医疗系统建设应该是一体化还是集成化？

　　在医疗信息化行业中，关于如何进行信息化建设工作，主要有两条建设路径---一体化和集成化。到底应该是选择一体化还集成化?长期以来争议不断。

　　在最近举行的CHIMA大会第三届HIT全国青年辩论赛上，这一议题再次被推至风口浪尖，引发了广泛的讨论与关注。

　　作为专业的医疗信息化、数据化以及智能化的公司，对于信息化应该一体化还是集成化建设的这个论题，我们也想分别从正方和反方的角度，分享一些见解。

　　医疗信息化建设的目标是实现医疗服务的高效、精准和智能化。正如医疗信息化领域的先驱Dr. John Halamka(曾任哈佛医学院的国际医疗创新教授;New England Healthcare Exchange Network Inc.的董事长;现任Mayo Clinic平台总裁)所言：“医疗信息化的核心在于数据的流动性和可用性。”

何为一体化？

　　一、一体化与集成化的区别

　　在讨论该一体化还是集成化建设之前，我们需要明确定义的是，什么是一体化，什么是集成化，以及一体化和集成化之间的区别。

　　首先，一体化建设我们要摈弃「一家厂商、一套系统」的认知。医疗业务复杂而又具有一定的专业壁垒，很难由一家厂商、一套系统就可以满足所有的需求;同时，一家厂商一套系统也会制约医院信息化发展、扼制创新，医院作为买单方更应该有主动权。此外，一个厂商、一套系统也不一定就是一体化，我国不少一体化厂商，内部实际上也是多套系统，多套数据，无非是预先做好了业务接口，像是烟囱间接了飞线。

　　那该怎么定义一体化呢?从架构层面看，我们认为，真正的一体化应该要从一套核心数据、一致标准、统一底层的设计出发，具体应用系统则应该百舸争流。正因为底层是统一的，所以数据自然可以互联互通。而集成化的思路，则是每个应用完全自治，自己维护自己的数据结构，通过接口或者集成引擎来进行业务的互联互通。从本质上看，一体化是通过共享数据进行通信，而集成化则是通过通信来共享数据，这是一体化和集成化的显著区别。

　　二、集成化建设：数据标准之殇

　　那如何定义一致的数据标准，又该如何实现呢?当我们谈到医疗数据标准的问题，不得不再聊聊HL7与互联互通标准。

　　HL7是国际间广泛接受的医疗信息交换规范。最早的HL7协议(HL7 V3)定义了一种基于文本符号的数据交换格式，满足HL7 V3协议的系统可以通过socket等方式，发送HL7 消息来交换数据，这是典型的通过接口来集成。随着医疗信息化的发展，为了更好的满足医疗数据的标准化和交互，HL7 CDA诞生了。HL7 CDA使用XML格式定义了多种类型的临床文档，并基于SOAP定义了一些标准的临床业务接口，实现了CDA的医疗系统理论上可以直接互联互通。我国的互联互通标准，也一定程度参考了HL7 CDA的标准并加入了一些自定义的扩展进行整体设计，到了这个阶段，为了快速能够对接标准接口和生成临床文档，集成引擎开始大规模投入使用。

　　到了2011年，HL7 FHIR(Fast Healthcare Interoperability Resources)被提出，FHIR是一个新兴的国际医疗信息交换标准，旨在简化医疗信息的交换过程，使其更加灵活和易于实施。作为全新设计的标准，FHIR摈弃了之前面向业务接口的设计模式，转而采用了面向资源的设计模式，这是一个比较大的转变。

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　　举个例子，之前的系统可能会设计挂号、开医嘱、收费之类的业务接口;而FHIR定义的是病人信息、医嘱、费用等数据信息格式，具体业务通过FHIR Restful API对这些资源进行增删改查操作。FHIR推荐的模式，是使用一个中心化的FHIR Server来提供医疗信息资源的管理，并通过Restful API等方式为上层应用提供接口使用，这比较类似我们的CDR，但CDR仍然是通过接口而非数据库进行的访问。FHIR标准其实就是一个一体化的架构设计，即所有的应用，通过FHIR Restful API共享访问并操作一套关键业务数据。

　　事实上，国际知名医院和医疗机构正在积极通过HL7 FHIR标准或在其系统中实施FHIR，如梅奥诊所(Mayo Clinic)、克利夫兰诊所(Cleveland Clinic)、英国NHS也正在推动FHIR标准的应用，以支持其数字健康战略，包括患者记录的访问和共享等。而国际主流的信息化厂商方案，也确实在往一体化底层数据架构的方向发展。

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　　三、互联互通标准化成熟度测评与HL7 FHIR的关系

　　2018年6月7日在首都医科大学附属北京友谊医院正式启动了《基于FHIR的互联互通标准研究》项目，在此之前，医院的集成平台和数据中心项目已基本完成符合互联互通四甲等级的改造建设，文章详细分析了FHIR技术方案与医院环境的匹配度以及该标准的成熟度，为后续医疗机构使用FHIR实现互联互通提供了参考依据。

　　我国医院信息互联互通标准化成熟度测评是通过互联互通分级制度，明确医院自身的发展目标和改进方向，逐步实现信息化建设的标准化和规范化。而FHIR标准更侧重于医疗信息交换的标准，它提供了一套框架和工具，以便于不同的医疗信息系统之间能够进行数据交换和集成。FHIR标准本身并不定义具体的等级，而是提供了一套丰富的资源和API，来支持医疗信息的互操作性。

一切与分布式系统有关

　　一、关于CAP定理

　　一体化建设为何会成为趋势?医疗系统的本质是什么?

　　医疗业务的流程与场景繁多，构成了一个典型的分布式系统，而分布式系统本身离不开UC Berkeley的布鲁尔教授在2000年提出的著名的CAP定理，CAP定理对分布式系统设计具有重要的指导意义，它帮助开发者理解在面对网络问题时需要做出的权衡，并根据具体的应用场景和业务需求选择合适的系统设计。

　　CAP分别代表一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition Tolerance)，该定理表示，在一个分布式系统中，CAP这三个特性不能同时得到保证，它是一个不可能三角。

　　其中，分区容错性是必选项，因为故障在客观上是一定会发生的，事实上我们在做分布式系统架构设计时，只有AP和CP两种选项。而医疗、金融等严肃领域更倾向于使用CP系统。因为它以牺牲极少量的可用性，来保障系统信息能做到绝对一致。CP类系统的底层采用一套数据架构来实现信息共享，而非AP类系统的分系统自治存储，AP类系统事实上在互联网系统设计中更为常见，这是我们强调的一体化，即底层数据架构一体化，它带来的好处是能够从根本上保障数据一致。

　　二、数据不一致问题可解决吗?

　　数据不一致会带来什么问题呢?举个例子，医生在医嘱系统下了一个CT预约，但是预约系统挂了，没收到这条信息，患者以为成功预约了，结果白跑一趟。再举个例子，如果遇到医嘱下达的高峰期，集成引擎高负载，性能受到严重挑战，系统卡慢、信息延迟甚至丢失，如果涉及到收费、处方等敏感的业务，导致的后果会更加严重。

　　除了数据不一致问题，集成化建设当前所面临还有各系统接口标准不一致、集成引擎负载过大、信息交换效率低等系统性挑战。系统集成的核心要务是数据交换和业务协调所遵从的标准成熟度，这个标准是否可用，持续高效的迭代显得尤为关键。矛盾的是，医疗信息集成有着项目高度复杂、场景不断创新、技术不断迭代的特征，而目前，行业缺乏标准的常态化组织进行有效管控，更多的是依靠行业协会和兼职成员按照项目的方式在运作，必然会导致标准跟不上业务需求，最后往往演变成各家自定义标准，进一步放大了集成化的问题。

　　当然，集成化建设可以选择多种方案改善数据不一致问题，比如：规范接口、数据标准、选择同步提交(2PC，2 Phase Commit)等方式。但必须要认清的事实是：高效的分布式事务本来就是业界难题，且无论如何提升，都无法达到信息的完全一致。究其根本还是因为集成化方案本身是一个类AP的系统，这是系统架构设计的取舍决定的，即：优先保障可用性，允许一定程度的数据不一致。

　　三、一体化能保障系统性能吗?

　　在一体化架构方案设计中，技术上可以支持应用层无状态高可用，数据库可以使用主从切换等容灾技术和良好部署的基础设施，能够实现数据丢失(RPO)为0，业务恢复时间(RTO)小于数十秒，在数据库方面，现在主流的关系型数据库(如PG)则完全可以支撑数十万事务每秒的处理。实现在不影响诊疗业务的同时保障数据一致。说到这里我们不难发现，其实相比系统可用性问题，信息不一致的问题更难以解决。

　　当我们在做医院大数据应用时，一体化架构的优势也是显而易见的。尤其在当下火热的数据应用场景中，不同业务系统中的相关和相似数据，经常对不上或者自相矛盾，需要进行深度的、大规模的数据治理。然而数据治理成本高、难度大，非常考验厂家综合实力，且最终数据质量相比一套底层数据的一体化架构相去甚远。

　　四、医疗系统究竟该如何取舍?

　　一体化架构好处如此之多，医院能立刻实现吗?

　　话还是要说回来，关于医院信息化应该一体化还是集成化建设的命题前如果加一个时间条件，如现在、当下，那么，纵使一体化有种种好处，对于目前国内的绝大部分医院来说，也不是立刻就能够实现的，毕竟现实情况相对于理想总有滞后性。

　　一方面是历史遗留问题多，医院的信息化建设非一朝一夕才走到今天，很多医院也是以“打补丁”的方式“缝缝补补又三年”，很难在不影响医院运营的同时快速推翻重建;另一方面是信息化的发展比如HL7 FHIR的协议也刚成熟不久，本身难度也比较高，厂商之间目前也很难达成共识，需要更强有力的监管机构在互联互通的标准中进行提升。

　　对于现阶段的医院来说，集成化还是更加实际的选择，当然，新建医院可以考虑从0-1开始一体化架构设计。

小 结

　　20世纪70年代上海市肿瘤医院与复旦大学联合研发的病案管理系统，正式开启了医疗信息化的篇章。1995年，军字一号工程带动了HIS进入全面发展时期，到了21世纪，医院已经从经济管理为中心的系统发展到以患者和临床为中心基于电子病历的信息平台。再到今天，信息系统已经向着促进医疗水平提升、降低医疗风险、减轻医务人员负担、改善患者就医体验以及精益管理方向跨越。

　　技术始终服务于业务，不管是趋于现实的集成化建设，还是更理想的一体化建设，我们都要拥抱变革、引领创新，医疗信息化行业才能得以向前不断发展。

　　何山：医疗循证管理智能决策技术校企联合实验室

　　(本文由森亿智能供稿)