電子病歷互操作性的實現技術

◆孟曉陽

1 電子病歷互操作性

互操作性源自英文單詞 In teroperability,意指交互及協同工作的能力。在信息技術領域,互操作性指兩個或多個系統或組件之間交換信息以及對所交換的信息加以使用的能力[2]。也有專家認為應將 In teroperab ility譯為互聯互通性,以強調甲系統是通過與乙系統建立連接的方式,來實現的對乙系統信息的交換和處理,而不是甲系統直接操作乙系統的數據。

從用戶的角度看,互操作性就是使任何地方、任何醫院的任何醫生,都可以隨時交換和共享電子健康檔案的結果。

2 實現電子病歷互操作性的必要性

電子病歷的廣泛應用,節省了成本,減少了醫療差錯,減輕了醫生的工作量。但其對于病人歷次就診的信息完整性、信息獲取的方便性卻沒有得到加強。因為現實情況是,信息系統都是以醫院為單位的,數據存儲于各個醫院獨立的信息系統中,當病人到第二家醫院就診時,無法得到病人在其他醫療機構就診的信息。為了保持信息的可靠性和完整性,醫生需要重新記錄患者的基本信息和主訴、既往史,并建議病人重新做檢查。

有研究認為,缺乏互操作性是衛生信息技術未能獲得期望收益的重要原因[3]。從數據上看也是如此。根據最新的《中國醫院信息化狀況調查總報告 2009～2010》,三級以上醫院已實施和準備建的各有35.65%和 34.75%,與之相對應,已參與區域醫療信息化的醫院只有25.88%。也就是說,絕大多數醫療機構,包括已經實施了電子病歷的醫療機構,尚不能通過信息系統共享其他醫療機構的病人信息。

對此,美國第一任醫療信息技術協調官戴維·布萊勒博士認為:除非我們能夠實現醫療信息系統的互操作性,否則醫生們就會抵制信息化,潛在的臨床與經濟效益就不可能實現,眾人苦盼的醫療體制改革亦無從談起。[4]

3 互操作性的實現

通常認為,在物理鏈路互聯的基礎上,互操作包括兩個層次的內容:語法的互操作和語義的互操作。

3.1 語法的互操作性

語法的互操作性是指不同的系統或應用程序之間可以交換數據。

在不同的信息系統之間交換數據更多的依賴于信息技術,其目的是解決如何傳輸數據而不關心數據的含義。事實上,這種技術上互操作性需求并非僅僅存在于醫療信息化領域,其也是當今整個 IT業界的熱門話題,這就是 SOA (Service-O rien ted A rchitec tu re)。

面向服務的架構 (SOA)是一種軟件設計思想,它將應用程序的不同功能單元稱為服務,通過這些服務之間良好的接口和契約聯系起來。接口是采用中立的方式進行定義的,它獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言。這使得構建在這樣系統中的服務可以以一種統一和通用的方式進行交互。

SOA中最核心的概念就是"服務"。我們可以將"服務"理解為一種跨平臺的接口調用方式。它具有明確的功能和邊界,通常封裝著高級的業務概念。服務的核心理念是:一個計算機程序可以無縫可控地調用另一個遠程計算機的程序。

SOA的實現并不限于某一種技術手段,可以是消息隊列、數據庫中間表、API調用,甚至最簡單的文檔復制的方式。就現有的信息技術手段而言,W eb Services是最有效的一種方式。W eb Services是一個可以用 UR I來標志的軟件系統,而且它的公共接口和綁定可以用 XM L(Extensib leM arkup Language,可擴展標記語言)格式的信息來定義和描述,它的定義可以被其它軟件系統發現,并且其它軟件系統可以通過使用基于 XML的消息借助 Internet協議、通過在W eb Services的定義中描述的方式與其交互。

作為傳輸數據的載體,W eb Services的消息是基于 XML實現的。XM L是一種符合規定的語法和文法的標準標記符集合,是一種跨平臺的數據描述語言。由于 XML是自描述的,可以說,XM L基本上是 IT行業可以達成的最小公分母。

3.2 語義的互操作性

語義的互操作性是指不同的系統或應用程序之間交換的信息,可以被理解和使用。

要想正確的理解和使用信息,必須就如何理解和使用這些信息達成一致。這與不同行業的知識相關,涉及到不同行業特有的操作規范、術語、代碼表、數據類型等。

在醫療信息化領域,HL 7(Health Level Seven)是一種被廣泛認同的數據交換標準。正如其名,"Seven"表示該標準是基于國際標準化組織(ISO)所公布的網絡開放系統互連模型 (OSI)的第 7層 (應用層)。HL 7是醫療行業信息交換的內容標準,它來源于醫療業務實踐,其制定者多為具有醫學背景的管理專家,在美國有90%的大型醫院和醫療集團采用這一標準用于數據交換。

在 HL 7標準集中,臨床文檔架構(CDA,C linical Docum ent A rchitecture)正是為了解決電子病歷在傳輸過程中的語義問題而制定的標準。HL7 CDA采用 XML描述,結構上分為文檔頭 (Header)與文檔體 (Body)兩部分。文檔頭標識的是病人的基本信息、實驗項目、參與者等,主要用于檢索。文檔體可以是大型的二進制對象,也可以是結構化的信息,如文檔體中嵌套著文檔段 (Section),文檔段中包含著敘述性文本塊 (Narrative)及一系列臨床報表(C linical Statem ent),臨床報表是由 CDA條目(CDA Entry)構成的。

同時,按 CDA標準傳輸的文件還必須使用統一的術語標準和值域,如數值、單位、測量或觀察條件等。在這個層次上,HL7規定了統一的術語詞匯集,如:醫學術語系統 (System atized Nom enc lature ofM edicine,SNOM ED)、觀測指標標識符邏輯命名與編碼系統(Logical observation Identifiers Nam es and Codes,LO INC)等。

綜上,語法是語言表示的規則,即怎么說的問題;語義是語言的含義,即說什么的問題。對于信息系統間的互操作性而言,SOA解決的是技術層面的問題,是語法;HL 7是內容的規范,是語義。打個比喻,就好像 SOA規定了我們都說中文 (統一的技術手段 ),但 "就診號 "、"住院號 "、"病案號 "指的是病人的唯一身份標示,HL 7就是將這些名詞都規范為 "病人 ID"(標準 )。

4 電子病歷互操作實例

下面舉出一個實例,用以描述在理想狀況下,電子病歷的互操作性是如何實現的。

場景:

B市居民王先生平時主要在本市的人民醫院就醫,某日在 A市旅游時感到不適,到附近的一個小診所A’去看病。在診斷過程中,醫生通過信息系統連接到 B市的區域衛生信息平臺,查閱了王先生的既往病史和近期的檢查檢驗報告,并就此進行了進一步的醫療檢查。

分析:

設想中的區域醫療是以市或地區為單位的,所以,王先生的個人電子健康記錄保存在 B市的區域衛生信息平臺中。個人電子健康記錄物理上可以集中保存在區域衛生信息中心,也可以分布式的保存在臨床文檔的發生地 (如 B市人民醫院);但在邏輯上必須是唯一的,在臨床文檔注冊中心中注冊其位置和調用方法。

在語法層面上,B市區域衛生信息平臺作為 SOA服務的提供者,對外提供需要認證的W eb Services調用,有權限的用戶可以通過這一接口,獲得 B信息系統中存儲的數據。服務的定義說明發布在統一的注冊中心 UDD I(Universal Description D iscovery and In tegration),從而使開發者和應用程序可以搜索并使用該服務。對于診所 A’,它需要通過服務注冊中心尋找到他們所需的這個W eb Services,下載定義服務的W SDL (W eb Services Descrip tion Language)文檔,W SDL文檔是 XML格式的、描述服務的位置和方法的文件,并且根據服務定義來綁定和調用該服務。無論其信息系統采用何種計算機語言開發,均可采用相同的方式調用。

在這個實例中,診所 A’首先通過身份證號等信息在 B市的區域衛生信息平臺中獲取到王先生的患者區域主 ID。之后,經患者王先生本人授權,通過王先生區域主 ID,在區域臨床文檔注冊中心檢索臨床文檔,臨床文檔可能并不存儲在區域衛生信息平臺中,根據注冊中心提供的文檔的存儲位置和調用方法,最終在臨床文檔庫中獲取文檔的內容 ,過程見圖1。

在語義層面上的任務是保證XML可以被理解和使用。這里使用HL 7 CDA作為語義描述的規范。以檢驗結果報告為例,可以采用 IHE XD-LAB集成規范,其中的檢驗項目必須是 LO INC的 O ID編碼,顯示名稱也為 LO INC的名稱。該模板為,形如圖2:

其它臨床文檔的處理方法與檢驗報告相同,相關約定應由最高級的醫療主管部門統一定義和管理,保持更新和一致性。相關的醫學術語字典也應如此。

圖1 醫療機構獲取臨床文檔的時序圖

圖2 模板編碼

[1] 孟曉陽.基于 SOA與 HL7的醫院信息系統的研究與實踐[D].清華大學碩士論文,2008.6.

[2] 李包羅.區域衛生信息共享需要正確的技術路線[R].區域醫療研討會,2009.11.

[3] 衛生部電子病歷委員會.國外電子病歷應用現狀與發展策略[M].西安:第四軍醫大學出版社,2009.6.

[4] 衛生部電子病歷委員會.電子健康檔案藍圖[R].CH IMA內部資料,2008.8.

[5] CH IMA.中國醫院信息化狀況調查總報告 2009～2010[R].2010.

[6] 孫震,梁秀娟.淺論基于 HL7 CDA標準和XML技術在電子病歷系統中的應用[J].當代醫學,2007(6).

[7] 衛生部.基于健康檔案的區域衛生信息平臺建設技術解決方案[S].2009.12.

[8] M icrosoftO ffice InfoPath 2003 HL7 CDA Demo 2.0 TechnicalReference[EB/OL].http://www.m icrosoft.com/down loads/details.aspx?Fam ily ID=d5491451-4b26-48aa-960b-f6218c95f682&disp laylang=en.

[9] Health Level Seven(HL7Version 2.4)[EB/OL].http://www.hl7.org.

[10] IHE[EB/OL].http://www.IHE.net.通訊作者: