淺析構(gòu)件在醫(yī)院信息系統(tǒng)中的應用

中共張家口市委黨校 曹永峰

1.引言

隨著科技的日益發(fā)達，計算機在各個行業(yè)不斷受到人們的重視，同時得到越來越廣泛的應用，醫(yī)院同樣面臨著信息時代的挑戰(zhàn)。醫(yī)院信息管理的計算機化、網(wǎng)絡化將是建設現(xiàn)代化醫(yī)院必不可少的條件和重要的手段。

醫(yī)院要緊跟時代發(fā)展的步伐和潮流，必須實現(xiàn)醫(yī)院全面的信息化管理，為病人提供現(xiàn)代化的服務，提高對病人的服務水平，方便、準確、快捷地為病人提供醫(yī)療服務和醫(yī)療費用信息，進而增強病人對醫(yī)院的信任和支持。當前，醫(yī)院還面臨著越來越激烈的市場競爭，想要在競爭中取勝，就必須采用先進的計算機信息系統(tǒng)。

2.醫(yī)院信息化發(fā)展現(xiàn)狀

在中國醫(yī)療系統(tǒng)改革中，醫(yī)院信息化是一個重要的環(huán)節(jié)。加快醫(yī)院信息化的建設和發(fā)展，有利于提高工作效率與管理水平，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的衛(wèi)生管理模式，降低醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)運營成本，增強現(xiàn)代醫(yī)院競爭力，使其能夠最大程度的適應社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展[1]。

目前醫(yī)院的信息化應用主要有：醫(yī)院信息管理系統(tǒng)(HIS)、臨床信息系統(tǒng)(CIS)、醫(yī)學影像信息系統(tǒng)(PACS)、檢驗信息系統(tǒng)(LIS)和電子病歷系統(tǒng)(EMR)等，同時單個醫(yī)院還可以與社會保險系統(tǒng)接軌。

醫(yī)院信息管理系統(tǒng)(HIS，Hospital Information System)是以計算機為基礎，用于簡化所有醫(yī)院醫(yī)療和管理信息。按照Morris F.Collen所給的定義：利用電子計算機和通訊設備，為醫(yī)院所屬各部門提供病人診療信息(Patient Care Information)和行政管理信息(Administration Information)的收集(Collect)、存儲(Store)、處理(Process)、提取(Retrieve)和數(shù)據(jù)交換(Communicate)的能力，并滿足所有授權(quán)用戶(Authorized)的功能需求。

醫(yī)院信息系統(tǒng)屬于迄今世界上現(xiàn)存的企業(yè)級(Enterprise)信息系統(tǒng)中最復雜的一類。這是醫(yī)院本身的目標、任務和性質(zhì)決定的。它不僅要同其它所有MIS系統(tǒng)一樣追蹤管理伴隨人流、財流、物流所產(chǎn)生的管理信息，從而提高整個醫(yī)院的運作效率，而且還應該支持以病人醫(yī)療信息記錄為中心的整個醫(yī)療、科學、科研活動。

目前，我國已建成的醫(yī)院信息系統(tǒng)多數(shù)屬于面向管理的醫(yī)院信息系統(tǒng)，更確切的說，是以財務為中心的醫(yī)院信息系統(tǒng)。衛(wèi)生部對國內(nèi)6921家醫(yī)院進行調(diào)查，其中有2179家建設了醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)，占31%。從地區(qū)分布看，華東地區(qū)醫(yī)院建設HIS比例接近80%，其他大部分地區(qū)在30%～35%之間，西北地區(qū)不足20%。從醫(yī)院規(guī)?？矗〖夅t(yī)院建設HIS的比例達到84%，地市級醫(yī)院建設HIS的比例為37%，縣級醫(yī)院為34%。根據(jù)衛(wèi)生部的統(tǒng)計，國內(nèi)有17000多家縣以上的醫(yī)療機構(gòu)，應有5000多家醫(yī)院建設了HIS。在經(jīng)過了這一輪的醫(yī)院信息系統(tǒng)實施應用之后，現(xiàn)在一些大型醫(yī)院已經(jīng)開始考慮對HIS系統(tǒng)進行升級和修改。

3.基于構(gòu)件的醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)開發(fā)過程模型

3.1 構(gòu)件的概念及其一般特征

構(gòu)件是系統(tǒng)中實際存在的可更換部分，它實現(xiàn)特定的功能，符合一套接口標準并實現(xiàn)一組接口。構(gòu)件代表系統(tǒng)中的一部分物理實施，包括軟件代碼（源代碼、二進制代碼或可執(zhí)行代碼）或其等價物（如腳本或命令文件）。軟件構(gòu)件則是指軟件系統(tǒng)中具有一定意義的相對獨立的構(gòu)成成分，即可以被多個軟件系統(tǒng)所復用、具有相對獨立功能的系統(tǒng)構(gòu)成成分。具體地說，軟件構(gòu)件是一個或一組具有良好接口定義的自包含軟件，既具有運行時可訪問的接口，又具有開發(fā)時可立提交與安裝的特性。一般來說，可復用軟件構(gòu)件應具備以下特征：①有用性(Usefulness)，構(gòu)件必須提供有用的功能；②可用性(Usability)，構(gòu)件必須易于理解和使用；③質(zhì)量(Quality)，構(gòu)件及其變形必須能正確地工作；④適應性(Adaptability)，構(gòu)件應能通過參數(shù)化等方式在不同的語境中進行配置；⑤可移植性(Portability)，構(gòu)件應能在不同的硬件運行平臺和軟件環(huán)境中工作[2]。隨著對軟件復用理解的深入，構(gòu)件的概念已不再局限于源代碼級的標準類庫、函數(shù)、類和對象等，而是延伸到包括需求分析在內(nèi)的軟件開發(fā)過程的各個階段，可以包括軟件工作產(chǎn)品、軟件子系統(tǒng)、軟件構(gòu)架、場景分析設計文檔、經(jīng)驗教訓、有創(chuàng)見的軟件工程思想與表述，以及其他對開發(fā)活動有用的信息。從抽象層次上看，軟件復用可體現(xiàn)在3個層次：概念級復用，如場景知識、開發(fā)經(jīng)驗、建模方法和文檔資源的復用；邏輯級復用，關(guān)鍵是軟件體系結(jié)構(gòu)重組和規(guī)則復用；物理級復用的實質(zhì)是構(gòu)件復用，包括模板共享、類庫共享、子程序和函數(shù)調(diào)用等。因此，軟件構(gòu)件也可以按這3個抽象層次來進行劃分。

3.2 基于構(gòu)件的醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)過程

正如前文所述，醫(yī)院信息系統(tǒng)屬于迄今世界上現(xiàn)存的企業(yè)級(Enterprise)信息系統(tǒng)中最復雜的一類。所以我們提出基于構(gòu)件的醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)方法，即構(gòu)建軟件體系結(jié)構(gòu)可重組以及通過構(gòu)件庫將可重用的構(gòu)件引入信息系統(tǒng)開發(fā)過程。從工程化與過程管理的角度講，如圖1所示，基于構(gòu)件的醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)過程可定義為3個層次和4個場景。

3.2.1 醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)模型的4個場景

(1)開發(fā)場景。從醫(yī)院各科室特定應用需求出發(fā)，通過場景分析進行共性需求識別、場景對象抽象和場景知識獲取，以建立概念級的場景模型，產(chǎn)生應用系統(tǒng)的需求規(guī)格說明，這一階段的成果是場景模型。

(2)部署場景。部署場景的主要任務是為場景需求尋求軟件解決方案，包括構(gòu)架設計模型和構(gòu)件設計模型。在這一階段中，首先檢索構(gòu)架庫中存放的面向特定場景的構(gòu)架，尋找可復用的構(gòu)架，或者對其進行必要的適應性修改；在無可復用構(gòu)架時，創(chuàng)造適合該應用環(huán)境的新構(gòu)架，并進行標準化描述后入庫，以備將來的復用。然后，在構(gòu)架的指導下，把系統(tǒng)功能分解到相應的構(gòu)件和連接件，并定義系統(tǒng)中的構(gòu)件與構(gòu)件之間的關(guān)系。這一階段的成果是構(gòu)架模型和構(gòu)件模型。

(3)運維場景。根據(jù)場景應用開發(fā)或直接重用的需要，進行場景實現(xiàn)。包括場景構(gòu)件的識別、設計、編碼和測試等局部過程集成，系統(tǒng)構(gòu)件的分類、檢索、引用和構(gòu)件庫維護，場景構(gòu)件與系統(tǒng)構(gòu)件的演化、實例化、組合和應用原型的動態(tài)生成等場景框架整體集成，從而建立符合場景應用的各種物理模型。這一階段的成果是軟件構(gòu)架和代碼級的構(gòu)件。

(4)用戶場景：通過對實現(xiàn)階段所生成的產(chǎn)品進行組裝和運行模擬(正向)、設計優(yōu)化(逆向)等措施，對場景化軟件原型進行可用性評價和可重構(gòu)性驗證，并對符合確認測試條件的應用系統(tǒng)進行全局封裝和使用規(guī)范生成，最終獲得一個真正構(gòu)件化的目標系統(tǒng)。

基于構(gòu)件的軟件開發(fā)過程強調(diào)可復用構(gòu)件的中心作用，工作流程中的各項活動與瀑布模型大不相同，在基于構(gòu)件的軟件開發(fā)整個過程自始至終把識別共性與重用放在重要的位置。在開發(fā)過程的每一個場景中，都是從對構(gòu)架／構(gòu)件庫的查找開始，經(jīng)選取、直接采用或修改采用，再進行測試和裝配，最終將完成的構(gòu)架／構(gòu)件入庫或形成一個新的應用系統(tǒng)而發(fā)布?？梢姡谡麄€過程中，構(gòu)架庫和構(gòu)件庫為各項開發(fā)活動提供了基礎，標準規(guī)范和質(zhì)量保證對整個生產(chǎn)過程提供支持。

圖1 基于構(gòu)件的軟件開發(fā)模型

3.2.2 過程模型的3層結(jié)構(gòu)

如前所述，軟件復用可體現(xiàn)在概念級復用、邏輯級復用和物理級復用3個層次。從模型化與內(nèi)容抽象的角度看，面向構(gòu)件的軟件開發(fā)過程也可按3個層次展開：概念層、邏輯層和物理層。這與UML描述、數(shù)據(jù)庫設計模式、元建模技術(shù)以及分布式計算等多種方法是一致的，差別只在術(shù)語不同。例如，在基于UML形式描述的面向?qū)ο蠼Ｖ?，上?個層次稱概念層、說明層和實現(xiàn)層；而在元建模中則稱元知識層、結(jié)構(gòu)知識層和算法知識層。之所以具有這樣的分層結(jié)構(gòu)，其主要原因是將技術(shù)層的物理實現(xiàn)與概念層和邏輯層的分析與設計相分離。

過程模型的這種架構(gòu)特征有利于軟件生產(chǎn)過程的組織與管理，在軟件過程模型的不同層次上，產(chǎn)生的產(chǎn)品是不同的，例如，在概念層上，關(guān)鍵活動是場景需求分析，其成果是場景模型；而在邏輯層上，關(guān)鍵活動是場景構(gòu)架(Architecture，也稱軟件體系結(jié)構(gòu))設計和場景構(gòu)件設計，其成果是構(gòu)架模型和構(gòu)件模型；而在物理層上，關(guān)鍵活動是場景構(gòu)件實現(xiàn)、系統(tǒng)構(gòu)件維護、應用系統(tǒng)集成等，其成果是代碼級的軟件制品。顯然，所處的層次不同，要求的抽象能力和工作技能也不同。

4.結(jié)語

軟件構(gòu)件技術(shù)的出現(xiàn)，為根本改善目前醫(yī)院信息系統(tǒng)生產(chǎn)高成本、低效率的狀況，為實現(xiàn)醫(yī)院信息系統(tǒng)軟件由作坊式生產(chǎn)向工業(yè)化生產(chǎn)的飛躍帶來了機會。因此，構(gòu)件技術(shù)必將在今后的醫(yī)院信息化建設中的展現(xiàn)中越來越廣闊前景。

[1]韋子奇.醫(yī)院信息化的建設和發(fā)展[J].計算機光盤軟件與應用,2011(7).

[2]黃柳青,王滿紅.構(gòu)件中國(面向構(gòu)件的方法與實踐).