基于SOA 的医院信息系统集成平台建设与思考
申刚磊① 沈崇德 童思木 *①
摘 要 医院各信息系统间的信息共享与业务协同是目前医院信息化建设面临的主要问题。分析目前医院信息系统建设现状，提出面向服务架构（SOA ）的医院服务总线（HSB ）的集成方案，为医院信息系统实现松耦合的集成提供平台。基于HL7、IHE 、CDA 、DICOM 等标准建立各个系统与平台之间交互的消息机制，将系统的各种功能以服务的形式提供给最终用户或者其他服务，以实现医院各信息系统间的信息共享与业务协同。
关键词 系统集成平台 面向服务架构 医院服务总线
Construction of and Study on the Hospital Information Systems Integration Platform based on SOA/ Shen Ganglei,Shen Chongde,Tong Simu//Chine Digital Medicine.
Abstract Information sharing and business collaboration among different hospital information systems have become the major challenges faced by the hospital informationization progress at present. Based on the analysis of the current construction status quo of hospital information systems, the hospital service bus (HSB) integration plan based on service oriented architecture (SOA) is proposed in this paper to provide the platform for realizing the loosely coupled integration of the hospital information systems. With information exchange system built between different systems and the platform in accordance with the integration plan and HL7, IHE, CDA, and DICOM standards, all the functions of the systems are materialized by means of providing services to the terminal users or other service systems. Therefore, the information sharing and business collaboration among different hospital information systems can be achieved.
Keyword System integration platform, SOA, HSB
Corresponding author Wuxi Hospital of Traditional Chinese Medicine, Wuxi 214001, Jiangsu Province, P.R.C.
一、 引言
随着新医疗政策的不断推出和医院业务发展的需要，各级医院在不同的时期先后建立了以EMR 、LIS 、PACS 、临床路径等信息系统为主要组成的临床信息体系和以HIS 、HRP 、OA 等信息系统为主要组成的医院运营管理信息体系。由于分期建设，各信息系统一般来自不同的软件企业，所采用的数据源与软件架构也各不相同。这些异源异构的信息系统间数据交互与共享一般通过一对一的接口来实现，但随着信息系统的增加，系统间的接口数量呈平方级增长，这样各系统的升级改造就会形成“牵一发而动全身”的局面，同时还带来异构数据源共享困难、子系统重复登录、子系统间数据一致性难保证、系统扩展性和复用性差、区域医疗信息共享和业务协同困难等一系列问题，这些问题的出现严重制约了医院信息化的发展
[1][2]。
针对以上问题，医院亟需一个信息集成平台来解决上述问题，目前比较成熟的解决方案是采用基于面向服务架构（SOA ）的总线模式，其核心组件是企业服务总线（ESB ），它面向*通讯作者：无锡市中医医院，214001，江苏省无锡市崇安区后西溪33号
①无锡市中医医院信息科，214001，江苏省无锡市崇安区后西溪33号
的是公共服务，为服务提供者和服务消费者之间的集成提供平台。ESB 通过Web 服务、HL7消息、资源适配、数据转换、消息路由等技术采用总线拓扑结构，为医院信息系统实现松耦合的面向服务集成提供基础。
二、 面向服务的体系架构（SOA ）
面向服务的体系架构（Service Oriented Architecture ，SOA ）是一个组件模型，其架构思想主张系统设计与实现相分离，使得系统整体设计思想不再受制于技术实现因素。面向服务体系架构设计摆脱了技术的束缚，它为解决异构系统通信与互操作问题提供了一种行之
[2]有效的解决方案。在SOA 架构的基础上，利用SOA 所提供的面向服务的特性，把原有医院
信息系统中的应用和资源转变为可共享的标准服务，然后通过对服务的调用来完成医院信息系统间的数据交互与业务协同，实现了异构、分布式应用系统之间的敏捷、快速、松耦合、高可靠的应用集成。SOA 的体系架构如图1所示：
图1 SOA 体系架构
[3]SOA 体系结构中的角色：
(1) 服务提供者：实现具体业务功能、医院各信息系统通过部署到服务器上将自己的业
务逻辑发布为服务，可以响应来自外部的服务请求。
(2) 服务注册中心：对外发布己经在注册中心注册的Web 服务，并且对其分类整理，方
便服务请求者查找需要的Web 服务。
(3) 服务请求者：通过调用外部的服务来实现自身的部分功能，这种调用是通过与服务
提供者提供的服务端口进行绑定，向外部服务发送服务消息来实现，外部服务经过处理向服务请求者返回相应消息。
在服务提供者角色中，服务描述和服务是相互分离的。服务请求者所关注的是服务描述，而对服务实现不需要了解具体的服务实现，也不必关心服务实现的平台，符合Web 服务平台
[4]无关、松散耦合的特性。
接下来要考虑的问题是，在SOA 架构思想的指导下，如何实现应用接口的服务化封装？通过什么样的软件支撑基础来承载服务，实现服务注册、查找、路由、调用、编排、为SOA 整个体系的搭建提供一个灵活、敏捷的服务承载平台? HSB给出了答案。
三、 医院服务总线（HSB ）
医院服务总线（Hospital Service Bus, HSB ）是企业服务总线（Enterprise Service Bus, ESB ）在复杂的医疗环境中的应用。HSB 是SOA 基础架构的关键组件，提供通信、整合、安全、事务支持和服务质量控制等SOA 要求的基础架构。HSB 巧妙的将总线集成和SOA 的思想结合起来，它允许开发人员集成异构系统，同时不再面向定制出来的业务接口，它面向的是
[5]公共服务。ESB 为服务提供者和服务消费者之间集成提供了一个平台，具有灵活的内部体系结构。
HSB 总线支持主流的开放标准和规范，提供可靠的消息传输机制 ，建立服务之间的通信、连接、组合和集成的服务动态松耦合机制，为集成遗留系统和新建基于SOA 的应用系统的服务集成提供了支撑。
并在此基础上，开发面向应用的业务适配器组件，实现各集成应用之间可管理的接口透明，为医院应用提供了便捷、一致、安全并符合标准的丰富接口，保证服务之间信息的可靠传送，实现不同操作系统，不同数据库、中间件运行平台及其基于这些平台上开发的应用软件的服务集成。
HSB 应具备可插拔的服务协议、传输协议转换、消息转换和路由的能力，其体系结构如图2所示:
图2 HSB的体系结构
HSB 的主要功能特征有：
(1) 支持广泛开放标准：符合Web service、XSLT 、XPATH 、WS-Security 、SSL 、WPDL 、
BEPL4WS 、HL7、DICOM 等标准。
(2) 可靠的服务事件传输：服务总线的可靠消息传输和异步通讯特征通过基于消息的基
础中间件实现。服务总线应该支持JMS 或MSMQ 等接口的第三方消息中间件等。
(3) 支持可插拔服务组件：支持引擎扩展和传输绑定扩展。
(4) 内置丰富引擎组件：包括BPEL 、XSLT 、Rules ，Script ，SCA 组件等。
(5) 支持多种传输构件：实现组件包括SOAP(HTTP)、JMS(MSMQ)、EMAIL 、FTP 、电子病
历适配器等。
(6) 支持集中管理和分布部署。
(7) 支持同步和异步服务调用：同步采用WEB 服务直接调用，采用消息队列传输支持异
步服务调用。
HSB 是面向服务的，而服务是基于标准的，这使得HBS 具有屏蔽异构系统平台差异的能力。由于服务本身的独立封装、可随意插拔，各式各样不同的服务可随时注册到总线中，形成面向服务的组件库，所以，HSB 天然就具备好的扩展性。同时HSB 采用了轻量级的分布式体系，可以将更多的处理逻辑分配到多个端点上，业务处理能力及系统压力可灵活调配。 HSB 支持数据处理流程，这些数据处理流程可以是一些简单的路由规则，也可以是功能强大的流程引擎，例如BPEL ，来对服务进行编排。这些流程的作用域在可以是一个医院内，也可以是多个医院之间，而在物理拓扑上，可以是跨区、跨市、跨省。它为实现医院内部各信息系统之间、和区域卫生信息平台之间，以及和上级卫生部门之间的数据、应用、流程整合、业务协同提供服务。
四、 基于SOA 的医院信息系统集成平台
基于SOA 的医院信息系统集成平台的软件架构包括四个层面：医院信息平台资源层, 即接入平台的以EMR 、LIS 、PACS 、临床路径等系统为主要组成的临床信息体系和以HIS 、HRP 、OA 等信息系统为主要组成的医院运营管理信息体系；医院信息平台服务层，即以SOA 的标准架构封装的应用接口服务、注册服务、患者主索引服务、CDR 服务、电子病历档案服务等；医院信息平台信息交换层，主要实现全院级应用系统互联互通的需求；医院信息平台应用层，即基于医院信息平台，通过基础业务数据的交换、共享和整合，结合实际的医疗业务和管理需要，建立扩展的应用，主要包括医院门户、医院一卡通、电子病历浏览器、计算机化医嘱录入（CPOE ）、区域医疗协同、管理决策支持、临床决策支持和患者公共服务等。基于SOA 的医院信息系统集成平台的软件架构如图3所示。
图3 基于SOA 的医院信息平台软件架构图
医院信息平台主要的功能组件有：
（1）患者主索引服务（MPI ）
患者主索引服务MPI(Master Patient Identifiers)，患者主索引服务是指为保持在多域或跨域中用以标识患者实例所涉及的所有域中患者实例的唯一性，所提供的一种跨域的系统服务。它是医院信息系统数据交互和集成的前提，注册服务中的患者注册一般通过建立患者主索引MPI 来实现。
（2）注册服务
注册服务包括对患者、医护人员、医院科室、医疗卫生术语的注册管理服务，系统对这些实体提供唯一的标识。针对各类实体形成各类字典库（如人员字典、科室字典、ICD10字典等），为集成平台提供统一的公共数据字典服务。
（3）电子病历与临床数据存储（CDR ）
电子病历是居民个人在医疗机构历次就诊过程中产生和被记录的完整、详细的临床信息资源，按照以患者为中心建立的电子病历文档的存储是临床数据存储库CDR(Clinical Data Repository) 的基础。
（4）电子病历浏览器
电子病历浏览器是为终端用户提供的访问个人电子健康记录的应用程序，建议采用Web 方式实现电子病历的快捷浏览。电子病历浏览器的目标是建立一个用户友好的环境，在该环境下被授权的医护专业人员或患者可以方便地访问电子病历中保存的相关数据。
（5）全院业务协同支撑服务
医院信息平台基于SOA 架构设计，将各种类型的协同工具服务组件化，统一在信息平台上进行注册，提供服务调用适配器接口或Web Service ，以便平台的其他应用程序和组件利用协同组件工作。
五、 总结
针对目前医院信息化发展过程中遇到的系统集成问题，本文提出了采用面向服务架构（SOA ）的医院服务总线（HSB ）的集成方案，为医院信息系统实现松耦合的集成提供平台。 基于 ESB 总线的架构提供了一种各业务系统与基础服务之间一种松耦合的服务模式，任何业务系统都可以提供服务，也可以调用服务，在提高系统组件可重用性以及实现业务过程的灵活地改动和再造方面有着不可比拟的技术优势。
参考文献
[1]王胜利. 医院信息化建设存在问题与对策探讨[J].科技创新导报,2010,33:247.
[2]许庆, 徐静, 耿庆山等. 基于异构系统的医疗信息集成研究[J].中国数字医学. 2011:6(6):31-34.
[3]张秉杰. 基于SOA 面向服务体系架构的研究与实践[D].山西太原. 太原理工大学. 2012:7-19.
[4] 韩冬佑, 王文友, 谭敏锋. 基于SOA 架构的企业应用集成平台研究[J].信息与电脑,2010(1):168-169.
[5] 李丹. 基于企业服务总线的SOA 研究与应用[D].辽宁大连. 大连理工大学.2008:2-5.
基于SOA 的医院信息系统集成平台建设与思考
申刚磊① 沈崇德 童思木 *①
摘 要 医院各信息系统间的信息共享与业务协同是目前医院信息化建设面临的主要问题。分析目前医院信息系统建设现状，提出面向服务架构（SOA ）的医院服务总线（HSB ）的集成方案，为医院信息系统实现松耦合的集成提供平台。基于HL7、IHE 、CDA 、DICOM 等标准建立各个系统与平台之间交互的消息机制，将系统的各种功能以服务的形式提供给最终用户或者其他服务，以实现医院各信息系统间的信息共享与业务协同。
关键词 系统集成平台 面向服务架构 医院服务总线
Construction of and Study on the Hospital Information Systems Integration Platform based on SOA/ Shen Ganglei,Shen Chongde,Tong Simu//Chine Digital Medicine.
Abstract Information sharing and business collaboration among different hospital information systems have become the major challenges faced by the hospital informationization progress at present. Based on the analysis of the current construction status quo of hospital information systems, the hospital service bus (HSB) integration plan based on service oriented architecture (SOA) is proposed in this paper to provide the platform for realizing the loosely coupled integration of the hospital information systems. With information exchange system built between different systems and the platform in accordance with the integration plan and HL7, IHE, CDA, and DICOM standards, all the functions of the systems are materialized by means of providing services to the terminal users or other service systems. Therefore, the information sharing and business collaboration among different hospital information systems can be achieved.
Keyword System integration platform, SOA, HSB
Corresponding author Wuxi Hospital of Traditional Chinese Medicine, Wuxi 214001, Jiangsu Province, P.R.C.
一、 引言
随着新医疗政策的不断推出和医院业务发展的需要，各级医院在不同的时期先后建立了以EMR 、LIS 、PACS 、临床路径等信息系统为主要组成的临床信息体系和以HIS 、HRP 、OA 等信息系统为主要组成的医院运营管理信息体系。由于分期建设，各信息系统一般来自不同的软件企业，所采用的数据源与软件架构也各不相同。这些异源异构的信息系统间数据交互与共享一般通过一对一的接口来实现，但随着信息系统的增加，系统间的接口数量呈平方级增长，这样各系统的升级改造就会形成“牵一发而动全身”的局面，同时还带来异构数据源共享困难、子系统重复登录、子系统间数据一致性难保证、系统扩展性和复用性差、区域医疗信息共享和业务协同困难等一系列问题，这些问题的出现严重制约了医院信息化的发展
[1][2]。
针对以上问题，医院亟需一个信息集成平台来解决上述问题，目前比较成熟的解决方案是采用基于面向服务架构（SOA ）的总线模式，其核心组件是企业服务总线（ESB ），它面向*通讯作者：无锡市中医医院，214001，江苏省无锡市崇安区后西溪33号
①无锡市中医医院信息科，214001，江苏省无锡市崇安区后西溪33号
的是公共服务，为服务提供者和服务消费者之间的集成提供平台。ESB 通过Web 服务、HL7消息、资源适配、数据转换、消息路由等技术采用总线拓扑结构，为医院信息系统实现松耦合的面向服务集成提供基础。
二、 面向服务的体系架构（SOA ）
面向服务的体系架构（Service Oriented Architecture ，SOA ）是一个组件模型，其架构思想主张系统设计与实现相分离，使得系统整体设计思想不再受制于技术实现因素。面向服务体系架构设计摆脱了技术的束缚，它为解决异构系统通信与互操作问题提供了一种行之
[2]有效的解决方案。在SOA 架构的基础上，利用SOA 所提供的面向服务的特性，把原有医院
信息系统中的应用和资源转变为可共享的标准服务，然后通过对服务的调用来完成医院信息系统间的数据交互与业务协同，实现了异构、分布式应用系统之间的敏捷、快速、松耦合、高可靠的应用集成。SOA 的体系架构如图1所示：
图1 SOA 体系架构
[3]SOA 体系结构中的角色：
(1) 服务提供者：实现具体业务功能、医院各信息系统通过部署到服务器上将自己的业
务逻辑发布为服务，可以响应来自外部的服务请求。
(2) 服务注册中心：对外发布己经在注册中心注册的Web 服务，并且对其分类整理，方
便服务请求者查找需要的Web 服务。
(3) 服务请求者：通过调用外部的服务来实现自身的部分功能，这种调用是通过与服务
提供者提供的服务端口进行绑定，向外部服务发送服务消息来实现，外部服务经过处理向服务请求者返回相应消息。
在服务提供者角色中，服务描述和服务是相互分离的。服务请求者所关注的是服务描述，而对服务实现不需要了解具体的服务实现，也不必关心服务实现的平台，符合Web 服务平台
[4]无关、松散耦合的特性。
接下来要考虑的问题是，在SOA 架构思想的指导下，如何实现应用接口的服务化封装？通过什么样的软件支撑基础来承载服务，实现服务注册、查找、路由、调用、编排、为SOA 整个体系的搭建提供一个灵活、敏捷的服务承载平台? HSB给出了答案。
三、 医院服务总线（HSB ）
医院服务总线（Hospital Service Bus, HSB ）是企业服务总线（Enterprise Service Bus, ESB ）在复杂的医疗环境中的应用。HSB 是SOA 基础架构的关键组件，提供通信、整合、安全、事务支持和服务质量控制等SOA 要求的基础架构。HSB 巧妙的将总线集成和SOA 的思想结合起来，它允许开发人员集成异构系统，同时不再面向定制出来的业务接口，它面向的是
[5]公共服务。ESB 为服务提供者和服务消费者之间集成提供了一个平台，具有灵活的内部体系结构。
HSB 总线支持主流的开放标准和规范，提供可靠的消息传输机制 ，建立服务之间的通信、连接、组合和集成的服务动态松耦合机制，为集成遗留系统和新建基于SOA 的应用系统的服务集成提供了支撑。
并在此基础上，开发面向应用的业务适配器组件，实现各集成应用之间可管理的接口透明，为医院应用提供了便捷、一致、安全并符合标准的丰富接口，保证服务之间信息的可靠传送，实现不同操作系统，不同数据库、中间件运行平台及其基于这些平台上开发的应用软件的服务集成。
HSB 应具备可插拔的服务协议、传输协议转换、消息转换和路由的能力，其体系结构如图2所示:
图2 HSB的体系结构
HSB 的主要功能特征有：
(1) 支持广泛开放标准：符合Web service、XSLT 、XPATH 、WS-Security 、SSL 、WPDL 、
BEPL4WS 、HL7、DICOM 等标准。
(2) 可靠的服务事件传输：服务总线的可靠消息传输和异步通讯特征通过基于消息的基
础中间件实现。服务总线应该支持JMS 或MSMQ 等接口的第三方消息中间件等。
(3) 支持可插拔服务组件：支持引擎扩展和传输绑定扩展。
(4) 内置丰富引擎组件：包括BPEL 、XSLT 、Rules ，Script ，SCA 组件等。
(5) 支持多种传输构件：实现组件包括SOAP(HTTP)、JMS(MSMQ)、EMAIL 、FTP 、电子病
历适配器等。
(6) 支持集中管理和分布部署。
(7) 支持同步和异步服务调用：同步采用WEB 服务直接调用，采用消息队列传输支持异
步服务调用。
HSB 是面向服务的，而服务是基于标准的，这使得HBS 具有屏蔽异构系统平台差异的能力。由于服务本身的独立封装、可随意插拔，各式各样不同的服务可随时注册到总线中，形成面向服务的组件库，所以，HSB 天然就具备好的扩展性。同时HSB 采用了轻量级的分布式体系，可以将更多的处理逻辑分配到多个端点上，业务处理能力及系统压力可灵活调配。 HSB 支持数据处理流程，这些数据处理流程可以是一些简单的路由规则，也可以是功能强大的流程引擎，例如BPEL ，来对服务进行编排。这些流程的作用域在可以是一个医院内，也可以是多个医院之间，而在物理拓扑上，可以是跨区、跨市、跨省。它为实现医院内部各信息系统之间、和区域卫生信息平台之间，以及和上级卫生部门之间的数据、应用、流程整合、业务协同提供服务。
四、 基于SOA 的医院信息系统集成平台
基于SOA 的医院信息系统集成平台的软件架构包括四个层面：医院信息平台资源层, 即接入平台的以EMR 、LIS 、PACS 、临床路径等系统为主要组成的临床信息体系和以HIS 、HRP 、OA 等信息系统为主要组成的医院运营管理信息体系；医院信息平台服务层，即以SOA 的标准架构封装的应用接口服务、注册服务、患者主索引服务、CDR 服务、电子病历档案服务等；医院信息平台信息交换层，主要实现全院级应用系统互联互通的需求；医院信息平台应用层，即基于医院信息平台，通过基础业务数据的交换、共享和整合，结合实际的医疗业务和管理需要，建立扩展的应用，主要包括医院门户、医院一卡通、电子病历浏览器、计算机化医嘱录入（CPOE ）、区域医疗协同、管理决策支持、临床决策支持和患者公共服务等。基于SOA 的医院信息系统集成平台的软件架构如图3所示。
图3 基于SOA 的医院信息平台软件架构图
医院信息平台主要的功能组件有：
（1）患者主索引服务（MPI ）
患者主索引服务MPI(Master Patient Identifiers)，患者主索引服务是指为保持在多域或跨域中用以标识患者实例所涉及的所有域中患者实例的唯一性，所提供的一种跨域的系统服务。它是医院信息系统数据交互和集成的前提，注册服务中的患者注册一般通过建立患者主索引MPI 来实现。
（2）注册服务
注册服务包括对患者、医护人员、医院科室、医疗卫生术语的注册管理服务，系统对这些实体提供唯一的标识。针对各类实体形成各类字典库（如人员字典、科室字典、ICD10字典等），为集成平台提供统一的公共数据字典服务。
（3）电子病历与临床数据存储（CDR ）
电子病历是居民个人在医疗机构历次就诊过程中产生和被记录的完整、详细的临床信息资源，按照以患者为中心建立的电子病历文档的存储是临床数据存储库CDR(Clinical Data Repository) 的基础。
（4）电子病历浏览器
电子病历浏览器是为终端用户提供的访问个人电子健康记录的应用程序，建议采用Web 方式实现电子病历的快捷浏览。电子病历浏览器的目标是建立一个用户友好的环境，在该环境下被授权的医护专业人员或患者可以方便地访问电子病历中保存的相关数据。
（5）全院业务协同支撑服务
医院信息平台基于SOA 架构设计，将各种类型的协同工具服务组件化，统一在信息平台上进行注册，提供服务调用适配器接口或Web Service ，以便平台的其他应用程序和组件利用协同组件工作。
五、 总结
针对目前医院信息化发展过程中遇到的系统集成问题，本文提出了采用面向服务架构（SOA ）的医院服务总线（HSB ）的集成方案，为医院信息系统实现松耦合的集成提供平台。 基于 ESB 总线的架构提供了一种各业务系统与基础服务之间一种松耦合的服务模式，任何业务系统都可以提供服务，也可以调用服务，在提高系统组件可重用性以及实现业务过程的灵活地改动和再造方面有着不可比拟的技术优势。
参考文献
[1]王胜利. 医院信息化建设存在问题与对策探讨[J].科技创新导报,2010,33:247.
[2]许庆, 徐静, 耿庆山等. 基于异构系统的医疗信息集成研究[J].中国数字医学. 2011:6(6):31-34.
[3]张秉杰. 基于SOA 面向服务体系架构的研究与实践[D].山西太原. 太原理工大学. 2012:7-19.
[4] 韩冬佑, 王文友, 谭敏锋. 基于SOA 架构的企业应用集成平台研究[J].信息与电脑,2010(1):168-169.
[5] 李丹. 基于企业服务总线的SOA 研究与应用[D].辽宁大连. 大连理工大学.2008:2-5.