病理信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研發(fā).pdf

1、醫(yī)療信息化技術(shù)的應(yīng)用不僅大大減輕醫(yī)務(wù)工作人員的工作量，提高醫(yī)務(wù)人員的工作效率，同時(shí)還改進(jìn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的利用和傳播，推動(dòng)醫(yī)療合作的進(jìn)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(yuǎn)程化趨勢(shì)明顯等特點(diǎn)。為了應(yīng)對(duì)當(dāng)下醫(yī)療信息化發(fā)展的新形勢(shì)并且滿足未來(lái)系統(tǒng)的擴(kuò)展，更好的為病理科室提供信息服務(wù)，確定了以下病理信息管理系統(tǒng)的研發(fā)目標(biāo):基于不同規(guī)模醫(yī)院的病

2、理科室的工作流程設(shè)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流與功能模塊，以組合式方式設(shè)計(jì)系統(tǒng);系統(tǒng)實(shí)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(shè)備并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析處理;構(gòu)建可擴(kuò)展、易維護(hù)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(jìn)行升級(jí)擴(kuò)展。
　　系統(tǒng)使用統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，采用C＃編程語(yǔ)言編碼實(shí)現(xiàn)，使用Visual Studio工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)，利用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)完成數(shù)據(jù)存取。系統(tǒng)框架基于三層客戶端(Client)/服務(wù)

3、器(Server)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用抽象工廠模式搭建數(shù)據(jù)訪問(wèn)層(DAL)，并實(shí)現(xiàn)可在多種數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)進(jìn)行切換使用。
　　統(tǒng)一建模語(yǔ)言是面向?qū)ο筌浖臉?biāo)準(zhǔn)化建模語(yǔ)言，其簡(jiǎn)單、統(tǒng)一的特點(diǎn)有助于縮短軟件設(shè)計(jì)時(shí)間，提高系統(tǒng)的完整性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同階段使用同一建模語(yǔ)言進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，降低了系統(tǒng)的改進(jìn)成本，合理的分割軟硬件。C＃語(yǔ)言是微軟研發(fā)的一種面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言，可以快速開(kāi)發(fā)基于.NET平臺(tái)的應(yīng)用程序。而且微軟提供的大量.NET類庫(kù)可以幫

4、助開(kāi)發(fā)者進(jìn)行開(kāi)發(fā)，大大的提高了系統(tǒng)的研發(fā)速度。Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)是當(dāng)前最流行的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，具有可移植性好、使用方便、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，對(duì)于信息規(guī)模不斷擴(kuò)大的醫(yī)療信息系統(tǒng)是個(gè)合理的選擇。
　　三層C/S結(jié)構(gòu)是指在邏輯上將應(yīng)用分成三層，對(duì)易變、核心的業(yè)務(wù)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(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，用戶表現(xiàn)層的功能是負(fù)責(zé)與用戶的交互，實(shí)現(xiàn)與業(yè)務(wù)邏輯層的數(shù)據(jù)交換;業(yè)務(wù)邏輯

5、層封裝系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)邏輯，充當(dāng)用戶表現(xiàn)層與數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的橋梁;數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的職責(zé)是實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)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(diǎn):各層邏輯獨(dú)立，彼此耦合性低，使系統(tǒng)易于維護(hù)性;隔離用戶與數(shù)據(jù)庫(kù)，保證數(shù)據(jù)的安全;允許并行開(kāi)發(fā)，提高開(kāi)發(fā)效率。
　　抽象工廠模式用于創(chuàng)建相關(guān)或依賴對(duì)象的家族，而不需明確指定具體類。抽象工廠模式隱藏對(duì)象的創(chuàng)建細(xì)節(jié)，解耦對(duì)具體對(duì)象的依賴。使用抽象工廠模式設(shè)計(jì)搭建數(shù)據(jù)

6、訪問(wèn)層，可以隱藏?cái)?shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)對(duì)象的創(chuàng)建，使得系統(tǒng)在不同數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)間自由切換變得可能，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
　　在分析總結(jié)多家醫(yī)院的調(diào)研結(jié)果的基礎(chǔ)上科學(xué)的確定病理科室的工作流程，并以此為基礎(chǔ)合理的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流和各個(gè)功能模塊，使系統(tǒng)在應(yīng)用于不同規(guī)模的醫(yī)院時(shí)可以根據(jù)科室具體要求進(jìn)行靈活調(diào)整。在進(jìn)行系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，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(guò)詳細(xì)的需求分析過(guò)程，系統(tǒng)最終被劃分為登錄驗(yàn)證模塊、流程模塊

7、、查詢統(tǒng)計(jì)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(bào)告和打印歸檔等功能模塊，而且設(shè)計(jì)HIS系統(tǒng)、PACS系統(tǒng)和硬件設(shè)備三種接口。由于合理的對(duì)功能進(jìn)行劃分，使得各個(gè)功能模塊耦合性低，可進(jìn)行組合使用，可根據(jù)病例科室的不同規(guī)模和業(yè)務(wù)進(jìn)行部署。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)病理科室各種業(yè)務(wù)的全覆蓋，如常規(guī)組織學(xué)、液基細(xì)胞學(xué)、穿刺細(xì)胞學(xué)、免疫組化、病理尸檢等等，且基于擴(kuò)展性原則設(shè)計(jì)的系統(tǒng)易于添加融合新業(yè)務(wù)。系統(tǒng)以中心服務(wù)器

8、多客戶端形式進(jìn)行部署，便于信息同步和系統(tǒng)擴(kuò)展，且系統(tǒng)已成功部署和運(yùn)行在多家醫(yī)院，并獲得良好反饋。
　　在系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)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(shí)序圖來(lái)描述對(duì)象之間消息通訊的時(shí)間順序，表現(xiàn)多個(gè)對(duì)象之間的動(dòng)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(huà)圖方法完成。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，用例圖在獲取需求、指導(dǎo)測(cè)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(shè)計(jì)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(bào)告模塊的用例圖，并詳細(xì)描述每個(gè)用例圖的用例。
　　時(shí)序圖主要包括角色、對(duì)象、生命線、激活期和消息這些元素。時(shí)序圖描述系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)象的交互，并將重點(diǎn)放在消息序列上。時(shí)序圖中每條消息對(duì)應(yīng)一個(gè)類的操作或狀態(tài)機(jī)引起轉(zhuǎn)換的觸發(fā)事件。時(shí)序圖是在用例圖的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)功

10、能的進(jìn)一步分析，將用例表達(dá)的需求轉(zhuǎn)換為更加正式的精細(xì)表達(dá)。在系統(tǒng)的詳細(xì)階段完成了系統(tǒng)用例的時(shí)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(bào)告等用例的時(shí)序圖，并描述用例中對(duì)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(guò)程中，了解到病理科室的病例數(shù)據(jù)需要長(zhǎng)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(shè)計(jì)病理信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，完成數(shù)據(jù)庫(kù)的需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了

11、降低數(shù)據(jù)庫(kù)表之間的關(guān)聯(lián)和依賴，便于數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)需要進(jìn)行重構(gòu)，采用以組件為單元設(shè)計(jì)的原則構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)于需要頻繁使用的數(shù)據(jù)庫(kù)表，分別為其主鍵和表外鍵都建立索引，以保證頻繁訪問(wèn)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的高性能。本文給出了系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)庫(kù)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，E-R圖設(shè)計(jì)和表結(jié)構(gòu)邏輯。
　　系統(tǒng)代碼主要分為八個(gè)項(xiàng)目，使用命名空間進(jìn)行邏輯劃分。因?yàn)槭褂肅＃編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序最后被編譯成程序集進(jìn)行部署，因此系統(tǒng)項(xiàng)目依據(jù)系統(tǒng)主體架構(gòu)——三層客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，

12、并為每個(gè)與外部系統(tǒng)的通信的接口建立一個(gè)項(xiàng)目，使得系統(tǒng)能靈活進(jìn)行部署，也便于系統(tǒng)后期的維護(hù)。系統(tǒng)的界面是基于微軟的WinForm技術(shù)使用C＃語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。WinForm窗體功能強(qiáng)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(yīng)用程序。WinForm技術(shù)充分利用了公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)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(diǎn)之處在于:
　　第一，實(shí)現(xiàn)院內(nèi)信息共享，實(shí)現(xiàn)與HIS/PACS醫(yī)療系統(tǒng)

13、的連接，并提供訪問(wèn)本系統(tǒng)的接口，以便與其他科室信息系統(tǒng)進(jìn)行交互。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院HIS系統(tǒng)病理檢查申請(qǐng)單的快速查詢和加載;系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)醫(yī)院PACS系統(tǒng)病歷信息和DICOM圖像的查閱;系統(tǒng)設(shè)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(shè)備，顯微鏡攝像頭、包埋盒編碼機(jī)、熒光Fish自動(dòng)化報(bào)告儀器和打印機(jī)等等。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與病理科室多種不同設(shè)備的連接，并且以其操作簡(jiǎn)單靈活，界面簡(jiǎn)潔美觀等特點(diǎn)為科室的工作人員提

14、供了極大的便利。
　　最后，良好擴(kuò)展性，基于抽象工廠模式設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)層可以在不同數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)之間自由切換。針對(duì)不同醫(yī)院可能使用不同的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的情況，系統(tǒng)已開(kāi)發(fā)出不同數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的訪問(wèn)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(kù)平臺(tái)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(jiǎn)述當(dāng)前醫(yī)療信息化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及主要特點(diǎn)，闡明當(dāng)前病理信息管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用現(xiàn)狀，介紹本系統(tǒng)采用的主要開(kāi)發(fā)