基于臨床決策支持系統與知識庫的臨床數據中心的研究與應用

馬云，夏新，劉博，陳瀟雨

1.吉林大學附屬第一醫院 信息中心，吉林 長春 130021；2.同濟大學附屬東方醫院（上海市東方醫院） 信息中心，上海 200120

基于臨床決策支持系統與知識庫的臨床數據中心的研究與應用

馬云1，夏新2，劉博2，陳瀟雨2

1.吉林大學附屬第一醫院 信息中心，吉林 長春 130021；2.同濟大學附屬東方醫院（上海市東方醫院） 信息中心，上海 200120

臨床數據中心作為電子病歷（EMR）的重要組成部分，是目前醫院信息化建設的重點，也代表著今后醫療信息化應用的一個方向。建設臨床數據中心需要有臨床決策支持系統與臨床知識庫的支撐，這也是進一步深化EMR系統功能的需要。本文結合我國醫療信息化建設的發展現狀，主要對臨床決策支持系統與知識庫在數據中心建設中的應用，以及存在的問題進行了分析。

臨床數據中心；臨床決策支持系統；臨床知識庫；醫院信息化

臨床數據中心作為電子病歷(Electronic Medical Record，EMR)的重要組成部分，屬于高端醫療應用系統，也代表著今后醫療信息化應用的一個方向。建設臨床數據中心需要有臨床決策支持系統與臨床知識庫的支撐，這也是進一步深化EMR系統功能的需要[1]。美國醫療衛生信息與管理系統協會（Healthcare Information and Management Systems Society，HIMSS）將EMR劃分為0～7級來評估各家醫院的實施水平[2]，歐美發達國家也紛紛投入研究，目前效果還不是十分理想。我國的醫院信息化經過近30年的建設，大部分大中型醫院已經建設了醫院信息系統（HIS）/實驗室信息系統（LIS）/放射信息系統（RIS）/EMR，而作為EMR重要組成部分的臨床數據中心（Clinical Data Repository，CDR）還在研討階段，這也成為制約EMR進一步發展的瓶頸[3]。本文主要闡述臨床決策支持系統（Clinical Decision Support System，CDSS）與知識庫在CDR建設中的作用，并對其各自的特點以及在構建CDR中需要解決的問題進行分析。

1 臨床決策支持系統研究

臨床決策支持系統的建設把零散分布于各個系統的數據進行整合，并按照不同專業關注點進行區分，實現數據的抽取、加工和轉換；同時，根據實際業務實現數據獲取的自助配置，實現與各種應用程序或應用系統的對接，對歷史數據進行面向主題的分析[4]。

1.1 CDSS的體系結構

臨床決策支持系統為了集成HIS、LIS、RIS、人力資源系統（Human Resources System，HRS）、企業資源計劃管理系統（Enterprise Resource Plan System，ERPS）等多個數據源系統的數據，通過統一集成平臺并采用SAP Business Objects的ETL工具Data Services完成數據接口的工作[5]。首先將各數據源系統提供的視圖導入Data Services，并經過抽取、清洗、去冗余、合并等操作，再通過綜合運用數據倉庫(Data Warehouse，DW)、聯機分析處理(On-Line Analytical Processing，OLAP)、數據挖掘（Data Mining，DM）等技術將數據進行整合，實現數據的抽取、加工和轉換[6]，定期從生成服務器中獲取數據，并保證這些數據在數據存儲的不同區塊之間高效、有序、準確地流動，這是構建臨床決策支持系統的重要步驟。本文設計的臨床決策支持系統的框架圖，見圖1。

圖1 臨床決策支持系統的框架圖

1.2 CDSS的功能

CDSS基于多種數據挖掘技術方法，構建分析決策模型，并針對HIS、LIS、RIS、PACS、EMR等海量醫療數據進行挖掘分析，為臨床診療的客觀與規范化提供決策支持[7]。主要有兩大功能：① 輔助醫生快速下達臨床診斷；② 幫助醫生做出下一步診療決策，比如應該進行哪些檢驗檢查、用藥、手術等，即根據決策樹分析醫生的診療行為[8]。

2 知識庫的構建與知識獲取

通常醫學知識的獲取來源于臨床一線經驗積累和醫學參考文獻，知識庫包括術語字典、詞庫、知識模型等[9]。臨床知識庫系統通過通訊接口與其他信息系統進行通訊，實現數據共享和業務協同，來采集被管理對象的基礎數據，并將所述數據存放在數據庫中，這一過程包括對病人從門診掛號、就診、檢驗檢查、收費、取藥到入院治療過程的知識獲取。臨床知識的獲取要求一線醫生對數據填寫規范，進行初步的篩選，然后是知識信息的識別和獲取，最后是知識分類和存儲入庫[10]。知識獲取過程，見圖2。

圖2 知識規則獲取流程圖

3 臨床數據中心的構建

臨床數據中心的建設不僅僅是將分散在各個系統的數據進行集成，還需要對醫院的業務流程和數據集進行標準化處理[11]。根據ISO/TR 20514定義，設計1個共享的EMR邏輯信息模型對于構建以及最終實現EMR共享都具有重要意義，目前構建CDR的EMR邏輯信息模型主要包括共享信息模型與邏輯集中兩種[12]。

3.1 共享信息模型方式

通過該方式建立共享的臨床數據中心，通過信息集成平臺和臨床決策支持系統將數據進行匯總，醫生需要時直接從CDR中調閱所需數據。作為最直接的技術方案，共享信息模型方式可以實現真正意義上的數字化醫療，也是臨床信息系統發展的最終目標。文獻資料顯示，日本歧阜大學醫院基于該模型最終實現了信息的電子化、無紙化及統一管理[13]，但采用這種方式構建CDR的難點在于底層信息模型的建立。由于醫院信息系統中各個系統采取的標準不統一，而且數據形式多種多樣如影像、文本、數值等多種形態，且各種信息之間關系復雜，為信息建模工作帶來了極大挑戰；另外，由于CDR的規模會無限擴大，最終會導致系統管理和維護的復雜度不斷增長，最終難以為繼[14]。

3.2 邏輯集中方式

與共享信息模型不同，邏輯集中方式不需要對底層信息系統的模型進行修改，而是通過邏輯上的集中來實現臨床數據中心，對醫院現有系統業務影響較小。為實現邏輯集中方式，本文采用面向服務架構（SOA），應用適配器技術，通過配置的方式實現數據交換標準接口和信息集成共享平臺與應用系統間的連接與整合，以改變傳統的程序代碼“硬連接”方式，使系統之間的集成更加便捷 ，見圖3。

圖3 CDR邏輯集成技術架構

采用邏輯集中的臨床數據中心技術架構，通過集成平臺減少了系統之間的數據訪問，將會提高訪問效率；同時提高了業務系統數據庫的安全性。相對于基于共享信息模型的技術方案而言，邏輯集中的方式不需要對已經建設的醫院系統進行大的修改，系統之間的耦合度較低，通過邏輯上的集中來實現臨床數據中心，對醫院現有業務流程和操作影響較小，是1個比較適合醫院構建CDR的方式。

4 總結

EMR的發展是一個長期的、循序漸進的過程，作為EMR的應用基礎，CDR建設對EMR的發展具有重要意義。臨床決策支持系統可把零散分布于各個系統的數據進行整合，并按照不同專業關注點進行區分，實現數據的抽取、加工和轉換；通過臨床知識庫系統獲取的知識可通過CDSS為醫生提供輔助診療的初步推送服務。在CDSS和知識庫系統建設基礎上，通過邏輯集中模型來構建臨床數據中心，同時不斷對現有系統功能加以完善，將會實現真正意義上的EMR系統。

[1] 肖輝．臨床數據中心建設方法探討[J]．中國數字醫學,2012,7(11): 70-72,85．

[2] 舒婷,梁銘會．美國電子病歷應用分級模型EMR Adoption Model簡介[J]．中國數字醫學,2011,6(9):13-15．

[3] Kinosada Yasutami．Next Generation EMR System in Gifu University Hospital[A]．中華醫院信息網絡大會CHINC 2005論文集[C]．

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[6] Quinlan JR．C4．5:Programs for machine learning[M]．Bulington Morgan Kaufmann,1993．

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Research and Application of Clinical Data Repository Based on Clinical Decision Support System and Knowledge Base

MA Yun1, XIA Xin2, LIU Bo2, CHEN Xiao-yu2
1.Information Center, The First Clinical Hospital of Jilin University, Changchun Jilin 130021, China; 2.Information Center, Shanghai East Hospital, Shanghai 200120, China

Clinical data repository (CDR) as an important part of electronic medical record (EMR) has become the key point of hospital informatization construction, and represents the future application direction of medical informatization. Clinical decision support system (CDSS) and knowledge base are important for constructing CDR and deepening the functions of EMR system. Combining with the development status of current medical informatization construction in China, this paper analyzes the application of CDSS and knowledge base in CDR construction as well as the problems exist during the application process.

clinical data repository; clinical decision support system; clinical knowledge base; hospital informatization

R197.324

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.07.022

1674-1633(2014)07-0061-03

2013-12-26

2014-05-14

2011年上海市浦東新區衛生局衛生科技項目（PW2011A-2）。

夏新，高級信息項目管理師，同濟大學附屬東方醫院綜合組組長。

通訊作者郵箱：xinye000@163．com