谈我院电子病历一卡通系统的建设

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1 电子病历一卡通系统的介绍
1．1 课题背景
      电子病历系统是医院信息系统和建立数字化医院的关键，而将一卡通系统应用于医院电子病历系统的研究，经卫生部医药卫生科技项目查新咨询报告显示，无相关文献报道。黑龙江省所属的医院在这方面的研究应用是一个首创。目前，我省大型医院较少．如何引导我省中、小型医院发展以及实现数字化医院是迫在眉睫的问题}l1。该课题被列为省卫生厅科技项目，该卡已经申请专利。课题的研究不但对黑龙江省发展创新具有实践指导作用．而且还可以提高医院的价值，促进医院的可持续发展，并且课题的研究成果可在全国医院改制操作中推广使用。
1．2 课题开发的目的和意义
       该研究成果具有创新点及代表性。由于国内大型医院较少，建立和实现数字化医院不论从资金实力、技术能力和实际应用水平方面都有很高的要求。目前，真正适合与满足中、小医院实用的管理信息系统还不多见，特别是适应个性化需求的电子病历系统开发模式和结构模型。该研究成果具有典型的代表性和创新性。由此可见，该课题的研究不仅具有很强的现实意义．而且体现了先进性、前瞻性、可操作性和潜在的社会经济价值。
2 电子病历一卡通系统分析与总体设计

2．1 系统分析

       在医院就诊过程中． 医生的处方常常成为患者的“参考”，患者持处方直接在医药商店购药，无形中造成了医院的经济损失，医院的处置费流失也很普遍，但是当医院诊疗电子病历一卡通系统在医院使用后，彻底杜绝了这种现象，为医院增加了可观的效益 。为此，我们在哈尔滨医科大学附属第四医院口腔科建立了一个以计算机技术为基础，以实现各科室之间无缝连接、加快日常工作、提高工作效率为目的的信息综合应用环境．即应用了电子病历一卡通系统。
2．2 系统总体设计
     结合现有技术和医院的现有设备，经过初步分析，我们为哈尔滨医科大学附属第四医院口腔科提出了一套以计算
机管理为基础的门诊收费管理软件——口腔科电子病历一卡通系统。在系统设计时，我们采用了当今最成熟的网络架构，从而给各个科室之间带来安全的数据交换和数据存取。所有的数据都存放在服务器上．客户端的提取通过TCPflP来实现。

     由于本系统是针对口腔科所用，在实际设计系统时考虑了大量的预留接口。以便增加模块。目前运行的模块有：挂号系统、门诊系统、收费系统、冲值系统、药房系统、查询系统、系统设置以及多媒体系统8大模块。系统设计采用类OutLook框架结构和SDI窗口结构，不同于以往的菜单进人结构，使操作员能更舒适的工作。窗口顶端工具栏是模块选择栏，窗口左边是模块功能选择，剩余部分是工作区。
      系统平台架构选择基于三层结构的C/S和B/S的混合模式。三层结构中，底层是电子病历数据库服务器，用于存储和管理病历等数据。中间层是应用服务器和Web服务器，其中，应用服务器用于实现系统的业务逻辑，完成各种复杂的管理操作和数据存取：Web服务器用于提供系统的Web服务。最上层是客户端，而位于门诊大厅、挂号部、住院部以及检查化验中心等处的医护工作站和查询工作站，Windows用户通过专用程序完成相关操作，IE用户通过浏览器使用。在安全结构中，我们用防火墙来保证外部和整个系统的安全。系统内部之间的安全主要包括病毒安全、越权安全以及数据传递安全。
3 电子病历一卡通系统的关键技术实现
3．1 电子病历一卡通关键技术一卡通是“一卡一库一线”，即通过一条网络线连接一个数据库和一个综合性的软件，实现对一张卡的设置、管理、查询等功能。而所谓的“一卡”，就是在同一张卡上实现多种不同功能的智能管理。“一卡通”首先要求该卡的读写设备必须与该卡一致：其次要求该卡必须具有多分区及密码校验功能，以保证此的独立性、安全性和多用性。所谓“一线”，就是把多种信息和多种不同的设备都连接在一条线上，通过一条线和一个PC机接口把所有的设备都连接起来．进行不同数据的信息交换。所谓“一库”就是在同一个软件、同一台PC机上以及同一个数据库内实现卡的发行、取消、报失和卡的资料查询等
     电子病历一卡通是将先进的一卡通技术融入到电子病历系统中．是在数字化医院平台上利用一种特殊的卡存储患
者病历号、经费等信息，实现患者挂号、就诊、收费、发药、检查检验申请与报告查询、触摸屏及互联网查询、患者就诊信息管理等功能，是计算机技术、网络技术等现代化技术发展在医院应用的产物，是计算机技术走人医院的标志。

     医院诊疗电子病历一卡通涉及一种用于替代医院门诊医疗手册的诊疗电子病历卡。此卡已经申请专利，它由电子病历载体和患者诊疗记录及识别身份码组成。患者诊疗记录及识别身份码固定在电子病历载体的背面．所述电子病历载体为多媒体光盘，患者诊疗记录及识别身份码为条码或磁条。此项专利的优点在于：能够准确记录患者在诊疗过程中的诊断结果、用药种类以及医疗费用等诊疗信息．避免了诊疗过程中患者在挂号、诊断、划价、收款以及药局等处多次往返的劳苦，实现了一卡通．且保证了患者对自己诊疗病历的知情权和保存权。该卡基于光电技术，属于非接触性，通过条码存储患者的病历号(不属于IC类)，利用光刻录实现把患者的治疗信息转存人卡内，发一组固定频率的电磁波，于卡片内部的一个同样频率的LC串联谐振电路发生共振。从而使卡片内部电容充电，通过卡内的一个单向导通的电子泵，将电荷传往另一个电容储存； 当积累的电荷达到一定量时，即可以提供其他工作电路电压，发射和接受数据，从而在低成本的情况下，实现大容量的存储。如果用IC卡实现大容量存储就会使成本过高，至少要一个U盘的价格。患者可向卡中存入资金，便于就诊病历和资金的统一管理。可以全院通用，也可以在其他有该系统的医院就诊。系统根据诊治情况扣除相应费用，即可免除患者现金交易不便，也利于医院对患者收费金额的管理。本系统采用的一卡通有别于其他一卡通，采用的是小容量CDROM (可用容量为200 MB)来代替高价格的FLASH卡。同时，考虑到为患者服务的宗旨，采用MicrosoftWord来生成病历档案，这样患者不需要再购买其他设备就可以打开我们的电子病历。如果采用FLA SH卡之类做病历，不但会增加医生的工作量．如在输入计算机的同时还要手工书写一份病历．而且在患者想知道病历内容时，不得不增加读卡设备或增加病历成本。
     本系统的核心就是光盘条码系统(CC卡)，“医院诊疗电子病历一卡通系统”已申请专利，由光盘和条码一体结合(光盘后面即条码)，激光或红光读取条码，条码为系统中患者身份码，光盘记录病历，它具有低成本、高可用性的特点。
     (1)“一卡通”卡结构：① 外形为长方形，长度为7—9 cm，宽度5-6．8 cm，厚度不低于1 mm，主材质为PVC。② 正面为可多次写入数据的多媒体光盘激光读写区(记录病历区)。如果采用IC卡、IP卡、PVC条码等，则不具备电子病历功能，但同样具有一卡通及收费功能。③背面根据要求设计精美图案及患者身份码识别区。
    (2)一卡通为患者多次使用卡．外包装使用纸质或塑质包装。
     (3)医院可在一卡通卡或包装上制作招揽广告，增加医院的收入，降低经营成本。
    (4)条码扫描枪。
    卡片安全：由于每张卡有独一无二的序列号．芯片有16个存储扇区，每个扇区读写需要独立双向3次论证，且传递数据有严格的加密算法和密码保护。通过制定一套完整的密钥管理体系来保证消费过程的安全性和终端机具使用的安全性。“一卡通”系统交易过程中使用的密钥有：主密钥、工作密钥、扇区密钥、卡片扇区密钥、个人密码密钥以及卡片个人密码密钥，由这6个密钥组成“一卡通”系统的密钥体系。收费终端采用双CPU工作、UPS供电以及无源存储保护数据技术。正常情况下，终端数据信息均具有代码标识，实时经专用网络上传到“结算中心”进行结算；异常发生时，启动收费终端的数据分析功能，迅速查出数据出错源，通过底层数据还原校验予以纠正。
     电子病历一卡通在患者就诊医院的挂号处或住院处就医时开始建立。首先．记录准确的患者身份证明资料，通过条码读取患者身份码，并通过光记录实现把患者的治疗信息转存人卡中。其次，医生记录患者的人院调查、各种检查化验和由此做出的病情诊断与治疗计划、医嘱及治疗过程中产生的各种病历数据；护士记录医嘱执行情况和护理信息等。利用一卡通接口程序，实现在医院任何能输入病历号的地方均能通过一卡通来提取卡中的患者信息。本系统是基于客户机／服务体系结构，可以很方便地与其他HIS结合，从而达到通过很少的改动就可以同其他HIS并存的目的。在以上功能的基础上，HIS中的患者诊疗数据可以在医院原HIS的统计系统中一起统计，完成全院的统一管理。本系统的设计是采用模块设计的技术。全院的整个软件系统科学地分成几大模块，它们之间可以独立存在，也可以组合使用。系统在全院推广以后，除了在口腔医疗保健中心使用CC卡之外，其他各科室均可使用一卡通管理系统。

3．2 网络安全
     我们采用了C／S结构， 同时在整个网络内安装杀毒软件，以便与外网隔离。内部通过MAC端口地址与IP地址绑定、封锁交换机空余的端口、配置用户口令以及使用不同级别的命令等措施来保障安全。
3．3 数据安全
3．3．1 数据传递的安全
    对于一些重要的文件以及其他一些重要数据．我们采用分级授权的方式对文件和数据进行加密，只有经授权的用户才能够进入系统打开相应的授权文件和数据。对于一些需要领导签字的文件．我们采用数字签名和手写印鉴相结合的方式．当领导通过手写板输入手写印鉴保存时，我们对数字签名用完整性加密文件进行加密，在只用经过授权的终端才能看到领导的手写印鉴．而且具备完整性的加密，防止被篡改。
3．3．2 越权安全
      我们采用多级管理机制．如对公告类的文件，可以以公共位置来发布：对于发给不同部门数据和文件，我们采用单独授权口令和授权证书的方式处理。在设计病历档案时，我们为防患者的非法修改，采用不可逆多位加密，使得在对患者公开的同时又保护了病历的原始性。我们采用了MicrosoftWord的l6位加密，如果想私自修改病历档案．就必须破解Microsoft Word的修改密码。据密码学理论．一旦密码超过8位将增加破解难度，而现在我们采用的是16位，同时，据Microsoft介绍，Microsoft Word密码的加密是不可逆加密．如果想破解Microsoft Word密码，只能采用穷举法破解，由此可知，私自修改病历档案极其困难。
3．3．3 数据安全
      我们采用了MS SQL Server 2000作为我们整个系统的数据库核心．所有的数据库相关安全采用MS SQL Server 2000的安全机制。根据Windows 2000 Server与Microsoft SQLServer的多种安全机制，提出安全设计方案：
(1)进入系统时的验证。
(2)数据的存取控制，即授权操作，设立输入、修改和使用电子病历的分级权限体系．对特别重要的病历数据实行记
录级的访问控制。方法是：前后台相结合统一控制授权操作，即不仅在客户端有应用程序功能控制．而且在服务器端有数据库存取控制。用户有哪些功能、哪些访问权限由系统定制。
(3)审计跟踪。按时间顺序记录用户和系统行为，对访问操作进行定期分析和检查，以确保用户操作的正确性。
(4)实施病历信息的备份和转储机制，在系统遭受破坏或误操作后，能够尽可能完整有效地恢复到原来的状态，把
损失降低到最小。
3．3．4 数据库安全设计
    数据库安全主要通过角色控制实现，不同角色，数据存取权限不同。
(1)采用混合认证模式登录SQL Server。这样既支持Windows用户，也支持网络用户。
(2)通过创建适当的角色，以及进行操作权限的分配与回收来控制数据库用户所拥有的权限。
(3)通过建立视图、存储过程和触发器来加强数据库的安全。
(4)使用日志文件和数据库触发器进行数据库审计。
(5)数据备份。可采用数据库服务器镜像备份(即双机热备份)、硬盘镜像备份或异机备份等。
下面是电子病历一卡通系统源程序的一段代码：4 电子病历一卡通系统的应用实例
     哈尔滨医科大学附属第四医院口腔科在应用系统前，医生的处方常常成为患者的“参考”．患者持处方直接在医药商店购药，无形中造成了医院经济损失，口腔科的处置费流失也很普遍，医院诊疗电子病历一卡通系统在医院使用后，彻底杜绝了这种现象，为医院增加了可观的效益。笔者所在医院采用基于客户／服务器(c／s)的多层体系(MIDAS)技术，服务器操作系统选择Windows 2000 Server．以运行数据库管理软件和COM+组件：前台客户机操作系统选择Windows 2000 professional，以运行医院诊疗电子病历一卡通系统客户端软件。数据库的前端开发工具选择Power—Builder，后台数据库平台选择Microsoft SQL Server 2000。各种管理逻辑用不同的COM+组件进行实现，并与HIS接口。采用结构化、模块化设计结构，选用具有容错功能的服务器及网络设备和双机热备份的硬件设备配置方案，每台设备考虑可离线应急操作。采用设备钥匙、密码控制，文件在存放和传输过程中采用加密文件，确保文件在中间环节的安全。医院的整个流程是从挂号开始，所有患者在就诊之前都必须先挂号．只有挂了对应的科室并在收款处对自己的CC卡身份码(账户)内预存一定存款，才能到对应科室或医生处就诊。挂号系统与我们的专利产品“CC卡条码系统”相结合，实现真正的医院一卡通。

     如患者到口腔科诊治，医生开具药方，患者到收费处输入CC卡信息， 收费系统计算机自动计算患者本次诊疗的全部费用．完成收费。划价结束药房取药后，须到收款处退出账户内预存款余额．同时，付费结束后系统自动把这次的诊疗过程生成电子病历写入到CC卡中。到此，患者就诊结束。结束后，患者可以到患者查询系统查询自己的就诊信息。
5 电子病历一卡通系统的创新点医院电子病历一卡通系统项目攻关过程中，有许多创新点．主要有：
    (1)自行设计和采用了具有自主知识产权的非接触式IC卡芯片和技术．针对不同的系统应用设计了卡片结构，成功地实现了一卡多用。
    (2)创新性地采用了多层次应用密钥安全体系，采用独特的加密算法，保证了一卡通安全第一。设计并采用三层架
构的系统网络体系，并开发成功国内第一个电子病历一卡通系统．满足了安全认证、信息共享及特殊应用的功能要求。
    (3)把基于案例的推理、模式识别、贝叶斯网络推理等技术应用于系统。提高效率并辅助医生诊断是本项目的主要创新．把人工智能技术应用于电子病历辅助医生诊断，具有一定难度．达到或接近国际先进水平，填补了国内空白。
   (4)以CPR为主线设计符合DICOM3．0标准并兼容特殊设备的接口，达到国内先进。
    (5)鉴于目前的流行应用软件，系统在生成电子文档时统一自动生成Word文档，同时为防止医疗纠纷事件的发生，
在生成电子文档时系统随机产生一个密码，对电子文档进行可读写加密，从而留给患者的是一个只读文档，当然对于医院也一样，除非通过本系统打开，否则只能是只读的文档，不能进行修改，从而达到文档的原始性。
6 结束语
      本文通过对我院电子病历一卡通系统的建设，规范了患者ID号，一卡多用，优化了就医流程，带给患者的不仅仅是方便、卫生、高效的服务，更是智能化、信息化在医院管理的成功应用。课题的研究对于医院发展创新具有实践指导作用．提高了医生行医的准确性和效率．提高了医院的管理水平和监督力度，促进了医院的可持续性发展。课题的研究成果可在全国医院改制操作推广使用。