醫院大數據集成與服務平臺的建設與應用

邵旻暉

摘? 要： 為了實現醫院核心業務之間的互聯互通，推動醫院內部信息資源整合和共享，建立了由主數據管理、患者主索引、患者360試圖、大數據應用、臨床科研平臺、綜合運營BI六大模塊組成的，以電子病歷為核心的醫院大數據集成與服務平臺。該平臺的建設，實現了醫院各個異構系統的集成并提供了統一的醫療數據訪問服務，為智慧醫院建設打下了堅實基礎。

關鍵詞： 互聯互通; 電子病歷; 醫院大數據; 集成平臺; 智慧醫院

中圖分類號：TP391? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2022）02-69-03

Construction and application of hospital big data integration and service platform

Shao Minhui

（Ningbo Medical Center Lihuili Hospital， Ningbo， Zhejiang 315000， China）

Abstract： In order to realize the interconnection between hospital core businesses and promote the integration and sharing of hospital internal information resources， the hospital big data integration and service platform is established， which consists of master data management， patient master index， patient information management， big data application， clinical research platform and comprehensive operation BI， etc. six modules， and takes electronic medical record as the core. The construction of the platform realizes the integration of various heterogeneous systems in the hospital and provides unified medical data access services， which has laid a solid foundation for the construction of smart hospital.

Key words： interconnection; electronic medical record; hospital big data; integration platform; smart hospital

0 引言

在互聯網快速發展的今天，我國醫療信息化的建設已經取得了顯著效果，而隨著大數據、云計算、人工智能等新興技術在醫學領域的廣泛應用，醫療服務也逐步從信息化向智能化過渡[1-2]。我院作為一所集醫療、教學和臨床科研為一體的綜合性三甲醫院，經過近幾年的信息化建設，已經建立了HIS、LIS、PACS（超聲、內鏡、放射）、電子病歷、急診分診、手術麻醉管理、不良事件上報等醫療信息管理系統和醫療輔助系統，但由于各個系統數據標準、數據模型或者實現方式不同，仍面臨數據標準不統一，交互接口復雜繁多，信息交換不完善等信息集成和共享的問題[3]。因此，通過建設醫院大數據集成與服務平臺，以患者電子病歷的信息采集、存儲和集中管理為基礎，應用集成引擎工具來實現不同服務之間的互聯互通操作，以及院內不同業務系統之間的統一集成、資源整合和高效運轉[4]。

1 醫院大數據集成與服務平臺架構

醫院大數據集成與服務平臺以springcloud分布式架構為基礎，分布式架構使平臺可以承受醫院數據高并發的訪問，在極高的負載情況下仍能保證較高的可用性[5]。同時，針對醫療機構內部系統緊密耦合的特點，采用JSON數據格式作為醫療數據的統一交換格式。JSON是一種輕量級的數據交換格式，易于閱讀和編寫，也易于機器解析和生成，醫院數據可在JSON規范下直接進行共享與交互，實現不同服務之間的通信與整合[6]。此外，平臺還提供了強大的數據庫訪問功能，支持主流關系型數據庫數據抽取、更改、插入功能，如Oracle、MySQL等，提供數據處理結果全流程顯示，數據庫終端結果可自動生成JSON schema方便數據映射。

醫院大數據集成與服務平臺支持多種平臺系統，實現了跨Windows和Liunx操作系統的整合環境。在終端連接的外部系統突然斷線的情況下，終端保持運行狀態，在外部系統重新工作后，無需手動干預啟動終端便可自動重新連接。平臺集成了抽取-轉換-加載（ETL）技術、數據倉庫、聯機分析處理（OLAP）技術、數據挖掘技術，支持同步異步消息處理，整體項目事物回滾，這些技術為平臺的數據整合、報表發布以及高效處理的數據倉庫提供了可靠基礎[7]。該平臺整體架構如圖1所示。

2 醫院大數據集成與服務平臺關鍵技術

2.1 醫院服務總線（HSB）

ESB是集成平臺基礎架構中的關鍵組件，醫院服務總線（HSB）則是企業服務總線（ESB）在復雜的醫療環境中的應用。ESB的核心思想是面向服務，它將各種資源封裝成一個個獨立的服務，再將各個服務通過事先約定的接口聯系起來，為服務交互的接入方提供一個可實時交互、信息共享的平臺。這種集成放棄了傳統的運用接口互聯的方式，轉化為服務的集合，系統間的互相調用變為了服務間的互相通信[8]。在這種架構下，HSB具備了良好的可擴展性，各種不同的醫院業務系統可以通過獨立封裝成服務注冊到總線中，實現插拔式接入。這種插拔式接入不僅為醫院各業務系統提供了便捷、一致的數據接口，消除了不同系統間的差異，還實現了不同系統間的數據交互，為未來全面建立面向臨床、科研、管理、質控、績效等決策支持系統提供了統一的數據及平臺支撐。

2.2 ETL過程

ETL是將業務系統的數據經過抽?。‥xtract）、轉換（Transform）、加載（Load）到數據倉庫的過程。數據抽取是從源數據源獲取目的數據源所需的數據，轉換是將獲取的數據經過清洗和加工轉換成目標數據，加載是將處理好后的目標數據裝載到目的數據源中。ETL有兩個重要作用，一是要解決數據分散問題，二是要解決數據不清潔的問題。集成平臺中的ETL技術主要實現以下目標：從各個不同的系統中獲得初始數據，將其整合，再將這些數據按照制定的規則進行轉換，轉換不僅需要結果，也要生成日志記錄轉換過程，最后將經過技術處理的數據集成裝入數據倉庫，進行報表生成、數據分析、數據挖掘等處理，為商業智能（BI）提供準確的決策依據。

2.3 醫院數據中心（CDR）

醫院主要業務系統如醫院信息系統（HIS）、實驗室信息系統（LIS）、影像歸檔與通訊系統（PACS）以及電子病歷（EMR）及其相對應的數據庫是醫院數據中心的重要組成部分。集成平臺的數據中心建設主要包括三大部分。第一部分是數據的采集、匯總與整理，包括了數據倉庫及將分散在不同業務系統的臨床數據通過抽取、轉換和加載存入數據中心;第二部分是數據的多維度分析與展示，包括了聯機分析處理（OLAP）技術，用以完成各種復雜的多維分析操作，形成可供數據挖掘的多維數據集;第三部分是決策數據的分析與應用，包含了多維分析報表（MDAR）展現工具，以多指標、可視化的方式呈現關鍵的醫院管理及決策支持信息。醫療數據中心儲存和呈現完整的醫療資料，實現以“患者”為核心的醫療資料采集、存儲和展現功能，有效地協助醫院臨床和行政管理部門，以實現更有效的醫療管理和醫療服務質量的提高。

3 醫院大數據集成與服務平臺應用

3.1 主數據管理

主數據管理的主要功能是基于醫院各業務系統間數據交換的語義級別的統一，管理任何來源系統的數據，將醫院內重要注冊信息、術語、字典等作為主數據進行管理維護，做到統一管理、統一發布和同步更新，向業務系統和分析系統提供完整、準確和標準化的主數據。接口方面向業務系統提供“新增”、“更新”、“歸檔”、“檢索”、“合并”、“拆分”、“交叉檢索”、“變更通知”等功能，使各業務系統能夠通過集成平臺及時進行主數據交互。

3.2 患者主索引

患者主索引是每一位患者在醫院就診后建立的獨一無二的數據字段，是患者在醫院中惟一的身份標識?；颊咧魉饕ㄟ^患者基本信息歸并規則進行數據清洗而形成，它將同一患者分散在不同臨床系統中的診療信息整合在一起，形成統一存儲、互相關聯的患者信息資料，這不但提高了患者歷史診療數據的可用性，而且為醫生提供了更加完善的患者歷史診療數據，提高了患者就診效率和醫療服務質量。

3.3 患者360視圖

患者360視圖是患者數據在集成平臺上的統一展示。集成平臺提供了患者當前就診和歷次就診的全診療數據視圖，包含患者門診診療視圖、門診處方視圖、檢驗報告視圖、檢查報告視圖、醫學影像視圖、電子病歷視圖、住院醫囑視圖、體檢數據視圖等?；颊?60視圖體現了以患者為中心的臨床數據可視化，醫護人員可以通過清晰直觀的可視化操作界面快速訪問、查閱患者所有歷次醫療信息，為患者提供更加精確、高效的醫療服務。

3.4 大數據應用

臨床數據的數量巨大，數據的關聯性又異常復雜，傳統關系型數據庫的數據讀取速度會隨著數據量的增加而越來越慢，難以滿足醫院數據日趨龐大的存儲需求。大數據應用以Hadoop分布式集群架構存儲為基礎，提供高并發、高性能、可伸縮、實時讀寫的數據庫系統，結合數據挖掘、機器學習和自然語言處理等技術，建立了電子病歷智能全文檢索、臨床科研平臺和臨床決策支持三大應用系統。這三大應用系統涵蓋了醫院臨床、科研和運營等重要業務，形成醫院多學科、多部門共用的全量數據中心，為醫護人員臨床診療和科研提供智能助手，為醫院管理層分析決策提供信息化抓手。

3.5 臨床科研平臺

臨床科研平臺以醫院數據中心（CDR）為基礎，篩選出符合臨床研究的病例，完成對病例數據的集成整合、統計分析和數據導出，實現臨床數據向科研數據的轉化。電子病歷是臨床科研的主要數據來源，通過應用ETL、分布式計算、自然語言處理等技術，結合電子病歷標準化改造和臨床試驗電子數據采集（EDC）等方式，對其中結構化的數據進行抽取，對非結構化的數據進行改造，最終在臨床科研平臺中全面整合患者門診、住院等就診信息，提高了臨床科研工作效率，充分發揮了電子病歷大數據的價值[9]。此外，臨床科研平臺還支持科室科研專病數據庫建設，為科室高質量、高效率地開展臨床教學研究提供數據支撐。

3.6 綜合運營BI

基于大數據集成平臺和臨床數據中心（CDR），采集HIS等基礎業務系統產生的數據，建立醫院運營決策實時分析系統，使醫療機構實現管理科學化、規范化和精細化的戰略轉型。醫院運營決策實時分析系統以報表和圖表等多種形式重點展示了門診人次、候診時間、住院人次、出院人次、手術人次、抗菌藥物藥占比、醫療總收入等實時數據，涵蓋了對門急診、住院、醫技工作量等業務數據的匯總統計查詢，對抗菌素DDDS等關鍵指標的監控預警，對財務運營、績效等重要業務主體的深度分析。集成平臺為醫院的各級管理者提供了一個實現管理工作的統一門戶，滿足了多用戶的并行實時查詢和動態分析需要，提高了醫療機構的運營管理水平。

4 結束語

醫院大數據集成與服務平臺是我院科學管理的重要組成部分，其核心在于實現醫院各業務系統的統一集成，提高醫療大數據共享的應用水平，解決數據“孤島”，從而提升醫療服務的質量以及醫院的核心競爭力。該集成平臺不需要原來的多個點到點的數據接口，通過建立一系列的標準接口和服務，支持應用集成和數據集成，為醫院內部信息共享提供了一個數據共享與交換平臺，不僅實現了醫院核心業務的有效集成以及醫療數據的互聯互通，更為醫院未來建設以互聯化和智能化為核心的智慧醫院打下堅實基礎。

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