談我院電子病歷一卡通系統(tǒng)的建設

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1 電子病歷一卡通系統(tǒng)的介紹
1．1 課題背景
      電子病歷系統(tǒng)是醫(yī)院信息系統(tǒng)和建立數(shù)字化醫(yī)院的關鍵，而將一卡通系統(tǒng)應用于醫(yī)院電子病歷系統(tǒng)的研究，經(jīng)衛(wèi)生部醫(yī)藥衛(wèi)生科技項目查新咨詢報告顯示，無相關文獻報道。黑龍江省所屬的醫(yī)院在這方面的研究應用是一個首創(chuàng)。目前，我省大型醫(yī)院較少．如何引導我省中、小型醫(yī)院發(fā)展以及實現(xiàn)數(shù)字化醫(yī)院是迫在眉睫的問題}l1。該課題被列為省衛(wèi)生廳科技項目，該卡已經(jīng)申請專利。課題的研究不但對黑龍江省發(fā)展創(chuàng)新具有實踐指導作用．而且還可以提高醫(yī)院的價值，促進醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展，并且課題的研究成果可在全國醫(yī)院改制操作中推廣使用。
1．2 課題開發(fā)的目的和意義
       該研究成果具有創(chuàng)新點及代表性。由于國內(nèi)大型醫(yī)院較少，建立和實現(xiàn)數(shù)字化醫(yī)院不論從資金實力、技術能力和實際應用水平方面都有很高的要求。目前，真正適合與滿足中、小醫(yī)院實用的管理信息系統(tǒng)還不多見，特別是適應個性化需求的電子病歷系統(tǒng)開發(fā)模式和結(jié)構模型。該研究成果具有典型的代表性和創(chuàng)新性。由此可見，該課題的研究不僅具有很強的現(xiàn)實意義．而且體現(xiàn)了先進性、前瞻性、可操作性和潛在的社會經(jīng)濟價值。
2 電子病歷一卡通系統(tǒng)分析與總體設計

2．1 系統(tǒng)分析

       在醫(yī)院就診過程中． 醫(yī)生的處方常常成為患者的“參考”，患者持處方直接在醫(yī)藥商店購藥，無形中造成了醫(yī)院的經(jīng)濟損失，醫(yī)院的處置費流失也很普遍，但是當醫(yī)院診療電子病歷一卡通系統(tǒng)在醫(yī)院使用后，徹底杜絕了這種現(xiàn)象，為醫(yī)院增加了可觀的效益 。為此，我們在哈爾濱醫(yī)科大學附屬第四醫(yī)院口腔科建立了一個以計算機技術為基礎，以實現(xiàn)各科室之間無縫連接、加快日常工作、提高工作效率為目的的信息綜合應用環(huán)境．即應用了電子病歷一卡通系統(tǒng)。
2．2 系統(tǒng)總體設計
     結(jié)合現(xiàn)有技術和醫(yī)院的現(xiàn)有設備，經(jīng)過初步分析，我們?yōu)楣枮I醫(yī)科大學附屬第四醫(yī)院口腔科提出了一套以計算
機管理為基礎的門診收費管理軟件——口腔科電子病歷一卡通系統(tǒng)。在系統(tǒng)設計時，我們采用了當今最成熟的網(wǎng)絡架構，從而給各個科室之間帶來安全的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)存取。所有的數(shù)據(jù)都存放在服務器上．客戶端的提取通過TCPflP來實現(xiàn)。

     由于本系統(tǒng)是針對口腔科所用，在實際設計系統(tǒng)時考慮了大量的預留接口。以便增加模塊。目前運行的模塊有：掛號系統(tǒng)、門診系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、沖值系統(tǒng)、藥房系統(tǒng)、查詢系統(tǒng)、系統(tǒng)設置以及多媒體系統(tǒng)8大模塊。系統(tǒng)設計采用類OutLook框架結(jié)構和SDI窗口結(jié)構，不同于以往的菜單進人結(jié)構，使操作員能更舒適的工作。窗口頂端工具欄是模塊選擇欄，窗口左邊是模塊功能選擇，剩余部分是工作區(qū)。
      系統(tǒng)平臺架構選擇基于三層結(jié)構的C/S和B/S的混合模式。三層結(jié)構中，底層是電子病歷數(shù)據(jù)庫服務器，用于存儲和管理病歷等數(shù)據(jù)。中間層是應用服務器和Web服務器，其中，應用服務器用于實現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務邏輯，完成各種復雜的管理操作和數(shù)據(jù)存?。篧eb服務器用于提供系統(tǒng)的Web服務。最上層是客戶端，而位于門診大廳、掛號部、住院部以及檢查化驗中心等處的醫(yī)護工作站和查詢工作站，Windows用戶通過專用程序完成相關操作，IE用戶通過瀏覽器使用。在安全結(jié)構中，我們用防火墻來保證外部和整個系統(tǒng)的安全。系統(tǒng)內(nèi)部之間的安全主要包括病毒安全、越權安全以及數(shù)據(jù)傳遞安全。
3 電子病歷一卡通系統(tǒng)的關鍵技術實現(xiàn)
3．1 電子病歷一卡通關鍵技術一卡通是“一卡一庫一線”，即通過一條網(wǎng)絡線連接一個數(shù)據(jù)庫和一個綜合性的軟件，實現(xiàn)對一張卡的設置、管理、查詢等功能。而所謂的“一卡”，就是在同一張卡上實現(xiàn)多種不同功能的智能管理。“一卡通”首先要求該卡的讀寫設備必須與該卡一致：其次要求該卡必須具有多分區(qū)及密碼校驗功能，以保證此的獨立性、安全性和多用性。所謂“一線”，就是把多種信息和多種不同的設備都連接在一條線上，通過一條線和一個PC機接口把所有的設備都連接起來．進行不同數(shù)據(jù)的信息交換。所謂“一庫”就是在同一個軟件、同一臺PC機上以及同一個數(shù)據(jù)庫內(nèi)實現(xiàn)卡的發(fā)行、取消、報失和卡的資料查詢等
     電子病歷一卡通是將先進的一卡通技術融入到電子病歷系統(tǒng)中．是在數(shù)字化醫(yī)院平臺上利用一種特殊的卡存儲患
者病歷號、經(jīng)費等信息，實現(xiàn)患者掛號、就診、收費、發(fā)藥、檢查檢驗申請與報告查詢、觸摸屏及互聯(lián)網(wǎng)查詢、患者就診信息管理等功能，是計算機技術、網(wǎng)絡技術等現(xiàn)代化技術發(fā)展在醫(yī)院應用的產(chǎn)物，是計算機技術走人醫(yī)院的標志。

     醫(yī)院診療電子病歷一卡通涉及一種用于替代醫(yī)院門診醫(yī)療手冊的診療電子病歷卡。此卡已經(jīng)申請專利，它由電子病歷載體和患者診療記錄及識別身份碼組成?；颊咴\療記錄及識別身份碼固定在電子病歷載體的背面．所述電子病歷載體為多媒體光盤，患者診療記錄及識別身份碼為條碼或磁條。此項專利的優(yōu)點在于：能夠準確記錄患者在診療過程中的診斷結(jié)果、用藥種類以及醫(yī)療費用等診療信息．避免了診療過程中患者在掛號、診斷、劃價、收款以及藥局等處多次往返的勞苦，實現(xiàn)了一卡通．且保證了患者對自己診療病歷的知情權和保存權。該卡基于光電技術，屬于非接觸性，通過條碼存儲患者的病歷號(不屬于IC類)，利用光刻錄實現(xiàn)把患者的治療信息轉(zhuǎn)存人卡內(nèi)，發(fā)一組固定頻率的電磁波，于卡片內(nèi)部的一個同樣頻率的LC串聯(lián)諧振電路發(fā)生共振。從而使卡片內(nèi)部電容充電，通過卡內(nèi)的一個單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電荷傳往另一個電容儲存； 當積累的電荷達到一定量時，即可以提供其他工作電路電壓，發(fā)射和接受數(shù)據(jù)，從而在低成本的情況下，實現(xiàn)大容量的存儲。如果用IC卡實現(xiàn)大容量存儲就會使成本過高，至少要一個U盤的價格。患者可向卡中存入資金，便于就診病歷和資金的統(tǒng)一管理?？梢匀和ㄓ?，也可以在其他有該系統(tǒng)的醫(yī)院就診。系統(tǒng)根據(jù)診治情況扣除相應費用，即可免除患者現(xiàn)金交易不便，也利于醫(yī)院對患者收費金額的管理。本系統(tǒng)采用的一卡通有別于其他一卡通，采用的是小容量CDROM (可用容量為200 MB)來代替高價格的FLASH卡。同時，考慮到為患者服務的宗旨，采用MicrosoftWord來生成病歷檔案，這樣患者不需要再購買其他設備就可以打開我們的電子病歷。如果采用FLA SH卡之類做病歷，不但會增加醫(yī)生的工作量．如在輸入計算機的同時還要手工書寫一份病歷．而且在患者想知道病歷內(nèi)容時，不得不增加讀卡設備或增加病歷成本。
     本系統(tǒng)的核心就是光盤條碼系統(tǒng)(CC卡)，“醫(yī)院診療電子病歷一卡通系統(tǒng)”已申請專利，由光盤和條碼一體結(jié)合(光盤后面即條碼)，激光或紅光讀取條碼，條碼為系統(tǒng)中患者身份碼，光盤記錄病歷，它具有低成本、高可用性的特點。
     (1)“一卡通”卡結(jié)構：① 外形為長方形，長度為7—9 cm，寬度5-6．8 cm，厚度不低于1 mm，主材質(zhì)為PVC。② 正面為可多次寫入數(shù)據(jù)的多媒體光盤激光讀寫區(qū)(記錄病歷區(qū))。如果采用IC卡、IP卡、PVC條碼等，則不具備電子病歷功能，但同樣具有一卡通及收費功能。③背面根據(jù)要求設計精美圖案及患者身份碼識別區(qū)。
    (2)一卡通為患者多次使用卡．外包裝使用紙質(zhì)或塑質(zhì)包裝。
     (3)醫(yī)院可在一卡通卡或包裝上制作招攬廣告，增加醫(yī)院的收入，降低經(jīng)營成本。
    (4)條碼掃描槍。
    卡片安全：由于每張卡有獨一無二的序列號．芯片有16個存儲扇區(qū)，每個扇區(qū)讀寫需要獨立雙向3次論證，且傳遞數(shù)據(jù)有嚴格的加密算法和密碼保護。通過制定一套完整的密鑰管理體系來保證消費過程的安全性和終端機具使用的安全性。“一卡通”系統(tǒng)交易過程中使用的密鑰有：主密鑰、工作密鑰、扇區(qū)密鑰、卡片扇區(qū)密鑰、個人密碼密鑰以及卡片個人密碼密鑰，由這6個密鑰組成“一卡通”系統(tǒng)的密鑰體系。收費終端采用雙CPU工作、UPS供電以及無源存儲保護數(shù)據(jù)技術。正常情況下，終端數(shù)據(jù)信息均具有代碼標識，實時經(jīng)專用網(wǎng)絡上傳到“結(jié)算中心”進行結(jié)算；異常發(fā)生時，啟動收費終端的數(shù)據(jù)分析功能，迅速查出數(shù)據(jù)出錯源，通過底層數(shù)據(jù)還原校驗予以糾正。
     電子病歷一卡通在患者就診醫(yī)院的掛號處或住院處就醫(yī)時開始建立。首先．記錄準確的患者身份證明資料，通過條碼讀取患者身份碼，并通過光記錄實現(xiàn)把患者的治療信息轉(zhuǎn)存人卡中。其次，醫(yī)生記錄患者的人院調(diào)查、各種檢查化驗和由此做出的病情診斷與治療計劃、醫(yī)囑及治療過程中產(chǎn)生的各種病歷數(shù)據(jù)；護士記錄醫(yī)囑執(zhí)行情況和護理信息等。利用一卡通接口程序，實現(xiàn)在醫(yī)院任何能輸入病歷號的地方均能通過一卡通來提取卡中的患者信息。本系統(tǒng)是基于客戶機／服務體系結(jié)構，可以很方便地與其他HIS結(jié)合，從而達到通過很少的改動就可以同其他HIS并存的目的。在以上功能的基礎上，HIS中的患者診療數(shù)據(jù)可以在醫(yī)院原HIS的統(tǒng)計系統(tǒng)中一起統(tǒng)計，完成全院的統(tǒng)一管理。本系統(tǒng)的設計是采用模塊設計的技術。全院的整個軟件系統(tǒng)科學地分成幾大模塊，它們之間可以獨立存在，也可以組合使用。系統(tǒng)在全院推廣以后，除了在口腔醫(yī)療保健中心使用CC卡之外，其他各科室均可使用一卡通管理系統(tǒng)。

3．2 網(wǎng)絡安全
     我們采用了C／S結(jié)構， 同時在整個網(wǎng)絡內(nèi)安裝殺毒軟件，以便與外網(wǎng)隔離。內(nèi)部通過MAC端口地址與IP地址綁定、封鎖交換機空余的端口、配置用戶口令以及使用不同級別的命令等措施來保障安全。
3．3 數(shù)據(jù)安全
3．3．1 數(shù)據(jù)傳遞的安全
    對于一些重要的文件以及其他一些重要數(shù)據(jù)．我們采用分級授權的方式對文件和數(shù)據(jù)進行加密，只有經(jīng)授權的用戶才能夠進入系統(tǒng)打開相應的授權文件和數(shù)據(jù)。對于一些需要領導簽字的文件．我們采用數(shù)字簽名和手寫印鑒相結(jié)合的方式．當領導通過手寫板輸入手寫印鑒保存時，我們對數(shù)字簽名用完整性加密文件進行加密，在只用經(jīng)過授權的終端才能看到領導的手寫印鑒．而且具備完整性的加密，防止被篡改。
3．3．2 越權安全
      我們采用多級管理機制．如對公告類的文件，可以以公共位置來發(fā)布：對于發(fā)給不同部門數(shù)據(jù)和文件，我們采用單獨授權口令和授權證書的方式處理。在設計病歷檔案時，我們?yōu)榉阑颊叩姆欠ㄐ薷?，采用不可逆多位加密，使得在對患者公開的同時又保護了病歷的原始性。我們采用了MicrosoftWord的l6位加密，如果想私自修改病歷檔案．就必須破解Microsoft Word的修改密碼。據(jù)密碼學理論．一旦密碼超過8位將增加破解難度，而現(xiàn)在我們采用的是16位，同時，據(jù)Microsoft介紹，Microsoft Word密碼的加密是不可逆加密．如果想破解Microsoft Word密碼，只能采用窮舉法破解，由此可知，私自修改病歷檔案極其困難。
3．3．3 數(shù)據(jù)安全
      我們采用了MS SQL Server 2000作為我們整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫核心．所有的數(shù)據(jù)庫相關安全采用MS SQL Server 2000的安全機制。根據(jù)Windows 2000 Server與Microsoft SQLServer的多種安全機制，提出安全設計方案：
(1)進入系統(tǒng)時的驗證。
(2)數(shù)據(jù)的存取控制，即授權操作，設立輸入、修改和使用電子病歷的分級權限體系．對特別重要的病歷數(shù)據(jù)實行記
錄級的訪問控制。方法是：前后臺相結(jié)合統(tǒng)一控制授權操作，即不僅在客戶端有應用程序功能控制．而且在服務器端有數(shù)據(jù)庫存取控制。用戶有哪些功能、哪些訪問權限由系統(tǒng)定制。
(3)審計跟蹤。按時間順序記錄用戶和系統(tǒng)行為，對訪問操作進行定期分析和檢查，以確保用戶操作的正確性。
(4)實施病歷信息的備份和轉(zhuǎn)儲機制，在系統(tǒng)遭受破壞或誤操作后，能夠盡可能完整有效地恢復到原來的狀態(tài)，把
損失降低到最小。
3．3．4 數(shù)據(jù)庫安全設計
    數(shù)據(jù)庫安全主要通過角色控制實現(xiàn)，不同角色，數(shù)據(jù)存取權限不同。
(1)采用混合認證模式登錄SQL Server。這樣既支持Windows用戶，也支持網(wǎng)絡用戶。
(2)通過創(chuàng)建適當?shù)慕巧?，以及進行操作權限的分配與回收來控制數(shù)據(jù)庫用戶所擁有的權限。
(3)通過建立視圖、存儲過程和觸發(fā)器來加強數(shù)據(jù)庫的安全。
(4)使用日志文件和數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器進行數(shù)據(jù)庫審計。
(5)數(shù)據(jù)備份?？刹捎脭?shù)據(jù)庫服務器鏡像備份(即雙機熱備份)、硬盤鏡像備份或異機備份等。
下面是電子病歷一卡通系統(tǒng)源程序的一段代碼：4 電子病歷一卡通系統(tǒng)的應用實例
     哈爾濱醫(yī)科大學附屬第四醫(yī)院口腔科在應用系統(tǒng)前，醫(yī)生的處方常常成為患者的“參考”．患者持處方直接在醫(yī)藥商店購藥，無形中造成了醫(yī)院經(jīng)濟損失，口腔科的處置費流失也很普遍，醫(yī)院診療電子病歷一卡通系統(tǒng)在醫(yī)院使用后，徹底杜絕了這種現(xiàn)象，為醫(yī)院增加了可觀的效益。筆者所在醫(yī)院采用基于客戶／服務器(c／s)的多層體系(MIDAS)技術，服務器操作系統(tǒng)選擇Windows 2000 Server．以運行數(shù)據(jù)庫管理軟件和COM+組件：前臺客戶機操作系統(tǒng)選擇Windows 2000 professional，以運行醫(yī)院診療電子病歷一卡通系統(tǒng)客戶端軟件。數(shù)據(jù)庫的前端開發(fā)工具選擇Power—Builder，后臺數(shù)據(jù)庫平臺選擇Microsoft SQL Server 2000。各種管理邏輯用不同的COM+組件進行實現(xiàn)，并與HIS接口。采用結(jié)構化、模塊化設計結(jié)構，選用具有容錯功能的服務器及網(wǎng)絡設備和雙機熱備份的硬件設備配置方案，每臺設備考慮可離線應急操作。采用設備鑰匙、密碼控制，文件在存放和傳輸過程中采用加密文件，確保文件在中間環(huán)節(jié)的安全。醫(yī)院的整個流程是從掛號開始，所有患者在就診之前都必須先掛號．只有掛了對應的科室并在收款處對自己的CC卡身份碼(賬戶)內(nèi)預存一定存款，才能到對應科室或醫(yī)生處就診。掛號系統(tǒng)與我們的專利產(chǎn)品“CC卡條碼系統(tǒng)”相結(jié)合，實現(xiàn)真正的醫(yī)院一卡通。

     如患者到口腔科診治，醫(yī)生開具藥方，患者到收費處輸入CC卡信息， 收費系統(tǒng)計算機自動計算患者本次診療的全部費用．完成收費。劃價結(jié)束藥房取藥后，須到收款處退出賬戶內(nèi)預存款余額．同時，付費結(jié)束后系統(tǒng)自動把這次的診療過程生成電子病歷寫入到CC卡中。到此，患者就診結(jié)束。結(jié)束后，患者可以到患者查詢系統(tǒng)查詢自己的就診信息。
5 電子病歷一卡通系統(tǒng)的創(chuàng)新點醫(yī)院電子病歷一卡通系統(tǒng)項目攻關過程中，有許多創(chuàng)新點．主要有：
    (1)自行設計和采用了具有自主知識產(chǎn)權的非接觸式IC卡芯片和技術．針對不同的系統(tǒng)應用設計了卡片結(jié)構，成功地實現(xiàn)了一卡多用。
    (2)創(chuàng)新性地采用了多層次應用密鑰安全體系，采用獨特的加密算法，保證了一卡通安全第一。設計并采用三層架
構的系統(tǒng)網(wǎng)絡體系，并開發(fā)成功國內(nèi)第一個電子病歷一卡通系統(tǒng)．滿足了安全認證、信息共享及特殊應用的功能要求。
    (3)把基于案例的推理、模式識別、貝葉斯網(wǎng)絡推理等技術應用于系統(tǒng)。提高效率并輔助醫(yī)生診斷是本項目的主要創(chuàng)新．把人工智能技術應用于電子病歷輔助醫(yī)生診斷，具有一定難度．達到或接近國際先進水平，填補了國內(nèi)空白。
   (4)以CPR為主線設計符合DICOM3．0標準并兼容特殊設備的接口，達到國內(nèi)先進。
    (5)鑒于目前的流行應用軟件，系統(tǒng)在生成電子文檔時統(tǒng)一自動生成Word文檔，同時為防止醫(yī)療糾紛事件的發(fā)生，
在生成電子文檔時系統(tǒng)隨機產(chǎn)生一個密碼，對電子文檔進行可讀寫加密，從而留給患者的是一個只讀文檔，當然對于醫(yī)院也一樣，除非通過本系統(tǒng)打開，否則只能是只讀的文檔，不能進行修改，從而達到文檔的原始性。
6 結(jié)束語
      本文通過對我院電子病歷一卡通系統(tǒng)的建設，規(guī)范了患者ID號，一卡多用，優(yōu)化了就醫(yī)流程，帶給患者的不僅僅是方便、衛(wèi)生、高效的服務，更是智能化、信息化在醫(yī)院管理的成功應用。課題的研究對于醫(yī)院發(fā)展創(chuàng)新具有實踐指導作用．提高了醫(yī)生行醫(yī)的準確性和效率．提高了醫(yī)院的管理水平和監(jiān)督力度，促進了醫(yī)院的可持續(xù)性發(fā)展。課題的研究成果可在全國醫(yī)院改制操作推廣使用。