新一代LIS系统集成与应用研究

杨国良 左秀然

新一代LIS系统集成与应用研究

杨国良 左秀然

随着医院数字化进程的发展, LIS已成为医院信息系统的一个重要的组成部分。传统的LIS因为其管理思想以及软件技术等方面的不足，已经无法满足医院业务需求。武汉市中心医院引进了新一代基于多层B/S架构模式的LIS，并与医院的CIS、HIS、体检系统通过Ensemble集成平台集成，与其他系统一同集成到医院门户中。实践证明，LIS性能稳定、安全性高，提高了工作效率，加速了医院建设数字化医院的进程。

LIS；多层架构；集成；Ensemble

检验科传统的手工操作方式效率低易出错，已不能满足业务量增大以及检验结果质控要求不断提高的需求，同时随着检验科专科的不断细化，各种先进的检验仪器的引入，手工的检验方法发展滞后于检验科硬件设备更新的速度，致使昂贵先进的检验设备无法发挥最大的优势，造成资源浪费。因此，检验信息系统LIS (Laboratory Information System)便伴随着建设数字化医院的进程产生了。

1 国内外LIS发展现状

1.1 国内LIS的发展现状

自20世纪70年代，某些全自动分析仪器已经使用微处理器进行控制和记录了。到20世纪80年代，单机运行的数据处理系统可对仪器的数据进行简单的存储和分析，被称为第一代LIS。20世纪80年代末、90年代初，关系型数据库被引入到检验数据的存储和管理中，并且出现了以PC为基础，部门级规模的第二代LIS。90年代中期开始，LIS才开始逐渐变成一个以局域网为基础，开放的C/S（Client/Server）架构模式或B/S（Browser/Server）架构模式的软件系统[1-2]。国内LIS在不断发展的同时也存在着一些问题：（1）偏重数据采集与处理，忽视管理功能。(2)LIS技术上架构模式单一，多数基于C/S的架构模式。(3)LIS所基于的底层实现技术有其局限性。例如，LIS的数据存储多为关系型数据库，在存储大量数据和处理数据时会显现出其弊端。

1.2 国外LIS的发展现状

国外LIS依托先进的管理思想和计算机技术已实现大型化、一体化。如检验信息的预处理思想，利用LIS在整个医院信息系统下游的有利位置，充分利用上游HIS（Hospital Information System）与CIS（Clinical Information System，临床信息系统）来提供信息[3]。在芬兰已有多数LIS运行在面向对象的Caché数据库系统之上，它是一种后关系型、面向对象数据库，它整合了对象数据库访问、高性能的SQL访问、强大的多维数据访问这三种方法，成功解决了关系型数据库不能解决的一些问题[4]。

2 我院LIS架构模式与网络构建

2.1 LIS架构模式

我院LIS采用的是多层B/S架构。传统的三层B/S架构即客户端浏览器——Web服务器——数据库，中间层Web服务器兼有应用程序服务器和Web服务器的功能，即同时负责接收http请求、返回http响应和提供客户端业务处理的商业逻辑。另一种多层B/S结构，即客户端浏览器——Web服务器——应用服务器—数据库，此结构独立配置Web服务器，Web请求不会影响应用程序服务器，有助于提高性能。我院LIS底层以Caché为数据库，同时使用Caché自带的应用服务器，使用Apache作为Web服务器，于是LIS就有如图1所示的架构模式。

图1 我院LIS的B/S架构模式

2.2 网络构建

我院LIS总体网络拓扑结构图如图2。

其中，仪器与LIS根据其通讯类型不同，选择不同的网络接入方式。串口通讯类型的仪器有串口服务器接入和电脑串口接入两种方式；网口通讯类型的仪器也有通过网络接口服务器和电脑主机接口上传数据至LIS两种方式。

图2 我院LIS总体网络拓扑结构

3 我院LIS工作流程与数据信息管理

3.1 LIS工作流程

LIS的主要工作流程如下：

（1） 医生在电子病历系统中开检验申请单；

（2） 护士在HIS中审核确认医嘱；

（3） 护士在LIS中匹配条码；

（4） 采集样本，并在LIS中进行采集确认；

（5） 检验科扫描条码核收样本到LIS检验仪器中；

（6） 检验技师审核检验结果；

（7） 查看或打印检验报告。

LIS的工作流程图如图3。

图3 LIS工作流程

3.2 LIS数据信息管理

（1） 自动核收及编号管理

LIS提供自动编号规则设置实现核收样本时自动匹配仪器的功能，同时可以设置核收起始编号，在核收下一个样本时序号自动加1。

（2） 结果二次处理

检验科有时需要将检验仪器的结果以其他形式体现在报告中，例如根据结果的取值范围，来确定“结果”是“阴性”还是“阳性”，有些检验结果要经过换算，这些都通过结果二次处理来设置。

（3） 检验报告管理

LIS提供通过自定义打印报告模版，满足不同项目不同仪器检验报告个性化的需求，而且可通过“一处设置，多处引用”，在仪器设置界面配置报告模版的URL地址即可实现报告格式设置。LIS提供了批量报告打印功能，提高打印大批量检验报告的效率。目前我院正在实施中的电子签名正式应用以后，医生也可以电子病历系统中直接打印报告，因为技师的电子签名已经在报告审核时签入到报告中。

(4） 信息查询管理

LIS为用户提供了以住院号或条形码为条件的查询功能，同时医生在电子病历系统中可查看“已报告”状态的申请的检验报告。

（5） 数据安全管理

LIS通过严格的权限管理机制实现护士及检验科技师的授权，实时记录用户的每一次操作记录，利于事后的追踪。LIS实行多级审核，高权限人员可以将低权限人员的审核结果撤销重审；检验结果提供异常标记，多/漏项检查等提示；检验报告记录检验者、审核者、核收时间、报告时间以验证报告有效性。

4 我院LIS与其他系统的集成

Ensemble是由美国Intersystems公司开发的惟一的通用医疗集成平台，能够实现非常苛刻的开发和集成需求[5]：

(1） 为快速开发和部署连接以及增值的数据转换和流程编码提供了便利；

(2） 调整集成产品的性能和伸缩性，以实现分布式的、基于服务的、可适应变化的环境；

(3） 建立健全的、可重用的面向对象的消息仓库和共享的元数据仓库；

(4） 提供统一用户接口形式的集成和开发环境。

而且Ensemble具有以下关键要素：

(1） 一体化的服务架构；

(2） 持久化对象和消息引擎；

(3） 统一的开发环境；

(4） 可配置的管理系统。

基于LIS、EMR、HIS、PACS（Picture Archiving and Communication System,影像存储与通信系统）以及体检系统都是独立的系统，有自己不同的数据库环境和存取方案，借建设数字化医院系统之机，我院引入了Ensemble应用集成平台，LIS与其他系统之间的信息交互都必须通过Ensemble的消息机制来进行传递实现。各方分别按照Ensemble的要求进行业务逻辑的发布与注册，实现数据的交换。引入Ensemble实现各系统数据交换的总体结构图如图4。

医院通过建立企业门户采用单点登录和安全防护体系，为用户提供统一的信息资源认证访问平台，建立统一的、基于角色的和个性化的信息访问、集成平台；单点登录功能使各种用户只需一次登录就可以根据相关的规则去访问不同的应用系统。

LIS与门户的关系示意图如图5。

图4 Ensemble实现各系统数据交换总体结构

图5 LIS与门户的关系

5 我院LIS应用实效

我院使用LIS之前，检验申请从下达到报告的流程如下：临床医生手写检验申请单——护士根据检验申请单在标本容器上写明病人的姓名和床号——护士带容器和检验申请单到病区采集样本——检验科将检验申请单和样本带回检验科——检验科技师医技记账系统逐一记账——技师在申请单、试管上写明序号——技师在仪器设置序号——样本送仪器检验后由仪器自动打印检验报告——报告与申请单一起送临床医生查看。医生手写检验申请单、检验科要分派专人进行记帐、人工为样本编序号，都会导致效率低下且易出错，检验报告不同仪器报告样式不一致，不利于检验报告的格式统一。在以上环节中，检验申请单是确定申请信息的唯一单据，任一环节丢失了检验申请单，都会导致后面的环节无法进行。

我院自实施通过Ensemble实现与其他业务系统集成的LIS以来，临床医生在电子病历系统中下达检验申请，无需手写纸质申请；护士摆脱了对纸质申请单的依赖，随时随处打印采样单对照采样；检验科流程得到优化，记账、编序号的操作在核收样本时同步完成；检验报告格式统一化，利于医院报告规范化管理。

检验科目前每月完成的检验数量都在5万条以上，平均每天完成检验标本数量近1900条，而且这个数量随着医院业务量的不断增加而上升。在使用LIS之前，这是不可能完成的。

6 小结

LIS满足了医院对于检验信息系统速度、可靠性、易用性、连通性、适应性的要求。操作界面简捷，使用流程清晰，系统维护方便。数据库结构设计合理，数据的存储和读取效率高，LIS运行近三年期间，数据库没有出现过灾难性故障。LIS与其他业务系统通过Ensemble集成平台松耦合集成，实现了医院信息系统建设的整体性原则。在数字化医院建设的进程中，对于“集成”的要求将会更严格，因此，探索LIS与医院其他信息系统更深层次的集成也是我院建设数字化医院的努力方向之一。

[1] 安宁,吕顺超,华琛.医院实验室信息系统的开发和应用[J].生物医学工程与临床,2006,10(3)∶188-190.

[2]卢冠华.LIS系统在医院信息管理系统中的应用[J].卫生管理,2007,10∶107-109.

[3] 佚名. 国内外LIS（检验信息系统）的发展现状与比较. http∶// www.labbbs.com/article/net/wMMDAwMDAwMTAwMg.html.

[4] Getting Started with Caché. http∶//www.intersystems.com/ cache/documentation/index.html.

[5] Introducing Ensemble. http∶//www.intersystems.com/ensemble/ product-specifications.html.

Along with the development of hospital digitization advancement, LIS has become an important constituent of the hospital information systems. The traditional LIS already could not meet the hospital business need because of its insuff ciencies in management idea and software technology. Our hospital has introduced a new generation of LIS which is based on multi-layered B/S pattern. It is integrated with CIS, HIS and the physical examination system through Ensemble. They are integrated together into hospital portal. The practice proved that, the LIS has stable performance and high security, enhances working eff ciency and has accelerated advancement of digitization hospital construction.

LIS; Multi-layer architecture; Integration; Ensemble

10.3969/j.issn.1009-4393.2010.34.010

430014 武汉市中心医院信息中心（杨国良 左秀然）