J2EE平台技术在医院信息管理中的应用研究

来源：锐游网

第22卷　第4期2003年　12月北京生物医学工程

BeijingBiomedicalEngineeringVol122　No14Dec.　2003

胡颖　叶大田

　　摘　要　由于医疗信息本身的特殊性,相关系统开发和应用长期以来一直难度较大。J2EE作为分布式企业计算平台,具有许多性能优势,能够降低开发多层结构分布式应用的复杂性和成本,使服务器端系统开发简单高效。本文通过医疗信息系统的特点和评价标准,结合J2EE的技术特点,分析了J2EE对于开发多层结构医疗信息系统的适应性;并给出了基于J2EE的HIS的基本结构与示例。

关键词　J2EE　医疗信息系统　多层结构　中间件中图分类号　R318104

文献标识码A

文章编号100223208(2003)0420269205

　DepartmentofBiomedicalEngineering,

AResearchofJ2EE′sApplicationinMedicalArea　HUYing,YEDatian.TsinghuaUniversity,Beijing　100084

【Abstract】　Duetothecomplexityofmedicaldata,healthcareandrelatedinformationsystemhaslongbeenahardnuttocrackforboth

designersanddevelopers.J2EE,asadistributedenterprisecomputerplatformcanreducethecostandcomplexityofdevelopingmulti2layerstructureanddistriubtedapplications.Itcanmakedevelopmentofserversystemseasyandsimplemakelifeveryeasy.Inthispaper,thecharacteristicsofbothHISandJ2EEwasdiscussedandevaluated.J2EE′sadaptabilityforbuildinghigh2performancemulti2layerHISwasanalyzed,andthearchitectureofasimulatedoutpatientsystemwasprovidedasanexample.

J2EE　　HIS　　Multi2lay　　Middleware【Keywords】　

　　医疗信息系统(healthcareinformationsystem,

HIS)是目前国际国内流行的医院电子化信息管理系统。世界的一些发达国家中,HIS系统的研究已有相当长的历史,其发展也非常迅速。在我国,有相当一部分医院已实施或准备实施HIS系统,也有不少厂商和机构专门从事HIS系统研究与开发。但由于医疗数据和医院管理本身的复杂性,开发出真正优秀的HIS系统的成本长久以来都是极其高昂[1-3]的。

随着计算机科学和信息技术的不断进步,医学信息学成为一个新的领域。Haux提出了包括HIS在内的医学信息学十大任务和目标领域,并指出信息数据量、管理因素和医院之间的通讯是HIS中需

[4]

要重视的问题。

J2EE(Java2platform,enterpriseedition)是一种利用Java2平台来简化企业解决方案的开发、部

[5]

署和管理相关的复杂问题的体系结构。J2EE技术的基础就是核心Java平台或Java2平台的标准

作者单位:清华大学医学院生物医学工程系(北京　100084)

),女,硕士研究生。作者简介:胡颖(1979—

版。J2EE为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护

性的商务系统提供了良好的机制。它能够适应HIS网络化新趋势的要求。

1　HIS的特点及评判标准讨论

作为现代医院电子化信息管理系统,HIS的应用对整个医院的管理、服务、效率等诸多方面起到了十分积极的作用。其公认的特点是:

(1)模块数量多,系统规模大。HIS通常要涉及医院管理及业务服务的各个方面,包括门诊管理、住院管理、药品管理、物理诊断(PACS和检验系统)、财务管理、医生管理、行政管理、网上医院及中心数据库等模块。

(2)数据复杂,内容相互连接紧密。医疗数据的特点是:高度复杂、异类(heterogeneous)、动态、面向时间(time2oriented),并且相互联系相当复杂。再加上从医学角度以及法规角度的特殊要求,医疗信息管理在整个医疗服务链中成为花费

[1]

高昂的一环。

(3)业务流程多样,专业性强。对于用于医疗信息管理的HIS系统的开发商而言,开发这样一个

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专业性很强的“垂直的(vertical)”系统,其难度和复杂程度使得其开发成本高,效率比较低。

随着网络应用范围日益扩大,目前的管理信息系统通常面临空前广泛的用户需求,这就对系统以下方面的性能提出了更高的要求。

(1)高度可用—满足日益膨胀的用户的需要;(2)安全—保护用户的私密性和企业的完整性;

(3)可靠性及伸缩性—保证业务事务得到精确

对现有应用程序集成提供强有力支持,完全支持

EnterpriseJavaBeans,有良好的向导支持打包和部署应用,添加目录支持,增强了安全机制,提高了性能。

J2EE为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的HIS提供了良好的机制:

(1)保留现存的IT资产。J2EE架构可以充分利用用户原有的投资,基于J2EE平台的产品几乎能够在任何操作系统和硬件配置上运行,现有的操作系统和硬件也能被保留使用。

(2)开发高效便捷:J2EE允许把一些通用的、很繁琐的服务端任务交给中间件供应商去完成。这样开发人员可以集中精力在如何创建医院业务逻辑上,相应地缩短了开发时间。高级中间件供应商提供以下这些复杂的中间件服务:

①状态管理服务—让开发人员写更少的代码,能够更快地完成程序开发。

②持续性服务—让开发人员不用对数据访问逻辑进行编码就能编写应用程序,能生成更轻巧,与数据库无关,更易于开发与维护的应用程序。③分布式共享数据对象CACHE服务—让开发人员编制高性能的系统,极大提高整体部署的伸缩性。

(3)易维护扩展:基于J2EE平台开发的多层结构的系统,数据与应用分开,表现与业务逻辑分开;这样的结构使得维护可以针对某个层面的某个局部,而无需影响其它层面,系统维护性大大提高。同时也利于系统扩展和各种数据标准的制定和统一。

(4)支持异构环境:J2EE能够开发部署在异构环境中的可移植程序。基于J2EE的应用程序不依赖任何特定操作系统、中间件、硬件。因此设计合理的基于J2EE的程序只需开发一次就可部署到各种平台。这在典型的异构计算环境中是十分关键的。J2EE标准也允许客户订购与J2EE兼容的第三方的现成的组件,把他们部署到异构环境中,节省了由自己制订整个方案所需的费用。

(5)可伸缩性:基于J2EE平台的应用程序可被部署到各种操作系统上。这种部署可达数千个处理器,实现可高度伸缩的系统,满足未来应用的需要。

(6)稳定的可用性:J2EE可以部署到可靠的

快速的处理;

作为管理信息系统(MIS)的一种,HIS是现代医院管理不可缺少的组成部分。由于HIS本身的特点,除上面三个要求外,衡量HIS系统的性能还要考虑一些其它的方面。由于不同HIS规模、结构和功能都不尽相同,所以这里只是针对一些有代表性的问题进行讨论,并不是要给出统一的衡量标准。Hanmer曾提出哲学目标、程序、功能等HIS衡量的八类因素,以及范围综合性、通讯能

[6]

力、交互连接、数据一致性等系统功能要求。

总结起来,评价HIS应考虑以下方面:(1)规模范围;(2)交互能力;(3)数据一致性;(4)灵活扩展能力;(5)操作维护性。2　J2EE的特点及其对HIS的适用性

HIS作为专业的医疗信息管理系统,紧随IT产

业的脚步,发展十分迅速。近年来,应用分布式对象计算(distributedobjectcomputing,DOC)技术,基于组件(component2based)进行开发的多层结构和BΠS模式成为业界普遍看好的HIS模式和未来发

[7-10]

展趋势。多层结构的系统能够很好地解决以往HIS存在的问题,并满足HIS网络化新趋势的要求;然而由于多层结构系统开发技术上的困难,许多厂商望而却步。

J2EE是SunMicrosystems提出的一种系统开发平台,它为开发多层结构的企业应用定义了一组标准。J2EE提供了标准化模式化的组件以及对组件的一套完整服务,并自动处理许多应用细节,从而大大简化了基于组件构建的企业应用,不需要复杂的编程。

J2EE体系结构提供中间层集成框架用来满足无需太多费用而又需要高可用性、高可靠性以及可扩展性的应用的需求。通过提供统一的开发平台,J2EE降低了开发多层应用的费用和复杂性,同时

第4期J2EE平台技术在医疗领域中的应用研究・271・

操作环境中。一些J2EE部署在Windows环境中,客户也可选择性能更好的操作系统如SunSolaris、IBMOS/390。

从以上分析可见,基于J2EE的多层结构系统性能上具有许多优势,同时开发相对容易,对于HIS系统的要求具有很强的适应性。

3　基于J2EE的HIS系统结构初探

J2EE使用多层的分布式应用模型,应用逻辑

在实际操作中,这种基于组件,具有平台无关

性的J2EE结构使得J2EE程序的编写十分简单,因为业务逻辑被封装成可复用的组件,并且J2EE服务器以容器的形式为所有的组件类型提供后台服务。容器设置定制了J2EE服务器所提供的内在支持,包括安全,事务管理,JNDI(JavaNamingandDirectoryInterface)寻址,生存周期管理,远程连接数据库连接池等服务。程序员不用自己开发这种服务,可以集中精力解决手头的业务问题,对于HIS开发尤为有利。

作为一种尝试,我们依据上述结构设计了一个模拟门诊系统。其中间层类图如图2(图中略去类的属性和方法,类之间的关系作简略处理)。

从图中可见,在中间层内部,数据抽象部分(大括号右侧方框表示)与业务流程部分(大括号左侧方框表示)是完全分开的。

该系统表现层演示界面如图3。

按功能划分为组件,各个应用组件根据他们所在的层分布在不同的机器上。事实上,Sun设计J2EE的初衷正是为了解决两层模式(clientΠserver)的弊端,在传统模式中,客户端担当了过多的角色而显得臃肿,在这种模式中,第一次部署的时候比较容易,但难于升级或改进,可扩展性也不理想,而且经常基于某种专有的协议,通常是某种数据库协议。它使得重用业务逻辑和界面逻辑非常困难。现在J2EE的多层企业级应用模型将两层化模型中的不同层面切分成许多层。一个多层化应用能够为不同的每种服务提供一个的层,J2EE典型的四层结构包括:(1)运行在客户端机器上的客户层组件;(2)运行在J2EE服务器上的Web层组件;(3)运行在J2EE服务器上的业务逻辑层组件;(4)运行在EIS服务器上的企业信息系统(enterpriseinformationsystem)层软件。

应用于实际的医疗领域,基于J2EE的HIS可以具有如下结构:

4　结论与展望

现代化的医疗服务不再局限于医院的围墙,而是不断向各方向延伸。网络化成为HIS发展的新趋势,这就要求不仅仅有医院内部局域网的联系,还有医院之间以及与其他各种医疗相关厂商、管理部门和家庭的联系。基于多层结构的分布式计算模式是近年来业界普遍认同的HIS开发模式。但由于分布式计算技术的相对复杂性而使众多HIS开发商望而却步。

近年来,医疗技术、计算机技术、通讯技术、信息技术突飞猛进的发展,为HIS系统的开发提供了很好的环境和工具。J2EE作为专业的分布式企业计算平台,适用于多层结构系统的开发,对于HIS的特殊要求也有很强的适应性。

应用J2EE技术还可以在医院与各相关卫生机构之间建立良好的开放式信息交互平台,其特点是具有个性化数据采集前端、对象化标准化的数据封装与传输,以及可扩展的应用层,如图4。

J2EE完全基于Java技术,相对于其它实现分布式对象系统的模型,如CORBA和微软的DCOM,实施部署相对简单,又可实现跨平台。应用J2EE构建HIS,即提高系统整体性能,又能降低开发成本,尤其是维护成本。当然在HIS开发过程中,还会受到医院所处的社会环境、医院管理水平、医院

图1　基于J2EE的HIS系统结构

从图中可见,HIS的复杂业务逻辑全部集中于

中间层,同时可以对数据进行抽象,进行结构化对象化处理,便于应用统一的数据规范和格式(如

[11]

HL7标准)。

　・272・北京生物医学工程第22卷

图2　模拟门诊系统的中间层

图3　门诊模拟系统的演示界面

图4　开放式医疗信息交互平台

工作人员的知识结构、系统开发人员的构成、医院

信息的标准化工作、医院的经济状况等因素的影

响,但从长远来看,对于今后HIS的开发,J2EE技术将会成为一种很好的选择。

[12]

第4期J2EE平台技术在医疗领域中的应用研究

-168

・273・

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(上接第268页)

造高质量的曲面,同时使其与CT数据中提取的点云数据尽可能吻合是本文的一大难题。在大多数的情况下,只要误差没有超过允许范围,设计者更侧重于追求高质量的曲面。本研究中认为平均误差低于015mm可以满足个体匹配的要求。

RP和逆向工程技术相结合的CUAKJ假体的设计制造方法,为单侧膝关节面损伤的患者尤其是处于生长发育期的青少年患者提供了一种治疗的新思路,为探索半关节置换及其临床提供了制造方面的技术保障。从CT数据采集到假体返回临床,只需要10天左右时间,甚至更少,使得针对某个患者的临床定制化服务成为可能。

目前我们的研究工作,己证明RP技术应用于医疗领域的可行性和实用性,目前各国都竞相投入

[3]

大量的人力物力。对这一技术展开深入的研究,不仅具有深刻的理论意义,还具有广泛的实用价值。总之RP发明于机械行业,但在医学领域却有着巨大的应用前景

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(2003205219收稿,2003207207修回)

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