病理信息管理系統(tǒng)的設計與研發(fā).pdf

1、醫(yī)療信息化技術(shù)的應用不僅大大減輕醫(yī)務工作人員的工作量，提高醫(yī)務人員的工作效率，同時還改進醫(yī)療數(shù)據(jù)的利用和傳播，推動醫(yī)療合作的進一步發(fā)展。而隨著醫(yī)療信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)療信息系統(tǒng)呈現(xiàn)出硬件接口差異化大，科室需求各異，科室信息交流頻繁緊密，醫(yī)療信息規(guī)模大，而且醫(yī)療區(qū)域化、遠程化趨勢明顯等特點。為了應對當下醫(yī)療信息化發(fā)展的新形勢并且滿足未來系統(tǒng)的擴展，更好的為病理科室提供信息服務，確定了以下病理信息管理系統(tǒng)的研發(fā)目標:基于不同規(guī)模醫(yī)院的病

2、理科室的工作流程設計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流與功能模塊，以組合式方式設計系統(tǒng);系統(tǒng)實現(xiàn)與醫(yī)院不同科室的信息共享和交互;連接病理科室不同的硬件設備并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析處理;構(gòu)建可擴展、易維護的系統(tǒng)框架，便于根據(jù)醫(yī)療信息的規(guī)模和科室發(fā)展需求進行升級擴展。
　　系統(tǒng)使用統(tǒng)一建模語言（UML）進行分析設計，采用C＃編程語言編碼實現(xiàn)，使用Visual Studio工具進行開發(fā)，利用Oracle數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)存取。系統(tǒng)框架基于三層客戶端(Client)/服務

3、器(Server)架構(gòu)進行設計，采用抽象工廠模式搭建數(shù)據(jù)訪問層(DAL)，并實現(xiàn)可在多種數(shù)據(jù)庫管理平臺進行切換使用。
　　統(tǒng)一建模語言是面向?qū)ο筌浖臉藴驶ＵZ言，其簡單、統(tǒng)一的特點有助于縮短軟件設計時間，提高系統(tǒng)的完整性。在系統(tǒng)設計的不同階段使用同一建模語言進行分析設計，降低了系統(tǒng)的改進成本，合理的分割軟硬件。C＃語言是微軟研發(fā)的一種面向?qū)ο缶幊陶Z言，可以快速開發(fā)基于.NET平臺的應用程序。而且微軟提供的大量.NET類庫可以幫

4、助開發(fā)者進行開發(fā)，大大的提高了系統(tǒng)的研發(fā)速度。Oracle數(shù)據(jù)庫是當前最流行的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有可移植性好、使用方便、功能強大等特點，對于信息規(guī)模不斷擴大的醫(yī)療信息系統(tǒng)是個合理的選擇。
　　三層C/S結(jié)構(gòu)是指在邏輯上將應用分成三層，對易變、核心的業(yè)務邏輯以組件的形式加以封裝，使各層間的耦合性降到最低。三層C/S結(jié)構(gòu)分為用戶表現(xiàn)層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層，用戶表現(xiàn)層的功能是負責與用戶的交互，實現(xiàn)與業(yè)務邏輯層的數(shù)據(jù)交換;業(yè)務邏輯

5、層封裝系統(tǒng)的核心業(yè)務邏輯，充當用戶表現(xiàn)層與數(shù)據(jù)訪問層的橋梁;數(shù)據(jù)訪問層的職責是實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的交互，對數(shù)據(jù)庫進行安全隔離。三層C/S結(jié)構(gòu)由于明確的邏輯劃分使系統(tǒng)具有許多的優(yōu)點:各層邏輯獨立，彼此耦合性低，使系統(tǒng)易于維護性;隔離用戶與數(shù)據(jù)庫，保證數(shù)據(jù)的安全;允許并行開發(fā)，提高開發(fā)效率。
　　抽象工廠模式用于創(chuàng)建相關(guān)或依賴對象的家族，而不需明確指定具體類。抽象工廠模式隱藏對象的創(chuàng)建細節(jié)，解耦對具體對象的依賴。使用抽象工廠模式設計搭建數(shù)據(jù)

6、訪問層，可以隱藏數(shù)據(jù)庫訪問對象的創(chuàng)建，使得系統(tǒng)在不同數(shù)據(jù)庫平臺間自由切換變得可能，提高系統(tǒng)的可擴展性。
　　在分析總結(jié)多家醫(yī)院的調(diào)研結(jié)果的基礎上科學的確定病理科室的工作流程，并以此為基礎合理的設計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流和各個功能模塊，使系統(tǒng)在應用于不同規(guī)模的醫(yī)院時可以根據(jù)科室具體要求進行靈活調(diào)整。在進行系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設計時，遵循分解-協(xié)調(diào)、自頂向下、模塊化、抽象化和明確性等原則。經(jīng)過詳細的需求分析過程，系統(tǒng)最終被劃分為登錄驗證模塊、流程模塊

7、、查詢統(tǒng)計模塊、管理模塊和接口模塊六大部分。系統(tǒng)的流程主要包含病例登記、組織取材、切片制片、診斷報告和打印歸檔等功能模塊，而且設計HIS系統(tǒng)、PACS系統(tǒng)和硬件設備三種接口。由于合理的對功能進行劃分，使得各個功能模塊耦合性低，可進行組合使用，可根據(jù)病例科室的不同規(guī)模和業(yè)務進行部署。系統(tǒng)實現(xiàn)病理科室各種業(yè)務的全覆蓋，如常規(guī)組織學、液基細胞學、穿刺細胞學、免疫組化、病理尸檢等等，且基于擴展性原則設計的系統(tǒng)易于添加融合新業(yè)務。系統(tǒng)以中心服務器

8、多客戶端形式進行部署，便于信息同步和系統(tǒng)擴展，且系統(tǒng)已成功部署和運行在多家醫(yī)院，并獲得良好反饋。
　　在系統(tǒng)的總體設計和詳細設計方面，用例圖描述系統(tǒng)功能的靜態(tài)視圖，完成系統(tǒng)、子系統(tǒng)或類的功能行為建模;使用時序圖來描述對象之間消息通訊的時間順序，表現(xiàn)多個對象之間的動態(tài)協(xié)作。
　　用例圖主要由參與者、用例、系統(tǒng)邊界和箭頭組成，用畫圖方法完成。在系統(tǒng)設計中，用例圖在獲取需求、指導測試和描述工作流等方面起到了重要作用。用例圖中元素之

9、間的關(guān)系、角色之間的關(guān)系和用例之間的關(guān)系很好的展現(xiàn)外部用戶能觀察到的系統(tǒng)的功能模型。在系統(tǒng)的總體設計階段完成了系統(tǒng)不同模塊的用例圖，本文給出了系統(tǒng)流程中的登記、取材、切片制片和診斷報告模塊的用例圖，并詳細描述每個用例圖的用例。
　　時序圖主要包括角色、對象、生命線、激活期和消息這些元素。時序圖描述系統(tǒng)內(nèi)部對象的交互，并將重點放在消息序列上。時序圖中每條消息對應一個類的操作或狀態(tài)機引起轉(zhuǎn)換的觸發(fā)事件。時序圖是在用例圖的基礎上對系統(tǒng)功

10、能的進一步分析，將用例表達的需求轉(zhuǎn)換為更加正式的精細表達。在系統(tǒng)的詳細階段完成了系統(tǒng)用例的時序圖，本文給出了系統(tǒng)流程中的主要用例:登記、取材、切片和診斷報告等用例的時序圖，并描述用例中對象的交互順序。
　　在調(diào)研一七五醫(yī)院，漳州中心醫(yī)院，北滘醫(yī)院等多家醫(yī)院的過程中，了解到病理科室的病例數(shù)據(jù)需要長期保存，而且三甲醫(yī)院診斷病例數(shù)量大?；谏鲜龅牧私夥治鲈O計病理信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，完成數(shù)據(jù)庫的需求分析、概念結(jié)構(gòu)設計和邏輯結(jié)構(gòu)設計。為了

11、降低數(shù)據(jù)庫表之間的關(guān)聯(lián)和依賴，便于數(shù)據(jù)庫根據(jù)需要進行重構(gòu)，采用以組件為單元設計的原則構(gòu)建數(shù)據(jù)庫。對于需要頻繁使用的數(shù)據(jù)庫表，分別為其主鍵和表外鍵都建立索引，以保證頻繁訪問時數(shù)據(jù)庫的高性能。本文給出了系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)庫表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，E-R圖設計和表結(jié)構(gòu)邏輯。
　　系統(tǒng)代碼主要分為八個項目，使用命名空間進行邏輯劃分。因為使用C＃編程語言開發(fā)的應用程序最后被編譯成程序集進行部署，因此系統(tǒng)項目依據(jù)系統(tǒng)主體架構(gòu)——三層客戶/服務器結(jié)構(gòu)進行組織，

12、并為每個與外部系統(tǒng)的通信的接口建立一個項目，使得系統(tǒng)能靈活進行部署，也便于系統(tǒng)后期的維護。系統(tǒng)的界面是基于微軟的WinForm技術(shù)使用C＃語言實現(xiàn)。WinForm窗體功能強大，具有豐富的可視化控件，可快速創(chuàng)建豐富的基于Windows的應用程序。WinForm技術(shù)充分利用了公共語言運行時的安全特性，為保證病理科室的數(shù)據(jù)安全提供了保障。
　　本系統(tǒng)的創(chuàng)新及優(yōu)點之處在于:
　　第一，實現(xiàn)院內(nèi)信息共享，實現(xiàn)與HIS/PACS醫(yī)療系統(tǒng)

13、的連接，并提供訪問本系統(tǒng)的接口，以便與其他科室信息系統(tǒng)進行交互。系統(tǒng)實現(xiàn)了醫(yī)院HIS系統(tǒng)病理檢查申請單的快速查詢和加載;系統(tǒng)實現(xiàn)醫(yī)院PACS系統(tǒng)病歷信息和DICOM圖像的查閱;系統(tǒng)設置了統(tǒng)一的交互接口，為與其他信息管理系統(tǒng)交互提供可能。
　　第二，連接病理科室多種設備，顯微鏡攝像頭、包埋盒編碼機、熒光Fish自動化報告儀器和打印機等等。系統(tǒng)實現(xiàn)與病理科室多種不同設備的連接，并且以其操作簡單靈活，界面簡潔美觀等特點為科室的工作人員提

14、供了極大的便利。
　　最后，良好擴展性，基于抽象工廠模式設計的數(shù)據(jù)訪問層可以在不同數(shù)據(jù)庫平臺之間自由切換。針對不同醫(yī)院可能使用不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的情況，系統(tǒng)已開發(fā)出不同數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的訪問模塊可以讓系統(tǒng)快速完成部署，投入使用。減少數(shù)據(jù)庫平臺之間的數(shù)據(jù)遷移，避免數(shù)據(jù)丟失，保證醫(yī)院病例數(shù)據(jù)的完整性。
　　綜上所述，本文簡述當前醫(yī)療信息化技術(shù)的發(fā)展趨勢及主要特點，闡明當前病理信息管理系統(tǒng)的開發(fā)和應用現(xiàn)狀，介紹本系統(tǒng)采用的主要開發(fā)