告知HIS患者的检查状态,当患者正在进行检查或者检查结束时,不允许HIS对该次检查申请进行取消和修改操作。患者检查结束后,PACS发送患者的诊断报告消息(ORU^R01)到HIS,将患者的影像诊断结果、影像图像的相关信息传输给HIS,为临床医生的诊断和治疗提供临床依据。HL7消息只能传输文本信息,不能传输实际的影像图像,如果观察包括影像图像时,传送系统传送参考指标到接收系统,即在诊断报告消息(ORU^R01)的OBX信息段中定义引用指针类型。接收系统可以根据参考指标通过DICOM网关获得所需的影像。患者回到就诊病房或者住院病房,医生可查阅PACS发送的检查报告信息,同时通过DICOM网关,调阅病人当次的影像图像或者相关图像,对患者进行最终的诊断和治疗。根据HIS与PACS业务流程中的信息交换需求,确定网关的主要的消息类型之后,本文对基于HL7的HIS与PACS的网关进行总体架构的设计,并对各个任务模块进行了阐述。基于HL7的HIS与PACS网关的设计主要包括以下的功能模块:接口模块、消息模块、格式转换模块和传输模块。接口模块为数据库接口模块,负责连接本地数据库,对本地数据库进行查询、更新、删除、修改等操作。消息模块分为消息任务、消息构建、消息解析、消息有效性验证四个部分:消息任务部分负责消息任务的发起和接收,负责连接各个功能模块;消息构建部分根据消息类型把应用程序数据构建成HL7消息;而消息解析部分跟消息构建部分为互逆的功能部分,负责把消息解析成应用程序数据;有效性验证部分负责对接收的消息进行有效验证。格式转换模块把传统竖线编码形式(ER7, Encoding Rules for7)的HL7消息转换成](ML(Extensible Markup Language,可扩展标识语言)格式消息,或将XML格式消息转换成传统竖线编码形式,ER7格式的HL7消息可读性较差,因此我们对HL7消息进行XML格式转换,使其更适合于网络传输。传输模块包括日志文件部分、发送和接收部分,日志文件部分负责信息的备份,以及意外情况下的信息复原,发送和接收部分负责消息的发送和接收,通过TCP/IP传输协议进行网络传输,采用C/S(Client/Server,客户端/服务器模式)模式,客户端和服务器通过套接字方式,进行点对点的Socket通讯,实现消息的传输。本文使用ORACLE数据库和PL/SQL Developer集成开发环境搭建模拟数据库,使用开源工具NHAPI进行消息的构建和解析,采用.NET的C#开发工具进行开发,并对网关的实现结果进行了部分展示,最后对论文的工作进行了总结和展望。基于HL7的HIS与PACS网关实现了HIS与PACS的数据集成,消除了信息孤岛,优化了HIS与PACS的业务流程,电子信息的共享减少了医务工作人员的手工输入,减少了输入错误率,提高了工作效率,保障了患者的利益。电子申请单和诊断报告的信息共享,减少了纸张的使用,避免了资源的浪费,保护了环境。与此同时,基于HL7的HIS与PACS网关的实现,有利于保障数据的安全性和系统的功能独立性。降低了系统的耦合性,扩大了医院系统的可扩展性,从而大大提高了系统的可维护性,进一步推进了信息化的发展进程。针对我国信息化现阶段的发展情况,相关机构应该加快HL7的本地化发展进程,与国际接轨,标准化医院信息系统,为医疗信息系统的开发提供理论性和专业性的指导。从理论到实践的全面发展,响应医疗体制改革的号召,进一步推进我国的医院数字化建设和信息化建设。
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