医院数据库优化：提升性能与响应时间的关键策略
一、引言
在当今数智化时代，医院信息系统不仅要追踪管理伴随人流、财流、物流所产生的管理信息，还应支持以病人医疗信息记录为中心的整个医疗、科学、科研活动，提高整个医院的运作效率。但随着信息化系统积累数据的增长，特别是病历数据、PACS 影像文件相关信息和 CA 数字签名数据量的增大，对有限的计算机处理能力和存储容量构成了重大影响。使数据库系统容易出现死锁，从而造成客户工作站发生停顿死机，影响门诊收费、取药、检查检验等正常医疗流程。这样，在信息化可以提高效率的同时，也带来了信息化技术过于脆弱、易出故障的隐忧。所以，优化数据库以提高医院管理信息系统的系统性能和响应时间迫在眉睫。
医院数据库设计的优化是提高医院信息系统性能的基础。医院数据库的构建需要根据医院的特殊性质与特殊功能设计，结合医院信息系统的应用过程将数据流程与数据模型、功能与事务流程相结合，对医院数据库进行宏观的分析与设计。
医院数据库设计应遵循一定原则。医院的数据信息量大且复杂，需要借助数据模型进行管理。数据模型的设计与构建完成后，其表达的数据类型发生了变化，但表达的信息内容是原始信息的内容。医院数据库的设计与构建需要遵守一定的原则与制度，如数据表构建过程中应尽量减少多余值与空值，能用相互联系的窄表代替长表的就尽量用窄表代替。这样可以保证数据库的完整性与精密性，同时也便于数据索引的建立和数据检索。
科学地设计数据表和表间的关系也非常重要。数据表与表间的关系可以通过主键与外部键的关系设计与改变，利用这一特征，可以实现对多个表搜索的复合条件的查询，提高数据库工作的效率。但同时，表与表间关系的关联会使数据查询时表的数目增加，信息连接更加复杂，给医院信息系统的设计带来困难。因此，在医院信息系统设计与构建时，应综合考虑应用需求及实际情况，合理地设计数据表与表间的关系，构建更加科学的关系型数据库，提升医院信息管理系统的设计水平。
数据库性能优化的策略有很多。首先，可以尽量减少列和表，消除数据的冗杂，减少数据的页数，方便查看。同时，要注意列与表的组合，避免组合不当降低数据库性能。其次，可以调整应用程序的结构，考虑合适的架构进行程序设计，将大量访问的数据库端口通过 SQL 语句分配到物理设备上，提高数据库的性能。在此之前，要建立程序的索引，但索引不应过多，要考虑物理空间容量和必要性。还可以调整 SQL 语句，用最小的资源和较低的响应时间优化系统结构性能，节约等待时间。最后，可以在数据库运行过程中调整服务器的内存分配，通过数据的缓冲区、日志缓冲区对全局程序进行调整，实现资源的最优配置，提高数据库的运行效率。此外，进行空间动态管理时要避免回滚段的管理，根据实际情况采用较大的回滚段或避免回滚段的重复争用，以提高整体性能。
数据库性能优化工作的开展首先需要医疗机构相关领导的重视。在目前医疗市场竞争形式日益严峻的情况下，只有受到领导重视，优化才能顺利开展，才能调动计算机设计人员的积极性。同时，要想在医疗市场竞争中占有有利趋势，不仅要在服务群体中树立鲜明正确的宣传形象，为社会公众提供正确的宣传定位，还要有一流的技术，对信息系统进行一定的性能优化，找准医疗市场需求方向，与患者在选择医院时所关心的问题产生共鸣。
综上所述，优化数据库对于提高医院管理信息系统的系统性能和响应时间至关重要。通过合理设计数据库、采用有效的优化策略以及领导的重视和支持，可以为医院信息化建设提供有益的参考，提高医院的服务质量和效率。
二、医院管理信息系统与数据库的重要性
1. 医院管理信息系统的作用
整合医院资源，提高管理效率：医院管理信息系统（HIS）能够将医院的各个部门和业务流程进行整合，实现信息的共享和协同工作。通过 HIS，医院可以对人、事、财、物等资源进行全面管理，提高资源的利用效率。例如，在人员管理方面，HIS 可以实现医生、护士、管理人员等的信息管理，包括排班、考勤、绩效评估等；在物资管理方面，HIS 可以对药品、医疗器械、办公用品等进行库存管理、采购管理和配送管理，确保物资的及时供应和合理使用。
优化医疗服务流程，提升患者满意度：HIS 可以优化医疗服务流程，提高医疗服务的质量和效率。例如，通过电子病历系统，医生可以快速查阅患者的病历信息、检查结果和治疗记录，提高诊断的准确性和治疗的效果；通过预约挂号系统，患者可以方便地预约医生和就诊时间，减少等待时间；通过收费管理系统，患者可以快速结算医疗费用，提高就医的便利性。
2. 数据库在医院管理信息系统中的地位
存储和管理医疗数据，为决策提供支持：数据库是医院管理信息系统的核心组成部分，它负责存储和管理医院的各种医疗数据，包括患者的基本信息、病历记录、检查结果、治疗方案等。这些数据是医院进行医疗服务和管理决策的重要依据。例如，通过对患者病历数据的分析，医院可以了解疾病的流行趋势、治疗效果和患者的需求，为制定医疗服务策略和改进医疗质量提供支持；通过对医院资源数据的分析，医院可以合理安排人员、设备和物资，提高资源的利用效率。
保障数据的安全性和完整性：数据库的安全性和完整性对于医院管理信息系统至关重要。医院的医疗数据包含患者的个人隐私信息和敏感的医疗信息，必须采取严格的安全措施来保护这些数据的安全。例如，通过设置用户权限、数据加密、备份恢复等措施，确保只有授权用户可以访问和修改数据，防止数据的泄露、篡改和丢失；通过数据完整性约束和数据验证机制，确保数据的准确性和一致性，避免因数据错误而导致的医疗事故和管理决策失误。
三、数据库优化的必要性
1. 系统性能下降的表现
响应时间延长，影响工作效率：随着医院管理信息系统的使用时间增长，数据库中的数据量不断增加，系统的响应时间逐渐延长。这使得医护人员在查询患者信息、录入病历、开具处方等操作时需要等待更长的时间，严重影响了工作效率。例如，在患者就诊高峰期，医生可能需要花费几分钟甚至更长时间才能打开患者的电子病历，这不仅浪费了医生的时间，也让患者等待时间增加，降低了患者的满意度。
数据处理速度变慢，可能导致错误：数据库性能下降还会导致数据处理速度变慢。在医院管理信息系统中，大量的数据需要实时处理，如药品库存管理、收费结算等。如果数据处理速度过慢，可能会导致系统出现卡顿、死机等情况，甚至可能出现数据错误。例如，在收费结算时，如果系统处理速度过慢，可能会导致收费金额错误，给医院和患者带来不必要的麻烦。
2. 对医院服务的影响
患者等待时间增加，满意度降低：由于系统性能下降，患者在挂号、就诊、缴费等环节的等待时间增加。长时间的等待会让患者感到焦虑和不满，降低患者对医院服务的满意度。此外，患者可能会因为等待时间过长而选择其他医院就诊，影响医院的声誉和业务量。
医护人员工作效率下降，影响医疗质量：医护人员在使用性能不佳的医院管理信息系统时，工作效率会大大降低。他们需要花费更多的时间在系统操作上，而减少了对患者的关注和治疗时间。这可能会影响医疗质量，增加医疗风险。例如，医生在查询患者检查结果时如果等待时间过长，可能会延误诊断和治疗，对患者的健康造成威胁。
四、数据库优化的方法
1. 减少列和表消除数据冗余，减少页数，方便查看。注意列与表的组合，避免降低数据库性能。
在进行医院管理信息系统的数据库优化时，减少列和表是一种有效的方法。首先，减少列和表可以消除数据的冗余，使得数据库中的数据更加简洁明了。这样不仅可以减少数据的存储量，还可以方便用户查看和管理数据。其次，减少列和表还可以减少数据的页数，提高数据的查询效率。
然而，在减少列和表的过程中，需要注意列与表的组合。如果组合不当，可能会降低数据库的性能。因此，在进行列与表的组合时，需要充分考虑数据的特点和查询需求，选择合适的组合方式。例如，可以将经常一起查询的列组合在一个表中，以提高查询效率。同时，还可以使用索引等技术来优化数据库的性能。
2. 调整应用程序结构考虑合适的架构设计，提高数据库性能。对大量访问的数据库端口进行分配，提高查询效率。
调整应用程序结构是优化医院管理信息系统数据库性能的重要方法之一。首先，设计人员应考虑合适的架构来进行程序设计。不同的架构优化方法各异，合适的架构能显著提高数据库性能。
在确定架构后，可以对大量访问的数据库端口进行分配。由于物理设备上带有多个磁头，将数据库端口通过 SQL 语句分配到物理设备上，方便用户在多个磁头进行查询，从而提高数据库的性能。
3. 建立关键项索引和聚镞索引预测用户查询常用索引，提高检索速度。将数据表在硬盘中的顺序与聚镞索引逻辑一致化，提升数据检索效率。
建立关键项索引和聚簇索引是提高数据库检索速度和效率的重要手段。首先，通过对用户查询模式的深入理解，预测用户查询常用的索引列。选择最常用于查询条件的列作为索引列，如患者的基本信息、病历记录等相关列。同时，要考虑数据的分布情况，选择数据分布较为散列的列，以确保索引的效果最优。
在确定索引列后，可以建立不同类型的索引。例如，B 树索引适用于范围查询，位图索引适用于离散值查询等。根据实际情况选择合适的索引类型，能够有效提高检索速度。
此外，将数据表在硬盘中的顺序与聚簇索引逻辑一致化，可以进一步提升数据检索效率。这样可以减少磁盘 I/O 操作，提高数据的读取速度。
4. 优化数据库查询关键词提高索引利用效率，减少整表查询几率。
优化数据库查询关键词是提高数据库性能的重要环节。首先，使用精确的关键词可以大大提高检索的效率和准确性。在进行数据库检索时，要明确检索的目的和主题，根据主题选择相关的关键词。关键词应具体、明确，避免使用过于宽泛或含义模糊的词语。同时，可以结合使用同义词、近义词等，扩大检索的范围，确保检索结果的全面性。
其次，合理使用布尔逻辑操作符可以进一步优化检索结果。AND 操作符用于同时包含多个关键词的记录，OR 操作符用于包含任意一个关键词的记录，扩大检索范围，NOT 操作符用于排除包含某个关键词的记录，缩小检索范围。
另外，引号在数据库检索中起到精确匹配的作用。使用引号可以确保检索结果中包含的词组是完全匹配的，减少不相关结果的干扰，提高检索的准确性。
通过优化数据库查询关键词，可以提高索引利用效率，减少整表查询的几率，从而提高数据库的性能。
5. 调整服务器内存分配通过数据缓冲区、日志缓冲区调整全局程序，实现资源最优配置。
调整服务器内存分配是优化数据库性能的重要措施之一。数据库管理员可以通过数据的缓冲区、日志缓冲区对全局程序进行调整，以实现资源的最优配置。
在信息系统运行过程中，可以根据数据库运行状况调整数据库系统全局区（SGA 区）的数据缓冲区、日志缓冲区和共享池的大小。同时，还可以调整程序全局（PAG 区）的大小。合理调整内存分配可以提高数据库的运行效率，减少等待时间。
6. 避免回滚段管理根据长查询或长事务查询采用较大回滚段，避免重复争用。
在进行空间动态管理时，应避免回滚段的管理。回滚段的大小对系统的整体性能有很大影响，回滚段越大，其容纳的数据越多。
对于长查询或长事务查询，应采用较大的回滚段，以提高整体性能。同时，要避免回滚段的重复争用，即对同时运行的多个副本不能使用同一个回滚段。这样可以减少资源争用，提高数据库的性能。
五、数据库系统整改对医院信息化系统的影响
数据库软件版本升级影响最大，需严格测试，选择停机时间最短的数据迁移方式。
数据库软件版本升级作为常见的数据库系统变更类型，对医院信息化系统影响重大。通常只有在数据库软件超过官方支持期限且遇到许多 bug 必须升级，或者应用软件升级需要数据库软件同步升级时才进行。这种升级影响最大，不可预知因素最多，测试工作量和回退难度也最大。因此需要进行严格的测试，并选择停机时间最短的数据迁移方式，一般由第三方公司以项目形式进行实施。利用硬件设备升级的停机时间，将数据库软件从 Oracle10g 经由 Oracle11g 过渡后升级至 Oracle12c，解决了软件兼容性、数据库参数调整、数据库性能优化等一系列问题，有效提升了数据库的运行性能。
数据迁移关注数据迁移时间，减小停机时间。
数据库系统在使用生命周期中可能因多种原因进行数据迁移，其中最常见的是服务器和存储割接以及数据库软件版本升级。数据迁移最需关注的是迁移时间，如何减小停机时间是关键。实施过程中，采用分批迁移的策略，将停机时间控制在 30 分钟以内，最大限度地减少了对正常医疗业务的影响。
参数及环境变更变更难度较小，回退容易。
数据库系统在使用过程中，经常会遇到数据库参数、操作系统参数及环境的变更。此类修改通常变更难度较小，回退也最为容易，如将数据库参数修改成更大的值以优化性能，修改操作系统参数以优化内存和 I/O 性能，增加数据库组件模块等。
数据类型的修改和重定义大多可在线进行，需测试环境测试后变更。
数据类型的修改和重定义在数据库系统使用中非常常见，尤其是应用系统完善和升级时。大多情况下可在线进行，有时仅需暂停部分受影响业务。此类修改由应用开发商负责测试和实施，医院信息科需监督，要求在测试环境进行全部测试，确认后才能在正式环境变更，避免因修改动作小而放任自行处理。例如在 SQL Server 中修改数据库中数据类型时，需备份数据、评估影响、执行 ALTER 语句、检查数据一致性并记录修改历史。
历史数据归档避免数据库庞大影响访问效率，需作为单独项目实施或严格测试后变更。
医院数据库使用五年及以上会沉淀大量历史数据，若不迁移，会因数据库庞大影响表的访问效率，尤其是影像系统。但由于法律要求，不能直接删除历史数据，需进行归档。历史数据归档可作为单独项目实施，对于个别表的数据归档需求，作为日常普通变更实施时，也要注意方式方法并经过严格测试，避免对生产系统造成影响。 HIS 信息系统升级时，采用数据库分库方法，新核心业务数据库规划存放3 个月内的数据，提高存储响应速度和数据库性能，历史数据库服务器保存所有数据，用于大数据量查询和分析，两个数据库之间通过 Oracle Streams 近实时复制技术保障数据一致性。
访问优化性整改包括表重建、索引重建等，需在测试环境测试后实施。
当数据库系统访问出现性能瓶颈时，可能需要进行访问优化性整改，包括表重建、索引重建、表的统计信息收集和执行计划调整等。此类整改由性能调优方案提出方提出并实施，必须在测试环境进行测试，确认能改善和提高数据访问效率，且衡量停机时间可接受后，才能在生产数据库中进行。例如数据库系统整改测试包括整改目标测试、功能测试、性能测试和安全测试四部分，测试环境搭建通常需要与生产数据库相同的版本和操作系统。
六、数据库性能优化的保证
1. 领导重视调动计算机设计人员积极性。找准医疗市场需求方向，提升竞争力。
在当前医疗市场竞争日益激烈的形势下，医院数据库性能优化工作的开展离不开领导的重视。领导的重视不仅能够为优化工作提供有力的支持，还能充分调动计算机设计人员的积极性。只有领导重视，优化工作才能顺利进行，计算机设计人员才能以更高的热情投入到工作中，为医院管理信息系统的性能提升贡献自己的力量。
同时，领导的重视有助于医院在服务群体中树立鲜明正确的宣传形象，为社会公众提供准确的宣传定位。通过对医院信息系统进行性能优化，医院能够找准医疗市场需求方向，与患者在选择医院时所关心的问题产生共鸣，从而提升医院的竞争力。
2. 资金保障确保项目研发和发展。
调动计算机设计人员积极性。
资金保障是数据库性能优化项目研发和发展的重要基础。有了充足的资金支持，医院可以为计算机设计人员提供更好的工作条件和待遇，从而调动他们的积极性。计算机设计人员在优化数据库性能的过程中，需要不断学习和掌握新的技术和方法，资金保障可以为他们提供培训和学习的机会，提高他们的专业水平。
找准医疗市场需求方向，提升竞争力。
资金保障还可以帮助医院更好地了解医疗市场需求方向，提升竞争力。医院可以利用资金投入进行市场调研，了解患者和医护人员对医院管理信息系统的需求，从而有针对性地进行数据库性能优化。同时，资金保障可以支持医院引进先进的技术和设备，提高医院的信息化水平，为患者提供更好的医疗服务。
总之，领导重视和资金保障是医院数据库性能优化的重要保证。只有在领导的重视和资金的支持下，医院才能充分调动计算机设计人员的积极性，找准医疗市场需求方向，提升竞争力，为患者提供更加高效、优质的医疗服务。
七、结论
优化数据库是提高医院管理信息系统性能和响应时间的关键。通过减少列和表、调整应用程序结构、建立索引、优化查询关键词、调整服务器内存分配等方法，可以有效提升数据库性能。同时，数据库系统整改也需要谨慎进行，以避免对医院信息化系统造成不良影响。在优化过程中，领导的重视和资金的保障是必不可少的。只有不断优化数据库，才能为医院的信息化建设提供有力支持，提高医院的服务质量和效率。
