陳朝暉:醫院LIS系統國產化改造探索
2024年,可以說是浙江省人民醫院(以下簡稱“我院”)核心業務系統信創元年,在這一年,我們完成了臨床檢驗信息平臺LIS國產數據庫替代,率先采用雙活+多鏈路高可用模式保駕護航,并于2024年初先后在我院越城院區、望江山院區、朝暉院區成功上線應用,隨后2024年12月在富陽區第一人民醫院(富陽院區)實現服務器上云,硬件、操作系統、數據庫、桌面全信創應用落地。這標志著我院在核心業務系統信創改造歷程中邁出了重要一步,也為逐步完成我院醫療信息系統信創改造工作奠定堅實基礎。
LIS信創的醞釀與選擇
在政策推動和技術支持下,國內多家醫療機構紛紛開展醫療信創相關建設,我院也開始思考如何根據業務場景逐步對相應系統進行國產化替代。我院作為省級委屬大型綜合性三甲醫院,醫療業務廣泛而復雜,在一院多區布局下采用一體化管理模式,各院區間通過信息化平臺實現全面功能對接和數據共享。如何從已實施的上百個醫療信息系統中選擇合適的系統進行試點,設計符合我院實際情況的替代路徑,逐步實現“應替盡替,真替真用”,成為橫亙在信息中心面前的一道難題。
經綜合研判,最終我們將LIS納入首輪建設,主要基于以下考慮:
一是系統體量適中。LIS作為核心應用系統之一,一直是我院信息化的重要節點,系統數據量僅次于HIS,業務覆蓋廣,自動化程度高,但是應用范圍與HIS相比,顯得相對集中,影響范圍相對可控。且系統與其他軟件平臺(應該描述為其他院內醫療業務系統、互聯網業務系統、第三方實驗室系統等,國家級數據上報接口、省級數據上報接口等)和儀器設備均有對接,以其為替代試點,具有重要的參考作用。
二是技術上能滿足。我院LIS系統在2023年完成了系統架構的升級,采用了云原生技術,實現了業務強聚集、模塊低耦合,在信創替代技術上具有優勢。
三是業務科室支持。一直以來,檢驗中心是我院醫療信息化的最前沿地帶,科室領導重視并擁有一支強大的信息管理和應用人員隊伍強力支撐著信息化建設。檢驗信息化水平一直處于國內領先水平。
四是機遇難得。適逢越城院區即將在2024年初正式開業,在新院區上線信創版LIS系統是最佳的時機,至此,我院LIS信創改造可謂具備“天時、地利、人和”之勢。
適配方案的謀劃與實踐
1.方案制定
在明確了方向后,信息中心、檢驗中心聯同LIS系統承建商(上海杏和)、國產數據庫團隊(中電科金倉)編制符合我院實際的替代技術方案。
(1)技術目標設定
我們選取了“容災恢復能力達到6級標準”和“業務連續性達到99.99%”兩個評價指標,同時要求遷移過程做到不停機,終端用戶無感知,系統適配后達到雙活,同時按照ISO15189:2022要求構建輕量級衛星服務器應急系統。
(2)整體架構設計
適逢越城院區建設,我院提出了異地雙中心實時災備要求,根據院區分布以及硬件網絡資源情況,制定整體架構如下圖示:

■ 異構數據庫系統間雙向實時數據同步;
■ 研發公共仲裁功能確保多系統間關鍵業務數據不沖突,當因為網絡故障導致仲裁節點不可訪問時系統也可以獨立工作且網絡恢復后仍可保持數據一致性;
■ 傳統數據庫備份系統為國產化改造過程保駕護航;
■ 二保一、多保一業務保障更安全;
■ 基于備庫的應急系統運行更穩定、緊急業務保障更全面,故障恢復后數據歸集更便捷;
■ 采用多活機制:通過同步服務解析源端日志向目標端同步;通過同步服務解析目標庫日志向源端同步;通過防回環機制及應用系統的邏輯控制最大限度的避免腦裂問題;數據同步一旦出現問題(延遲、業務沖突等),系統自動記錄SCN(系統變更號)的同時及時告知運維人員(郵件、短信、APP等),待問題處理后可以進行同步恢復。
(3)系統改造關鍵點
一是在數據庫層面,需要有異構數據庫基于日志進行數據同步的產品支持,對于同步過程中出現任何錯誤或意外數據,同步應該立刻停止,保障數據嚴格一致性,并且需要在第一時間進行報警。
二是在應用系統(LIS)層面,需要制定相應方案解決在網絡發生中斷或數據庫高延遲狀態情況下業務的工作模式。對此,LIS系統改造項包括配置管理鏈路功能、檢驗業務中臺支持按照模塊和工作單元登錄到不同系統、多實例間關鍵業務號碼(樣本號、條碼號等)唯一性、按照模塊/單元設置不同模塊和單元工作同時工作在一個系統中等內容,同時按照ISO15189:2022要求在門診和急診檢驗室部署輕量級衛星服務器應急系統,當網絡出現故障且短時間內無法恢復時啟用此系統,以無間斷方式開展業務,衛星服務器日常過程中通過數據庫的主備架構模式實時同步數據。
2.方案實踐
(1)實踐歷程
● 2023年10月:LIS系統完成國產化適配;
● 2023年11-12月:完成原數據庫程序升級;
● 2023年12月:在望江山院區完成國產數據庫實際環境試運行;
● 2024年1-4月:完成越城院區國產數據庫實際環境測試應用;
● 2024年3-4月:同步完成雙活+應急方案系統改造,并完成程序更新;
● 2024年5月:多院區正式上線使用。
(2)系統切換原則
● 從實驗室管理類非臨床業務開始切換,逐步過渡到臨床主體業務;
● 對于樣本量每天小于2000的院區進行整體性系統切換;
● 對于樣本量大于2000的院區進行逐步切換。切換過程按照專業組與工作單元進行;
● 將不同業務模塊逐步切換到國產數據庫,并持續監測國產數據庫性能。
(3)切換步驟
● 第一階段:LIS系統改造與更新;
● 第二階段:望江山院區切換至國產庫;
● 第三階段:越城院區、朝暉院區切換至國產庫,實現全部業務轉移到國產庫;
● 第四階段:臨床報告瀏覽業務切回ORACLE,保持ORACLE活度。
(4)故障應急演練
● “Oracle”主庫故障切換到國產庫演練;
● “國產庫”集群故障自動轉移演練;
● “國產庫”單邊故障演練;
● “Oracle”單邊故障演練;
● 院區網絡中斷“國產庫”與“Oracle”各自獨立運行演練;
● 模擬國產庫數據同步中斷與高延時演練;
● 門診采血中心衛星應急系統啟用演練;
● 關閉部分服務器模擬硬件故障演練。
應用成效的驗證和評價
(1)改造后新增的軟硬件配置
改造后,數據庫層共包含2個中心,除卻原有的Oracle數據庫對應軟硬件資源,本方案增加了一個數據中心(國產數據庫中科金倉)的軟硬件資源,以及數據中心間同步所需要的軟硬件資源。
系統軟硬件環境配置如下:
(2)改造后數據庫方案價值點分析
實現了應用透明自切換集群+雙活/三活+異機備份+多中心容災模式,強調高可用性,全方位保證業務穩定持續。
(3)性能評價
我們根據檢驗業務特性,選取了重點操作進行性能評價。
測試環境如下:
第一,在線數據:業務庫1年,報告庫23年。
第二,業務量:日樣本量20668個,日測試數278295項,智能審核規則總數3772條。
測試結果如下圖示:
經測試驗證,國產庫和Oracle性能差異非常小,部分場景在國產庫上優化后的性能更好,性能可以滿足程序要求。
(4)故障應急效果評價
成功經驗的復制與推廣
經過實踐驗證,LIS系統在國產庫環境下的運行表現出良好的適應性、兼容性和安全性。
LIS國產化成功改造極大地提振了我院核心系統國產化改造的信心與決心,同時,通過該實踐探索過程我們進行了全方位的總結,形成可復制的示范模板。在我院又一新院區——富陽院區即將開業之際,我們將LIS作為首個上云、全信創試點系統在富陽區第一人民醫院搬遷前完成系統部署、試用和上線。經過將近兩個月的緊張準備工作,2024年12月9日,臨檢血液、臨檢體液開始試運行,10日微生物實驗室上線,18日完成了ICU、臨床藥學實驗室等外圍實驗室切換,至此全部實驗室成功完成系統切換,為未來數字化醫院新院區的順利開業奠定了堅實的基礎。
未來展望
醫療信創是不可改變的趨勢,與其“等靠要”,不如主動求變。
國產化替代一事,猶如小馬過河,唯有走過了,你才知道河深淺。信創改造工作并沒有想象中那么容易,但也沒有那么的困難。
荀子道:道雖邇,不行不至;事雖小,不為不成。相信,每一年,每一天,我們都在進步!
僅以此文,與各位同仁共勉。
作者簡介
高級工程師。1989年畢業于浙江大學生產過程自動化專業。歷任溫州醫科大學附屬第二醫院信息技術中心主任、規劃發展處處長、保衛處處長。現任浙江省人民醫院信息中心副主任。任浙江省衛生信息學會大數據專業委員會副主任委員。從事醫療信息化工作30余年。