劉寶國(guó)

（濰坊醫(yī)學(xué)院，山東 濰坊 261053）

高校醫(yī)院管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉寶國(guó)

（濰坊醫(yī)學(xué)院，山東 濰坊 261053）

傳統(tǒng)的高校醫(yī)院信息管理采用人工采集信息的方式，增加了醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)人員的工作強(qiáng)度，造成了人力資源的浪費(fèi)，降低了高校醫(yī)院的工作效率。針對(duì)上述問題，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)了高校醫(yī)院信息管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)是基于B/S架構(gòu)的Web應(yīng)用系統(tǒng)，在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)符合鮑依斯-科得范式（BCNF）規(guī)范。二者相互結(jié)合使得數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，結(jié)構(gòu)清晰，效率大幅度提高，同時(shí)減少了異常發(fā)生的頻率。本文通過數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)例的展示，證明了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。

HIS；BCNF；B/S；數(shù)據(jù)庫(kù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)開始進(jìn)入信息時(shí)代，信息管理技術(shù)開始逐漸取代了人工操作，這樣不僅節(jié)約了大量的人力資源，同時(shí)也大大減少了人們的工作量，減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)。同時(shí)，高校的醫(yī)院不同于專業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)，其主要是為校內(nèi)的教師和學(xué)生服務(wù)，機(jī)構(gòu)精簡(jiǎn)。

根據(jù)高校醫(yī)院的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)的高校醫(yī)院管理系統(tǒng)采用了B/S架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了前端與后臺(tái)的分離，降低了系統(tǒng)維護(hù)的難度。同時(shí)在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，采取了BCNF范式，有效精簡(jiǎn)了數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)有效地降低了數(shù)據(jù)庫(kù)操作異常發(fā)生的頻率，為數(shù)據(jù)庫(kù)的編程人員提供了便利。此外，提供了學(xué)校用戶認(rèn)證接口、第三方醫(yī)院接口與審計(jì)接口，提高了系統(tǒng)的可拓展性與安全性。

1　系統(tǒng)需求

1.1系統(tǒng)目標(biāo)

設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的主要目的:充分完善高校醫(yī)院管理信息系統(tǒng)，使之達(dá)到資源共享的目的；完善醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，管理醫(yī)院和病人的各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料，使之電子化；強(qiáng)化了學(xué)校醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)和窗口業(yè)務(wù)的合理整合，使學(xué)校醫(yī)院里各個(gè)部門之間的交流與數(shù)據(jù)交換功能加強(qiáng)；強(qiáng)化了高校醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)的管理以及維護(hù)體制，使管理、維護(hù)更加方便、快捷；進(jìn)一步完善了數(shù)據(jù)綜合查詢功能，把高校醫(yī)院管理者和醫(yī)院各個(gè)部門統(tǒng)一整合，健全高校醫(yī)院的管理機(jī)制。

1.2系統(tǒng)總體需求

本系統(tǒng)應(yīng)具備以下主要功能:數(shù)據(jù)共享的功能，運(yùn)用的是 B/S局域網(wǎng)絡(luò)，既能準(zhǔn)確迅速地共享醫(yī)院在平時(shí)工作中所涉及的數(shù)據(jù)，又能完成醫(yī)院各項(xiàng)工作的運(yùn)轉(zhuǎn)；數(shù)據(jù)通信的功能，以便醫(yī)院各部門之間的數(shù)據(jù)交流，還必須保障數(shù)據(jù)的有效性、安全性與準(zhǔn)確性；系統(tǒng)的穩(wěn)定性，醫(yī)院的數(shù)據(jù)量龐大且管理系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，如果該系統(tǒng)不穩(wěn)定，將影響整個(gè)醫(yī)院的工作，所以該系統(tǒng)還必須具備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定性；備份功能，醫(yī)院數(shù)據(jù)非常重要，所以系統(tǒng)必須有備份功能以及故障恢復(fù)功能。

1.3系統(tǒng)的優(yōu)越性

本系統(tǒng)全面性不如大型醫(yī)院管理系統(tǒng)，但有幾個(gè)方面是大型醫(yī)院管理系統(tǒng)所欠缺的:一是針對(duì)性較強(qiáng)，本系統(tǒng)面向高校，預(yù)留的模塊可以快速地接入學(xué)校的個(gè)人信息管理系統(tǒng)進(jìn)行信息驗(yàn)證；二是系統(tǒng)高度精簡(jiǎn)，響應(yīng)快，由于系統(tǒng)在功能上的精簡(jiǎn)，使得不同模塊之間的響應(yīng)迅捷，在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)上采用BCNF設(shè)計(jì)模式，使得系統(tǒng)的冗余度大大降低，出錯(cuò)大量減少；三是對(duì)配置要求低，本系統(tǒng)只需要最簡(jiǎn)單的服務(wù)器以及交換機(jī)即可搭建運(yùn)行，絕大部分高校都有能力承擔(dān)；四是可拓展性，系統(tǒng)預(yù)留多個(gè)接口，使得不同需求的用戶可以功能拓展。提供簡(jiǎn)單的二次開發(fā)功能，使得系統(tǒng)更加輕便靈活。

2　系統(tǒng)組成

圖1　B/S架構(gòu)示意圖

圖1是B/S（Browser/Server）架 構(gòu) 示 意 圖。B/S（Browser/ Server）在系統(tǒng)性能上是對(duì)于 C/S 架構(gòu)的一種升級(jí)和優(yōu)化。B/S 有著非常優(yōu)異的實(shí)時(shí)性，在該架構(gòu)下，瀏覽器端扮演著與用戶交互的角色，將用戶請(qǐng)求發(fā)送至服務(wù)器端集中處理，并根據(jù)情況返回?cái)?shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用B/S三層架構(gòu)，即表示層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層。

圖2　醫(yī)院管理信息系統(tǒng)功能模塊

圖2是系統(tǒng)各個(gè)功能模塊，分為門診掛號(hào)收費(fèi)模塊、藥品管理模塊、財(cái)務(wù)管理模塊、管理監(jiān)控模塊與住院管理模塊（可選），同時(shí)提供了校園系統(tǒng)認(rèn)證接口、財(cái)務(wù)管理接口、第三方醫(yī)院接口。

2.1門診掛號(hào)收費(fèi)模塊結(jié)構(gòu)

本模塊包括病人身份認(rèn)證、門診掛號(hào)、藥品劃價(jià)統(tǒng)計(jì)、費(fèi)用條目打印等功能。病人身份認(rèn)證:連接校園人員信息系統(tǒng)，為病人建立檔案，檔案建立好即存入信息庫(kù)中，使各個(gè)功能模塊都能查詢到，若病人信息未存在校園用戶中，則另外建立相應(yīng)的病例檔案。門診掛號(hào):為病人建立病例信息，支持不同類別的掛號(hào)與退號(hào)功能。藥品快速劃價(jià)功能:從藥品管理模塊中快速計(jì)算出藥品價(jià)格。

2.2藥品管理模塊結(jié)構(gòu)

藥品出入庫(kù)記錄模塊，主要包括合格藥品的入庫(kù)登記，包括登記藥品的品名、分類等詳細(xì)信息。藥房管理模塊，這個(gè)模塊是對(duì)庫(kù)房已有的藥品進(jìn)行調(diào)配，當(dāng)發(fā)生緊急狀況時(shí)，例如，當(dāng)某種藥品在藥房里緊缺之前，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)提醒庫(kù)房分撥與采購(gòu)。庫(kù)房管理模塊，該模塊可以直接分析所有藥物在各個(gè)時(shí)間段的消費(fèi)情況，這為負(fù)責(zé)藥品采購(gòu)的人員提供信息，更好地分配藥品在各時(shí)期的采購(gòu)數(shù)量，也有利于庫(kù)房更好地分配藥品的儲(chǔ)存，庫(kù)房管理得到很大改善。擁有過期藥品處置模塊，過期的藥品和即將過期的藥品，系統(tǒng)會(huì)直接將該種藥品從醫(yī)院藥房明細(xì)里刪除，轉(zhuǎn)入另外的明細(xì)目錄，這一目錄中包含所有的已過期的藥品明細(xì)，醫(yī)師依據(jù)該明細(xì)對(duì)藥品進(jìn)行集中下架銷毀處理。

2.3財(cái)務(wù)管理模塊結(jié)構(gòu)

掛號(hào)單統(tǒng)計(jì)打印模塊，不僅可以計(jì)算出公費(fèi)與自費(fèi)的不同人數(shù)，還能計(jì)算出各自的支付情況。醫(yī)療物品收費(fèi)打印模塊，包含藥品使用項(xiàng)目的收費(fèi)記錄和醫(yī)療器械、醫(yī)療耗材使用的收費(fèi)記錄。醫(yī)療項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)打印模塊。

2.4管理監(jiān)控模塊結(jié)構(gòu)

醫(yī)生信息管理模塊，主要統(tǒng)計(jì)醫(yī)院各個(gè)醫(yī)生的具體信息，包括醫(yī)生的入職、離職以及醫(yī)生的信息修改。系統(tǒng)字典管理模塊，主要包括醫(yī)院各部門的大體分布狀況以及病床的分布狀況，這樣能保持醫(yī)院信息更新，保持醫(yī)院的日常工作正常進(jìn)行。數(shù)據(jù)備份導(dǎo)出模塊，使用者每天必須將當(dāng)天的信息數(shù)據(jù)庫(kù)備份一遍，提高數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定性。使用者可以在系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊中實(shí)時(shí)了解醫(yī)院的運(yùn)行情況（見圖3） 。

圖3　醫(yī)院管理信息系統(tǒng)流程圖

3　HIS設(shè)計(jì)總框圖

3.1HIS系統(tǒng)架構(gòu)流程

數(shù)據(jù)流圖是目前頗受歡迎的一種分析工具，這一工具的主要功能就是對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行清晰的分解，主要是采用數(shù)據(jù)分析以及圖形刻畫的方式，讓人們能夠更加清晰直觀地了解整個(gè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。圖4是HIS流程圖，展現(xiàn)了系統(tǒng)操作流程。

圖4　醫(yī)院管理信息系統(tǒng)導(dǎo)航圖

3.2數(shù)據(jù)字典的應(yīng)用

數(shù)據(jù)字典的本質(zhì)是一個(gè)目錄，這個(gè)目錄是系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)的描述集合，充分記錄了系統(tǒng)的所有流程，對(duì)用戶對(duì)象進(jìn)行描述和管理。數(shù)據(jù)字典實(shí)際上是一個(gè)信息數(shù)據(jù)的匯總，也是一個(gè)包含所有數(shù)據(jù)的集合，它存在的目的就是為了能夠更好地詮釋數(shù)據(jù)庫(kù)里面數(shù)據(jù)運(yùn)行的詳細(xì)內(nèi)容。

4　數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)方案

數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)工作是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。醫(yī)院管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)首先要保證其結(jié)構(gòu)和外界其他數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)相類似，以利于今后的維護(hù)和升級(jí)工作。同時(shí)，要保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)符合BCNF模式，避免產(chǎn)生大量無用的數(shù)據(jù)，并且大幅度降低數(shù)據(jù)發(fā)生危險(xiǎn)的可能，同時(shí)，也相對(duì)提高整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行速度。

4.1第一范式（1NF）

第一范式是指數(shù)據(jù)庫(kù)表的每一列都是不可分割的基本數(shù)據(jù)列，即所有屬性都是不可分的。滿足1NF是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)最基本的要求。在本系統(tǒng)中，如果存在一個(gè)管理人員醫(yī)院證件號(hào)的屬性，在設(shè)計(jì)中如果該屬性還能劃分為短號(hào)與長(zhǎng)號(hào)兩個(gè)屬性，那么該設(shè)計(jì)不滿足1NF。在現(xiàn)行的任何關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）中，都限制用戶不能把數(shù)據(jù)庫(kù)表中的一列劃分為多列。所以現(xiàn)行DBMS中，創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)都滿足1NF。

4.2第二范式（2NF）

第二范式首先必須滿足1NF的條件。其次，R中任何一個(gè)非主屬性完全依賴于數(shù)據(jù)表中的主鍵。每個(gè)數(shù)據(jù)表中（如病人信息表），都對(duì)此創(chuàng)建了一列屬性，使得每個(gè)實(shí)例都是唯一的，實(shí)例的每個(gè)屬性都依賴于所創(chuàng)建的屬性。在本系統(tǒng)中，例如，病人信息表，我們都為其創(chuàng)立了一個(gè)ID號(hào)，有效地避免了數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常以及刪除異常。

4.3第三范式（3NF）

每個(gè)非關(guān)鍵字列都獨(dú)立于其他非關(guān)鍵字列，并依賴于關(guān)鍵字，第三范式指數(shù)據(jù)庫(kù)中不能存在傳遞函數(shù)依賴關(guān)系。例如，在本系統(tǒng)中，如果科室表中已經(jīng)存在科室名稱這一屬性，并且科室名稱并非表中的主關(guān)鍵字信息，那么在其他表中，科室名稱這一屬性就不再出現(xiàn)。如果不存在科室表，那么根據(jù)3NF，也應(yīng)該構(gòu)建它，否則就將會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余的情況。

4.4鮑依斯-科得范式（BCNF）

設(shè)關(guān)系模式R＜U，F(xiàn)＞∈1NF，如果對(duì)于R的每個(gè)函數(shù)依賴X→Y，若Y不屬于X，則X必含有候選碼，那么R∈BCNF。

當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)符合BCNF范式時(shí)，就可以有效地消除刪除異常、插入異常和更新異常。

5　系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

硬件設(shè)備:戴爾PowerEdge 12G T320，UPS 1臺(tái)，千兆以太網(wǎng)交換機(jī)1臺(tái)，打印機(jī)兩臺(tái)，客戶端機(jī)器4～5臺(tái)。

服務(wù)器配置環(huán)境:服務(wù)器架構(gòu)Windows Server 2012+SQL Server 2012 + IIS7.0。

客戶端環(huán)境:Windows8/ Windows7/WindowsXP/Windows2003/ Ubuntu12.04/Ubuntu13.04等操作系統(tǒng)環(huán)境。

6　將來工作

6.1移動(dòng)客戶端開發(fā)

近年來，隨著Android與iOS的興起，移動(dòng)客戶端的開發(fā)越來越火熱。本系統(tǒng)預(yù)留了移動(dòng)客戶端的接口模塊，未來可以開發(fā)移動(dòng)客戶端，支持病人的自主掛號(hào)，進(jìn)一步提高醫(yī)院的工作效率。

6.2機(jī)器學(xué)習(xí)在診斷中應(yīng)用

隨著機(jī)器學(xué)習(xí)在計(jì)算醫(yī)學(xué)中的廣泛應(yīng)用，可以在科室診斷中，采用樸素貝葉斯分類器，在將病人的病癥錄入系統(tǒng)后，檢索系統(tǒng)中以往病例，查詢相似的病例可以快速向醫(yī)生推薦比較好的解決方案供其參考。

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