help the next generation: a new client-server architecture

8/14/2019 HELP The Next Generation: A new Client-Server Architecture

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HELP The N e x t G e n e r a t i o n :A new C l i e n t - S e r v e r A r c h i t e c t u r eS t a n l e y M. H u f f , M . D . 1 , 2 , P e t e r J . H a u g , M . D . 1 , 2 , L a n e E . S t e v e n s , M . S . 2 ,R o b e r t C . D u p o n t 3 , T . A l l a n P r y o r , P H . D . 1 , 2

I D e p a r t m e n t o f M e d i c a l I n f o r m a t i c s , U n i v e r s i t y o f U t a hS a l t L a k e C i t y , UT 8 4 1 1 32 l n f o r m a t i o n S y s t e m s , I n t e r m o u n t a i n H e a l t h C a r e I n c .S a l t L a k e C i t y , UT 8 4 1 1 1 - 1 4 8 63 H e a l t h I n f o r m a t i o n S y s t em s , 3M H e a l t h C a r eM u r r a y , UT 8 4 1 5 7 - 0 9 0 0

A n e w c l i e n t - s e r v e r b a s e d s y s t e m w h i c h i s c e n t e r e d a r o u n da l i f e t i m e d a t a r e p o s i t o r y ( L D R ) i s u n d e r c o n s t r u c t i o n .T h e g o a l o f t h e n e w s y s t e m i s t o m a i n t a i n t h e p a t i e n tc e n t e r e d d e c i s i o n s u p p o r t a s p e c t s o f t h e e x i s t i n g H I E L P *s y s t e m w h i l e p r o v i d i n g a n o p e n a r c h i t e c t u r e t h a t s u p p o r t sf a s t e r a p p l i c a t i o n d e v e l o p m e n t a n d a l l o w s e x e c u t i o n o fa p p l i c a t i o n s t o b e d i s t r i b u t e d a c r o s s m a n y c o m p u t e r s .T h e s e g o a l s a r e a c h i e v e d b y i m p l e m e n t i n g t h e s y s t e mw i t h s o f t w a r e c o m p o n e n t s t h a t a r e c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l eo r b y a d h e r i n g t o n a t i o n a l a n d i n t e r n a t i o n a l s t a n d a r d s f o rs o f t w a r e i n t e g r a t i o n . K e y s t o s u c c e s s f u l i n t e g r a t i o ni n c l u d e t h e u s e o f M S - D O S @ , O S 1 2 # , a n d U N I X a so p e r a t i n g s y s t e m s , M i c r o s o f t OLE 2 . 0 a s a s t a n d a r di n t e r f a c e t o t h e c l i n i c a l d a t a b a s e , t h e u s e o f TUXEDO a s at r a n s a c t i o n l c o m m u n i c a t i o n m a n a g e r , a n d t h e u s e o fO R A C L E F RDBMS a s t h e u n d e r l y i n g d a t a b a s em a n a g e m e n t s y s t e m .

INTRODUCTIONT h e HELP s y s t e m h a s b e e n a n i m p o r t a n t p a r t o fp a t i e n t c a r e w i t h i n I n t e r m o u n t a i n H e a l t h C a r e ( I H C ) f o rt h e p a s t 2 0 y e a r s [ 1 ] . T h e s y s t e m w a s d e s i g n e d w i t h t h eg o a l o f i m p r o v i n g p a t i e n t c a r e a n d r e d u c i n g p a t i e n t c o s t sb y u s i n g t h e c o m p u t e r a s a p a t i e n t - c e n t e r e d d e c i s i o ns u p p o r t s y s t e m i n t e g r a t e d w i t h t h e c l i n i c a l c a r e o f t h ep a t i e n t . T h e s y s t e m w a s s p e c i f i c a l l y d e s i g n e d t o b e u s e db y p h y s i c i a n s , n u r s e s , a n d o t h e r c l i n i c i a n s a t t h e b e d s i d ea n d a t t h e n u r s i n g s t a t i o n f o r d a t a e n t r y , d a t a a n a l y s i s , a n dd i s p l a y . T h e s y s t e m h a s b e e n v e r y s u c c e s s f u l i n m e e t i n gi t s g o a l s f o r i m p r o v i n g p a t i e n t c a r e , a s w e l l a s f a c i l i t a t i n gc l i n i c a l r e s e a r c h [ 2 , 3 ] .O v e r t h e y e a r s t h e HELP s y s t e m h a s e v o l v e dn e w p r o g r a m s , n e w d a t a s t r u c t u r e s , a n d n e w t e r m i n o l o g y* HELP i s a r e g i s t e r e d t r a d e m a r k o f 3M C o r p o r a t i o n .@ M S - D O S , M S W i n d o w s , W i n d o w s N T , O L E , W o r d ,E x c e l a n d V i s u a l B a s i c a r e t r a d e m a r k s o f M i c r o s o f tC o r p o r a t i o n .# O S / 2 a n d I B M a r e r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s o fI n t e r n a t i o n a l B u s i n e ss M a c h i n e s C o r p o r a t i o n . UNIX a n d TUXEDO a r e r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s . ORACLE i s a r e g i s t e r e d t r a d e m a r k o f O r a c l eC o r p o r a t i o n .

a s n e e d e d t o k e e p u p w i t h t h e c h a n g i n g f u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t s . H o w e v e r , a new s y s t e m i s now b e i n gc r e a t e d ( a s a c o o p e r a t i v e v e n t u r e b e t w e e n I H C a n d 3MH e a l t h I n f o r m a t i o n S y s t e m s ) t o m e e t t h e d e m a n d s o f ac h a n g i n g s o c i a l / p o l i t i c a l c l i m a t e i n t h e h e a l t h c a r ee n v i r o n m e n t a n d t o t a k e a d v a n t a g e o f t e c h n o l o g i c a la d v a n c e s i n b o t h h a r d w a r e a n d s o f t w a r e d e v e l o p m e n t . T h en e w s y s t e m i s n o t j u s t a r e c r e a t i o n o f t h e HELP s y s t e mu s i n g new t e c h n o l o g y , b u t i n c l u d e s a w h o l e n e wp h i l o s o p h y o f s y s t e m a r c h i t e c t u r e a n d a p p r o a c h . B e f o r ed e s c r i b i n g t h e n e w s y s t e m i t i s i m p o r t a n t t o f i r s t o u t l i n es o m e o f t h e s p e c i f i c g o a l s o f t h e n e w d e s i g n p h i l o s o p h y .* A m b u l a t o r y c a r e i s p l a y i n g a n e ve r i n c r e a s i n g r o l ei n m e d i c a l c a r e a n d t h e o u t p a t i e n t e n v i r o n m e n tp r o v i d e s m a n y o f t h e e v e n t s a n d f o l l o w - u p d a t a t h a ta l l o w t h e d e t e r m i n a t i o n o f t h e l o n g t e r m o u t c o m e so f m e d i c a l t h e r a p y .* T h e r e i s a n e e d t o i n t e g r a t e h e a l t h p l a n c o v e r a g e ,s c h e d u l i n g , b i l l i n g , a n d r e f e r r a l s e r v i c e s a c r o s s b o t hi n p a t i e n t a n d o u t p a t i e n t f a c i l i t i e s w i t h i n a ne n t e r p r i s e .* T h e i n c r e a s e d c o m p l e x i t y o f p r o t o c o l a n d a l e r t l o g i ct h a t t h e HELP s y s t e m p e r f o r m s c r e a t e s a n e e d f o rd i s t r i b u t e d p r o c e s s i n g .* S o m e c o m p u t e i n t e n s i v e a p p l i c a t i o n s l i k e v o i c er e c o g n i t i o n a n d n a t u r a l l a n g u a g e p r o c e s s i n g t e n d t oo v e r l o a d o u r c u r r e n t s y s t e m .* T h e d e v e l o p m e n t o f h i g h p e r f o r m a n c e / l o w - c o s tw o r k s t a t i o n s m a k e s d i s t r i b u t i o n o f p r o c e s s i n gf e a s i b l e .* A f a s t e r s o f t w a r e d e v e l o p m e n t c y c l e t h a t u s e ss t a n d a r d l a n g u a g e s a n d s o f t w a r e d e v e l o p m e n t t o o l si s a n e c e s s i t y i n o r d e r t o k e e p u p w i t h e v e ri n c r e a s i n g a p p l i c a t i o n n e e d s .* T h e n e e d t o i n c o r p o r a t e i n c r e a s i n g a m o u n t s o ft e x t u a l i n f o r m a t i o n i n t h e s y s t e m , a n d t h e a b i l i t yt o d o a d h o c q u e r i e s b a s e d o n w o r d c o - o c c u r r e n c ew i t h i n a d o c u m e n t .* T h e n e e d t o e n h a n c e t h e HELP v o c a b u l a r y ( c a l l e dPTXT f o r P o i n t e r t o T e X T ) , i n c l u d i n g t h e s u p p o r to f s y n o n y m s a n d h o m o n y m s , i n c r e a s e d d e p t h o f t h eh i e r a r c h y , s u p p o r t o f m u l t i p l e h i e r a r c h i c a l v i e w s ,a n d s u p p o r t o f a m o r e f o r m a l d e f i n i t i o n o f how

2 7 1


2/5

a t o m i c c o d e s a r e c o m b i n e d t o m a k e m e a n i n g f u lr e c o r d s i n t h e d a t a b a s e .Modem d a t a b a s e m a n a g e m e n t s y s t e m s p r o v i d el e v e l s o f d a t a i n t e g r i t y , s e c u r i t y , a n d i n t e r n a lc o n s i s t e n c y . I t i s d e s i r a b l e t o u se t h e s e t o o l s a sp r o v i d e d b y c o m m e r c i a l v e n d o r s r a t h e r t h a n c r e a t ea n d m a i n t a i n t h e s e p r o c e s s e s i n t e r n a l l y .I n t h e m i d s t o f d e s c r i b i n g t h e r e q u i r e m e n t s f o rt h e new s y s t e m t h e r e a r e a s e t o f f u n d a m e n t a l d e s i g nc o n s i d e r a t i o n s t h a t w ere t h e f o u n d a t i o n o f t h e HELPs y s t e m a n d t h a t c o n t i n u e t o b e v a l i d t o d a y . The n e ws y s t e m i n c o r p o r a t e s t h e s e t i m e t e s t e d a s s u m p t i o n s .S p e c i f i c a l l y , t h e new s y s t e m i s p a t i e n t c e n t e r e d a n do p t i m i z e d f o r u s e b y c l i n i c i a n s a s an i n t e g r a t e d p a r t o fd i r e c t p a t i e n t c a r e . T h i s i n c l u d e s d a t a e n t r y a t t h e p o i n t o f

c a r e . S e c o n d l y , we a r e c o n v i n c e d t h a t t h e b e s t a n d m o s tc o s t e f f e c t i v e p a t i e n t c a r e r e q u i r e s t h e i n t e g r a t i o n o f a l e r t s ,p r o t o c o l s , a n d o t h e r d e c i s i o n s u p p o r t a p p l i c a t i o n s i n t h es y s t e m . T h i r d l y , an e s s e n t i a l c o m p o n e n t o f t h e s y s t e m i sa w e l l d e f i n e d , c o m p r e h e n s i v e , c o d e d p a t i e n t d a t a b a s e .F i n a l l y , t h e s y s t e m must p r o v i d e f o r t h e a d m i n i s t r a t i v ea c t i v i t i e s o f p a t i e n t care ( s c h e d u l i n g , b i l l i n g , d a t a s e c u r i t y ,a d m i n i s t r a t i v e d e c i s i o n s u p p o r t , e t c . ) a l o n g w i t h t h ep a t i e n t c a r e a n d c l i n i c a l r e s e a r c h a s p e c t s o f t h e s y s t e m .

SYSTEM ARCHITECTURET h e new s y s t e m i s c u r r e n t l y u n d e r c o n s t r u c t i o na n d a p p l i e s an op e n s y s t e m a p p r o a c h [ 4 ] t o t h e s y s t e ma r c h i t e c t u r e . T h e e l e m e n t s o f t h e o v e r a l l s o f t w a r ea r c h i t e c t u r e a r e d i a g r a m m e d i n F i g u r e 1 , a n d i n d i v i d u a la s p e c t s o f t h e s y s t e m a r e d e s c r i b e d i n t h e f o l l o w i n gs e c t i o n s .C l i e n t E n v i r o n m e n tT h e c l i e n t p a r t o f t h e s y s t e m h a s b e e n l e f t a sop e n a s p o s s i b l e so t h a t many a p p l i c a t i o n d e v e l o p m e n ts t r a t e g i e s c an b e e m p l o y e d . C l i e n t s may e x i s t o n an IBMPC w i t h M i c r o s o f t W i n d o w s or O S / 2 , a M a c i n t o s h 9 ora UNIX w o r k s t a t i o n . T h r e e l a y e r s o f s o f L w a r e p a r t i c i p a t ei n t h e f u n c t i o n s p r o v i d e d b y a c l i e n t : t h e a p p l i c a t i o np r e s e n t a t i o n l a y e r , t h e b u s i n e s s l o g i c l a y e r , a n d t h ecommunication l a y e r .T h e p r e s e n t a t i o n l a y e r p r o v i d e s t h e a c t u a li n t e r f a c e t o t h e u s e r . I t p r e s e n t s a n d c o l l e c t s d a t a f r o m t h eu s e r . T h i s l a y e r c an b e a GUI ( G r a p h i c a l U s e r I n t e r f a c e ) ,f o r m s b a s e d , c h a r a c t e r o r i e n t e d , or p e n - b a s e d . T h eb u s i n e s s l o g i c l a y e r e n f o r c e s p r e s e n t a t i o n a n d c o l l e c t i o nr u l e s a n d s u p p o r t s a p p l i c a t i o n s p e c i f i c l o g i c a n dn a v i g a t i o n . V i s u a l B a s i c was c h o s e n as t h e l a n g u a g e o fc h o i c e f o r ou r f i r s t a p p l i c a t i o n s , b u t V i s u a l C+ + a n dP o w e r B u i l d e r are e q u a l l y s u p p o r t e d .T h e c o m m u n i c a t i o n l a y e r g i v e s t h e c l i e n t t h ea b i l i t y t o c o m m u n i c a t e w i t h t h e t r a n s p o r t c o mp o n e n t o ft h e s y s t e m t o r e q u e s t s e r v i c e s . We h a v e c h o s e n

q M a c i n t o s h i s a r e g i s t e r e d t r a d e m a r k o f A p p l eC o m p u t e r , I n c .

C l i e n tH a r d w a r e :IBM P C , M a c , U n i x WS

O p e r a t i n g S y s t e m :O S 2 , W i n d o w s , U n i x

P r e s e n t a t i o n L a y e rG U I , F o r m s , C h a r a c t e r , P e n - b a s e d

B u s i n e s s L o g i c L a y e rV i s u a l B a s i c , V i s u a l C + + , P o w e r B u i l d e rOLE 2 . 0C o m m u n i c a t i o n s L a y e r

ATMI A P IT u x e d o / W S

C o m m u n i c a t i o n T C P / I PP r o t o c o l s SNAL U 6 . 2

F i g u r e 1: A s u m m a r y o f t h e c l i e n t a n d server s o f t w a r el a y e r s .TUXEDO, a c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e U N I X - b a s e dt r a n s a c t i o n manager [ 5 ] t o p r o v i d e t h i s f u n c t i o n . Ac o m p o n e n t o f TUXEDO c a l l e d TUXEDO/WS r e s i d e s o nt h e c l i e n t w h i l e a m a t c h i n g c o u n t e r p a r t o f TUXEDOr e s i d e s i n t h e s e r v e r . T h e A p p l i c a t i o n P r o g r a m I n t e r f a c e( A P I ) t o TUXEDO i s ATMI ( A p p l i c a t i o n T r a n s a c t i o nM a n a g e r I n t e r f a c e ) w h i c h i s a s u p e r s e t o f t h e XATMIs t a n d a r d [ 6 ] . XATMI i s s u p p o r t e d b y t h e X/OPEN gr o upa s on e o f t h r e e s t a n d a r d A P I s f o r o p e n s y s t e m s .A f u r t h e r c o n s t r a i n t p l a c e d o n t h e c o m m u n i c a t i o nl a y e r i s a r e q u i r e m e n t t h a t c l i e n t s a c c e s s t h e c l i n i c a l

2 7 2

.S e r v e rH a r d w a r e :R I S C S e r v e r , M i n i , M a i n f r a m e

O p e r a t i n g S y s t e m :U n i x , G a u r d i a n , O t h e r sC o m m u n i c a t i o n s L a y e r

ATMI A P IT u x e d o

B u s i n e s s L o g i c L a y e rC , C + +

D a t a b a s e L a y e rANSI SQ LORACLE RDBMS


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d a t a b a s e u s i n g M i c r o s o f t O b j e c t L i n k i n g a n d E m b e d d i n g( O L E 2 . 0 ) s t a n d a r d [ 7 ] . OLE 2 . 0 i s an a p p l i c a t i o n i n t e r -o p e r a b i l i t y s t a n d a r d t h a t i s b e i n g i n t e g r a t e d i n t o a l lM i c r o s o f t p r o d u c t s , i n c l u d i n g o p e r a t i n g s y s t e m s ( M SW i n d o w s a n d W i n d o w s NT), a n d a p p l i c a t i o n s ( W o r d ,E x c e l , e t c . ) . T h e g o a l o f p r o v i d i n g a c c e s s t o t h e c l i n i c a ld a t a b a s e v i a OLE o b j e c t s i s two f o l d . F i r s t , t h e OLEo b j e c t s c an b e a c c e s s e d b y any OLE e n a b l e d a p p l i c a t i o ns u c h a s E x c e l or A c c e s s . S e c o n d l y , s i n c e t h e d a t a b a s e a n dd a t a t r a n s f e r m e c h a n i s m s a r e h i d d e n f r o m t h e a p p l i c a t i o nprogrammer, h e / s h e c an us e t h e p r o p e r t i e s a n d m e t h o d s o ft h e OLE o b j e c t s w i t h o u t w o r r y i n g a b o u t c h a n g e s t o t h es t r u c t u r e o f t h e u n d e r l y i n g d a t a b a s e f i l e s .T h e f i r s t c l i e n t s a r e a p p l i c a t i o n s t h a t managec l i n i c a l d a t a i n t h e o u t p a t i e n t s e t t i n g . T h e s e a p p l i c a t i o n sa r e t h e m o s t u r g e n t s i n c e t h e c u r r e n t HELP s y s t e m h a s ag o o d s e t o f programs f o r t h e h o s p i t a l o r i n p a t i e n t s e t t i n g .S e r v e r E n v i r o n m e n tS e r v e r s i n t h e new s y s t e m may e x i s t onm a i n f r a m e s , m i n i c o m p u t e r s , o r U N I X - b a s e d R I S Cm a c h i n e s . O u r i n i t i a l s e r v e r s a r e U N I X - b a s e d R I S Cm a c h i n e s . As i n t h e c l i e n t e n v i r o n m e n t , t h e serversc o n s i s t o f t h r e e s o f t w a r e l a y e r s : t h e c o m m u n i c a t i o n l a y e r ,t h e b u s i n e s s l o g i c l a y e r , a n d t h e d a t a b a s e l a y e r .T h e c o m m u n i c a t i o n l a y e r i n t h e s e r v e r i sp r o v i d e d b y TUXEDO a n d i s t h e c o m p l e m e n t a r y p a r t o ft h e s a m e p r o d u c t t h a t w a s d e s c r i b e d f o r t h e c l i e n te n v i r o n m e n t . T h e s e r v e r p a r t o f TUXEDO p r o v i d e s t woi m p o r t a n t f u n c t i o n s . F i r s t , i t h a n d l e s c o m m u n i c a t i o np r o t o c o l s u p p o r t f o r T C P / I P , S N A , L U 6 . 2 , e t c . S e c o n d ,i t p r o v i d e s a t r a n s a c t i o n m o n i t o r i n g s e r v i c e . T h i s s e r v i c emaps a s e r v i c e r e q u e s t t o t h e c o r r e c t server a n d b a l a n c e st h e l o a d among s e r v e r s . W i t h h u n d r e d s o f c o n c u r r e n t

r e q u e s t s f o r t h e same s e r v i c e , t h i s l a y e r a l l o w s m u l t i p l ec o p i e s o f t h e same s e r v e r t o r e s p o n d t o r e q u e s t s a n d t h e nd i s t r i b u t e s t h e r e q u e s t s a p p r o p r i a t e l y .T h e b u s i n e s s l o g i c l a y e r s u p p o r t s a p p l i c a t i o ns p e c i f i c l o g i c a n d a c c e s s e s t h e d a t a b a s e . We h a v e c h o s e nl i C " a n d " C + + " a s t h e p r o g r a m m i n g l a n g u a g e s f o r t h eb u s i n e s s l o g i c l a y e r .T h e f i n a l l a y e r o f t h e s e r v e r a r c h i t e c t u r e i s t h ed a t a b a s e l a y e r w h i c h i n c l u d e s t h e d a t a b a s e f i l e s t h e m s e l v e sa n d an A P I t o a c c e s s t h e d a t a b a s e . F o r t h e i n i t i a l UNIX-b a s e d s e r v e r s t h e ORACLE RDBMS p r o d u c t h a s b e e ns e l e c t e d . T h e A P I t o ORACLE f r o m t h e b u s i n e s s l o g i cl a y e r i s ANSI s t a n d a r d SQ L ( S t r u c t u r e d Q u e r y L a n g u a g e )f o r m o s t t a b l e s , w h i l e t h e " t e x t d a t a b a s e " c a p a b i l i t i e s o fORACLE w i l l b e u s e d f o r m a n i p u l a t i o n a n d r e t r i e v a l o ff u l l - t e x t d o c u m e n t s i n t h e r e m a i n i n g t a b l e s .Some o f t h e m o s t i m p o r t a n t s e r v i c e s p r o v i d e d b yt h e U N I X - b a s e d s e r v e r s a r e d e s c r i b e d b e l o w , a l o n g w i t h ad e s c r i p t i o n o f t h e s t r u c t u r e o f s o m e o f t h e t a b l e s t h a t e x i s ti n t h e c l i n i c a l d a t a b a s e . F i g u r e 2 d e p i c t s an e x a m p l e o fh o w a w o r k i n g s y s t e m m i g h t b e c o n f i g u r e d a n d t h e t y p e s

o f c l i e n t s a n d s e r v e r s t h a t e x i s t i n t h e s y s t e m .S e c u r i t yAn e s s e n t i a l a s p e c t o f t h e n e w a r c h i t e c t u r e i sp r e v e n t i n g u n a u t h o r i z e d p e r s o n s f r o m r e a d i n g o rm o d i f y i n g t h e c l i n i c a l d a t a b a s e . T h e s e c u r i t y s e r v i c e s a r eu s e d b y b o t h c l i e n t s a n d d a t a b a s e s e r v e r s t o p r e v e n tu n a u t h o r i z e d a c c e s s . W h e r e p o s s i b l e t h e s e s e r v i c e s a r eb u i l t o n t h e u n d e r l y i n g s e c u r i t y c a p a b i l i t i e s o f ORACLE.T h e most i m p o r t a n t p i e c e o f t h e s e c u r i t y system i s t h el o g o n m e t h o d w h i c h p r o v i d e s f o r p o s i t i v e i d e n t i f i c a t i o n o ft h e u s e r . T h e i n i t i a l l o g o n m e t h o d p r o v i d e s f o ra u t h e n t i c a t i o n b y e l i c i t i n g a s e c r e t p a s s w o r d f r o m t h e

F i g u r e 2 : An e x a m p l e c o n f i g u r a t i o n o f t h e s y s t e m sho wing c l i e n t s an d servers a t t a c h e d to awide arean e t w o r k . O n l y one c l i e n t per f a c i l i t y i s shown, b u t t h e r e w o ul d t y p i c a l l y be sev eral clients perf a c i l i t y .T h e r e may b e o n e or more s e r v i c e s p r o v i d e d by a server depending on t h e load balanci ng r equ ir em e n ts .

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C l i e n t - S e r v e r A p p l i c a t i o n sC l i e n t s

5 S e r v i c e s


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u s e r . F o l l o w i n g i d e n t i f i c a t i o n o f t h e u s e r , s e r v i c e s a r ei n v o k e d w h i c h i n d i c a t e t h e f u n c t i o n s a n d d a t a t a b l e s t h a tt h e u s e r c a n a c c e s s . M u l t i p l e l e v e l s o f s e c u r i t y a r ep r o v i d e d , w i t h t h e f i r s t p h a s e o f s e c u r i t y a l l o w i n gr e s t r i c t i o n o f a c c e s s b a s e d o n w h i c h d a t a t a b l e s a u s e r c a nr e a d a n d m o d i f y . F u t u r e l e v e l s o f s e c u r i t y w i l l b e a d d e d a st h e c l i e n t a p p l i c a t i o n s b e c o m e m o r e s o p h i s t i c a t e d a n di n c l u d e r e s t r i c t i o n s b a s e d o n c o l u m n s w i t h i n t a b l e s a n d o nv a l u e s w i t h i n c o l u m n s .P a t i e n t I d e n t i f i c a t i o nA s e c o n d e s s e n t i a l p a r t o f t h e c l i n i c a l d a t a b a s e i st h e M a s t e r M e m b e r I n d e x ( M M I ) . T h e g o a l o f t h e M M Ii s t o p r o v i d e a n i n d e x o f a l l p a t i e n t s o r m e m b e r s o f t h eh e a l t h c a r e e n t e r p r i s e . T h e M M I p r o v i d e s t h e f o l l o w i n gs e r v i c e s :* E s t a b l i s h a n e n t e r p r i s e - w i d e m e m b e r i d e n t i f i e r t h a tc r o s s e s b o t h i n p a t i e n t a n d o u t p a t i e n t s e t t i n g s .* E s t a b l i s h a c o n t e x t - s p e c i f i c m e m b e r i d e n t i f i e r f o re a c h l o c a t i o n w i t h i n a n e n t e r p r i s e .* P r o v i d e s e a r c h c a p a b i l i t i e s t h a t l i n k a m e m b e r w i t ha l l r e c o r d s i n t h e L D R .* P r o v i d e s t o r a g e o f m e m b e r d e m o g r a p h i ci n f o r m a t i o n .* P r o v i d e a l o g ( a u d i t t r a i l ) o f c h a n g e s t o m e m b e rn a m e s a n d d e m o g r a p h i c i n f o r m a t i o n .* P r o v i d e f a c i l i t i e s t o d e t e c t a n d m e r g e d u p l i c a t em e m b e r r e c o r d s .P a t i e n t D a t a b a s eN e a r l y a l l c l i n i c a l d a t a w i l l i n i t i a l l y b e s t o r e d i na s i n g l e t a b l e , t h o u g h t h i s t a b l e w i l l u l t i m a t e l y s p a n m o r et h a n o n e C P U . T h e t a b l e s t r u c t u r e c a n b e d i v i d e d i n t ot w o s e g m e n t s . T h e f i r s t p o r t i o n o f t h e t a b l e c o n s i s t s o ff i e l d s t h a t i d e n t i f y t h e p a t i e n t t h a t t h e d a t a b e l o n g s t o a n do t h e r f i e l d s t h a t a r e u s e d f o r i n d e x i n g a n d m a n a g i n g t h ed a t a . F i e l d s t h a t a r e p a r t o f t h i s f i x e d " h e a d e r " s e c t i o n o ft h e t a b l e i n c l u d e :* M a s t e r M e m b e r I n d e x N u m b e r - t h e u n i q u e i d e n t i f i e ro f t h e p a t i e n t w i t h i n t h e e n t e r p r i s e .* E n c o u n t e r N u m b e r - t h e u n i q u e i d e n t i f i e r f o r ap a t i e n t e n c o u n t e r o r v i s i t a t a s p e c i f i c l o c a t i o nw i t h i n t h e e n t e r p r i s e .* E v e n t I d e n t i f i e r - a l i n k t o t h e c l i n i c a l d a t ad i c t i o n a r y t h a t d e s c r i b e s t h e s t r u c t u r e a n d c o n t e n t o ft h e d a t a t h a t i s i n t h e d a t a p o r t i o n o f t h e r e c o r d .* D a t a C l a s s . T y p e . a n d F i e l d C o d e - a l i n k t o t h ef i r s t t h r e e p a r t s o f t h e PTXT c o d e s t h a t e n c o d e t h ed a t a t h a t i s i n t h e d a t a p o r t i o n o f t h e r e c o r d .* O b s e r v a t i o n D a t e / r i m e - t h e d a t e a n d t i m e t h a t t h ec l i n i c a l o b s e r v a t i o n w a s m a d e .* S t o r e D a t e / T i m e - a s y s t e m t i m e s t a m p i n d i c a t i n gw h e n t h e d a t a w a s s t o r e d i n t h e d a t a b a s e .* S o u r c e o f I n f o r m a t i o n - i n d i c a t e s t h e u s e r i d e n t i f i e r

o r i n t e r n a l p r o c e s s i d e n t i f i e r o f t h e p e r s o n o rp r o c e s s t h a t r e c o r d e d t h e c l i n i c a l d a t a .

* A u d i t I n f o r m a t i o n - s e v e r a l f i e l d s t h a t a r e u s e d i nc o m b i n a t i o n t o c r e a t e a n a u d i t t r a i l o f d e l e t e s a n dm o d i f i c a t i o n s t o r e c o r d s i n t h e d a t a b a s e .

T h e s e c o n d p a r t o f t h e t a b l e i s a s i n g l e r e l a t i o n a lf i e l d o f v a r i a b l e l e n g t h t h a t c o n t a i n s t h e a c t u a l c l i n i c a ld a t a . T h e c o n t e n t s o f t h i s f i e l d a r e a p a c k e d PTXT s t r i n g ,s i m i l a r i n s t r u c t u r e t o t h e c u r r e n t PTXT s t r i n g s u s e d i nt h e HELP s y s t e m .T h e p a t i e n t d a t a t a b l e , w i t h i t s f i x e d r e l a t i o n a lp o r t i o n a n d i t s p a c k e d PTXT s t r i n g p o r t i o n , i s a ni n t e r m e d i a t e s t e p i n t h e f u r t h e r e v o l u t i o n o f t h e s t r u c t u r eo f t h e L D R . T h e e x a c t n e x t s t e p i s u n k n o w n , b u t t w op o s s i b l e s c e n a r i o s h a v e b e e n c o n s i d e r e d . T h e f i r s t o p t i o nw o u l d b e t o e v o l v e t o a t r u l y r e l a t i o n a l f o r m w h e r e a l l t h ed a t a i s r e p r e s e n t e d i n n o r m a l i z e d t a b l e s , p o s s i b l e t a b l en a m e s w o u l d b e C o a g u l a t i o n , C o m p l e t e B l o o d C o u n t ,B l o o d C h e m i s t r y , e t c . A s e c o n d o p t i o n w o u l d b e t oe v o l v e t o a n O b j e c t O r i e n t e d D a t a b a s e ( O O D B ) . T h ei n n a t e s t r u c t u r e o f c l i n i c a l d a t a i n v i t e s a n o b j e c t o r i e n t e da p p r o a c h , b u t t h e s e s y s t e m s a r e n o t y e t a s s t a b l e a sr e l a t i o n a l d a t a b a s e p l a t f o r m s . T h e a d v a n t a g e o f e i t h e r o ft h e s e m o d e l s o v e r t h e i n i t i a l m o d e l d e s c r i b e d a b o v e i s t h a tt h e y c o u l d b e m a n i p u l a t e d a n d v i e w e d b y o f f - t h e - s h e l fs o f t w a r e s o l u t i o n s .P T X T / V o c a b u l a r y / D a t a D i c t i o n a r yO n e o f t h e k e y e l e m e n t s i n t h e new a r c h i t e c t u r ei s a n o b j e c t o r i e n t e d s t r u c t u r e f o r t h e c l i n i c a l v o c a b u l a r y( c l i n i c a l d a t a d i c t i o n a r y ) . T h e n e w c a p a b i l i t i e s a r ei m p l e m e n t e d i n a s e r i e s o f f i l e s t h a t a r e t o o c o m p l e x t op r e s e n t i n t h i s o v e r v i e w a r t i c l e . Many o f t h ec h a r a c t e r i s t i c s o f t h e v o c a b u l a r y a r e i n h e r i t e d f r o m P T X T ,b u t o t h e r s a r e a n a d a p t a t i o n o f t h e U n i f i e d M e d i c a lL a n g u a g e S y s t e m ( U M L S ) M e t a t h e s a u r u s s t r u c t u r e s [ 8 ]a n d s t i l l o t h e r s a r e o u t g r o w t h s o f c o l l a b o r a t i o n w i t h t h eC a n o n G r o u p [ 9 ] . B e s i d e s e n c o m p a s s i n g t h e c u r r e n tf u n c t i o n a l i t y o f PTXT t h e n e w c l i n i c a l d a t a d i c t i o n a r yp r o v i d e s f o r :

* R e p r e s e n t a t i o n o f s y n o n y m s a n d h o m o n y m s .* R e p r e s e n t a t i o n o f a t o m i c t o m o l e c u l a r c o n c e p tm a p p i n g s .* C r o s s r e f e r e n c i n g o f d i f f e r e n t m e d i c a l e n c o d i n gs y s t e m s .* A d d i t i o n o f s i t e - s p e c i f i c t e r m s f o r c e n t r a l l y d e f i n e dc o n c e p t s .* M u l t i - l i n g u a l r e p r e s e n t a t i o n o f c o n c e p t s .* A p l a c e t o r e c o r d a d e f i n i t i o n f o r e a c h c o n c e p t .* A " s t r i n g d i c t i o n a r y " t h a t d e f i n e s t h e c o m p o n e n tP T XT c o d e s t h a t c a n b e l e g a l l y c o m b i n e d i n t o av a l i d PTXT s t r i n g ( r e c o r d ) .* M u l t i p l e h i e r a r c h i c a l v i e w s o f a g iv en c o n c e p t .* A s e m a n t i c n e t w o r k f o r n o n - h i e r a r c h i c a l c o n c e p tr e l a t i o n s h i p s .* A l i n k b e t w e e n s e l e c t i o n l i s t s u s e d i n c l i e n ta p p l i c a t i o n s a n d t h e c o d e s t h a t a r e u s e d t o r e p r e s e n tt h e c l i n i c a l d a t a i n t h e d a t a b a s e .

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* M e c h a n i s m s f o r a u d i t i n g a n d m a n a g i n g c h a n g e sm a d e t o t h e t e r m s i n t h e d i c t i o n a r y .D e c i s i o n S u p p o r t S e r v i c e sA l e r t i n g a n d e x e c u t i o n o f o t h e r d e c i s i o n s u p p o r tl o g i c i s s u p p o r t e d f r o m b o t h t h e c l i e n t a n d s e r v e re n v i r o n m e n t s . A p p l i c a t i o n a n d c o n t e x t s p e c i f i c r u l e s t h a tr e q u i r e f o r e g r o u n d e x e c u t i o n w i l l b e a c c e s s e d i n t h e c l i e n tv i a a n OLE o b j e c t . S y s t e m w i d e t y p e s o f a l e r t s a n d l o g i cw i l l b e e x e c u t e d b y t h e d a t a b a s e s e r v e r i n r e s p o n s e t o t h ea d d i t i o n o r m o d i f i c a t i o n o f d a t a i n t h e d a t a b a s e ( i . e . d a t ad r i v e n ) , o r t i m e d r i v e n b a s e d o n e l a p s e d t i m e i n t h e s e r v e r .

DISCUSSIONWe a r e n o t t h e f i r s t g r o u p t o p r o p o s e o r b u i l d ac l i e n t - s e r v e r s y s t e m f o r p a t i e n t d a t a m a n a g e m e n t [ 1 0 , 1 1 ] .I n d e e d , d u e t o t h e p r e v a l e n c e o f l o w c o s t c l i n i c a lw o r k s t a t i o n s m o s t n e w p a t i e n t c a r e a p p l i c a t i o n s c o u l d b ec o n s i d e r e d a s c l i e n t - s e r v e r . W h a t m a k e s o u r e x p e r i e n c es o m e w h a t u n i q u e i s t h a t we a r e m i g r a t i n g t o a n e wa r c h i t e c t u r e f r o m a w e l l e s t a b l i s h e d a n d s u c c e s s f u l e x i s t i n gs y s t e m . T h e p r o b l e m s t h a t t h i s c r e a t e s a r e m u c h m o r ed i f f i c u l t t h a n c r e a t i n g a n e w s y s t e m f r o m s c r a t c h . Am a j o r p a r t o f o u r d e s i g n m u s t i n c l u d e p l a n s f o r m o v i n gn e a r l y 1 5 y e a r s o f p a t i e n t d a t a f r o m e x i s t i n g h a r d w a r e a n ds o f t w a r e t o a n e w p l a t f o r m . A d d i t i o n a l l y , h u n d r e d s o fu s e r a p p l i c a t i o n s t h a t o p e r a t e a g a i n s t t h e o l d d a t a b a s em u s t a l s o b e r e w r i t t e n . S i n c e n e i t h e r t h e d a t a t r a n s f e r n o rt h e a p p l i c a t i o n r e w r i t e s w i l l h a p p e n i n s t a n t a n e o u s l y weh a v e c r e a t e d a p l a n f o r c o o r d i n a t e d u s e o f b o t h d a t a b a s e s a sw o r k p r o g r e s s e s . T h e m i g r a t i o n p l a n i s s u m m a r i z e db e l o w . When t h e n e w M M I s e r v i c e s a r e c o m p l e t e d , ac e n t r a l M M I d a t a b a s e w i l l b e l o a d e d w i t h o u r p a s t a n dc u r r e n t p a t i e n t s a n d e x i s t i n g HELP s y s t e m s o f t w a r e w i l lb e m o d i f i e d t o a c c e s s t h e c e n t r a l d a t a b a s e f o r M M Is e r v i c e s i n s t e a d o f r e a d i n g l o c a l f i l e s . A p r e r e q u i s i t e f o rt h i s c h a n g e w i l l b e t h e r e c o n c i l i a t i o n a n d m e r g i n g o f a l ld u p l i c a t e p a t i e n t i d e n t i f i e r s .A s e co n d m a j o r t r a n s i t i o n w i l l o c c u r w h e n t h ec l i n i c a l d a t a b a s e s e r v i c e s a r e a v a i l a b l e . A t t h i s p o i n tc l i n i c a l d a t a f r o m e x i s t i n g HELP s y s t e m s w i l l b e l o a d e di n t o t h e n e w L D R . We c u r r e n t l y h a v e a b o u t 8 g i g a b y t e so f d a t a t h a t w i l l n e e d t o b e l o a d e d . H o w e v e r , e x i s t i n gHELP s y s t e m s i n t h e h o s p i t a l s w i l l c o n t i n u e t o o p e r a t ea g a i n s t t h e i r o w n l o c a l d a t a b a s e s . T h e d a t a d r i v em e c h a n i s m o f t h e s y s t e m w i l l b e u s e d t o c a u s e a n y n e wd a t a t o b e w r i t t e n t o b o t h t h e l o c a l HELP d a t a b a s e a n d t h en e w L D R . B e c a u s e t h e d a t a w i l l e x i s t r e d u n d a n t l y i n b o t hd a t a b a s e s , o l d HELP a p p l i c a t i o n s c a n c o n t i n u e t o r u nw h i l e n e w v e r s i o n s a r e r e w r i t t e n t h a t a c c e s s t h e n e wd a t a b a s e d i r e c t l y . O n e r e a s o n t h a t t h e p a c k e d PTXTs t r i n g s f r o m t h e o l d s y s t e m w e r e r e t a i n e d i n t h e n e wa r c h i t e c t u r e w a s t o a l l o w n e w a n d o l d a p p l i c a t i o n s t o m o r ee a s i l y c o e x i s t d u r i n g w h a t m a y b e a r a t h e r l o n g t r a n s i t i o np e r i o d . A l s o , f u r t h e r r e s e a r c h i s n e e d e d t o t e s t t h a t a n yf u r t h e r e v o l u t i o n o f t h e p a t i e n t d a t a b a s e c a n p r o v i d e t h es a m e h i e r a r c h i c a l i n f e r e n c i n g f u n c t i o n s a s t h e c u r r e n ts t r i n g s t r u c t u r e w h i l e m a i n t a i n i n g a d e q u a t e p e r f o r m a n c e .

I n p a r a l l e l w i t h t h e a c t i v i t y t a k i n g p l a c e i n t h eh o s p i t a l s , o u t p a t i e n t c l i n i c s a n d p h y s i c i a n s o f f i c e s w i t h i nI H C w i l l b e g i n u s i n g M M I s e r v i c e s f o r i d e n t i f y i n gp a t i e n t s a n d t h e LDR f o r s t o r a g e o f a m b u l a t o r y d a t a . T h eo u t p a t i e n t a c t i v i t y w i l l g r o w i n v o l u m e a s t h e a v a i l a b l eo u t p a t i e n t a p p l i c a t i o n s g r o w i n n u m b e r a n ds o p h i s t i c a t i o n .I n c o n c l u s i o n , we a r e o p t i m i s t i c a b o u t o u r n e wa r c h i t e c t u r e . H o w e v e r , i t s s u c c e s s i s b y n o m e a n sa s s u r e d . S o m e p o t e n t i a l p r o b l e m s i n c l u d e u n a c c e p t a b l er e s p o n s e t i m e o f t h e n e w m o r e a t o m i c d a t a b a s e , d o w n t i m eo r u n r e l i a b i l i t y o f t h e n e t w o r k s e r v e r s , o v e r l o a d o f t h en e t w o r k d u e t o g r e a t l y i n c r e a s e d n e t w o r k t r a f f i c , a n dp r o b l e m s o r c h e s t r a t i n g t h e i n t e r f a c e s b e t w e e n t h e m a n yc o m m e r c i a l s o f t w a r e p a c k a g e s t h a t we a r e u s i n g . Weh o p e t o b e a b l e t o r e p o r t f i n d i n g s b a s e d o n u s e o f t h e newa r c h i t e c t u r e i n t h e n e a r f u t u r e .

R e f e r e n c e[ 1 ] W a r n e r H R , O l m s t e d CM, R u t h e r f o r d B D . HELP- a p r o g r a m f o r m e d i c a l d e c i s i o n m a k i n g . C o m p u tB i o m e d R e s 1 9 7 2 ; 5 : 6 5 - 7 4 .[ 2 ] K u p e r m a n G J , G a r d n e r RM , P r y o r T A . H E L P :A D y n a m i c l - o s p i t a l I n f o r m a t i o n S y s t e m , S p r i n g e r -V e r l a g , Ne w Y o r k .[ 3 ] P r y o r T A . T h e HELP m e d i c a l r e c o r d s y s t e m .M . D . C o m p u t i n g 1 9 8 8 ; 5 : 2 2 - 3 3 .[ 4 ] Z i m m e r m a n n H . O S I r e f e r e n c e m o d e l - t h e I S O m o d e lo f a r c h i t e c t u r e f o r o p e n s y s t e m s i n t e r c o n n e c t i o n . I E E ET r a n s Commun 1 9 8 0 ; 2 8 : 4 2 5 - 3 2 .[ 5 ] TUXEDO. N o v e l l I n c . , 1 2 2 E a s t 1 7 0 0 S o u t h , P r o v o ,U t a h , 8 4 6 0 6 , U S A .[ 6 ] X A T M I . D e s i g n P r i n c i p l e s f o r V e n d o r - I n d e p e n d e n tOLTP A p p l i c a t i o n s . T a n d e m C o m p u t e r s , C u p e r t i n o ,C a l i f o r n i a , 9 5 0 1 4 - 2 5 9 9 , U S A .[ 7 ] B r o c k s c h m i d t K . I n s i d e OLE 2 . M i c r o s o f t P r e s s ,R e d m o n d , W a s h i n g t o n .[ 8 ] L i n d b e r g DAB, H u m p h r e y s B L , M c C r a y A T . T h eU n i f i e d M e d i c a l L a n g u a g e S y s t e m . M e t h o d s o fI n f o r m a t i o n i n M e d i c i n e 1 9 9 3 ; 3 2 : 2 8 1 - 9 1 .[ 9 ] E v a n s D A , C i m i n o J J , H u f f S M , H e r s h W R .P o s i t i o n s t a t e m e n t : T o w a r d a m e d i c al c o n c ep tr e p r e s e n t a t i o n l a n g u a g e . J o u r A m e r Me d I n f o r m A s s o c1 9 9 4 ; I n P r e s s .[ 1 0 ] V a n M u l l i g e n E M , T i m m e r s T , V a n B e m m e l J H . An e w a r c h i t e c t u r e f o r i n t e g r a t i o n o f h e t e r o g e n e o u s s o f t w a r ec o m p o n e n t s . M e t h o d s o f I n f o r m a t i o n i n M e d i c i n e 1 9 9 3 ;3 2 : 2 9 2 - 3 0 1 .[ 1 1 ] C h u e h H C , B a r n e t t G O . C l i e n t - s e r v e r , d i s t r i b u t e dd a t a b a s e s t r a t e g i e s i n a h e a l t h - c a r e r e c o r d s y s t e m f o r ah o m e l e s s p o p u l a t i o n . J o u r A m e r Me d I n f o r m A s s o c 1 9 9 4 ;1 : 1 8 6 - 9 8 .

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