为奋战在HIS创新路上的医院信息科赋能

Posted 2020-09-26

为奋战在HIS创新路上的医院信息科赋能

南京都昌信息科技有限公司 袁永福 2017-7

 

◆◆前言

近日，上海瑞金医院向我司表示：“我院从2000年开始自主开发医院信息系统，走出了一条可持续的信息化发展之路，已建成五大系统、284个子系统，而且我院仍然坚持在努力推进以电子病历系统为核心的医院信息化建设，不断完善医疗服务体系。在此过程中，贵公司给予了大量的技术支持和帮助，为我院信息系统的自主研发，做出了重要的贡献。”

上海瑞金医院是我们都昌公司赋能战略的一个典型案例。我们的“赋能战略”是：赋予医院信息科及合作软件企业更强大的软件开发能力，赋予医疗数据互联互通的能力，赋予软件按需变化的能力。所有这些，将以前一些看似不可能完成的任务变得可行了。

经过这么多年的发展，中国医院的信息科也在不断成长中，开始具有自主意识，而不再一味被动地听从供应商的安排。一些医院坚持自主研发软件，不过自主研发软件仍然需要相当的技术水平和精力，大部分医院信息科条件还是不足，因此这是想做而不可能做到的任务。另外信息科身处公立医院体制内，对于自主研发有着“多做事就容易多犯错”的顾虑。总之，医院的HIS创新之路，依然荆棘丛生。

南京都昌希望能更好地赋能医院信息科，将上海瑞金医院的模式复制到更多医院信息科——甚至是只有几个人的信息科， 实现整个行业的价值最大化。

◆◆赋能理念

首先看看近期行业中的创新思路，其实很多是来源于互联网企业思想，而互联网企业思想中的一个核心就是“赋能”。以下是各个互联网企业的赋能理念：

腾讯：“互联网+”，是一种“寓大于小”的生态战略，其所促动的连接正在“赋能于人”，赋能于最微小的个体伙伴。连接即赋能，分享即所得，技术即公益。

华为：通过提供更好的能力培养来强化合作关系，应该比仅仅从产品功能，或合作交互中所形成的关系更为持久。因为“赋能”应该是一个持续不间断的工作，华为必须保证从一系列建设中为合作者提供具有价值含量的“能量”。能力分享走向深度。

阿里巴巴：阿里要做的远不止帮助买卖双方将交易搬到网上，而是要构筑未来商业的基础设施，通过交易市场、支付、物流、云计算和大数据，为商家和企业赋能。

互联网企业思想中还有一个核心就是分享。如今在任何主流网站中，我们都能方便地将内容分享到微博、微信、QQ空间、贴吧、微云等。各种内容通过社交网络分享才能提升价值，打造爆款内容，数据引用得越多，价值越大。

赋能的理念说明，真正具有大格局的平台型企业，必然是赋能型的企业，对于周边客户具有增益光环效果。伟大的企业专注于构造行业的基础建设，使得众多客户利用这个基础设施，快速构造出适合自己的信息化系统和运行模式。赋能型企业将其自身的强大技术和商务力量共享起来，达成共享经济，实现整个行业的共同繁荣。

相比而言，少数企业则认为垄断市场、绑架客户就是其发展目标。这是一种简单、粗暴、不合时代发展的做法，最终不利于客户价值的最大化。

还有一些企业仅仅用上了html5、APP等时髦技术，而没有将赋能和共享的思想融入其商业模式，这并不是真正意义上的“互联网+”企业。

伟大的企业未必是大企业，大企业也未必是伟大的企业。都昌公司虽然目前规模不大，但认识到赋能是大趋势，就会立即顺应这个趋势并将其逐层实现。古人说：朝闻道，夕死可矣。做人是这样的，做企业也大抵如此。

◆◆HIT 7层模型

我们就从“赋能”出发，兼顾“分享”，进行深入思考，看看如何才能真正地达成。

考察各种信息系统在医院中的运行情况，可以发现：业务流程、用户界面等在各个医院或各个科室中变化多端；但业务数据相对而言是比较稳定的，各家差异不大，有可能进行通用化、标准化。这就是很多HIT组织试图做出通用化产品的希望所在。不过一些HIT组织做出一个“通用”产品后，立马陷入到医院具体业务需求的汪洋大海中而难以自拔，这使得业界始终没有真正的通用化产品。这其实是宏观架构上的缺失和执行层面的技术水平不足而导致。

因此，我们决定从业务数据方面入手，结合赋能的概念，进行一些探索。

首先是建立宏观架构，在此我们参考了ISO 7层网络模型。众所周知，对于主流网络应用，都遵循ISO 7层模型。该模型如下：

★第7层：应用层。网络服务与最终用户的一个接口。协议有：HTTP、FTP、SMTP等等。

★第6层：表示层。数据的表示、安全、压缩（在五层模型里面已经合并到了应用层）。格式有：JPEG、ASCll等。

★第5层：会话层。建立、管理、终止会话（在五层模型里面已经合并到了应用层）。对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话。

★第4层：传输层。定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。协议有：TCP、UDP等，数据包一旦离开网卡即进入网络传输层。

★第3层：网络层。进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。协议有：IPV4、IPV6等。

★第2层：数据链路层。建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能（由底层网络定义协议）。将比特组合成字节，进而组合成帧，用Mac地址访问介质，发现错误但不能纠正。

★第1层：物理层。建立、维护、断开物理连接。

 

经过全球近40年的实践证明，ISO 7层模型是坚实可靠的。参考它，我们设计出如下的HIT 7层数据分层模型：

 

●第7层：应用层。各种包含业务流程的应用软件，比如：电子病历系统、护理系统、居民健康档案系统等。

●第6层：数据展示层。各种数据在用户界面的展示和编辑。对此我们提供电子病历编辑器控件和基于时间轴的医学集成视图控件。

●第5层：数据分析层。这里主要是大数据的统计、分析和处理。在底层中，我们通过提供M-DOM、T-DOM、EMR-DOM、HIT-DOM（DOM，文档对象模型）等一系列的数据描述模型。对各种复杂的原始数据进行了整理和规范。这就完成了数据清洗的工作，为数据分析层打下了坚实基础。

●第4层：数据传输层。各种业务数据的传输方式，可预见的形式包括：HL7、CDA、DICOM、XML。我们贡献了M-DOM格式。

●第3层：数据组织层。该层主要用于描述医院业务数据的组织关系。其中包含HL7，而我们将贡献出EMR-DOM或HIT-DOM，将医院中的各种业务数据规整、抽象并建模。建立一个涵盖基础业务数据并高度可扩展性的业务数据描述对象模型。

EMR-DOM是采用W3C DOM国际标准的理念，对电子病历系统中所有的业务数据进行抽象和整理，设计出一种数据描述模型。涵盖了电子病历系统中的入院、出院、病程记录、护理记录、医嘱、手术等。它能精确、没有遗漏地描述所有业务数据；而且具有高度的可扩展性，能不断添加新的业务数据项目。

HIT-DOM比EMR-DOM更进一步，它用于描述所有的医院业务数据，包括EMR-DOM，还包括LIS-DOM、PACS-DOM、RIS-DOM、血透-DOM等等，创建它是一个不断扩展、不断填充的过程。

●第2层：数据格式层。详细描述了各种业务数据包的内容格式。我们贡献出M-DOM、T-DOM格式。

M-DOM是指医学文书的文件格式。这里的医学文书包括电子病历、护理记录、各种检查报告单据、知情同意书、病程记录、体检报告、随访报告等。

T-DOM是指时间轴文档格式，对于时间轴文档有一个不精确的浅显说法，就是将体温单保存为一个文档。这个时间轴文档不是图形，而是仅仅包含纯粹的数据和图形设置格式信息。大小可能只有几十、上百KB，可以在远端将图形无损地还原出来。这为远程会诊、三级诊疗等提供了全新的数据素材。

●第1层：数据存储层。包括各种底层OS的文件系统、数据库、各种大数据的存储模式及安全管控等。而我们贡献了虚拟文件系统（VFS，Virtual File System）。

虚拟文件系统是为了解决HIT系统中的文档存储这个全行业的基础性问题。目前业界存文档一般保存为本地文件、数据库大字段、FTP服务器、MongoDB专门的文件服务器等。

我们希望软件代码能一次编写、广为应用。而为了达到这种境界，如果将代码编写得非常复杂，使其适应这么多的文件存储模式和运行环境，这是不经济、不长久的。

在我们的虚拟文件系统中，首先建立一套抽象的编程模型，包含文件系统、目录、文件这三种对象组织而成的树状结构。文件系统是根节点，是访问虚拟文件系统的唯一入口点，目录可以包含若干个文件和子目录，文件可以突破性地包含若干个子文件。然后，我们开发出系列的驱动程序，将虚拟文件系统映射到本地文件、数据库大字段、FTP服务器、MongoDB服务器等。

上层应用程序将访问虚拟文件系统，而虚拟文件系统调用驱动程序访问最终的文件存储介质。对于上层应用程序，虚拟文件系统的内部操作是透明的，无需感知。这样业务代码的适应性大为增强，而且采用统一的模式进行文档读写操作，也得到很大的简化。而简单就是可靠。

实际的文件系统存在一些限制，比如Windows文件系统目录下的文件个数不能超过6万个。虚拟文件系统则突破了这个限制，存几百万个文件都没问题，而且可以快速定位检索。因此可以突破对文件的存储功能限制，比如可以存储各种系统消息内容等。

虚拟文件系统具有安全管控功能。对每一个文件或目录都能针对指定的用户或用户组单独地设置读取权限，这和Windows的文件安全设置很类似，权限能继承。而且我们能够提供接口，将HIS中的用户或用户组实时映射到虚拟文件系统中，避免用户账号的重建和同步。我们通过规划和实现VFS、M-DOM、T-DOM、EMR-DOM、HIT-DOM等一揽子方案来对这个HIT数据分层模型进行全方位的赋能。上述的4种XX-DOM是从W3C DOM国际标准衍生出来的。W3C DOM是所有信息化行业的重要基石之一，笔者有篇文章专门介绍它，地址为http://www.cnblogs.com/xdesigner/archive/2008/06/04/1213504.html。

这个HIT 7层模型是我们初步提出的设想，应该有所不足或欠缺，在此提出也是为了抛砖引玉，引起大家的注意和讨论。

◆◆落地实现

有了基于宏观层面的HIT 7层数据分层模型，还需要从执行层面加以技术实现。我们的电子病历编辑器控件产品负责实现M-DOM，已经初具雏形了；时间轴控件负责T-DOM，正在孕育中；开发支撑平台负责VFS、EMR-DOM、HIT-DOM，VFS有了第一个版本，而EMR-DOM、HIT-DOM还在规划中。

基于这些宏观架构和技术实现，南京都昌公司对于合作伙伴就采用“公开、公平、共享”的模式来实现赋能。

公开：我们提供的产品公开所有的编程接口、文件格式、数据结构，并提供所有的技术支持文档。确保用户能充分理解系统产生的数据格式，让用户不再有“被产品绑架”之虞，为用户的发展提供无限可能。

公平：我们对所有的客户提供统一的版本，让合作伙伴不输在起跑线上。

共享：我们提供大量的二次开发接口，使得合作伙伴的软件能充分调用产品功能，将我们开发的功能共享给合作伙伴，将传统的产品输出变成技术输出，破除少数公司对高级软件技术的垄断，让先进的软件技术真正惠及行业。

我们不仅将都昌公司的技术分享给客户，还会让生态圈中的合作伙伴之间进行技术和产品的分享，进一步实现渠道的分享。

无论多高端的产品和技术，只有推广开来才具有实际意义。我们在推广这些产品的时候借助了广大合作伙伴的能力。比如对于M-DOM的推广，我们采用以下模式。

                       

中国已经有数百家医疗软件开发组织（公司和自主研发的医院）采用我们的DCWriter电子病历编辑器控件开发EMR、RIS、PACS、门急诊等各种软件。随着这些软件的实施上线，数千家医院中各方系统生成的病历文档都采用统一的M-DOM的格式，这样为建设医院的CDR带来很大的便利。

对于一家医院是这种情况，医院CDR里保存着M-DOM；对于一个区域也是这种情况，EHR或公卫平台也采用类似格式，这样M-DOM就得到了快速普及。在可预见的未来，M-DOM必将成为事实上的行业标准，具有融入到国家标准的可能性。

对于VFS、T-DOM、EMR-DOM、HIT-DOM，我们也将采用类似的模式进行推广普及。这些技术和标准将成为赋能医院信息化的基础。

◆◆客户价值

我们的“赋能”可以给合作伙伴带来一些具体的价值。

1. 对于医院信息科

我们就是对主动谋求变化的医院信息科赋能。我们赋予他们自主研发软件的能力，进一步提高其做强做大的可能性，降低其自主开发的门槛，将以前不可能完成的任务硬推到信息科能力范围之内，进而帮助其开发出自己的软件，快速响应业务科室的需求，提升信息科在医院中的地位。而且，这个过程也能锻炼出医院自己的信息化队伍，更好地为医院的长期发展保驾护航。

而今，医院上全院电子病历系统已不是什么高大上的事情了，此时专科电子病历系统更具价值。信息科就能在我们赋能的支持下开发出各种专科电子病历系统，满足专科需求。

这样，各个科室的系统由于采用统一的底层架构，数据的院内互联互通就是水到渠成的事情了，数据孤岛逐渐合并，这就是帮助医院打通了“任督二脉”。

2. 对企业合作伙伴

我们提供可编程的软件中间件，帮助他们解决了最为核心的技术难题，使得他们从繁重的不可预测的底层技术研究中抽出身来，而能更专注于业务流程的实现和现场软件的交付，强化他们的核心竞争力，帮助他们在市场竞争中获得先机，优化他们的人力绩效，使得他们的利益最大化。

◆◆都昌开发支撑平台

为了更好地为合作伙伴赋能，我们对都昌公司所有产品进行了整合，推出了都昌开发支撑平台。这是一个软件工具集合、软件中间件，具有强大的功能，丰富的接口，灵活的架构。目前主要包含的功能模块如下：

1. 电子病历编辑器控件WinForm版：用于开发各种医学文书功能，还有一部分统计报表的功能。

2. 电子病历编辑器控件Web版：采用HTML 5的技术进行文档的展示、编辑，可用于各种浏览器和移动设备。

3. 都昌时间轴控件：能实现基于时间轴的医学数据集成视图功能。能高密度地、以非常直观的方式显示数据，并可以作为其他功能模块的入口点。而且还能突破性地应用于手术室排程、医嘱闭环管理、临床路径等业务。

4. 虚拟文件系统：对文档存储操作进行抽象，并映射到各种实际数据存储介质。

5. 统一权限管控：对虚拟文件系统、软件功能模块的调用、科室数据访问范围提供统一的权限管控。

6. 模板工具：包括电子病历模板设计工具和统计报表设计工具。

7. NLP自然语意解析引擎：能对自然语言文本以医学角度进行解析，对病历文档进行后结构化处理。

8. CA签章接口：内置CA签章功能接口，方便对接各种CA签章服务器。

9. 多项目并行机制：在同一个数据库中运行多个医疗机构的系统，为跨医疗机构的云系统提供底层支撑。

还有大量的功能细节，在此不再赘述。未来，我们还会不断扩展功能。通过开发支撑平台，使得我们自身的赋能能力最大化，让医院、合作伙伴的能力获得更强的增益。

◆◆结束语

仰望星空，低头赶路。我们都昌公司设计出星空般的宏观架构，而且披星戴月地将成千上万的细节填充到这个宏观架构中，建设软件开发基础设施。我们编写了数百万行程序代码，从而形成一套产品，构造一个生态圈，赋予圈内所有合作伙伴所需要的能力，解放他们的生产力，提升他们的价值。这就是南京都昌信息科技有限公司的创新之路。