創建于1941年的西安市第一醫院(西北大學附屬第一醫院)是一所集醫療、教學、科研、預防、康復、急救為一體的三級甲等綜合醫院。隨著西安市第一醫院高新院區的全面開診，日均門診量將逐步達到6千至1萬人次，全年門診量約120萬左右。醫院經過謹慎的評估調研，對國產化改造制定詳實的推進計劃，開展充分的國產化組件和業務測試，歷時一年，最終完成了電子病歷單病種管理系統的全鏈路改造，至今業務已穩定運行3個月。

圖1 國產化改造整體思路

謹慎評估，大膽突破，選定單病種管理系統作為首批國產化改造業務

　　醫院在進行國產化前期改造時，業務與路線選擇十分關鍵。西安市第一醫院對整體業務資產和國產化業務改造工作進行了詳細調研和評估，總共調研了24個業務系統：

表1 資產調研表

(調研表說明：紅色模塊為暫時技術端不可行業務系統;黃色模塊為考慮到業務系統較為復雜，與臨床診療有較大關聯，因此暫不選擇)

　　醫院經過與軟件廠商的溝通，獲取了國產化環境下對應醫療軟件的測試報告與改造情況，然后再次進行謹慎評估，主要調研評估的維度如下：

　　1.業務影響：根據業務影響程度，對業務進行分類，主要包括行政辦公、平臺類、臨床非核心與臨床核心。

　　2.基礎信息：業務開發語言、數據庫種類、操作系統型號、中間件型號、業務并發壓力、軟件廠商名稱、業務壓力并發。

　　3.技術可行性：是否已有國產化改造案例、國產化適配架構、是否滿足安全可靠測評結果。

圖3 調研要求

　　考慮到OA等管理類軟件已在各行業國產化改造中日趨成熟，改造難度較低。而臨床核心類業務與診療密切相關，并且在國產化測試過程中不可避免與核心業務產生交互，因此風險較大。醫院決定優先選擇較為獨立的非核心臨床診療業務系統。根據業務影響程度與技術可行性等方面的考量，醫院最終選定單病種管理系統為首批國產化改造業務，病歷歸檔、CDSS、BI系統作為備選。

選擇合適的合作伙伴，行穩致遠

　　鑒于醫療行業信息技術創新目前很多方面都還處于“摸石頭過河”的階段，因此西安市第一醫院在合作廠商的選擇上也有一套清晰的評估標準：

　　1.軟件系統必須是真適配：醫院清楚地看到，當前行業內部分軟件系統僅僅是在C86環境下運行，或者在intel環境下運行國產數據庫與操作系統，甚至可能只是簡單完成了功能兼容性驗證，并未完成性能與穩定性驗證。所以醫院明確要求軟件系統必須是真適配。

　　2.有資源能力共同投入者：初期改造必定帶來大量人力與設備的投入，所以醫院更愿意選擇在醫療信息技術創新探索中能夠投入公司研發資源的廠商。

　　3.已經通過行業國產化實踐驗證：相關國產化組件已在醫療行業得到廣泛實踐，自身具有一定的研發與技術能力。

制定詳實計劃，開展充分測試

　　在經過前期詳細調研，明確改造業務，西安市第一醫院與合作伙伴共同制定了詳細的國產化改造計劃，并開展了大量國產化組件和業務測試，確保后續業務遷移穩定運行。

　　第一，明確改造任務

　　1.計算機終端改造：基于國產化芯片與操作系統，確保國產化業務能夠在終端穩定運行。

　　2.系統改造：

　　(1)搭建國產化測試業務區：基于虛擬化技術搭建信創云，在云上進行國產化業務測試與驗證。

　　(2)對不同路線架構進行最佳實踐評估：采用不同數據庫、操作系統與中間件，分別開展性能與穩定性測試，綜合對比不同架構優劣。

　　(3)開展非國產化向國產化環境的數據遷移、雙軌運行切換等：從原有架構向國產化架構的正式切換、遷移，確保國產化環境具備真替真用的能力。

　　第二，國產化業務域搭建

　　西安市第一醫院通過在原有機房單獨構建國產化業務域，在測試階段國產化業務域與臨床業務區不互通，網絡完全隔離。所有測試數據均通過離線方式傳輸到國產化平臺，確保不產生業務互聯。后續雙軌運行階段，則采用國產防火墻進行網絡隔離，確保業務域的邏輯隔離與安全。

圖4 國產化業務域搭建架構

圖5 國產化業務域選型

　　第三，國產化組件測試與業務測試：所有測試結果皆滿足國產化環境下的正常使用要求

　　本階段測試所有業務數據均采用離線復制的方式，拷貝到單獨的國產化測試區。網絡側則不介入到數據中心內部網絡，物理層面網絡完全隔離。

圖6 國產化改造拓撲圖

　　(1)底層虛擬化與服務器性能測試

　　測試結果：與原有Intel+VMware性能相比，虛擬機性能呈現誤差在20%內，符合原有測試預期。

　　(2)數據庫性能測試

　　測試結果：在模擬 500warehouse的情況下，針對單機環境，進行了100、300、500并發測試，每項測試時長為10分鐘。

　　(3)業務應用測試

　　測試結果：通過對電子病歷單病種系統5個大模塊、36個功能點的功能測試，單病種產品主要模塊可在國產化環境下正常使用。

　　(4)業務應用性能壓測

　　測試結果：針對單個接口的壓測，并發量分別為100-5000，每個接口壓測時間為5-10分鐘;以上三個接口壓力測試各項性能指標符合通過標準(醫院實際業務系統并發量最高在1200左右)。

　　針對穩定性壓測，使用QueryJson接口、Execute接口混合場景，并發量為 1500，持續壓測48個小時，各項性能指標符合通過標準。

進入“業務雙軌期”，改造方案再升級

　　在西安市第一醫院國產化組件與業務單獨測試1個月后，相關性能指標達到實際業務承載要求。醫院開始考慮逐步升級并切換方案，使整體單病種管理系統國產化改造在穩步中推進。后續的改造方案按如下流程進行開展：

　　1.生產環境打通：國產化業務區與臨床業務區的網絡打通，中間部署國產虛擬化防火墻與國產主機安全確保業務安全。

圖7 部署邏輯圖

　　由于方案會涉及國產化環境與常規環境的融合部署，因此本次建設將額外部署國產化安全組件(融入在云平臺內，減少硬件的投入成本)以確保國產化環境本身安全風險不對生產環境產生額外影響。

　　數據庫雙軌測試(核心)：將國產化數據庫與原有業務的Oracle數據庫進行雙向同步，前端業務采取讀寫分離/負載分攤/業務拆封中某一策略進行業務的雙軌運行。

　　由于醫院的單病種上報系統是電子病歷的某一模塊，因此單病種上報系統的數據庫與電子病歷生產庫為同一數據庫。本次數據庫雙向同步需要對醫院電子病歷生產庫進行全量同步，一旦出現問題對醫院生產業務均會造成影響。所以西安市第一醫院對數據庫雙向同步方案進行了詳細對比：

　　最后，考慮到醫院業務運行、可靠性、技術可行性等因素，最終醫院選擇模塊拆分方案，將單病種系統單獨拆分出來進行業務重定向。

圖8 數據庫/業務雙向同步網絡拓撲

　　數據庫雙向同步期間對Oracle數據庫的實際性能消耗：電子病歷原生產庫是采取主備模式部署，因此首次全量同步通過對備庫抽取完成。后續增量同步與雙向同步運行過程中對主庫進行同步(僅對備庫同步無法完成業務寫入與讀取操作，而電子病歷系統是需要和單病種做數據同步和單病種申報操作的，故不采用)。

圖9 數據庫首次增量同步示意圖

　　在電子病歷數據庫安裝數據庫代理的性能損耗：

　　● 內存：內存可以限制使用在4G范圍內，備庫內存為64G，當前使用率小于30%;

　　● CPU：整個cpu使用率在2%左右;

　　● 磁盤：若增量數據為1個G，磁盤保留7天kufl文件的話，最多占用15個G的空間;

　　● 帶寬：帶寬忽略不計;

　　● I/O：若一天數據庫增量1G，每小時250M，每分鐘3M;

　　● 原Orale數據庫量大約1TB，預計首次雙向遷移時間大約4小時。

　　經過備庫抽取與驗證，結果說明數據庫雙向同步機制對業務數據庫壓力較小，并不影響電子病歷生產庫的實際運行。

表2 業務功能測試報告(部分)

　　測試結論：本次業務功能測試5大模塊，49個功能點均無出現異常情況

　　2. 雙軌運行：前端業務科室挑選部分科室(3-4個)進行終端改造與業務測試，試運行2周，判別雙軌運行的實際業務效果。本次測試基于質控科、臨床科進行單病種上報(全國產化環境)，運行超1月無任何問題。

圖10 終端改造與業務測試

表3 電子病歷單病種管理

　　醫院國產化業務上線后，Oracle和人大金倉數據庫雙向同步新增77G的數據量，歷史同步累計事務量136303426個，日均同步事務量1660698個。

圖11 2024年7月下旬截圖

　　西安市第一醫院基于本次“全鏈路信創環境下的單病種管理系統改造成果及經驗”項目，榮獲陜西省第七屆智慧醫療創新大賽一等獎。整體改造項目歷時一年，從前期業務選擇到組件評估、業務測試、業務切換等環節，進行了豐富的技術實踐與業務積累。后續醫院持續總結本次項目經驗，反哺到其他醫院與企業，為助力衛生健康行業提升整體信息技術創新水平貢獻自己的力量。

　　作者簡介

　　鄒芳，西安市第一醫院正高級工程師，常年專注于醫院信息化管理及建設工作，擁有豐富的醫院信息化建設及管理經驗。