個人健康檔案與其數據接口的發展現狀

許曉倩，李傳富，湯嵐鳳，朱川川，丁樺，聶莉莉，武紅利

1.安徽中醫藥大學，安徽 合肥 230000；2.安徽中醫藥大學第一附屬醫院 影像中心，安徽 合肥 230000

個人健康檔案與其數據接口的發展現狀

許曉倩1，李傳富2，湯嵐鳳1，朱川川1，丁樺1，聶莉莉1，武紅利1

1.安徽中醫藥大學，安徽 合肥 230000；2.安徽中醫藥大學第一附屬醫院 影像中心，安徽 合肥 230000

個人健康檔案（Personal Health Record，PHR）作為新型的醫療健康信息化系統工具，必將成為“健康中國”戰略發展的重要基礎，而數據接口方式是實現PHR與各異構系統之間數據交互及數據共享的重要措施。本文詳細介紹了個人健康檔案的發展歷程及其現狀，指出個人健康檔案與異構系統間數據交互的重要性與必要性，分析比較數據接口的多種實現方式，為解決“信息孤島”屏障及實現醫療信息共享提供解決思路。

個人健康檔案；異構系統；數據接口；信息孤島

引言

健康是人類最寶貴的資源，如今，以“科學生活、健康中國”為宗旨的全民健康已是社會及個人高度關注的熱點。健康檔案從20世紀90年代發展至今，已有20多年的發展歷史，由最開始的基于圖像格式的病歷計算機存儲，發展至計算機病歷系統，繼而發展到基于數字化的電子病歷，21世紀進入了電子健康檔案系統，至今發展為以“個人健康”為中心，以“信息共享”為核心的個人健康檔案[1]。

個人健康檔案（Personal Health Record，PHR）是將人一生中的所有健康信息進行有效地集中、整理并加以管理與利用，信息來源廣泛，信息量龐大，近年來，有很多地區建立居民健康檔案系統，但是更多的是手動輸入[2]。但由于醫療數據本身具有復雜性和持續的爆炸性增長等特點，人為的手動輸入建檔費時費力，通過數據接口方式獲取各種異構系統的數據，時效性高，方便快捷，是打破“信息孤島”困境，實現異構系統間健康醫療信息交換與共享的基礎。

1 個人健康檔案發展歷程

PHR是個人可以在私人的、安全的、保密的環境中，訪問、管理、分享和控制與健康相關信息的且符合國家認可的互操作性標準的電子應用程序。PHR所記錄的信息可以來自于各種數據源，如臨床醫生的信息、家庭監控設備及患者本身的信息等[3-4]。

國際標準化組織（International Standards Organization，ISO）曾描述[5]：個人健康檔案是記錄與一個人的健康、保健、發展及福利相關的個人信息庫，個人對所記錄的內容有基本的控制權。

1.1 個人健康檔案國外發展現狀

20世紀80年代末90年代初，西方國家紛紛開始致力于對健康檔案的研究。1987年，HL7（Health Level Seven）交換標準成立，HL7是美國國家標準局授權的標準開發組織之一。定義了臨床信息管理數據的標準格式及衛生信息傳輸協議，允許醫療機構在不同的系統之間進行數據的交互[6]。FHIR（Fast Healthcare Interoperability Resources）是由HL7創建的醫療信息交換標準框架，結合了HL7 V2、V3和CDA產品線的最佳功能及最新的Web標準，密切關注可實施性方面。FHIP基于“資源”（可以用XML或JSON表示）的模塊化組件進行構建，用于解決實際的臨床與管理問題[7-8]。1990年，歐洲標準化委員會/健康信息學標準化技術委員會（CEN/TC 251）成立，CEN/TC 251涉及健康信息結構及安全性內容，研制健康檔案記錄模型，實現健康信息相關設備和系統的互操作能力等標準[9]。1998年，國際標準化組織/健康信息學標準化技術委員會（ISO/TC 215）成立，ISO/TC 215涉及健康信息的標準化工作，實現不同系統間的兼容操作，設立了健康與醫療相關標準等5個工作組與2個聯合工作組[10]。

英國、意大利、美國和加拿大等國家都已建立了全國性個人健康檔案系統，實現醫療健康信息的共享[11]。1997年，英國開始建立“以人為本”的健康保健體系；次年制定了國家衛生信息戰略項目；2002年，信息技術的國家計劃發起成立英國NHS護理記錄的服務，2005年，又成立了新的機構Connection for Health，主要負責衛生信息體系框架以及健康檔案的制定與建設，2012年8月訂立一項關于提供醫療保健紀錄的新方法的協議[12]。意大利建立電子化個人健康檔案是“意大利數字計劃”的目標之一，源于其“歐洲2020戰略行動計劃”，2010年，意大利衛生部建立個人健康檔案指南[13]。美國前總統布什于2004年在美國發表國情咨文中提出，要用10年時間為每一個美國居民建立PHR，實現信息共享的目標；2009年，美國時任總統奧巴馬宣布前期投資200億美元發展PHR系統。加拿大于2000年9月成立Infoway機構，負責開展個人健康檔案系統工作，又于2014年11月成立國家臨床互操作性指導委員會，旨在主要通過臨床信息的有效共享從而提高患者的醫療保健質量[14]。

1.2 個人健康檔案國內發展現狀

我國健康檔案的研究發展起步較晚，但隨著人民生活水平的提高，對健康的重視程度也越來越高。我國先后制定了關于健康檔案的60余項行業標準[15]，主要包括以下3個大類[16]：“健康檔案相關衛生服務基本數據集標準，衛生信息數據元標準，健康檔案數據元分類代碼標準”。

2009年，衛生部制定了《健康檔案基本架構與數據標準（試行）》，將健康檔案信息分為個人基本信息、公共衛生信息、醫療服務信息3個一級類目，又將公共衛生分為4個二級目錄，總共32個基本數據集。2011年，發布《衛生信息數據元目錄》，定義了35項強制性行業標準，于2012年2月1日實施，自實施之日起，廢止《健康檔案基本架構與數據標準（試行）》發布的35項試行標準。2012年，國務院發布《衛生事業發展“十二五”規劃》，要求我國城鄉居民應于2015年低前使健康檔案建檔率達到75%以上[17]。而多數試點城市，在2013年底就已達到國家要求居民健康檔案建檔率[18]。除試點城市外，很多鄉鎮建檔率也大大提高，據馮俊劍等[19]調研發現，截止2015年，河南焦作鄉鎮衛生院健康檔案建檔率為67%，浙江紹興為81%，江蘇蘇州為86%。目前，我國大約有35座城市，2406個社區衛生中心建立了居民健康檔案[20-21]。2017年，國務院發布“十三五”《衛生與健康規劃》，指出：要加強人口健康信息化建設，促進人口健康信息互通共享，堅持“以人為本”的健康理念，注重提高服務質量和水平，實現發展方式由以治病為中心向以健康為中心轉變，同時建立以個人為中心，貫通人的整個生命過程，包含健康、保健和診斷治療等數據的，真正意義上的個人健康檔案[22]。

2 個人健康檔案數據接口方式

PHR系統的數據涉及醫院多個信息系統，各種體檢機構及可穿戴式設備等系統，是不斷累積，隨時動態更新的，單純的手工建檔費時費力，但各系統的開發部署時間、開發商不同，具有各自相對獨立的接口規范和數據結構，造成各系統的架構不一致，存在平臺、語言及數據差異，導致PHR與各個異構系統之間存在數據交互的困難，造成“數據孤島”的弊端現象。通過數據接口方式解決PHR與各異構系統間的信息交互與共享是PHR建設需要解決的重要問題。目前健康檔案的數據接口方式大致可分為基于HL7標準和不基于HL7標準兩個大類。

2.1 基于HL7標準的數據接口方式

2.1.1 HL7標準傳輸

HL7是美國衛生信息傳輸標準，適用于醫院不同信息系統之間的數據交換。HL7標準采用消息傳遞的方式實現異構系統間的互聯。它的原理是：發送方將不同格式的數據信息轉換為雙方系統能夠識別的HL7標準數據格式，在網絡傳輸協議的協調下將信息傳遞給接收方，接收方對數據進行驗證和應答，然后再將數據傳送給應用程序，從而實現異構數據的交互[23]。根據異構數據的傳輸原理，一般可以采用兩種方式：① 建立點對點映射，將HL7字段與數據表屬性值對應；② 基于XML技術建立HL7服務器，形成HL7接口數據庫。

此方法降低了系統連接的成本，提高了異構系統間數據的共享程度，具有很好的擴展性，且符合國家標準。但是HL7標準傳輸要求各系統數據都符合HL7標準，而HL7標準是有美國傳入的，國內大多醫療機構都使用自己的信息系統，并不符合HL7標準，如果使用HL7標準傳輸，則需國內醫療機構放棄已有系統，重新構建新的系統，這樣會浪費大量的人力、物力和財力[24]。

2.1.2 中間件技術

中間件是操作系統軟件與用戶軟件之間的一種獨立的系統軟件或服務程序。在不改變現有醫療系統框架下，開發一種符合HL7標準的中間件技術，實現異構系統間數據的交互。

Mirth是一種開源的、跨平臺的HL7接口鏈接引擎技術，是比較常用的中間件技術之一[25]。Mirth采用了基于C/S的設計模式，使用了企業服務總線進行架構的設計理念，既能夠對外提供HL7接口的模板，又能實現各異構系統自有的接口模式轉換成對外的HL7接口。Mirth主要負責對消息進行構建、解析及傳輸從而實現異構系統數據的傳輸，其創建的接口能夠完成路由選擇、消息轉換及消息過濾，為HL7接口提供了易操作的用戶界面和創建向導。操作者可以通過相應的控制實現數據的導入和導出channels（即HL7接口）。因此，要完成 HL7 數據的構建、解析與傳輸，須在Mirth中創建channels，這樣才能實現在異構系統之間信息的傳輸與共享[26]。Mirth中間件符合國際標準，擴展性及互操作性較好，技術相對成熟，系統耦合性低，具有較強的系統穩定性與可靠性，能夠實現多種影像檢查模式系統與臨床電子病歷系統間的無縫對接[27]。但是中間件技術門檻較高，成本大，需要相應的技術研究人才。

2.2 不基于HL7標準的數據接口方式

2.2.1 數據庫連接技術

數據庫連接主要包括中間表連接和數據庫直連兩種方式。

中間數據庫表是一種間接連接方式，是通過在中間庫中定義一個交互系統雙方均認可的表結構,系統雙方通過定時的進行數據表同步、差異化增量復制等同步更新操作直接從中間表結構中獲取自己所需的相關數據信息,而保持各自數據庫本身的獨立性,從而實現數據交互[28]。此接口方法將主要的數據交換工作移置中間數據庫，系統耦合性降低，提高獨了立性、安全性，接口系統雙方經過全面溝通，設計出規范的，可以擴展的數據結構，實現數據共享與對接[29]。

數據庫直連方式是將不同系統間的數據庫直接相連，不采用中間表或者第三方連接，具有較高的耦合性和實時性，但是這種方式的安全性較低，不夠靈活，且獨立性較差，規范性不夠好，一個表結構修改，其他的也要跟著改，因此異構系統之間很少使用此連接方式[30]。

2.2.2 私有協議

私有協議是指異構系統雙方自己定義的協議，可以滿足雙方系統的要求，完成數據的交互。這些私有協議沒有公開的資料說明，對于協議的結構及會話過程等信息外界無法輕易獲悉，給系統雙方帶來一定的保密性與安全性，但同時也給工控安全研究方面帶來了巨大的挑戰[31]。

私有協議主要采用基于XML（Extensible Markup Language）語言的描述方法，消息傳遞方式可以采用Web Service及 HTTP（Hyper Text Transfer Protocol） 等 協 議。Web Service是一種跨語言、跨操作系統的遠程調用技術，能運行在不同機器上的不同應用之間，無須借助附加的或者專門的第三方軟件或硬件，就可以相互交換數據[32]。Web Service技術通過使用SOAP實現跨操作功能，具有很好的封裝性、集成性、數據傳輸透明性及技術成熟穩定性等特點[33]。HTTP協議是一個基于請求與響應模式的無狀態應用層協議，可以實現大文本、圖片、視頻等信息的交互[34]。

3 數據接口方法的實踐與總結

數據接口方法的實踐來自于我們研發的“影聯網”的子模塊“個人健康檔案”系統，該PHR系統主要遵循HL7標準和《衛生信息數據元目錄》標準，在與不同的體檢機構、醫療機構等異構系統連接中，分表采用了不同的數據接口方法。目前所需連接的機構系統只有極少數遵循HL7標準，可以采用HL7標準傳輸方法與PHR系統進行交互，降低了系統連接的成本，提高數據的共享程度；但由于大多機構尚不遵循HL7標準，此時主要綜合雙方系統特點決定采用何種方式，若對方系統技術成熟，能接受相應的技術成本，則采用中間件接口方式，能夠很好的實現異構系統間的無縫對接；若對方系統在技術成本上有所考慮，又在系統穩定性和數據安全性方面有較高的要求，則采用私有協議實現數據共享，方法簡單，而且有較好的跨平臺性；由于中間數據庫表主要是通過中間表操作，系統耦合性較低，獨立性較好，所以對于一些規模較小的體檢機構也會考慮用這種接口方法。

個人健康檔案系統規模較大，數據相對復雜，與異構系統間的數據交互不可能只使用一種固定的接口方法，需要根據對方的系統結構以及各方面的要求制定相應的接口方法。

4 展望

個人健康檔案系統通過數據接口方式與各種異構醫療系統、體檢機構、可穿戴式設備等完成數據對接，用戶可以隨時隨地自主創建、錄入、導入、管理及分享自己和家人的個人健康檔案。根據用戶健康狀況，PHR系統可推送日常保健信息，提供健康干預，實現智能導診、未病先防等功能。用戶可以在電腦端，手機端實時動態的觀測自己及家人的健康信息，根據實際的健康情況，申請遠程診斷，最終達到健康狀況實時掌控，隨時有專家醫師的臨床指導及遠程照護的全面健康。

[1] 胡巖.電子健康檔案現狀分析與展望[J].黑龍江科技信息,2016,(22):161.

[2] 項瑩,何維楠,譚建剛,等.社區電子健康檔案實施障礙與多元化主體參與管理的可行性研究[J].中國衛生信息管理雜志,2015,12(1):71-74.

[3] Kahn JS,Aulakh V,Bosworth A.What it takes: Characteristics of the ideal personal health record[J].Health Aff,2009,28(2):369-376.

[4] Kharrazi H,Chisholm R,VanNasdale D,et al.Mobile personal health records: an evaluation of features and functionality[J].Int J Med Inform,2012,819:579-593.

[5] International Standards Organization (ISO).Personal Health Records: Definition, Scope and Context[R].Draft Technical Report,Geneva,2009.

[6] 葛小玲,薛顏波,宓林暉,等.基于HL7標準的醫院信息集成平臺建設探索[J].中國數字醫學,2014,9(9):66-69.

[7] Benson T.Principles of Health Interoperability[M].London:Springer International Publishing,2016:329-348.

[8] 葛小玲,薛顏波,宓林暉,等.醫院信息平臺標準化建設路徑探索與實踐[J].中國衛生信息管理雜志,2015,12(6):601-606.

[9] European Committee for standardization[EB/OL].[2014-11-30].http://www.cen.eu/cen/Sectors/TechnicalCommitteesWorkshope/CENTechnicalCommittees/Pages/TCStruc. aspx? param=6232amp;title = CEN/TC%2025l.

[10] 于彤,崔蒙,楊碩.ISO/TC215傳統醫學信息標準跟蹤研究[J].中國數字醫學,2013,8(2):46-49.

[11] 那旭,郭珉江,謝莉琴,等.國外居民電子健康檔案共享服務體系建設及啟示[J].中華醫學圖書情報雜志,2015,24(10):18-21.

[12] Bonomi S.The Electronic Health Record: A Comparison of Some European Countries[M].Berlin:Springer International Publishing,2016.

[13] Olivieri A,Stacchini P,Pastorelli AA,et al.L’osservatorio nazionale peril monitoraggio della iodoprofilassi in italia:idatiaggiornati[A].Lasers and Electro-Optics, 2008 and 2008 Conference on Quantum Electronics and Laser Science[C].CLEO/QELS 2008 Conference on IET,2012:1-2.

[14] Pan-Canadian Clinical Interoperability Steering Committee[EB/OL].[2015-06-10].www.infoway-inforoute.ca.

[15] 王亦星,孟學潮.個人健康檔案服務云平臺Web前端開發[J].福建電腦,2015,64(7):92-94.

[16] 任冠華.電子健康檔案概念解析及標準化現狀分析[J].醫學信息學雜志,2015,36(1):14-18.

[17] 國務院辦公廳.關于印發衛生事業發展“十二五”規劃的通知[EB/OL].(2012-10-19)[2015-09-21].http://www.gov.cn/zwgk/2012-10/19/content_2246908.htm.

[18] 劉曉俠,陳勇,施燕,等.我國居民電子健康檔案建設現狀調查[J].中國衛生資源,2015,18(6):419-421.

[19] 馮俊劍,陳凱,劉智勇,等.我國鄉鎮衛生院信息化建設現狀分析[J].中國衛生事業管理,2016,(2):108-110.

[20] 黃永剛.基于微信的醫院信息服務模式研究[J].中國數字醫學,2014,9(8):75-76.

[21] 張文峰.微信醫保統籌就診平臺的建立與應用[J].中國數字醫學,2015,10(1):96-98.

[22] 國務院.“十三五”衛生與健康規劃[R].2017-01-10.

[23] 王璐.基于HL7標準的醫療信息系統集成的設計與研究[D].沈陽:遼寧科技大學,2014.

[24] Urian GM,Haupt-Karp A.Reduced carbon footprint with composite structures[J].Proc Techn,2016,22:282-289.

[25] 李沙沙,聶鴻超,呂旭東,等.基于協作模型的醫療信息系統集成開發方法[J].生物醫學工程學雜志,2015,(1):203-204.

[26] 楊余壘,張云華.Mirth Connect接口集成引擎在醫療數據傳輸中的應用[J].工業控制計算機,2016,29(12):112-113.

[27] 龍華飛,唐月華,周擁華.第三方PACS與HIS數據互連互通設計與實現[J].中國數字醫學,2016,11(8):50-53.

[28] 余長春.基于OpenEHR的體檢ECG等數據接口的研究與初步應用[D].杭州:浙江大學,2014.

[29] 王雷,周曉明,肖征.PACS與健康體檢系統的接口設計及應用[J].中國醫療設備,2013,28(3):62-63.

[30] 李明彩,白帆,李衛元.體檢信息系統與HIS收費接口的分析和設計[J].計算機與現代化,2011,(8):77-80.

[31] 魏小林,張鐵軍,曹晶,等.利用Web Service技術構建醫院信息系統接口[J].中國數字醫學,2014,9(6):27-29.

[32] 戰強.基于Web Service的中小型制造企業產品研制相關業務系統集成技術研究[J].信息通信,2016,(2):70-71.

[33] 付光遠,劉津霖,李海龍.基于HMM的私有協議自主學習方法[J].計算機應用研究,2017,12(34):1-7.

[34] 廖斌,庹先國,王洪輝,等.基于HTTP協議的地質災害數據傳輸系統設計[J].自動化與儀表,2014,29(11):28-31.

Development Status of Personal Health Records and Data Interface

XU Xiaoqian1, LI Chuanfu2, TANG Lanfeng1, ZHU Chuanchuan1, DING Hua1, NIE Lili1, WU Hongli1
1.Anhui University of Chinese Medicine, Hefei Anhui 230000, China;2.Medlcal Image Center, The First Affiliated Hospital of Anhui University of Chinese Medicine, Hefei Anhui 230000, China

As a new type of health information system tool, personal health records (PHR) will become the important foundation for the “Healthy China” strategic development, and the data interface is an important measure to realize the data exchange and data sharing between PHR and heterogeneous systems. This paper introduced the development of personal health records and its present situation, pointed out the importance and necessity of data exchange between personal health records and heterogeneous systems,analyzed and compared the various implementations of data interfaces. It provides solution ideas to solve the problem of “Information Island” and realizes the sharing of medical information.

personal health records; heterogeneous systems; data interface; information island

R197.1

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.11.030

1674-1633(2017)11-0120-04

2017-05-18

2017-05-25

李傳富，教授，主任醫師，主要研究方向為生物醫療與健康信息。

通訊作者郵箱：13956078816@126.com

本文編輯 王婷