摘  要： 总结现有的HIS集成中采用的一些集成方法，提出了一种基于HL7标准的可扩展的统一集成平台以实现医院异构系统间的集成。
关键词： HL7  EAI  HIS  标准化  集成

　　随着信息技术的发展，医院对信息的需求不断扩展，加之HIS(Hospital Information System，医院信息系统)的复杂性，决定了任何一个HIS厂商都不可能提供一个医院所需要的全线产品，因此在医院环境下，集成不同厂商的产品就成为必然的要求。国内HIS的开发，大多没有遵循统一标准，因此选择医院信息系统的集成方法变得非常重要。
　　本文针对医院信息系统的集成问题，研究了在医院环境下异构信息系统间的集成方法，提出一种基于HL7(Health Level Seven)标准的可扩展的统一集成平台作为医院异构系统间(采用Microsoft的BizTalk作为集成平台)集成的方法，使得医院信息系统内部以消息传递的方式实现沟通交流，达到集成的目的。从医院信息系统发展的可扩展性、集成效率、集成复杂度、集成复用性以及集成成本方面入手，为医院环境下异构系统集成问题寻找出一种可扩展、集成效率高、复杂度低、可重复使用且成本低的适应医疗标准化的集成方法。这对于当前各医院面临的医院信息系统集成问题的解决方法具有普遍意义，同时可以推动医院信息标准化的建设，为将来实现社区医疗信息共享奠定基础。
1  现有的解决方案
1.1 集成方法的选择依据
　　在医院环境下，选择一种最适应医院信息发展的集成方法实现异构系统的集成，主要依据以下参数：
(1)集成方法的可扩展性。(2)集成方法的效率。(3)集成方法的复杂度。(4)集成方法的复用性。(5)集成方法的通用性。(6)集成方法的灵活性。(7)集成方法的安全性。(8)集成方法的成本。
　　理想的集成方法应该具有以下特点：集成效率高，复杂度低且安全稳定，可以重复使用，并且具有通用和灵活性，同时可以尽量降低成本[1]。
1.2 集成模型
　　集成模型是指一种用来集成软件的特定方法和结构，它定义了集成的特性和机制，并由此决定如何将应用系统集成在一起[1]。集成模型主要在表示层、数据层及功能层[1]这三种层面上实现。医院作为特殊的企业，它的EAI[1](Enterprise Application Integration，企业应用集成)也要以某一个或几个集成模型为基础，提出最优的集成方法，均衡各项集成指标，使得系统集成达到各项指标最优。
　　(1)表示层集成模型：表示层集成模型是一个面向用户的集成，它使用一个标准的界面来替换老系统的终端窗口和PC图形界面，新的表示层需要与遗留系统的商业逻辑进行集成。
　　(2)数据层集成模型：数据层集成模型从数据层面入手，以共享数据为前提，实现信息系统的集成。
　　(3)功能集成模型：功能集成模型是在业务逻辑层上完成集成的，而业务逻辑层属于显示界面和数据层之间。基于中间件技术的集成方法就属于该模型的应用。
1.3 集成方法
　　(1)点对点集成方法
　　在医院信息系统集成方法中，点对点的集成是一种最常见的集成方法。该方法简单易用，实现效率高，同时它可以在集成模型的任意层面上实现。但该方法要求医院使用的信息系统只能来自少数几个IT厂商。然而，IT技术日新月异，一个医院的信息需求不断扩展，一旦来自不同厂商的HIS系统达到一定数量，这种集成方法就明显出现了弱点。
　　图1显示了一个简单的点对点集成方法的示例，该示例只是针对住院病人的一个简单模型，医院的实际应用中要复杂许多。

　　从图1可以看出点对点的集成方式在遇到多应用系统集成时暴露出的弱点。假如，有N个厂商的系统需要其产品都要在医院相互集成，则该医院有N?鄢(N-1)个接口需要设计（接口是双向的），这种N2数量级的复杂度极高。即如果有8个不同的系统，则需要56个接口。对于每个厂商每个医院都要和N-1个其他厂商打交道，M家医院要开发M?鄢(N-1)个接口。显然，此时集成的复杂度太高，接口过多，每增加一个应用系统，集成复杂度上升一倍，必然导致成本太高。
　　(2)数据共享集成方法
　　目前，数据共享的集成方式是很多厂商和医院优先采用的，它属于集成模型的数据层集成模型的应用。数据共享集成是以数据共享为基础，应用系统双方彼此通过直接或者间接的方式读写对方的数据。
　　数据共享集成方法的优点较易实现，对于少数几个应用的系统集成来说实现效率比较高，不需要编写太多的代码。但它的最大弊端是不能保证系统的安全性，扩展性差。
　　该方法比较适合基于主题数据库设计的HIS系统。所谓主题数据库设计就是指同一家医院基本上采用一家厂商开发的HIS系统，主要基于集中数据库的设计，数据高度共享，基本上不需要与其他厂商的HIS产品集成。当第二个厂商的应用系统需要加入时，采用数据共享的集成方法应该是比较容易实现的，因为只需要相互共享对方的数据库，简单的相互调用即可实现相互集成。
　　(3)基于数据仓库技术的集成方法
　　数据仓库是一个面向主题的、集成的、时变的、非易失的数据集合，支持管理部门的决策过程。对于医院来说，数据仓库集成方法的目的比较单一，主要是为了从多个信息源综合数据进行分析和决策。从医院各部门使用的不同数据源中归集数据，按照一个集中、统一的视图要求，进行数据抽取，进而生成数据副本，转换成符合数据仓库的模式，并存储在数据仓库中，达到集成的目的。
　　同样，数据仓库集成方法属于数据层集成模型的应用。它的优点是建立数据仓库的目的，即便于进行联机分析处理（OLAP）和数据挖掘（Data Mining）；缺点是数据冗余存储，信息同步问题难以及时更新，各数据源需要提供统一的视图模式，且数据仓库集成方法目的单一，因此不适用于解决当前医院内异构系统之间需要相互通信的所有集成问题。
　　(4)基于Broker的集成方法
　　基于Broker的集成方法也是医院常用的一种集成方法，它类似于数据共享集成方法，同样都属于数据层模型的应用。Broker集成方法以第三方数据共享为基础，其中一个或几个应用系统需要将数据存储在自己的数据库中，同时再以Broker的形式批量的存储到共享数据池中，以备其他应用系统可以直接读取数据池中的数据，实现相互集成。这样的集成方法可以避免直接共享数据，保证了系统的安全性；但它的不足之处是需要冗余存储，只限于少数几个异构系统之间的集成使用，如果应用系统太多，同样面临着数据共享集成方法的缺点，复杂度过高，不可维护。
　　(5)基于中间件技术的集成方法
　　中间件是一种独立的软件系统或服务程序，位于操作系统和应用层之间一个软件层。它向各种应用软件提供服务，使不同的应用进程能在异构平台之间，通过网络互相通信，为应用程序提供连接和协同工作的功能。中间件技术在集成中越来越重要，也成为了医院信息系统集成中最常用方法之一。
　　中间件集成方法主要属于功能层模型的应用，它可以用于解决多种类型的集成问题，如数据一致性集成、多步处理集成、即插即用集成。但与点对点的集成方式相类似，中间件平台需要凭借高度专用化资源方可发挥出其所具备的潜在效率。此外，其所创建的集成接口同样具有紧密相关性，它是将信息与内部工作机制绑定在一起，从而传递相互依赖性的封闭系统体系结构的另一种表现形式。可见，目前医院信息系统所遇到的集成问题，不是使用一种中间件技术就可以解决的，需要综合考虑，采用多种集成方法相互结合的解决方案。
2  可扩展的统一集成平台
2.1 可扩展集成平台的依据
　　众所周知，医院信息系统的发展应该是可持续的。为了实现新系统与医院现有系统的无缝连接，就需要塔建一个可扩展的统一集成平台。这个平台使得异构系统之间的信息交流采用消息传递的方式，系统之间的通信只取决于消息发布和消息订阅，并不需要知道系统的相对位置及具体工作。各系统只需要将自己的接口充分暴露，使得系统之间充分松散，而系统内部紧密耦合，每个系统只关心各自的订阅的消息，同时对于需要发布的消息充分暴露给订阅方即可。前面提到的微软BizTalk Accelerator for HL7（BTAHL7）、IBM的HAI等概念，都是以该思想为基础，基于HL7标准的可扩展的统一集成平台的解决方案。如图2所示。

　　其中，BTAHL7=BizTalk accelerator for HL7 ADT、ORM、ORU及DFT都是HL7中的标准消息，其中ADT是关于病人管理的消息，ORM是关于病人的医嘱消息。图2中采用了微软的BTAHL7为集成平台，各子系统只需要与集成平台相连接，将需要传递的消息以XML的方式，或者标准的HL7消息传递给集成平台，集成平台将消息发布，发布的消息被发送给订阅者，实现系统之间的信息交流。
2.2 基于HL7标准的可扩展的统一集成平台
　　正像XML正成为IT信息交互的标准一样，HL7是当前国际医院信息交换的标准，因此完全可以采用基于HL7标准，建立可扩展的统一集成平台。如图3所示。

　　图3中说明可扩展的集成平台可以采用微软BizTalk Accelerator for HL7（BTAHL7），也可以IBM的HAI解决方案。其原理大致相同，主要工作在于将各系统的接口暴露出去，让集成平台完成各系统之间的消息交换。而消息可以是标准的HL7消息，也可以是非标准的HL7消息，如XML格式、平文件格式。所有消息通过一定格式送入集成平台，集成平台将发布的消息转换为订阅者所要求的格式消息，传递给订阅者。
　　作为医院信息系统的集成平台，最需要考虑的就是集成的可扩展性，即实现信息系统的无限扩张，这是医院信息系统发展的趋势。所有应用对于自己都应该是独立的，所有新、老系统将来都是独立的，所有模块都因为统一集成平台而解放。基于统一的集成平台，任何模块都可以加入进来，它们之间只有标准的消息传递，通过消息触发事件，不需要知道对方在做什么，无需约束对方做什么，只要对自己的事情做出决定即可。这样所有需要加入的模块，所有需要更新的模块都可以很成功地完成。若增加一个模块，只是在各应用内增加一些对应的消息事件，则不需要修改应用程序，即可实现软件的即插即用。
2.3 讨  论
　　可扩展的统一集成平台的最大优点体现在它的可扩展性上，任何一个系统的下线或者上线不会直接影响到其他系统；对于多个应用系统间的集成复杂度明显降低，同时采用HL7标准定义了应用系统之间的交换信息标准，不干涉应用系统内部的平台及数据源问题。因此HL7对于异构系统的集成效果显著。从长远角度，采用基于HL7标准的集成方法可以明显降低的集成成本。
　　但是，国内基于HL7标准开发的应用程序还比较少，要将医院现有的信息系统重新开发以符合HL7标准，这种做法是不可能的。因此，这对于医院内现有系统的集成是一个挑战，如何解决现有系统与集成平台的通信问题是很好的研究方向。
3  结束语
　　不论是点对点方式还是数据共享的集成方法，它们所针对的是一个系统与另一个系统(或主题数据库)的连接，通过编写程序接口或直接的数据共享，达到通信的目的。这种方法要求每一个新系统介入时都要重新编写各自的接口，越多的系统介入，接口越多，一旦医院的达到者足够复杂（多家产商的系统并存），此时再需要进行信息系统的升级或者再介入新的系统，整个医院信息系统的就面临着重新开发的威胁。因此，医院信息系统的集成问题是当前医院信息化面临的最紧迫和最重要问题，建立一个基于HL7标准的可扩展的医院信息系统统一集成平台，是医院信息系统可持续发展的保证。
参考文献
1   Ruh W A，Maginnis F X，Brown W J著，张博译.Enterprise  Application Integration.北京：机械工业出版社，2003
2   张庆，高上凯.HL7标准及其在我国的应用前景.中国医疗器械信息，2001；(4)
3   Marotta D J.HL7 in the 21st Century.Healthcare Informatics，2000；(4)
4   齐国隆，孔令人，邹宗峰.现阶段医院HIS系统的HL7改造. 中国卫生事业管理，2003；(9)