基于Web Service的移动式医疗信息系统研究与设计

     摘要：为了使医生、护士和管理人员能使用安全、便捷地移动医疗信息系统，达到普遍地提高医疗服务质量的目的，研发了移动式的医疗信息系统，采用了Web Service技术，引入了平板电脑、PDA等硬件。开发相应的设备软件系统，并在医院进行了试用实验，获得了满意的结果。得到在移动医疗信息系统中建立基于Web Service的数据服务接口，能满足临床诊疗、科研和管理对于医疗信息的安全访问的结论。
关键词：PDA医护信息；无线网络；Web Service；软件系统

    随着医院信息化技术的推进，医生通过移动医生工作站就可调阅病人在医院各科室做过的各类检查结果和病人以往病史资料，在每天例行的查房过程中，现在有的医院尝试采用移动查房车加笔记本电脑来实现移动查房，给病程诊断治疗带来方便，实时开出医嘱能让病人及时得到救治；护士通过移动护士工作站，在病人床边及时记录采集到的病人的生命体征、记录遗嘱的执行情况，医用物资管理部门用移动医用耗材管理工作站进行库房的盘点、管理，增强医用耗材管理的自动化水平，优化业务流程，提高医疗服务质量。因此开发安全、使用方便的移动医疗信息系统并且普及该系统，可以普遍地提高医生、护士和管理人员的服务质量。本文提出了开发基于Web Service的移动式医疗信息系统，终端采用平板电脑或者个人数字助理(PDA)进行日常数据的处理，建立基于Web Service的数据服务接口，满足临床诊疗、科研和管理对于医疗信息的安全访问。

1 功能设计
    该系统一方面面向病房临床医护人员，实现医护人员日常工作的各种需求，提供医嘱处理、书写病历、开申请单、查询报告单、查询体温单、填写首页、病历检索等功能。并给医生临床工作提供许多辅助，是一个真正意义上的临床信息系统。
    系统主要包含如下功能模块：
    医嘱管理  包括日常的药物、诊疗等长期、临时医嘱的下达和取消，出院带药、急诊医嘱、草药医嘱的处理等。系统还为开医嘱提供一些辅助手段，如成套医嘱输人、用药查询、药品配伍禁忌等。系统还提供医嘱的查询和打印。
    检查检验、手术申请的提交和结果的查询  以直观、方便的形式书写检查检验申请单，直接传至检查检验科室；以直观的方式查询、显示检查检验报告结果，并提供正常参考值对照。提交手术申请并提供手术安排、手术记录的查询。提供打印输出功能。
    病历书写和病案的检索  病历包括首页、医嘱单、病程记录等。系统允许医生根据需要创建各种病历模板，并可调用事先定义的模板来书写病历。未经授权，不能修改他人书写的病历。病人在院期间这部分内容可供查阅、修改和打印，病案提交后其内容不能再修改。
    查询统计  医生可以方便、完整地查看病人的费用情况以及相关的医嘱信息、病人的病历、病案检索、各种检查检验手术信息的查询。另外系统还提供药品信息、收费项目字典、病人历次门诊住院信息，床位使用情况、病区发药情况等查询。
    急救模块  实现急救室时临时医嘱的及时下达和处理。临床抢救时，医生经常根据病人病情，临时性并且不间断地做出各种抢救决定，由医护人员协力进行救治，该移动护士工作站可根据实际情况快速录入抢救医嘱，并及时生成执行单，弥补了抢救时医嘱录入遗漏的问题，使抢救记录历史可查。
    执行单处理模块  实现各种执行单的处理，包括药疗单、注射单、小治疗单、输液单、护理单以及膳食单等的执行。给不同的病人建立执行单文件夹，统一管理各项单据内容，包括以前因某种原因而未做的治疗。执行护士按照日期调出病人的各种执行单，分类执行，然后签名并标记已做，形成历史记录待查，达到执行单的科学管理；目前的HIS只跟踪到医嘱转抄这一步，即把医嘱分解成可操作的执行项目并且在这一步就对该条医嘱执行收费，不再跟踪医嘱实际执行过程，HIS认为执行完医嘱转抄后医嘱就被真正的执行了，计划执行时间就等于实际执行时间。而移动护士站真正的解决了这一问题，将现有的护士工作站延伸到病人床边，执行者输入口令、密码，即确认了该条医嘱实际执行人、执行时间。
    护理记录  移动医护工作站根据医疗护理规范，自动提示体征信息采集的时间，包括体温、脉搏、呼吸、血压、神志等。同时，将采集的时间和采集的人等信息记录到数据库。
    同时，该系统能实现医用耗材的网上请领，增强医用物资与耗材管理的自动化水平，优化业务流程，提高医疗服务质量。主要包括：入库管理、网上请领、出库管理、物资订购、资质认证、统计报告、办事指南、基本信息维护、数据导出、系统管理等功能模块。系统模块结构如图1所示。

2 系统架构设计
    该移动医护工作站是构建在微软的Pocket PC2005操作系统上的，基于．NET Compact Framework系统框架的软件应用系统。建立基于Web Service的数据服务接口，与医院现有的医疗信息系统进行安全的数据交换和接口调用，图2描述了该系统的软件架构。

    从架构图可以看到该系统分为多个层次实现了不同的功能模块，通过清晰的系统结构，更利于本系统的开发、维护，并具有更好的可扩展性。
    该系统的功能模块分为3个层次：用户界面层；业务逻辑层；Web Service数据接口访问层。
    除此之外，该系统还提供了访问和权限认证功能，它可以在用户通过用户操作时认证用户的权限，实现系统的访问安全。
    (1)用户界面层
    用户界面层是使用者的操作界面，能够直观的显示相关信息，并提供操作所需要的界面控件。本系统的用户界面是采用Visual Studi-o．NET、2005开发的Smart Device窗体界面，使用了文本框(Text Box)、按钮(Button)、下拉列表(Drop-down List)、选择按钮(Radio B-utton)以及数据表格(Data Grid)等控件组成的。本系统的用户界面要求达到：人机界面友好，操作便捷。
    (2)业务逻辑层
    业务逻辑层实现了该系统中的重要业务逻辑，它封装了诸如创建对象，修改和编辑，调用底层接口等功能。业务逻辑层接受用户界面层传递的参数，并调用数据与接口访问层进行数据的物理传输和存储。它是系统功能实现的核心部分，使用了面向对象的设计方法，通过定义的各种系统对象的属性、方法、事件来封装各类数据和逻辑。该系统的业务逻辑层包括多个模块，这些模块分别包含了不同功能的应用逻辑：诊疗子系统；护理子系统；信息检索与查询子系统；医用耗材网上请领子系统。业务逻辑层需要实现面向对象的分析与设计，以使程序开发更加高效合理。
    (3)Web Service与数据库交互层
    Web Service与数据库交互层，它们提供了对数据库访问的方法，对外部系统调用的接口。该层分为Web Service模块和数据库操作模块两大模块。
    数据库操作模块提供了访问SQL Server数据库的方法。包括选择、创建、更新、删除等数据操作。
    Web Service模块提供了访问数据库模块与业务逻辑层模块的接口，通过此接口，来实现数据与信息传输，或方法调用。

3 网络与设备架构
    移动医护工作站是基于无线局域网(WLAN)进行通信的，采用的是国际电气工程师协会(IEEE)制定的802.11b无线通信协议，这是目前广泛使用的标准协议。
    医务人员的手持终端通过无线网卡(Wireless Network Adaptor)与无线接入点(Access Point)之间，通过WLAN进行连接。无线接入点的信号范围可达30～50 m，可以覆盖0．5～1个楼层。无线终端设备在与无线接入点通信时的最大功率为20～30 mW。低于移动电话网络通话时的功率。因此，可以确保对人体和其他医疗器械不会造成辐射和信号干扰。采用无线网络的实时系统总体结构图如图3所示。

    移动手持终端通过无线接入点与移动应用子网相连，移动应用子网是布置在医院病房内的有线局域网(LAN 2)。采用的是100 Mb／s速率的以太网(Ethernet)。在无线应用子网中，接入了若干无线接入点和移动式医疗信息系统应用服务器。移动式医疗信息系统应用服务器是与移动医护工作站手持终端配合使用的信息处理设备，它提供了数据库服务器(Databaae Server)、医疗信息系统接口服务，用来实现数据存储和服务器端的应用调用。
    无线医疗系统子网与医院主干网之间通过网关相连，通过在网关上设置网络地址转换(NAT)和网络端口地址屏蔽，可以防止非法用户通过移动应用子网对医院主干网的非法访问。医院主干网中接入了医院信息管理系统、其他的管理系统和终端，它们的数据和功能接口，可以通过移动式医疗信息系统服务器提供的接口，由移动手持终端访问和调用。

4 系统的实现
    该项目的开发语言是C#编程语言，因为它支持面对对象编程，具有较好的程序结构和强大的类库支持，并且简单易学，容易掌握。
    本项目的编程工具采用微软的Visual studio．NET 2005，配合微软公司提供的开发工具包PocketPC SDK，以及模拟器Pocket Emulator来进行程序的开发与调试。可以提高程序设计和开发的效率。
    接下来以诊疗过程程序设计，来说明如何在移动式医疗信息系统的开发过程中使用Web Service技术。
    Web Service访问类包括连接WebService，远程调用WebService方法，给WebService方法传递参数。Mobile通过引用远程Web Service服务，系统创建Web Service代理，对远程Web Service提供相关方法进行封装，实现了远程程序与代理类之间的分离。调用者只需要提供远程调用方法所需要的参数，不需要了解远程程序的内部事件，也不需要了解网络之间的数据传输，因为这些事情都是由程序内部自动完成，方便的得到所需结果。而远程Web Service服务通过在所要提供的方法前面添加[WebMethods]属性，以表明此方法为Web Service提供给调用者的方法服务。如果方法前没有添加此属性，则远程调用者就无法进行调用，这样也提高了可控性与安全性。
    移动医疗信息系统程序实现了诊疗过程的各个步骤，通过一系列的界面和程序代码，提供了诊疗数据的录入、编辑与查询，并将整个诊疗过程操作串联起来。
    医生登录移动诊疗子系统后，首先进入的是系统主界面。系统主界面完整显示了诊疗信息的各部分内容，并提供了进入各个功能界面的按钮，以及操作菜单。
    业务逻辑层操作如下：
    通过Service对象的Customerlnfo方法，实现了对患者进行查询的封装。
    (1)通过获得了界面层登录事件传入信息确定用户名和密码；
    (2)创建Web Service代理类实例：
   

5 结语
    基于Web Service的移动式医疗信息系统以合理的方式、适当的成本延伸到病房，可以实时下医嘱，很好地跟踪医嘱的全生命周期，避免护士多次转抄、录入，降低错误发生率，医嘱执行按照护理临床路径进行拆分，提示执行时间，体征信息实时录入，并按照护理常规进行提醒，极大地提高了医护工作的效率和质量，减少医疗纠纷，科学地加权统计护士工作量，为积效考评提供数据参考，医用耗材网上请领增强了医用物资与耗材管理的自动化水平，优化业务流程，提高医疗服务质量。目前部分子系统在东方肝胆外科医院试用，其效果良好。