基于消息语义的医疗信息系统集成监控技术研究与系统实现

摘要

随着医疗信息化的发展，医院引进的信息系统越来越多，完成每一个医疗业务都需要多个异构系统之间的集成，整体上构成了一个错综复杂的系统集成网络环境。由于每一个医疗环节随时都可能产生各种各样的问题导致系统集成故障，进而使得医院整体信息化系统运行受阻乃至停滞，对医疗业务的正常运转产生影响，因而如何实时监控医院集成网络环境的运行状态，及时发现和快速定位系统集成故障，是医院信息化建设中的重要问题。
　　集成引擎是实现医院信息系统集成的主流技术方法，它起到了在医疗信息系统之间进行消息转换和路由的枢纽作用，因而对集成引擎处理的消息进行监控成为目前医疗信息系统集成监控的主要途径。但是由于现有集成引擎的监控技术均缺乏对消息的语义分析，使得运行维护人员在排查、定位实际集成故障时，需要过分依赖于自身对医疗业务流程以及异构系统接口的熟悉程度，面临着专业技术门槛高而且效率低下的问题。
　　本论文提出基于消息语义的医疗信息系统集成监控技术，利用统一消息模型来标注语义异构的医疗消息，并对消息语义标注信息进行集中存储，在此基础上设计并实现了针对单个消息事件和整体业务流程两个层次的报警提醒机制，使得集成维护人员可以及时发现并快速定位到集成故障问题所在，从而提高集成运行维护工作的效率，降低运维难度。本论文主要工作包括:
　　1)提出一种集成消息语义标注方法。首先分析实际医疗场景中的消息数据需求，设计统一语义的消息模型，在此基础上设计集成消息语义标注方法，将异构的医疗消息用统一的消息模型语义标注，并集中存储。
　　2)设计集成监控报警机制。研究基于有限状态机的业务建模方法，对集成业务流程建模，构建标准的业务流程状态机，基于此状态机设计业务流程状态分析方法，结合单个消息事件异常分析机制，设计集成监控报警分析的完整流程。
　　3)设计并实现集成监控软件。基于集成引擎功能组件，扩展开发集成配置，实现异构消息的统一语义标注，设计restful web service消息事件录入接口，将统一语义的消息事件集中存储并提供快速、动态查询方法，同时实现集成监控报警分析机制，开发基于web的监控管理界面，将异常报警信息及时反馈到监控管理界面上，并能快速定位到问题所在。
　　4)针对国内某大型医院的实际集成场景进行了应用实践。首先对该医院集成网络环境进行整理，梳理出48个监控的关键业务点。通过在实际环境测试、部署集成监控软件，实现了对这些关键业务点消息事件的处理状态以及整个业务流程状态两个层次的监控。结合已处理集成问题案例的统计分析，67％的案例可以通过监控软件快速查找并定位问题，大大提高了查找问题的效率。
　　通过实际应用案例与传统排查问题的方法比较分析，结果表明，本论文提出的集成监控解决方案可以有效地提高集成维护工作中的排查定位问题的效率，降低集成运行维护工作的技术难度。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 研究目标和内容

2 医疗信息系统集成监控技术综述

2．1 系统集成监控技术分类概述

2．2 系统集成监控技术发展历程

2．2．1 基于单应用系统的离散监控

2．2．2 面向复杂业务系统的集成监控

2．3 基于集成引擎的医疗信息系统集成监控

2．3．1 集成引擎技术简介

2．3．2 基于集成引擎的医疗信息系统集成监控

2．4 基于消息语义的医疗信息系统集成监控技术

2．5 本章小结

3 集成消息语义标注技术

3．1 集成相关知识简介

3．1．1 IHE技术框架简介

3．1．2 HL7标准简介

3．2 消息模型设计

3．2．1 消息模型需求分析

3．2．2 设计原则及思路

3．2．3 消息模型定义

3．2．4 消息模型扩展

3．3 消息语义标注

3．3．1 集成业务梳理

3．3．2 消息语义标注方法

3．4 本章小结

4 集成监控报警机制

4．1 集成业务流程建模

4．1．1 集成业务流程

4．1．2 基于有限状态机的业务建模

4．2 监控异常警报机制设计。

4．2．1 人工查找问题的推理模式分析

4．2．2 基于有限状态机的业务流程状态分析

4．2．3 监控报警机制总体流程

4．3 本章小结

5 系统设计和实现

5．1 系统架构设计

5．2 系统模块设计

5．2．1 消息转换模块

5．2．2 消息录入模块

5．2．3 消息事件查询

5．2．4 异常分析模块

5．2．5 监控管理模块

5．2．6 监控视图模块

5．3 系统实现

5．3．1 系统实现结构图

5．3．2 监控系统界面展示

5．3．3 软件实现技术

5．4 本章小结

6．1 系统实践

6．1．1 背景分析

6．1．2 系统部署实施

6．2 系统案例验证

6．2．1 集成监控排查问题的典型案例

6．2．2 业务流程状态监控

6．2．3 消息事件和警报事件统计

6．2．4 报警提醒与管理

6．3 案例统计分析

6．3．1 集成故障案例统计

6．3．2 实践结果总结

6．4 本章小结

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

作者简介