基于XML的醫(yī)療數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)設(shè)計

林德南++陶保平++鄭靜++李海平

摘 要：文章針對醫(yī)療信息集成中存在的問題和障礙，研究基于XML模式醫(yī)療信息數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的設(shè)計方案和關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計完成了基于HL7標準的醫(yī)療數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)。本系統(tǒng)能夠?qū)︶t(yī)院的各個異構(gòu)數(shù)據(jù)庫中的醫(yī)療數(shù)據(jù)進行有效的集成，在保證其他系統(tǒng)相對獨立工作的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)對大量醫(yī)療數(shù)據(jù)的高效集成和處理功能，使得醫(yī)療人員查詢多源關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)更加便捷，并且正確結(jié)果的返回更加及時。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)集成；醫(yī)療信息；XML；HL7

中圖分類號：TP311.13 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）29-0014-02

1 研究背景

醫(yī)療事業(yè)是關(guān)系到民生問題的一項重要事業(yè)，主要包括民眾疾病的預(yù)防、監(jiān)控和治療等方面的工作[1]。醫(yī)療信息系統(tǒng)融醫(yī)療服務(wù)與信息技術(shù)于一體，在信息時代發(fā)揮著越來越最重要的功能。近年來，隨著我國醫(yī)療體制改革的不斷深入，醫(yī)療機構(gòu)將不斷推進信息化建設(shè)，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的有效集成。傳統(tǒng)的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成方法有聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉庫法和虛擬法，而近年來可擴展標記語言（Extensible Markup Language，XML）已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交互的主要工具。本文通過對基于XML模式醫(yī)療數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進行研究，在保證其他系統(tǒng)相對獨立工作的前提下，實現(xiàn)了醫(yī)院各個異構(gòu)數(shù)據(jù)庫中醫(yī)療數(shù)據(jù)的高效集成處理，使得醫(yī)療人員查詢多源關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)更加便捷。

2 HL7標準與XML

2.1 HL7標準

HL7（Health Level Seven）是國際醫(yī)院數(shù)據(jù)信息傳輸協(xié)議的標準，能夠規(guī)范醫(yī)院數(shù)據(jù)信息管理格式，降低醫(yī)療機構(gòu)之間數(shù)據(jù)信息傳輸成本，提高共享程度[2]?；贖L7標準進行數(shù)據(jù)交換的基本原理是：將各個系統(tǒng)的異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為HL7標準格式，按照指定的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議（如TCP等協(xié)議）傳輸?shù)搅硪环?，接受者在用戶層上進行應(yīng)答和有效性驗證，再將消息傳入到應(yīng)用系統(tǒng)，依據(jù)該標準的語法規(guī)則進行解析，最終將消息轉(zhuǎn)化為應(yīng)用數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)基于HL7標準，數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)與醫(yī)院異構(gòu)系統(tǒng)之間進行良好的交互，并轉(zhuǎn)化為XML格式，實現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的功能。

2.2 XML數(shù)據(jù)集成技術(shù)

XML是一種可擴展標記性語言，由標準通用標記語言（Standard Generalized Markup language，SGML）發(fā)展而來，該語言不僅繼承了SGML的各種優(yōu)點，同時還避免了其復(fù)雜難用的缺點[3]。XML具有兩個主要特點，一是自描述性，即允許開發(fā)者自定義標簽并將標簽內(nèi)容有效分離；二是半結(jié)構(gòu)化，即XML本身是文本語言，但是可以通過DTD和Schema補充其結(jié)構(gòu)性。XML具有易開發(fā)性和可擴充性等優(yōu)點，適用于異構(gòu)環(huán)境下的數(shù)據(jù)交換，且通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的關(guān)聯(lián)和處理，能夠達到異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的目的。

3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

架構(gòu)簡介

本系統(tǒng)基于HL7傳輸協(xié)議，采用中間件技術(shù)完成醫(yī)療數(shù)據(jù)集成過程，實現(xiàn)信息查詢和訪問的功能。如圖1所示，本系統(tǒng)具有三層架構(gòu)：

首先是用戶層，開發(fā)者根據(jù)醫(yī)療機構(gòu)的不同需求設(shè)置查詢權(quán)限，用戶根據(jù)需要可在醫(yī)療數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)上查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的相關(guān)功能。

其次是中間層，應(yīng)用層的查詢請求通過中介器進行分解查詢，得到子查詢并通過包裝器進行包裝后再經(jīng)過HL7接口轉(zhuǎn)化為XML格式反饋給用戶。

最后是數(shù)據(jù)存儲層，將醫(yī)院各異構(gòu)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息與中間層交互，異構(gòu)的數(shù)據(jù)經(jīng)過無效信息過濾、數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)壓縮等過程[4]，分別存儲到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。

4 系統(tǒng)中間層設(shè)計

4.1 中介器設(shè)計

本系統(tǒng)基于HL7標準，選擇XML進行數(shù)據(jù)傳輸。在中間層中，中介器實現(xiàn)醫(yī)療信息數(shù)據(jù)集成。系統(tǒng)依據(jù)XML的衍生技術(shù)XQuery和XML Schema 實現(xiàn)不同醫(yī)療系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互，將查詢分解為多個數(shù)據(jù)源的子查詢，各個子查詢之間相互獨立，再將局部查詢得到的結(jié)果進行模式轉(zhuǎn)換，并匯總為XML格式反饋給用戶。中介器接收到的全局查詢命令和發(fā)送到包裝器的子查詢都采用XQuery的統(tǒng)一形式；與此同時，查詢執(zhí)行的緩存中也含有部分查詢結(jié)果，直接在緩存中查詢可以提高查詢效率；HL7標準能簡化映射過程，使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程變得高效快捷；XML Schema展示出XML格式的眾多優(yōu)點，包括可拓展性、重復(fù)性和獨立性等。

4.2 包裝器設(shè)計

在中間層中，包裝器具有兩大功能，一是子查詢命令的轉(zhuǎn)換，二是局部查詢結(jié)果的轉(zhuǎn)換[5]。整個流程如圖2所示：首先中介器將子查詢發(fā)送給包裝器，然后包裝器將子查詢轉(zhuǎn)換為醫(yī)療數(shù)據(jù)源能夠處理的查詢，最終將XML格式的查詢結(jié)果返回給查詢執(zhí)行引擎。而基于HL7協(xié)議的結(jié)果轉(zhuǎn)換器則對各個異構(gòu)醫(yī)療數(shù)據(jù)源查詢到的相關(guān)結(jié)果進行合適的轉(zhuǎn)換，生成易于被各系統(tǒng)識別的XML格式文件，同時該過程能夠起到減弱數(shù)據(jù)異構(gòu)性的作用。

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)將原先的各個異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行集成，降低了各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度，減少了系統(tǒng)開發(fā)維護所需要的費用，提高了醫(yī)療機構(gòu)之間的數(shù)據(jù)信息共享度和醫(yī)療信息化的覆蓋范圍。在日常醫(yī)療活動中，極大地降低了醫(yī)療人員的工作量，提高了醫(yī)療機構(gòu)的工作效率，讓醫(yī)療人員更及時有效地為患者服務(wù)。

參考文獻：

[1]崔雋.基于醫(yī)療系統(tǒng)的異構(gòu)數(shù)據(jù)共享的研究與設(shè)計[D].吉林大學(xué)，2011.

[2]汪永琳，丁一.基于HL7的醫(yī)療數(shù)據(jù)集成及系統(tǒng)設(shè)計[J].通信技術(shù)，2009，42（12）：176-178.

[3]許峰，張雪潔，李鳳生，等.XML數(shù)據(jù)集成平臺的研究與應(yīng)用[J].計算機工程與設(shè)計，2009，30（13）：3212-3215.

[4]曾汪旺，謝穎夫，胡光闊.多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)在醫(yī)療大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用[J].價值工程，2017，36（8）：80-82.

[5]胡芳，沈紹武.醫(yī)療數(shù)據(jù)集成平臺的研究與設(shè)計[J].世界科學(xué)技術(shù)：中醫(yī)藥現(xiàn)代化，2015，17（4）：916-921.endprint