基于消息的可扩展LIS的设计与实现.doc

基于消息的可扩展的检验医学信息系统万里冰（电子科技大学 电子工程学院，成都 610054）摘要：我国医疗信息化建设处于飞速发展阶段，检验医学信息系统作为数字化医院建设的重要组成部分，必然成为研究的重点。本文分析了目前LIS系统存在的不足，结合LIS系统技术热点并吸取HL7协议的思想，给出了基于消息的可扩展的LIS系统的设计方案，并给出了系统的实现框架以及消息的分类和实现。最后，本文提出了几点对该系统的改善思路。联系作者e-mail: 关键词：LIS；HL7；检验医学信息系统；数字化医院中图法分类号：TP311.52 文献标识码: AMessage-Based Flexible Laboratory Information SystemWAN LiBing（School of Electronic Engineering, UESTC, ChengDu 610054, China）Abstract:With the development of Health Care Information Systems, Laboratory Information System (LIS) as one of the key parts of e-hospital solution, has become a vital project eventually. This paper reveals the fails of current LIS. Meanwhile, by utilizing the main idea of HL7 and illustrating the framework of the designation and the message types, this paper presents a message-based flexible designation of LIS. At last, the way to enhancement of LIS is discussed at the end of this paper.Key words:LIS; HL7; Laboratory Information System; e-Hospital40引言0.1 LIS系统的发展医学检验仪器的不断进步促进了与其相关的检验医学信息系统（英文为Laboratory Information System，简称LIS）的发展。在过去，大部分检验通过人工完成，检验单亦通过手工填写。随着医学检验仪器的智能化，检验过程逐渐机械化和自动化，检验结果亦逐步数字化。LIS系统结构也逐渐由第一阶段简单的单机系统向第二阶段的基于网络数据库的体系结构发展。目前，国内各个大型医院的检验设备除少部分无法替代手工操作以外，大部分检验工作皆通过检验仪器完成，与之相反的是，多数医院的LIS系统尚处于第一阶段。检验仪器的智能化为检验医学信息系统实现和数字化医院的建设奠定了基础。检验医学信息系统是数字化医院信息系统中临床医学信息系统的数据来源，系统的健壮性、稳定性、数据安全性、服务可用性都是非常重要的。0.2 目前存在的问题检验仪器设备的处理速度、精确度不断的提高，推动了检验仪器的普及应用。目前，大部分检验仪器设备为进口设备，其软件需要进行汉化处理。不同的仪器，其处理软件互不兼容，导致了目前大部分医院临床检验科室的LIS系统存在以下的情况。1) 数据无法共享：由于仪器来自不同的厂家，提供的软件只能够处理该厂家的检验数据，导致数据无法共享。无法实现病人信息数据的共享，无法实现将不同仪器的数据融合到一张检验报告。2) 不利于数据统计：没有统一的信息系统，不能实现信息共享，无法实现信息的统计和查询，不支持数据挖掘和决策支持，不能为用户提供有效的辅助统计功能。3) 未能与临床信息系统互联：单机体系结构的软件，不能或无法与临床信息系统互联。个别系统提供了互联的接口。但是，医院临床信息系统（HIS）无法为每个单机体系结构的LIS系统提供接口，因为这样的解决方案可靠性和可维护性极差。4) 系统不能扩展：现有的LIS系统针对不同的仪器进行专门的处理，不具备统一性和扩展性。不利于系统的扩展和用户业务的开展。针对以上问题，本文结合了目前相关的国际标准HL7协议，给出了基于消息的可扩展的LIS系统设计思路。1 基于消息系统的设计和实现开检验单标本采集检验操作数据处理报告审核打印报告修改重新检测1.1 基于一般流程的系统功能临床医学检验的一般流程如下：图1 检验一般流程因此，一个LIS系统的基本功能如下：a) 检验单管理：完成检验单的开据、删除、更新、查询和打印等功能。b) 标本的管理：完成标本的登记、查询、删除和打印等功能。c) 病人信息的管理：病人的登记、查询、删除和打印等功能。d) 检验报告的处理：检验报告的查询、打印等功能。e) 检验数据的采集与处理：检验数据录入、添加、获取、删除、更改等功能。1.2 HL7协议1HL7标准是由Health Level Seven标准组织指定的医疗卫生领域内进行信息交换的标准。1987年该组织的标准被ANSI批准并实施。目前该HL7的最新版本为3.0版本。该版本的标准通过XML语言来实现HL7消息实体。它工作在OSI模型的第七层，支持目前流行的各种编码标准。目前3.0版本的HL7标准正处于审批中。而HL7作为美国的国家标准是否能够完全照搬到我国的医疗卫生建设上来，HL7中国协会正在开展相关的研究。1.3 系统体系结构234HL7的优点之一就是消息触发的机制。本系统利用这一点，并结合实际情况给出了下列的基于消息的系统架构。内部消息交换数据消息中间层标本检验系统检验管理系统检验仪器消息网关其他子系统标本签收系统消息交换平台检验仪器检验仪器图2 基于消息的可扩展的LIS系统架构数据消息中间层：该模块完成检验数据的采集和解析处理。本系统采用了数据采集与数据操作分离的方法，以充分利用有限的硬件资源，在单个计算机上尽最大的可能连接最多的仪器。同时更重要的是其允许检验处理工作与信息处理工作的分离，使工作人员远离生物危险。只有需要接触仪器的工作人员工作在检验工作区，其他的信息录入、报告的审核、打印等检验处理工作完全远离处于二级生物危险的检验工作区。消息网关：实现LIS消息与HIS消息的转换，从而降低了系统之间的耦合性。便于与临床信息系统的连接。该LIS系统所连接的数字化医院的信息系统也是基于消息的体系机构。LIS系统与HIS系统的连接参考图3。内部信息交换部件：是系统内部信息交换的核心部件，完成个子系统、仪器之间的数据交换。消息交换平台：是数字化医院信息交换的核心部件，其完成数字化医院内部各子系统之间的实时信息交换。标本签收系统：实现临床标本的签收处理，包括标本的编号、条码的打印等预处理工作。该系统的实现，有利于标本的预处理工作与标本检验工作的隔离，避免工作区被感染。标本检验系统：该系统实现检验数据的处理、检验报告的审核。采用分布式实现的系统允许了数据处理工作、检验报告处理工作远离检验工作区，降低了工作人员的生物危险等级。质量控制处理是该系统的另外一个非常重要的功能。检验管理系统：该系统实验检验申请的管理。LISHISPACS/RISEMR消息交换平台图3 消息系统的连接数字化医院系统包含了众多的子系统，如HIS、PACS、EMR等。各系统通过消息交换中心与LIS系统的消息网关实现系统之间消息交换。参考图3。1.4系统消息设计1) 消息分类：系统消息类：工作站开启、关闭；用户登录、注销。申请消息类：检验申请的提出、申请的批准、更新、取消。标本消息类：标本签收、申请更新。检验消息类：检验开始、完成、审核、打印报告、发送报告、重新检测。数据消息类：数据的获取、添加、修改、删除。2) 消息结构设计：为便于解析，系统采用固定消息头和可变的消息体。消息头变长消息体头部定义如下：typedef structVersion byte;/协议版本srcsubsysbyte;/源子系统srcdeptbyte;/源科室srcgroupbyte;/源工作站dstsubsysbyte;/目的子系统dstdeptbyte;/目的科室dstgroupbyte;/目的工作站msgtypebyte;/消息类型msgidlong;/消息IDdatalengthlong;/数据长度MSH;全部消息体采用XML实现的消息格式。下面是检验申请的例子。 2 性能对比及存在的问题与原有的LIS系统对比，本系统具有以下优点。1) 实现数据处理全过程分布化。实现从数据的采集、处理、验证、审核到最终发布各个环节的分布处理。2) 实现数据共享：实现了实验室工作站的虚拟逻辑，统一了数据格式，便于数据共享与数据融合。3) 系统具有高度冗余性，通过虚拟实验室技术，实现实验室工作站之间的相互冗余备份。从而提高了系统的安全性和健壮性。4) 实现了与HIS系统的互联。通过消息体制，并利用消息网关进行消息的转换实现LIS与HIS系统之间的消息传递。实现将申请、病人和标本信息传送到LIS系统中，而检验报告相反可以传送的临床工作站。5) 系统的可扩展性。系统采用统一的异构数据总线中间层，其屏蔽了各个仪器的基本特性，实现了仪器之间、仪器与系统之间的统一消息格式交换。保证了系统的灵活伸缩与扩展。6) 实现了检验工作与信息处理工作的分离，有利于降低工作人员的所面临的生物风险等级，远离生物危险。7) 采用了消息系统，实现了数据的同步与实时处理。避免了数据一致性错误，保证数据的安全。3 结语到目前为止，关于LIS系统的各相关标准正处于研究制定中，各LIS系统采用的方案也各不相同。LIS系统处理体系结构、各个实体之间的通信以外，各个专业的词汇更需要一个固定的标准。统一的标准有利于信息的共享，有利于数据的统计分析，从而有利于促进教学、科研。采用统一的标准和合理的通信机制，提高信息系统人性化和互操作性。其对医疗卫生的信息化建设来说意义深远。致谢： 感谢四川省临床检验中心、四川省人民医院钟亚玲、黄文方、袁红、喻华等各位老师对本系统研发的大力支持与帮助。参考文献：1 HL7组织. HL7版本3EB/OL. /v3ballot/html/welcome/environment/index.htm2