劉致放　佟思睿

摘要：按照軟件工程的思想，對電子病歷系統(tǒng)進(jìn)行完善的需求分析，并基于.NET平臺完成電子病歷系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)，開發(fā)采用C/S架構(gòu)，開發(fā)語言采用C#。

關(guān)鍵詞：電子病歷系統(tǒng)；XML；C/S結(jié)構(gòu)；軟件工程

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）27-0048-04

電子病歷（EMR，Electronic Medical Records）是基于計算機(jī)系統(tǒng)的醫(yī)療記錄系統(tǒng)，所有前提是在計算機(jī)和信息技術(shù)下建立的病歷系統(tǒng)。電子病歷是使用計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)對病歷進(jìn)行管理的系統(tǒng)，利用計算機(jī)、就診卡等先進(jìn)電子技術(shù)對病人的信息進(jìn)行存儲、傳輸、管理以及錄入和輸出的醫(yī)療記錄，取代了傳統(tǒng)的紙質(zhì)病歷，盡管電子病歷取代了紙質(zhì)病歷，但其基本內(nèi)容并沒有減少[1]。按照美國國立醫(yī)學(xué)研究所給出的標(biāo)準(zhǔn)，EMR是一個在特定系統(tǒng)環(huán)境下運行的電子化患者記錄，系統(tǒng)主要為用戶提供數(shù)據(jù)以及軟件的服務(wù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的訪問、警告、提示以及臨床決策等方面的工作。

1 電子病歷系統(tǒng)總的需求分析

電子病歷系統(tǒng)的總體需求就是實現(xiàn)對整個醫(yī)療活動的信息化管理，醫(yī)生、護(hù)士和患者是這個系統(tǒng)中的三個主體，系統(tǒng)對現(xiàn)實處理事件的抽象化表達(dá)主要涉及三個主體的信息。

1）使用主體的信息化管理

信息的類型一般有固定信息和流動信息，例如患者基本信息屬于固定信息，患者的就診、危險病因等信息就屬于流動信息。為此要充分的結(jié)合臨床實踐以及我國醫(yī)療政策，建立標(biāo)準(zhǔn)化的信息表達(dá)，分析不同主體的行為差異，例如角色不同，權(quán)限不同等等。

2）臨床路徑的信息化管理

臨床路徑是在一定的標(biāo)準(zhǔn)和針對性的醫(yī)療措施基礎(chǔ)上建立起來的，而傳統(tǒng)路徑則是狹義上的醫(yī)生對疾病采取的辦法，顯然前者有很強(qiáng)的通用性，后者相對來說有很大的個體性[2]。

3）病歷模板和電子病歷和的信息化管理

醫(yī)生可以把典型的病歷模板上傳到平臺上，其他人可以下載使用或者修改后上傳。

角色不同，那么主體在這個系統(tǒng)中表現(xiàn)出來的作用也不同，因此病例模板也要體現(xiàn)出三者的區(qū)別：

1）管理人員：主要的任務(wù)是病歷系統(tǒng)的日常維護(hù)和管理，其工作主要內(nèi)容有病歷模板、電子病歷、基本信息、臨床路徑等信息的管理。

2）醫(yī)生：主要任務(wù)是獨立完成病歷制作，并結(jié)合患者病情完成臨床路徑的制定。

3）護(hù)士：查看電子病歷，并謹(jǐn)遵醫(yī)囑執(zhí)行臨床路徑的有關(guān)治療措施。

電子病歷系統(tǒng)流程圖如下圖1所示。

2 電子病歷系統(tǒng)功能分析

通過電子病歷系統(tǒng)中的信息流動，我們將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分成了四個大的功能模塊分別是：臨床路徑管理、病歷模板管理、電子病歷管理、基本信息管理。并將四個大的模塊進(jìn)行細(xì)分，從而實現(xiàn)功能的層次結(jié)構(gòu)。其中基本信息管理包含了醫(yī)護(hù)人員信息、患者信息、科室信息。電子病歷則包含了病歷的增加、刪除、查詢和修改。病歷模塊管理則提供了病歷的下載、刪除、查詢和修改。而臨床路徑管理則包含了基本的項目、路徑、關(guān)系、患者路徑等管理[3]。其功能結(jié)構(gòu)圖見圖2。

2.1基本信息管理功能

其中基本信息管理包含了醫(yī)護(hù)人員信息、患者信息、科室信息的管理。這些多為基本信息，同時也是建立電子病歷系統(tǒng)的信息基礎(chǔ)。只有管理員才能夠?qū)π畔崿F(xiàn)增加、刪除和修改，而其他人員權(quán)限僅為下載閱覽。一般由專門的管理人員來完成。

2.1.1 科室信息管理

1）添加科室信息

描述：管理員通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸管理員的科室管理頁面，隨后輸入所要增加的科室信息，從而修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)并保存，反饋顯示成功添加。

2）修改科室信息

描述：管理員通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸管理員的科室管理頁面，隨后輸入所要修改的科室信息，從而修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)并保存，反饋顯示成功修改。

3）刪除科室信息

描述：管理員通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸管理員的科室管理頁面，隨后輸入所要刪除的科室信息，從而修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，反饋顯示成功刪除。

4）科室信息查詢

描述：所有用戶均可以輸入自己的賬號和密碼登陸，同樣進(jìn)入電子病歷系統(tǒng)主頁的科室信息管理界面，輸入科室的編號，向后臺數(shù)據(jù)庫發(fā)出請求，反饋得出查詢結(jié)果。

2.1.2 患者信息管理

1）添加患者信息

描述：管理員通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸患者信息管理界面，在表格中錄入患者信息，保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋添加成功。

2）修改患者信息

描述：管理員通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸患者信息管理界面，查詢患者信息并修改后，保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋修改成功。

3）刪除患者信息

描述：管理員通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸患者信息管理界面，查詢患者信息并刪除后，保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋刪除成功。

4）患者信息查詢

描述：所有用戶均可以輸入自己的賬號和密碼登陸，同樣進(jìn)入電子病歷系統(tǒng)主頁的患者信息管理界面，輸入患者關(guān)鍵信息進(jìn)行查詢，向后臺數(shù)據(jù)庫發(fā)出請求，反饋得出查詢結(jié)果。

2.1.3 醫(yī)護(hù)人員信息管理

1）添加醫(yī)護(hù)人員信息

描述：管理員通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸醫(yī)護(hù)人員信息管理界面，在表格中錄入醫(yī)護(hù)人員基本信息，保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋顯示添加成功。

2）修改醫(yī)護(hù)人員信息

描述：管理員通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸醫(yī)護(hù)人員信息管理界面，查詢醫(yī)護(hù)人員基本信息并修改后，保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋顯示修改成功。

3）刪除醫(yī)護(hù)人員信息

描述：管理員通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸醫(yī)護(hù)人員信息管理界面，查詢醫(yī)護(hù)人員基本信息并刪除后，保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋顯示刪除成功。

4）醫(yī)護(hù)人員信息查詢

描述：管理員通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸醫(yī)護(hù)人員信息管理界面，在查詢頁面輸入醫(yī)護(hù)人員基本信息，向后臺數(shù)據(jù)庫發(fā)出請求，反饋顯示查詢結(jié)果。

2.2電子病歷管理功能

電子病歷的管理是整個系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)，主要包含了電子病歷的增加、刪除、下載、修改。

1）電子病歷的添加

描述：醫(yī)生通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸電子病歷管理頁面，輸入并查找患者信息，添加電子病歷后保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋添加成功。

2）電子病歷的修改

描述：醫(yī)生通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸電子病歷管理頁面，輸入并查找患者信息，修改電子病歷后保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋修改成功。

3）電子病歷的刪除

描述：醫(yī)生通過賬戶和密碼獲取管理權(quán)限，登陸電子病歷管理頁面，輸入并查找患者信息，刪除電子病歷后保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋刪除成功。

4）電子病歷的下載

描述： 醫(yī)生和護(hù)士通過賬戶和密碼獲取權(quán)限，登陸電子病歷管理頁面，輸入并查找患者信息，向后臺數(shù)據(jù)庫發(fā)出請求，完成下載。

2.3病歷模板管理功能

病歷模板管理擴(kuò)展了電子病歷管理的功能，主要的目的是讓醫(yī)護(hù)人員能夠針對性的選取合適的通用病歷模板，從而極大地提升了電子病歷的管理效率。該模塊的主要功能是能夠?qū)崿F(xiàn)病歷模板的修改、添加和刪除，以及下載。

1）病歷模板的添加

描述：醫(yī)生通過賬戶和密碼獲取權(quán)限，登陸電子病歷系統(tǒng)主頁并進(jìn)入到病歷模板界面，添加病歷模板后保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋添加成功。

2）病歷模板的修改

描述：醫(yī)生通過賬戶和密碼獲取權(quán)限，登陸電子病歷系統(tǒng)主頁并進(jìn)入到病歷模板界面，輸入查找的病歷模板類型，修改病歷模板后保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋修改成功。

3）病歷模板的刪除

描述：醫(yī)生通過賬戶和密碼獲取權(quán)限，登陸電子病歷系統(tǒng)主頁并進(jìn)入到病歷模板界面，刪除病歷模板后保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋刪除成功。

4）病歷模板的下載

描述：醫(yī)生和護(hù)士通過賬戶和密碼獲取權(quán)限，登陸電子病歷系統(tǒng)主頁并進(jìn)入到病歷模板界面，輸入查找的病歷模板類型，向數(shù)據(jù)庫發(fā)出下載請求，完成下載。

2.4臨床路徑管理功能

臨床路徑是結(jié)合某一種或者某一類疾病建立的標(biāo)準(zhǔn)化的治療模式和程序，臨床路徑極大的提高臨床治療的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，一般以時間基準(zhǔn)，詳細(xì)的規(guī)劃了病人從住院到出院整個過程詳細(xì)的臨床治療計劃，是現(xiàn)代循證醫(yī)學(xué)的重要發(fā)展，能有效的規(guī)范醫(yī)療行為，減少成本，提高管理效率。這個模塊的功能主要包含了臨床路徑的基本管理，例如添加、刪除、修改，均由醫(yī)生來完成。

1）臨床路徑的添加

描述：醫(yī)生通過賬戶和密碼獲取權(quán)限，登陸電子病歷系統(tǒng)主頁并進(jìn)入到臨床路徑管理界面，添加臨床路徑并保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋顯示添加成功。

2）臨床路徑的刪除

描述：醫(yī)生通過賬戶和密碼獲取權(quán)限，登陸電子病歷系統(tǒng)主頁并進(jìn)入到臨床路徑管理界面，刪除臨床路徑并保存，反饋顯示刪除成功。

3）臨床路徑的修改

描述：醫(yī)生通過賬戶和密碼獲取權(quán)限，登陸電子病歷系統(tǒng)主頁并進(jìn)入到臨床路徑管理界面，輸入并查詢臨床路徑類型，修改臨床路徑并保存到數(shù)據(jù)庫中，反饋顯示修改成功。

3系統(tǒng)環(huán)境需求

3.1系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

結(jié)合C/S架構(gòu)來選擇開發(fā)環(huán)境，其中操作系統(tǒng)版本為Windows XP，開發(fā)語言為C#，數(shù)據(jù)庫選擇為SQL Server 2008。

3.2系統(tǒng)運行環(huán)境

3.2.1 硬件運行環(huán)境

1）客戶機(jī)配置：處理器：Intel Core i5 3470；內(nèi)存推薦：4G；硬盤最低：1T。

2）服務(wù)器配置：處理器：Intel Xeon ES-2620；內(nèi)存推薦：8G；硬盤最低：300G。

3.2.2 軟件運行環(huán)境

服務(wù)器端操作系統(tǒng)為：Microsoft Windows 2003 Server，客戶端操作系統(tǒng)為：Windows XP Professional，數(shù)據(jù)庫工具采用SQL Server 2008。

4系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)架構(gòu)的選擇和系統(tǒng)本身的復(fù)雜程度有關(guān)，綜合分析本次電子病歷系統(tǒng)的開發(fā)選擇“五視圖”。五視圖屬于視圖法的范疇，軟件架構(gòu)師需要明確的區(qū)分軟件的功能需求、約束、運行期質(zhì)量、開發(fā)期質(zhì)量等等要求，這些需求對其影響不一?；谖逡晥D的架構(gòu)開發(fā)思想，將各種不同的需求類型進(jìn)行分類，從而滿足各種要求[4]。

4.1系統(tǒng)邏輯架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)邏輯架構(gòu)設(shè)計著重考慮功能上的要求，也就是系統(tǒng)要向哪些用戶提供怎樣的服務(wù)，關(guān)注點為行為和職責(zé)上的劃分，關(guān)注用戶可見功能上的邏輯關(guān)系，并提供相關(guān)的輔助模塊，他們可能為系統(tǒng)類也可能是邏輯層的功能模塊類[5]。

需要注意的是電子病歷系統(tǒng)的基本的功能模塊都在中間層得到實現(xiàn)，按照業(yè)務(wù)本身的邏輯順序和流程進(jìn)行設(shè)計，實現(xiàn)的基本功能為基本信息、病歷模塊、電子病歷、臨床路徑等的管理。中間層所實現(xiàn)的邏輯關(guān)系都是以構(gòu)件的形式在系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器中進(jìn)行部署，系統(tǒng)的核心就是構(gòu)件，一方面直接的影響到了基本的客戶與系統(tǒng)之間的互動，另一方面實現(xiàn)和后面數(shù)據(jù)庫的連接，按客戶不同的操作要求將持久層的信息處理結(jié)果反饋給用戶。

持久層主要涉及數(shù)據(jù)庫的操作，例如電子病歷數(shù)據(jù)以及其他的業(yè)務(wù)涉及的數(shù)據(jù)更新，當(dāng)然數(shù)據(jù)的存儲形式以及數(shù)據(jù)之間的邏輯都是通過數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)表以及之前的邏輯關(guān)系來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換管理則實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可用性和規(guī)范性，提高數(shù)據(jù)的利用效率。

4.2系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)設(shè)計

開發(fā)架構(gòu)設(shè)計核心是著重開發(fā)期的質(zhì)量屬性，是軟件模塊的實際組織方式，邏輯層會映射到程序包。分析如下：

1） 使用WPF技術(shù)實現(xiàn)用戶界面層，WPF為Windows Presentation Foundation，直譯的意識為微軟呈現(xiàn)基礎(chǔ)，其最大的特點就是能夠清晰直觀地展示給用戶[6]。用戶在使用軟件的過程看到更多的是操作界面，而不在乎內(nèi)部的數(shù)據(jù)流動和邏輯關(guān)系，WPF很好的展示出了程序的用戶界面，一般可以通過C++/C#/VB等托管語言來完成。

2） 使用WCF技術(shù)來實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層，WCF，Windows Communication Foundation是.NET

框架的一部分，可以譯作Windows通信接口，本質(zhì)是包含了一組數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用程序開發(fā)接口。最早從.NET Framwork 3.0引入，其開發(fā)接口中合并了消息隊列、Web、ENterprise等通信并能夠集成到開發(fā)平臺中。

3） 數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)儲存和管理則使用SQL server來實現(xiàn)，SQL是有著廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫語言，這種編程語言帶著特殊的目的，同時也是一種程序設(shè)計和數(shù)據(jù)庫查詢的語言，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、管理的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

4） 數(shù)據(jù)通信層使用XML技術(shù)，主要實現(xiàn)各層數(shù)據(jù)和信息之間的傳遞。

4.3系統(tǒng)運行架構(gòu)設(shè)計

運行架構(gòu)設(shè)計著重實現(xiàn)運行期的質(zhì)量屬性，其關(guān)注點是電子病歷系統(tǒng)本身的開發(fā)和同步問題，同時考慮系統(tǒng)運行中的信息并發(fā)、同步和通信等問題，架構(gòu)設(shè)計中也重視偏重程序包在編譯時期的靜態(tài)依賴關(guān)系，并分析和考察系統(tǒng)運行中各個單元的交互問題[7]。

4.4系統(tǒng)部署架構(gòu)設(shè)計

由于采用了C/S架構(gòu)，因此系統(tǒng)基本的物理架構(gòu)包含了客戶端、服務(wù)器端和數(shù)據(jù)端。

其中客戶端需要安裝程序，用戶在登錄界面輸入自己的賬戶和密碼進(jìn)入系統(tǒng)，通過訪問WCF上的控制邏輯從而實現(xiàn)系統(tǒng)提供的功能。由于要照顧到客戶的操作體驗，因此客戶端需要采用插件豐富的WPF技術(shù)，而且也對客戶端有著一定的要求，一般需要.Net4.0支持。

服務(wù)器端包含了應(yīng)用邏輯和業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)器，應(yīng)用邏輯和業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)器與客戶端業(yè)務(wù)相連接，并調(diào)取其中的功能模塊。功能模塊與實現(xiàn)主要業(yè)務(wù)和應(yīng)用功能有關(guān)，其中包含了基本信息管理、電子病歷管理、臨床路徑管理等功能。這些基本的功能模塊和數(shù)據(jù)庫相連接，數(shù)據(jù)表使用了數(shù)學(xué)模型處理，并將用戶操作和應(yīng)用的結(jié)果反饋到操作界面上。

服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫有三類，分別為共享資源服務(wù)器數(shù)據(jù)庫、文件服務(wù)器、關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，不同的服務(wù)器分別提供不同的服務(wù)類型[8]。其中共享資源平臺功能是共享其他兩個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息。為了提高需求分析中數(shù)據(jù)的可靠性和安全性，在共享資源平臺上的數(shù)據(jù)必須要有一定的可移植性，從而使得數(shù)據(jù)能夠在其他醫(yī)院信息系統(tǒng)中得到應(yīng)用，這種架構(gòu)特點提高了數(shù)據(jù)的可利用性和安全性，并在一定程度上提高了電子病歷信息的合理冗余。

4.5系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計

電子病歷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)著重考慮數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求，數(shù)據(jù)基本的關(guān)注點為持久化的數(shù)據(jù)儲存方案、數(shù)據(jù)儲存格式、數(shù)據(jù)傳遞方式、數(shù)據(jù)復(fù)制和同步方式，并應(yīng)用E-R以及數(shù)據(jù)流程圖分析數(shù)據(jù)在整個系統(tǒng)中的流動[9]。

而數(shù)據(jù)組織的具體方式則要考慮到電子病歷數(shù)據(jù)的特點，數(shù)據(jù)不僅僅有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)特點，同時也應(yīng)該包含非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及文件形式，因此在對數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和管理的時候就要同時應(yīng)用到關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和XML文件儲存系統(tǒng)兩種。

5電子病歷系統(tǒng)的應(yīng)用

改革開放以來，我國一直處于高速發(fā)展階段，計算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，人們對健康水平和生活水平的期望值提高，對醫(yī)療信息化服務(wù)和保障也提出了更高的要求，將醫(yī)院信息管理和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起成了時代發(fā)展的要求。我國的電子病歷系統(tǒng)正處于興起和成長階段，正在實踐中不斷摸索前進(jìn)，目前主要功能是儲存病人的病歷，進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢，統(tǒng)計以及數(shù)據(jù)交換等等，且并沒有做到全國范圍內(nèi)的統(tǒng)一[10]。

本系統(tǒng)基于微軟的.NET框架設(shè)計，選擇客戶端/服務(wù)器（C/S）的模式，采用典型的三層開發(fā)架構(gòu)，利用C#語言實現(xiàn)了系統(tǒng)的部分功能模塊。本系統(tǒng)為在醫(yī)院工作的醫(yī)生護(hù)士日常工作提供了有力的支持，提高了醫(yī)院服務(wù)的效率和質(zhì)量，為患者提供及時安全的治療的同時還為醫(yī)院帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。通過測試和使用證明：軟件能夠正常運行，具有可移植性、可維護(hù)性，且系統(tǒng)自身具有良好的安全性能。相信在不久的將來，它一定能為我國進(jìn)行電子病歷的進(jìn)一步發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。

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