基于FHIR術語組件構建統一術語服務*

向海平 肖 麗

(四川省衛生健康信息中心 成都 610041) (成都中醫藥大學 成都 611137)

徐 馳 林曉東 馬 鳴

(四川孚艾爾信息技術咨詢有限公司 成都 610041) (四川省衛生健康信息中心 成都 610041)

1 引言

1.1 研究背景

隨著我國醫療信息化建設不斷深入，醫療健康信息數據共享交換需求與日俱增，統一標準化建設和互操作性重要性日漸凸顯。為加快醫療信息化建設步伐，我國已持續出臺多項相關指導文件和信息標準。目前存在醫療資源嚴重浪費問題，其原因主要包括以下幾方面：一是各地信息化建設程度不同；二是國內數據共享交互標準復雜度較高、難度系數較大，應用落地緩慢；三是不同軟件廠商對標準化理解和應用程度不一致，導致醫院內部數據對接不流暢或不一致；四是存在信息孤島，區域(或醫院)之間信息無法實現互聯互通等。建設語義一致、互操作性良好的統一術語服務能有效解決這些問題，進一步促進醫療健康信息互通和共享，提升醫院醫療服務質量。

1.2 FHIR標準概述

快捷式醫療衛生互操作性資源(Fast Health Interoperable Resources，FHIR)標準是HL7(Health Level 7)組織創建的下一代標準框架，其在繼承HL7 V2/V3消息和臨床文檔結構(Clinical Document Architecture，CDA)等標準優點的基礎上[1]，同時借鑒最新互聯網標準，具有較強兼容性、可擴展性和可實施性。FHIR標準提供3類組件(即框架類、內容類、推理類組件)解決如何交換信息、交換哪些信息、何時交換信息、如何使用術語、如何保護信息等問題[2]。其中內容類組件中的FHIR術語組件主要用于提供功能性術語服務，以支持使用FHIR資源中的編碼數據。

2 國內外FHIR標準應用現狀

2.1 國外

FHIR標準于2011年被提出，2018年出臺第1個正式版本。經過多年探索和研究，FHIR標準在國外醫療衛生、移動互聯網等眾多領域得到廣泛應用。國外相關研究重點包括數據交互和共享、信息安全以及FHIR標準目前存在的缺陷等。另外FHIR標準繼承了HL7標準體系，在衛生健康行業的應用效果尤為顯著，加快推進醫療衛生健康發展步伐。

2.2 國內

國內僅有少部分科研機構和團隊在關注FHIR標準發展，通過研究和探索FHIR標準優點，充分吸納Web標準特點，將FHIR標準重點應用在移動端和數據共享方面。但相對于國外而言，國內對于FHIR標準應用較少，這主要是由于FHIR標準在國內發展起步較晚且關注度不高、投入不足，缺乏對FHIR標準熟悉的專業人才，致使相關研究不夠深入。

2.3 小結

綜上,國外對FHIR標準應用研究比國內開展得更為全面和深入，但無論是國內還是國外對FHIR的探索和研究都偏重于FHIR標準應用，對FHIR術語組件相關知識的了解和挖掘較少，這主要是因為FHIR標準自身優點促使研究人員對其應用不斷探索和開發。標準性質決定市場對FHIR標準應用的不斷創新和開拓。FHIR標準的復雜度使得FHIR術語組件關注度不高，缺乏專業性人才。

3 FHIR術語組件

3.1 定義

通過FHIR標準進行數據傳輸、共享和交互的過程中需要應用大量術語(如數據元素、值域代碼等)，利用FHIR術語組件統一規范術語應用。術語組件用于表示或解釋FHIR標準的核心規范及其配置中的編碼結構化數據，為如何在FHIR資源、交互操作、編碼數據類型中使用FHIR定義標準指明了方向。總的來說FHIR術語組件用于提供功能性術語服務，以支撐在整個規范中使用FHIR資源中的編碼數據[3]。

3.2 組成

3.2.1 命名系統(Nameing System) 定義一個標識系統或編碼的標識。

3.2.2 編碼系統(Code System) 定義一系列具有相關意義的概念(concept)，雖然其可以在FHIR規范中定義，但大多數情況是由外部術語系統定義,可以由“命名系統”來標識[4]。

3.2.3 值集(Value Set) 編碼系統子集，是從一個或多個編碼系統中選取部分或全部編碼，用于綁定某個特定場景下使用的數據元素值域。其將編碼系統中定義概念和如何在編碼元素中使用這些概念關聯起來。值集包含“compose”和“expansion”兩個關鍵元素，“compose”元素定義哪些代碼包含在值集中；而“expansion”元素則是在給定條件下以擴展方式列出值集中實際代碼列表。另外值集還有兩個常用的方法，一是用于請求服務器在特定上下文中根據給定的組合規則來展開內容，即“$expand”方法；二是用于在特定上下文中請求服務器檢查給定代碼或概念是否在設置的值中，即“$validate-code”方法[5]。

3.2.4 概念映射(Concept Map) 從代碼系統中定義的一組概念到其他代碼系統中定義的1個或多個概念的映射。在映射的上下文中，系統可以是基于公認標準或者本地術語(即自定義術語)的代碼系統。映射是單向的，即從源系統到目標系統[6]。

3.2.5 元素定義(Element Definition) ElementDefinition類型是FHIR元數據層的核心，用于定義FHIR資源或擴展中的元素，該定義包括以下內容：路徑(名稱)、基數和數據類型；定義、使用說明和要求；默認值和固定值；約束、長度限制和其他使用規則；術語綁定；與其他規范的映射；結構使用信息。元素定義屬于FHIR符合性組件的資源，但和FHIR術語組件關系密切。

3.2.6 元素實例 在實際使用FHIR資源進行信息交互時，交換資源實例中編碼數據類型的元素。此元素實例一方面必須符合元素定義要求(即綁定的值域要求)；另一方面，其通過引用編碼系統獲得編碼概念詳細內容，達到人可查、機可讀的目的。

3.2.7 值集、概念映射、命名系統 FHIR術語組件中的3個重要術語資源，實現各種類別術語概念間映射以及系統命名空間管理；支持與必要術語系統進行相互引用[5]。圖1中使用1個示例，對觀測資源進行配置，將其中“Observation.code”節點綁定到“WS 363-2011觀測值集”[7]。

3.2.8 FHIR術語組件規定和描述的其他內容 規范涉及的已知編碼系統；規范定義的值集；多個值集之間映射關系；HL7 V2代碼表命名空間；HL7 V3命名空間(包括V3代碼系統和值集)；已知標識符系統使用方法；已知術語資源注冊庫；FHIR術語服務。FHIR術語組件組成，見圖1。

圖1 FHIR術語組件組成

4 FHIR術語組件建設統一術語服務優勢

作為HL7下一代標準框架，FHIR繼承了HL7、CDA等相關標準的優點。通過FHIR術語組件建設的統一術語服務具有以下優勢：無需各處核對標準文件，通過FHIR術語組件建設的統一術語服務完全符合國家標準和衛生行業標準；提供了在線編碼驗證和查詢服務，同時支持XML/JSON兩種主流輸出格式；具有術語映射功能，支持各類標準之間的自動轉換；完全符合FHIR術語規范，語義一致且互聯互通，適用于各類平臺和系統[8]；統一URL定義地址，支持自定義本地化資源約束與擴展；分布式術語同步技術，支持醫院內網部署實施FHIR標準并支持編碼朔源、區分和組合；FHIR自身具有互操作性，支持實時、雙向、多點交互，支持數據實時監管和業務實時協同；基于Web標準，支持RestFul風格服務架構，使消息或文檔無縫交換信息，同時使開發變得更加簡易；預置眾多開箱即用的衛生信息模型資源并能符合我國本地化需求。

5 與互聯互通標準的關系

我國自2009年開始探索人口健康信息標準體系，于2013年明確建設基本思路、總體框架，于2016年發布《WS/T 483-2016健康檔案共享文檔規范》和《WS/T 500-2016電子病歷共享文檔規范》等相應標準，分別于2017年和2020年發布《區域全民健康信息互聯互通標準化成熟度測評方案》和《醫院信息互聯互通標準化成熟度測評方案》[9-10]。該評審標準借鑒國際HL7標準而制定，符合HL7 V3 RIM框架，其信息共享和交換采用CDA共享文檔模式，其數據必須結構化和標準化。為適應醫療健康領域數據化變革，我國逐步推廣FHIR標準應用。該標準是基于新興行業發展的新規范，既可以作為獨立的數據交換標準，也可以與現行廣泛使用的其他標準合作，其目的是在保證信息完整性的情況下簡化實施，見圖2。FHIR標準繼承了HL7已有標準的優點并進行相應細化和擴展。采用FHIR標準構建統一的行業模型，面向“互聯網+”、云模式等更加緊密的業務具有去中心的互操作能力；面向服務提供更高業務層面的互操作；以消息和文檔方式兼顧傳統互操作模式,滿足低業務集成度、跨數據管理域的集成與交換需求。

圖2 FHIR與互聯互通標準間的關系

6 統一術語服務建設

6.1 概述

術語相關體系結構及其資源組成關系，見圖3。

圖3 術語相關體系結構及其資源組成關系

FHIR術語組件用于提供功能性術語服務，以支持在整個規范中使用FHIR資源中的編碼數據。這些術語用于表示和解釋FHIR核心規范和配置中的編碼結構化數據，為如何在FHIR資源、交互操作、編碼數據類型中使用FHIR定義或外部定義的標準指明方向?；贔HIR術語組件建設標準的、規范化的統一術語服務，首先需要將國家衛生信息術語進行本地化。本文采用的FHIR標準以HL7在2018年11月發布的FHIR R4正式版為參照，國家衛生信息術語則是收集整理自2011年起國家衛生健康委員會發布的相關標準。下文以《WS 363-2011 衛生信息元數據目錄》和《WS 364-2011 衛生信息數據元值域代碼》兩項標準為實例簡要介紹統一術語服務建設步驟。

6.2 具體步驟

6.2.1 步驟1 在FHIR術語組件的命名系統中，衛生信息數據元素和衛生信息數據元值域代碼的定義按照國家發布的DE數據元素或CV值域代碼作為標識符(如身份證件號碼的數據元素為DE02.01.030.00，對應的值域代碼為CV02.01. 101)[7]。

6.2.2 步驟2 根據FHIR術語組件中的編碼系統定義原則，國家標準由國家衛健委進行統一制定與發布。因此其FIHR編碼系統的管轄權應歸屬國家衛生健康委員會，并使用對象標識符(Object Identifier,OID)或統一資源名(Uniform Resource Name,URN)進行識別(如身份證件值域代碼表的URL：http://hl7.org/fhir/vs/2.16.156.10011.2.3.1.1)。

6.2.3 步驟3 在編碼系統中通過選取相應編碼組成一個編碼值集，身份證件類別代碼的值集結構如下:

6.2.4 步驟4 術語組件中概念映射是對不同系統中的兩個值集(如醫院信息系統使用系統軟件商自定義的身份證件類別代碼，實驗室信息管理系統和醫學影像存儲與傳輸系統則應用其他軟件商自定義的身份證件類別)，在概念映射中其源是從值集中選擇相應自定義的身份證件類別代碼，目標則從值集中選擇國家標準的身份證件類別代碼，將不同系統之間的代碼進行映射，在后期使用術語服務時無需再進行對碼操作。此過程在未使用國家標準的情況下進行，如采用國家標準則無需進行概念映射操作。

6.2.5 步驟五 交互使用的數據元素從編碼系統中引用相應編碼，數據元素使用到的值域代碼則從值域集中綁定到相應數據元素中，從而完成統一術語服務建設。

7 結語

衛生信息數據元值域代碼是數據采集元素最基本的標準，基于FHIR術語組件建設統一術語服務對于數據采集乃至于大數據分析挖掘都具有重要意義[11]。從數據傳輸交換標準的角度，在充分了解FHIR術語組件的基礎上，完成衛生信息數據元值域代碼在FHIR標準中的映射(現共有663項)，為基于FHIR標準進行數據采集或模型構建提供重要參考，對數據質量提升也具有重要意義。目前對于FHIR標準在醫療衛生行業應用的研究較少，隨著信息化發展，FHIR標準的研究潛力巨大，了解FHIR標準相關知識尤其是FHIR術語組件，對FHIR標準發展具有重要意義。本文所闡述的關于FHIR標準的術語組件知識為相關研究提供一定參考。未來相關部門或機構應加大對FHIR標準的培訓、學習和指導力度，培養更多FHIR標準專業性人才，充分發揮FHIR標準價值，推進FHIR標準應用，從而推動行業蓬勃發展。