庄培锋:基于医疗全场景信创应用目标的国产操作系统适配改造实践
2022年10月,厦门大学附属成功医院正式启动信创改造,2023年12月,医院将全部业务系统正式切换到“全栈国产平台”,并实现“全场景应用”,成为首个完成“核心系统数据库国产化替代”的三甲医院。在CHIMA 2025大会上,医院信息科系统组组长庄培锋在技术层面详细介绍了该院信创改造的完整实践过程。
梳理医院软硬件情况及面临挑战
庄培锋介绍:"梳理医院软硬件基本情况是顺利进行信创改造的第一步。"
1.基础硬件:医院大部分的CPU采用AMD的,部分采用Intel的;终端以戴尔和联想为主,服务器为中科曙光。
2.基础软件:操作系统桌面端以Windows7为主,服务端Windows Server,以及少数的Centos;数据库有两个,业务(含HIS)数据库采用Oracle,办公自动系统采用SQL Server;云计算平台采用X86,平台软件部署中科睿光虚拟化平台,应用架构以C/S为主,少数B/S架构,开发语言主要是PB、部分Delphi、C#及Java。
3.应用软件:医院应用软件共有140多款,包括自研和采购的软件,以及部分下发软件,均由医院工程师负责管理。
4.外设:共计131款。主要包括多功能读卡器、票控盘、军人保障卡读卡器、条码枪、扫描仪及各类打印机等。
在梳理完成之后,医院发现短期内完成信创改造面临较大的挑战:
首先,应用软件如何在国产操作系统上兼容运行?医院业务系统大多为C/S架构,客户端基于Wndows系统自主开发,少数Linux 开发;同时需通过数据库客户端ODBC连接后端业务系统数据库;还有部分B/S架构业务系统基于IE8内核开发,以及以上业务系统目前均无Linux的版本或适配基于国产操作系统的浏览器。
其次,是否支持现有外设?医院大量的外联设备型号老旧,无Linux原生驱动,即使找到了原厂提供服务,也无法进行兼容和适配工作。
第三,是否支持与医疗设备联机?医院大量的医疗设备如监护仪、血气分析仪、心电图机等,通过串口连接终端设备传输数据,适配难度大。
第四,如何实现统一安全运维管理?如果全院约1500台终端设备替换为国产操作系统,将面临运维管控难度以及如何提高操作系统的安全性,如何为内网用户的应用软件实现集中化管理等问题。
技术路线与方案设计
基于以上痛点,医院通过市场调查发现,目前国产终端替换的主流技术路线主要有三种:一是虚拟化迁移,即在国产操作系统和Windows双轨并行,非纯信创环境,需要额外投资于虚拟化集群,对服务器运算和存储性能要求较高;二是原生重构迁移,该方案改造周期长、成本高,短期内很难全部完成信创改造;三是基于Wine的迁移,原生适配支持Windows应用,基于开源Wine的技术实现国产OS直接运行Windows 软件,代码完全掌握,安全性可控,需要定制开发,能够保留用户使用习惯。
经过详细对比,结合医院特点,最终采用了基于开源Wine的技术路线。此路线通过对Windows应用所依赖的环境组件和DLL等进行模拟支持,使得 Windows 应用在国产操作系统平台能够像原生应用一样部署和运行,使用效果可以与 Windows平台上达到一致,且功能界面、使用习惯都没有改变。
同时,医院操作系统采用中科方德提供的基于Wine应用兼容器API转换技术的火锅平台,此平台兼容性强,能大幅降低应用软件的适配难度和改造成本,同时也符合医院现有使用习惯。
适配实践过程
在技术路线选择完成后,医院开始适配与验证,共分5个阶段。
1.针对国产操作系统运行的Oracle数据库客户端应用,进行适配以及评估工作量。
2.从140余款应用软件中选取C/S及B/S相应软件进行适配评估,开展全面业务系统及外设的适配验证工作。包括:(1)选取基于C/S的住院医生站及护士站两款典型临床应用开展与数据库客户端的联调适配;(2)基于B/S架构的业务系统适配,选取办公系统及耗材管理系统开展适配,完成系统功能测试;(3)开展业务系统外设等硬件适配评估工作;(4)开展全面业务系统的适配验证工作,部署与国产操作系统配套的软件源及应用仓库,将已完成验证后的业务软件、外设驱动进行封装打包到软件库中以方便下载使用。
3.展开临床业务场景系统适配迁移测试,首先从临床科室开始替代,在胸外科护士站及普外科医生站各部署一台国产终端进行试运行。
4.展开全场景应用系统的迁移,推进医院所有科室(部门)覆盖国产终端并应用国产操作系统。在每一个科室部署一到两台的终端,覆盖整个全院国产操作系统。
5.对使用后存在的问题进行整改验证,改造修复。
在整个过程中,负责的应用软件工程师围绕140多款应用软件进行功能性及稳定性等测试。
经过以上实践,医院已实现Linux应用和Windows应用在国产操作系统及国产终端环境中运行,真正实现系统融合与应用融合,并已完成在用的全部140多款应用软件的适配与验证。同时通过原生驱动适配技术和Windows驱动原生适配技术,完成打印机、读卡器、POS机、扫描仪、条码枪等131款外设适配及与医疗设备接口数据传输。医院还对核心业务系统的性能进行了测试,结果显示,国产终端的运行性能与X86终端基本持平,能够满足日常业务需求。
软件适配完成并验证之后,将上传至软件中心,根据应用场景下载所需的软件,外设驱动则自动安装。
常见问题及处置
在适配过程中,对于一些常见问题,医院也给出了相应处置方案。
1.性能优化问题:国产终端在临床科室试运行期间,部分应用出现流畅度问题。通过分析定位,发现是Tracker占用资源过大,最终通过厂商提供的方案包解决了问题。
2.输入法问题:医护工作站出现中文输入异常的情况。通过修复fcitx输入法框架的bug,成功解决了问题。
3.打印精度问题:部分标本条码无法扫码识别。通过“打印通”技术方案,将Windows驱动封装至Wine容器中,解决了打印精度问题。
4.生僻字问题:国产环境无法输入生僻字。提供手写输入、拆字输入、五笔输入等多种解决方案。
“通过以上问题的解决,我们积累了丰富的适配经验,为后续的信创工作奠定了坚实基础”,庄培锋总结道:信创改造是一项大工程,需要从评估、实施、整改等一整套的流程,在这项工作推进过程中,以下四点很重要:
第一、选择大于努力。选择基于Wine的迁移技术路线可以实现无需修改源代码即可运行原生Windows应用程序,迁移周期短。
第二、由点到面推进。初期小范围试点因环境单一未能充分暴露问题,随后全科室部署触发真实场景下的兼容性冲突,通过针对性修复验证后完成全场景推广应用。
第三、体验无差异。国产操作系统在日常使用中,原Windows操作系统及相关业务软件的操作习惯基本得以保留,仅文件管理方式存在差异。
第四、低成本、高效率。能以最快的速度、最低的成本实现医院全场景国产操作系统的应用。
“我院信创改造从2022年开始,到2023年完成,是医院、厂商通力合作的结果。未来医院还将持续不断地创新与发展,为信息化建设提供更多实践经验” 。庄培锋总结道。