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近年來，在電子病歷應(yīng)用水平評(píng)級(jí)要求以及醫(yī)院在不同業(yè)務(wù)間實(shí)現(xiàn)協(xié)同等多種因素的推動(dòng)下，集成平臺(tái)成為各大型醫(yī)院信息化建設(shè)中重點(diǎn)的項(xiàng)目。
“醫(yī)療信息系統(tǒng)集成”并不是一個(gè)全新的詞匯，早在十幾年前就已經(jīng)在醫(yī)院信息化的浪潮中初露端倪，也有一些敢于“吃螃蟹”的醫(yī)院開始嘗試建設(shè)自己的集成平臺(tái)。這些年，在國(guó)家衛(wèi)健委的互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)評(píng)推動(dòng)下，集成平臺(tái)作為參評(píng)的“必要條件”進(jìn)入眾多醫(yī)院信息化建設(shè)的優(yōu)先發(fā)展名單，經(jīng)過了行業(yè)化的不斷論證和實(shí)踐，取得了飛躍式的發(fā)展。
對(duì)于集成平臺(tái)，很多HIT行業(yè)領(lǐng)域的專家人士都有精辟獨(dú)到的見解。本系列文章會(huì)從我們公司集成平臺(tái)的建設(shè)、過程、經(jīng)驗(yàn)、應(yīng)用、成果等五個(gè)部分展開，向大家分享我院一路走來的集成平臺(tái)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，希望能夠?yàn)楦噌t(yī)院信息化同仁提供借鑒和些許參考。
本文將圍繞醫(yī)院集成平臺(tái)的資源需求以及其對(duì) IT 基礎(chǔ)架構(gòu)的要求展開討論，并給出基于超融合架構(gòu)的方案配置參考與傳統(tǒng)架構(gòu)的對(duì)比分析。
圖：集成平臺(tái)總體架構(gòu)圖
隨著醫(yī)院信息化建設(shè)的不斷完善，醫(yī)院逐步上線了 HIS、EMR、PACS、LIS 等多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。
由于這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)由不同廠家開發(fā)，各個(gè)系統(tǒng)擁有不同的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而導(dǎo)致不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間需求調(diào)用復(fù)雜、接口數(shù)量多且無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交互效率低下、維護(hù)困難等問題。
集成平臺(tái)的重要性在于，其不僅能夠在各個(gè)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一集成和交互，同時(shí)為數(shù)據(jù)集成提供了可能。
通過將各個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)并重新組織形成醫(yī)院的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，集成平臺(tái)為下一步數(shù)據(jù)分析創(chuàng)造條件，即充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值進(jìn)而形成一系列數(shù)字化應(yīng)用支撐智能化決策，幫助醫(yī)院實(shí)現(xiàn)真正數(shù)字化轉(zhuǎn)型。可以說，集成平臺(tái)是醫(yī)院數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)。
在部署集成平臺(tái)時(shí)，醫(yī)院需要清晰了解集成平臺(tái)的架構(gòu)，從平臺(tái)的實(shí)際需求出發(fā)，并結(jié)合醫(yī)院資源池建設(shè)的整體規(guī)劃，為集成平臺(tái)選擇合適的基礎(chǔ)架構(gòu)。
醫(yī)院集成平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方案有很多種，早期以接口調(diào)用集成方案為主，但這種方案集成效率較低，后期逐漸轉(zhuǎn)向企業(yè)服務(wù)總線（ESB）為主要框架。
可根據(jù)客戶的請(qǐng)求和事件提供路由，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、翻譯等服務(wù)。
具有快速、并行的消息處理能力。
無法保證消息或服務(wù)請(qǐng)求的順序，而醫(yī)院業(yè)務(wù)之間調(diào)用大多有嚴(yán)格處理順序要求。
不支持國(guó)際醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)，不利于醫(yī)療數(shù)據(jù)上報(bào)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)交互。
ESB 引入消息隊(duì)列軟件處理服務(wù)請(qǐng)求順序的問題、改造 ESB 支持醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議等方案雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了 ESB 的優(yōu)化，但存在方案極其復(fù)雜，開發(fā)難度過大，成本過高等問題，可見在集成平臺(tái)建設(shè)中，單憑 ESB 軟件是無法完全滿足業(yè)務(wù)的需求。
經(jīng)過多年的發(fā)展與試錯(cuò)，醫(yī)院集成平臺(tái)逐步形成了以 ESB（企業(yè)服務(wù)總線）、IE（集成引擎）、ETL 工具三種技術(shù)組合而成的搭建方案。
如上圖所示，集成平臺(tái)的集成工作主要包括兩個(gè)部分：應(yīng)用集成和數(shù)據(jù)集成。
應(yīng)用集成主要實(shí)現(xiàn)各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的請(qǐng)求和調(diào)用，由 ESB 和 IE（集成引擎）兩部分組成；其中 ESB 負(fù)責(zé)同步數(shù)據(jù)處理操作，IE 集成引擎負(fù)責(zé)異步數(shù)據(jù)處理。
ESB 充分發(fā)揮并行處理優(yōu)勢(shì)，實(shí)時(shí)、高效地處理系統(tǒng)之間的請(qǐng)求。
IE 集成引擎支持以 HL7、CDA 等國(guó)際醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議交互，提供消息異步處理機(jī)制，解決重視次序的服務(wù)調(diào)用需求。
國(guó)內(nèi)集成平臺(tái)常用的集成引擎方案如下表所示?？梢钥闯?，國(guó)內(nèi)的集成平臺(tái)廠商大多采用國(guó)外成熟的 ESB 企業(yè)服務(wù)總線產(chǎn)品/集成引擎產(chǎn)品。
常見 ESB/集成引擎 產(chǎn)品的系統(tǒng)要求和數(shù)據(jù)庫(kù)支持情況如下：
數(shù)據(jù)集成主要任務(wù)是將醫(yī)院各個(gè)系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集中，清洗，并以新的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)，形成醫(yī)院數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，以便后續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘和利用。
ETL 是 extract-transform-load 三個(gè)數(shù)據(jù)處理過程的縮寫：
數(shù)據(jù)抽取（Extract）：連接各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，抽取數(shù)據(jù)庫(kù)日志和事務(wù)數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（Transform）：抽取數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證、清洗、根據(jù)規(guī)則執(zhí)行轉(zhuǎn)換。
數(shù)據(jù)加載（Load）：將處理好的數(shù)據(jù)加載到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)。
理論上， ETL 工具可從生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)直接抽取數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，但這種方式會(huì)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)帶來較大壓力，直接影響業(yè)務(wù)系統(tǒng)響應(yīng)速度。為了解決這個(gè)問題， ETL 過程會(huì)先將數(shù)據(jù)完封不動(dòng)地抽取到中間數(shù)據(jù)庫(kù)（臨時(shí)庫(kù)），數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加載都會(huì)發(fā)生在臨時(shí)庫(kù)中，以最大程度上降低對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的影響。
量體裁衣，平臺(tái)運(yùn)行環(huán)境和架構(gòu)是什么？
集成平臺(tái)運(yùn)行在vSphere虛擬化集群環(huán)境，虛擬化集群由6臺(tái)X86架構(gòu)的華為RH5885服務(wù)器和一套CHANGHONG CNX400 2存儲(chǔ)組成。邏輯主機(jī)的配置為windows server 2008 R2 64位，64G內(nèi)存，E7-4830四核四處理器，500G的磁盤空間。常態(tài)情況的CPU利用率為20%，內(nèi)存平均利用率為70%左右。從硬件運(yùn)行環(huán)境而言，集成平臺(tái)不需要非常高的硬件配置，其對(duì)內(nèi)存消耗比較大，主要是緩存線程的使用。
圖：集成平臺(tái)服務(wù)器內(nèi)存使用率
集成平臺(tái)的核心技術(shù)架構(gòu)是ESB(Enterprise Service Bus的簡(jiǎn)稱，中文翻譯為企業(yè)服務(wù)總線)。在這里，我們把企業(yè)服務(wù)總線在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)內(nèi)特定的實(shí)現(xiàn)稱之HSB(健康服務(wù)總線,Health Service Bus),這些特定的實(shí)現(xiàn)包括了醫(yī)療行業(yè)特殊的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，例如：信息交換標(biāo)準(zhǔn)HL7,醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信標(biāo)準(zhǔn)DICOM等。
我司集成平臺(tái)采用基于電子病歷的醫(yī)院信息平臺(tái)進(jìn)行各系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)集成，主要通過服務(wù)總線(DHC-ESB)完成系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)協(xié)同，通過主數(shù)據(jù)管理（DHC-MDM）完成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的管理，通過臨床數(shù)據(jù)中心（CDR）完成數(shù)據(jù)的整合。
圖：集成平臺(tái)總體架構(gòu)圖
我院集成平臺(tái)的內(nèi)部架構(gòu)采用的是InterSystems Ensemble，HSB是其運(yùn)行的邏輯架構(gòu)，InterSystems Ensemble平臺(tái)的內(nèi)部架構(gòu)如圖所示：
圖：Ensemble平臺(tái)的內(nèi)部架構(gòu)
Ensemble的內(nèi)部架構(gòu)由三個(gè)主要的構(gòu)件組成，分別是：BS、BP、BO。
業(yè)務(wù)服務(wù)（BusinessService）簡(jiǎn)稱BS，是Ensemble中所有外部請(qǐng)求/外部數(shù)據(jù)的入口。Ensemble中內(nèi)置了多種常用的導(dǎo)入型適配器供開發(fā)人員在BS中直接使用，其中包括并不限于SOAP、SQL、HTTP、File、FTP、HL7等。
業(yè)務(wù)流程（BusinessProcess）簡(jiǎn)稱BP，是Ensemble中的業(yè)務(wù)處理模塊，在BP中可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)值對(duì)照以及根據(jù)規(guī)則引擎做出的消息分發(fā)等功能，BP是Ensemble的中樞，由各種不同類型BS進(jìn)入的數(shù)據(jù)，經(jīng)過BP的處理，最終通過各種不同類型的BO流出Ensemble。
業(yè)務(wù)操作（BusinessOperation）簡(jiǎn)稱BO，是Ensemble對(duì)外發(fā)送請(qǐng)求或數(shù)據(jù)的出口，Ensemble中內(nèi)置了多種常用的導(dǎo)出型適配器（OutboundAdapter）供開發(fā)人員在BO中直接使用，其中包括并不限于SOAP、SQL、HTTP、File、FTP、HL7等。
通過打開Ensemble的消息路徑圖，我們可以監(jiān)測(cè)每一條消息的運(yùn)行狀態(tài)和路徑，通過此圖，我們可以一目了然的看到消息是如何在平臺(tái)內(nèi)部運(yùn)行的。
圖：Ensemble的消息路徑圖
3.集成平臺(tái)能做什么？
集成平臺(tái)基于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務(wù)的架構(gòu)），無侵入式設(shè)計(jì)，不改變現(xiàn)有信息系統(tǒng)的運(yùn)行，由集成平臺(tái)完成各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)發(fā)、解析、存儲(chǔ)和使用管理。集成平臺(tái)管理層提供業(yè)務(wù)日志、事件日志、業(yè)務(wù)規(guī)則日志、端到端的消息跟蹤業(yè)務(wù)監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)在開發(fā)階段的有效調(diào)試以及運(yùn)行期間的故障診斷分析，利用集成平臺(tái)的故障可追溯機(jī)制，管理員可快速定位導(dǎo)致異常的環(huán)節(jié)。
圖：標(biāo)準(zhǔn)字典維護(hù)模塊
圖：基于HL7的標(biāo)準(zhǔn)文檔CDA
圖：消息日志
通過集成平臺(tái)，其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以很容易的對(duì)接到集成平臺(tái)的業(yè)務(wù)流程中來，通過集成平臺(tái)的數(shù)據(jù)集成和業(yè)務(wù)集成，各個(gè)系統(tǒng)繼承已有的數(shù)據(jù)和服務(wù)，降低了各個(gè)子系統(tǒng)之間的高耦合性。
4.集成平臺(tái)是如何實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)互通的？
集成平臺(tái)通過Ensemble的“注冊(cè)－發(fā)布－訪問”機(jī)制對(duì)醫(yī)院信息平臺(tái)各種共享服務(wù)資源進(jìn)行注冊(cè)與發(fā)布，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)資源共享及粗粒度應(yīng)用服務(wù)之間的互操作。其核心是建立基于消息引擎的院內(nèi)集成平臺(tái)服務(wù)總線(HSB)，通過基于SOAP（Simple Object Access Protocol，簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議）的WebServices、HL7消息等將各系統(tǒng)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)(HIS、EMR、PACS等)對(duì)接，并實(shí)現(xiàn)患者就醫(yī)流程的閉環(huán)處理。第三方系統(tǒng)通過集成平臺(tái)獲取所需信息并將回傳信息返回給集成平臺(tái)。
當(dāng)某個(gè)業(yè)務(wù)需要某個(gè)應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)發(fā)送給另一個(gè)方應(yīng)用時(shí)，由該程序向平臺(tái)發(fā)送一個(gè)消息，經(jīng)過平臺(tái)對(duì)消息進(jìn)行接收和處理(BS中定義)，按照平臺(tái)預(yù)先設(shè)計(jì)好的消息流程(BP中定義)，調(diào)用目標(biāo)系統(tǒng)的服務(wù)，通過此服務(wù)將消息內(nèi)容寫入目標(biāo)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中。在此過程中，業(yè)務(wù)系統(tǒng)不需要考慮目標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否與自己一致，也不需要鏈接對(duì)方的數(shù)據(jù)庫(kù)（比如采用視圖，存儲(chǔ)過程的方式調(diào)用目標(biāo)系統(tǒng)）。只需要將消息發(fā)送給平臺(tái)，再由平臺(tái)完成后續(xù)的流程。平臺(tái)的BO能通過輸出適配器，API，或者其他方式來訪問Ensemble外部應(yīng)用。
圖：集成平臺(tái)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程處理
5.集成平臺(tái)的主要作用
總體而言，集成平臺(tái)主要解決了以下幾個(gè)問題:
第一：兼容多個(gè)異構(gòu)系統(tǒng)，并快速進(jìn)行對(duì)接，使各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)可以交互。
第二：通過平臺(tái)交互，統(tǒng)一患者就診檔案。
第三：以集成平臺(tái)為基礎(chǔ)，可逐步建立區(qū)域級(jí)的信息平臺(tái),從而使發(fā)展區(qū)域醫(yī)療，集團(tuán)化醫(yī)院有了技術(shù)上的保證。
第四：同時(shí)，能夠采集海量的臨床數(shù)據(jù)，為醫(yī)院的教學(xué)科研工作奠定基礎(chǔ)。
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