HL7应用与医院信息系统集成

HL7应用与医院信息系统集成一简介北京大学人民医院于1996年建成国内第一个大型医院信息系统(HIS)。近年来，在不断完善现有系统的基础上，正在建设医学图像存储传输处理系统(PACS)、检验科信息管理系统(LIS)、手术室信息管理系统(ORIS)、临床监护信息管理系统、电子病历系统(CPR)、门诊信息系统等。在建设这些系统的过程中，我们分别选择了不同公司的优秀产品，采用HL7技术进行系统集成。首先试点的是PACS与HIS的互连，目前已经进入实际测试阶段。这是国内首例HL7应用尝试，受到各个方面的关注。国内传统的HIS建设方法大多依靠一家HIS开发商，制约了医院HIS建设的发展速度。在HIS与PACS、LIS等系统互联中，大多采用打开对方数据库直接读写的方法。这种方法存在很多弊病，在大量系统互连的情况下十分危险。采用HL7集成HIS正在成为国际HIS建设的发展趋势。国内HIS的技术已经与发达国际的水平十分接近，发展速度明显变慢，只有专业化才能够进一步提高。因而，集成将成为一种主流。目前，国际上正在制定HL7版本3(HL7V.3)和电子病历标准。HL7V.3采用了面向对象的中间件技术和XML语言。美国医疗信息和管理系统协会(HIMSS)和北美放射学会共同组织了IHE(IntegratingtheHealthcareEnterprise)，从流程角度规范临床信息系统(CIS)。HL7、IHE、DICOM(DICOM是医学图象传输标准)正在紧密合作，构造整个医疗行业信息化的基本框架，代表了国际HIS的发展方向。我们正在紧跟国际发展潮流，探索中国医院信息化与国际接轨的途径。二HL7与HIS互连技术HL7是医疗领域不同应用之间电子数据传输的协议，是由HL7组织制定并由ANSI批准实施的一个行业标准。它主要的目的是要发展各型医疗信息系统间，如临床、保险、管理、行政及检验等各项电子资料的标准。HL7从HIS接口结构层面上定义了接口标准格式，并支持使用现行的各种编码标准，如ICD-9/10、SNOMED等。HL7采用消息传递方式实现不同模块之间的互连，十分类似于网络的信息包传递方式。每一个消息可以细分为多个段、字段、元素和子元素。为了支持实现HL7，一些公司开发了HL7引擎(类似于网络驱动程序)，通常是一组支持HL7通信的过程调用函数或控件，应用程序按照HL7引擎的约定提供参数，模块之间的通信则由HL7引擎完成。以往国内HIS集成大多采用开放数据库，允许对方程序直接读写的方式，这种方式的优点是简单、效率高;缺点是通用性、安全保密性不好。如果众多厂家任意打开对方数据库读写，将无法保证系统的正确性，可能导致灾难性的后果。国内也有公司自己开发了专用API接口，这种方法提高了安全性，增加了复杂性。以上两种系统集成方法的共同缺点是，需要为不同厂家的同类产品开发相应的接口程序。HL7实际上是一组标准的API接口，这样可以大大简化不同厂家同类应用程序接口的复杂度和工作量。典型的HL7通信是一种点对点方式(图1)。这种系统连接方式对于减少不同应用的接口数量没有明显效果，近年来，为了解决系统的复杂度问题，HL7服务器解决方案开始出现。HL7服务器作为系统集成的中心结点，与多个子系统互连，可以大大简化多个系统互连的接口数量(图2)。但是，HL7服务器本身的复杂度决定了这种方式只有在十分复杂、异构模块众多的情况下才适于使用。HL7可以规范临床医学和管理信息格式，降低医院信息系统互连成本，提高医院信息系统之间信息共享的程度。在美国及越来越多的欧洲国家，HL7被用作医疗系统中文字及数字信息的标准接口。而HL7在国内的应用还未见报道，这是因为囊括医院各管理模块的综合型HIS产品还是市场的主流。但是，随着医院信息系统由管理为中心向以病人为中心的临床信息系统(CIS)转变，随着专业化细分的发展，以HL7标准实现系统互连将成为必然趋势。三HL7在北京大学人民医院的应用在人民医院PACS系统建设中，我们决定将美国GE公司的PACS、RIS(放射信息管理系统)与众邦惠智公司的HIS通过HL7互连。通过尝试总结经验，制定我院医技科室管理系统与HIS互连接口规范，探索HIS集成方式。IHE定义了放射信息系统的基本流程(图3)。我们根据IHE流程，结合我国应用需求进行了修改。一般国外将RIS放在管理信息系统中开发，与医疗设备进行集成。我国大部分PACS系统包含RIS。因此国内HIS与PACS集成主要是HIS与RIS的集成。GE公司与我院合作，共同开发适合中国市场的RIS产品。在HL7集成中，我们采用了点对点通信方式(图4)。HIS端使用太平洋医信公司的HL7引擎，GE公司在RIS端使用自己的HL7引擎。我们根据实际操作流程，基于HL7标准，设计出以下流程:病人入院登记后，将病人基本信息传入RIS系统;录入医嘱时，如有放射科检查项目，传送至RIS系统预约;如因故取消此项检查，通知RIS系统;病人在放射科做完检查，将费用传至HIS住院系统计价;同步两个系统的药品及检查治疗项目价目表。HL7的实现机制是“触发事件”。例如，医生为住院病人开了X射线片检查，护士在HIS系统录入医嘱时产生触发，在HISHL7ENGINE产生消息，并传递给RISHL7ENGINE，由它解析后，通知RIS系统为该病人进行X射线片预约。目前该系统已经通过实验室测试，正在准备试运行。四医院信息系统集成IHE定义了标准的数字化医院框架(图5)。国内一般将HIS分成管理信息系统(MIS)和临床信息系统(CIS)，IHE的框架主要涉及CIS。医院信息化发展到CIS阶段，技术难度明显加大，公司一定向专业化方向发展，已经不可能由一家公司完整开发全套系统，集成成为必由之路。该框架以电子病历为核心，以HL7与DICOM作为互连标准，将各个子系统连接起来。IHE的目标是通过标准化简化系统集成的复杂度，提高通用性，降低造价。图6介绍了DICOM与HL7的关系。DICOM、HL7和IHE都有协调组共同工作，以协调标准之间的兼容性。它们与数据字典标准化的各个组织组成了一个完整的标准化体系，从不同层次定义HIS的标准。RockyShi讨论了3种HIS集成方法的优缺点:(1)单一厂商模式:优点是传统模式，无需集成，项目管理简单，技术复杂度低，节约经费;缺点是应用范围受限，功能受限，单点失误，单供应商风险，维护较差，维护费用较大，无法实现完整解决方案;(2)多厂商模式:优点是适合应用，系统水平高，容易修改，分散费用;缺点是厂商过多，选择困难，管理困难，技术复杂;(3)混合模式:分别选择单一厂家建设费用/财务管理系统、电子病历系统，多厂家建设其它系统;将整个系统进行有限划分，既保持了系统的灵活性，又限制了系统的复杂度。我们认为第三种模式比较合理，也适合国内的实际情况。以往的国际CIS市场十分混乱，众多中小公司的小型产品充斥市场。由于没有好的总体规划，导致系统互连复杂、数据冗余、维护困难。目前，GE、飞利浦、西门子等以医疗器械为基础的大公司，不约而同地把竞争点聚焦在CIS市场，将原来分属不同部门的IT人员集中成立医疗IT部门，按照国际标准建设完整的CIS解决方案。GE公司将在2003年2月的美国HIMSS年会上正式发布GE总体解决方案(GETotalSolution)。在新一代HIS建设中，HL7V.3十分需要注意。HL7V.3采用面向对象的建模技术，将现代软件工程学方法应用于HL7标准的开发过程，使其结构和内容更加完善。HL7V3按照自顶向下(Topdown)的设计思路，通过面向对象的分析和建模，提供合理的语义定义，从而提高了HL7内部的一致性，消除了不必要的选择性(Optionality)。参考信息模型(ReferenceInformationModel，RIM)是HL7V.3构建的基石，它以灵活的可共享的信息模型表达广泛的信息内容。HL7V.3考虑到信息交换过程中的安全性、隐私性，新版本将采用多种手段保护病人信息，如服务授权、电子签名、比口令(Password)更先进的用户身份鉴别技术等。HL7V.3采用了多种信息表达技术如XML，EDIFACT等以增进系统间的互操作性(Interoperability)。HL7V.3基于XML开发了病人记录体系(PatientRecordArchitecture)，可以产生结合HL7消息内容的XML格式的电子文档，便于不同系统间的信息交换。HL7V.3的对象分解标准和流程标准将直接影响下一代HIS的基本结构和模块划分。这种HIS子模块内部的标准化将大大简化系统的开发和维护，从而促进标准中间件的生产。这种标准化也将促进HIS从不同层次向“即插即得(PlugandPlay)”发展。在集成的大趋势下，HIS将成为一个分布式系统，从某种意义上讲，可以提高系统的可靠性，降低单点失误的可能。但是，分布式系统固有的问题应该引起重视，尤其是数据一致性问题。如果为了严格保障数据一致性，单个子系统故障可能导致整个系统的瘫痪。这种问题在理论上没有统一的解决方法，只有在系统设计中，通过适当划分系统，减低数据的偶合度实现。集成系统的实施需要很好的规划。医院的管理者和信息部门需要制定出比较长远的发展规划，制定出一套贯彻实施的规则并坚持实施。其中，模块的划分和接口方案既要考虑当前需要，又要考虑长远发展。我们前面讨论了HL7集成HIS的优点，HL7集成方式也存在自己的问题。除了前面提到的分布式系统的数据一致性问题和可靠性问题外，HL7消息系统的实时性较差使之不宜用于实时性要求较高的系统，如门诊收费系统等。由于HL7消息系统实现比较复杂，没有必要在子系统内部使用。HIS集成也提出了一个新问题，谁来集成公司的产品？人民医院为了集成HIS与RIS，专门抽出两名研究生研究HL7和有关流程问题，但国内大多数医院不具有这种实力。这个问题可能由几个方面来解决:(1)HIS厂商(医院管理系统开发商):国内医院大多已经建设了管理信息系统。这些厂商可以在原有系统的基础上，帮助医院选择并集成其它厂商的产品。目前国内HIS与PACS捆绑方式已经比较多见。(2)管理咨询公司:最典型的例子是国际著名ERP厂家SAP只生产平台，由管理咨询公司代理产品，帮助企业实施系统。(3)医院自己集成:需要具有一定技术实力和应用经验，按照国际标准集成系统。需要注意，出于厂家自身利益(捆绑用户)，用户如果不要求，厂家可能没有按照HL7集成系统的主动性，因为系统集成标准化的最终利益在用户。随着集成和标准化的发展，市场竞争将会淘汰大多数厂家，就像财务软件市场一样。本文介绍了我们对HL7应用的体会和认识，错误之处敬请批评指正。