基于集成平臺和HL7標準的危急值系統設計與實現

徐 進 屈曉暉 陳洞天

(華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院計算機中心 武漢 430030) (國家衛生健康委員會統計信息中心 北京 100032) (華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院計算機中心 武漢 430030)

1 引言

危急值是指可能危及生命的檢驗檢查異常結果。當危急值出現時表明患者可能正處于有生命危險的邊緣狀態，需要臨床醫師及時給予有效干預措施或治療，挽救患者生命，否則可能會出現嚴重后果，失去最佳搶救機會[1]。危急值概念最早由美國學者George Lunderberg于1972年提出[2]。國家衛生健康委員會發布的《三級醫院評審標準(2020年版)》[3]規定三級醫院需建立危急值報告制度，《醫療質量安全核心制度要點》要求醫療機構建立住院和門急診患者危急值報告具體管理流程和記錄規范，確保危急值信息準確、傳遞及時、信息傳遞各環節無縫銜接且可追溯[4]。大部分醫院采用人工方式傳遞、記錄和管理危急值，該方式容易導致晚報、誤報和漏報等問題，在醫療質量管控方面也會消耗大量人力和時間對危急值應用情況進行調查和統計[5]，因此亟需建設電子危急值系統以替代人工危急值傳遞模式。此外由于醫技系統數量眾多且院內各信息系統架構差異較大，危急值在各信息系統間的流通難度較高，需要設計標準化的危急值消息格式，并通過統一平臺對危急值信息進行集中管理。

2 集成平臺與HL7信息交換標準

2.1 通信模式選擇

醫院信息系統數量繁多，傳統點對點接口通信模式存在對接復雜、耦合度高等問題。對于N個不同的信息系統，實現全面系統交互需要進行N*(N-1)/2次對接，使用中心化的集成平臺作為信息中樞，將院內所有信息系統連接集成，則只需要進行N次對接，并且實現院內信息統一管控和跨平臺數據整合[6]，見圖1。

圖1 點對點通信與集成平臺整合通信模式對比

2.2 基于HL7標準的集成平臺

華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院(以下簡稱同濟醫院)采用Intersystems Ensemble作為院內信息系統集成平臺。Ensemble以Caché數據庫為核心，支持數據實時訪問和監管，具有高性能消息引擎，并且支持各種主流通信協議和信息標準，包括傳輸控制協議(Transmission Control Protocol，TCP)、簡單對象訪問協議(Simple Object Access Protocol，SOAP)、HL7等[7]。其中HL7[8]作為衛生信息傳輸協議，支持異構系統間醫療數據交互[9]，使得醫療信息在院內各系統間流通無阻。基于HL7標準，通過集成平臺搭建院內醫療消息總線，可以實現異構系統解耦，以及跨系統甚至跨地域的醫療信息互聯互通。HL7消息(Message)由1個或多個段(Segment)組成，通過回車符(/r)分隔；每個段由1個或多個域(Field)組成，通過豎線(|)分隔；每個域由1個或多個元素(Component)組成，通過脫字符(^)分隔。以下是HL7消息示例：

MSH|^～/&|EPIC|EPICADT|SMS|SMSADT|199912271408|CHARRIS|ADT^A04|1817457|D|2.5|

PID||0493575^^^2^ID 1|454721||DOE^JOHN^^^^|DOE^JOHN^^^^|19480203|M||B|254 MYSTREET AVE^^MYTOWN^OH^44123^USA||(216)123-4567|||M|NON|400003403～1129086|

NK1||ROE^MARIE^^^^|SPO||(216)123-4567||EC|||||||||||||||||||||||||||

PV1||O|168 ～219～C～PMA^^^^^^^^^||||277^ALLEN MYLASTNAME^BONNIE^^^^|||||||||| ||2688684|||||||||||||||||||||||||199912271408||||||002376853

此示例消息包含4個HL7段：消息頭(MSH)、患者信息(PID)、近親(NK1)和患者就診(PV1)。MSH段包含有關消息本身的信息。包括消息發送者和接收者、消息類型以及發送日期和時間。每條HL7消息都將MSH指定為其第1段。PID段包含有關患者的人口統計信息，例如姓名、患者ID和地址。NK1細分包含患者近親的聯系信息。PV1部分包含有關患者住院時的信息，例如分配的位置和推薦醫生。

3 系統架構

危急值系統以集成平臺作為消息中樞，連接所有產生危急值消息的醫技系統，將危急值消息實時轉發至相應業務系統，包括醫生工作站、護士工作站、護理文書、APP等，見圖2。其中醫生、護士工作站接收到危急值消息后實時彈框提醒醫護人員，并要求錄入處理人、處理措施等相關信息，生成相關病歷記錄及數據統計，從而確保危急值信息報告全流程的人員、時間、內容等關鍵要素可追溯，為醫療質量管理工作提供數據支撐。

圖2 危急值系統架構

4 HL7消息總體設計

4.1 概述

危急值消息在各醫技系統發布檢查結果時產生，隨檢查結果一同以標準HL7消息格式推送至集成平臺，集成平臺按照預設規則轉發至各臨床信息系統。HL7標準的最新版本為v3，在實際應用過程中存在設計過于復雜和實施成本高昂等問題[10]。目前HL7在醫療機構中最常見的使用版本為v2.x，醫院集成平臺的消息集成規范按照HL7 v2.6進行設計和實施。

4.2 實驗室檢驗危急值消息

實驗室檢驗危急值并非1條獨立的HL7消息，而是檢驗結果發布時在檢驗結果消息體中對危急值內容進行標記。參照HL7 v2.6第7章《觀察報告(Observation Reporting)》[11]，對檢驗結果消息結構進行設計，見表1。關鍵內容設置如下。MSH段：MSH段(Segment)第9域(Field)包括消息類型(Message Type)、觸發時間(Trigger Event)和消息結構(Message Structure)3個元素(Component)，分別設置為“OUL”(表示實驗室觀察消息)、“R21”(表示實驗室觀察事件)和“OUL_R21”(表示實驗室觀察消息結構)。ORC段：第16域為醫囑控制原因描述(Order Control Code Reason)，用于對醫囑事件補充解釋說明，類型為編碼條目(Coded Element)。對于包含危急值的實驗室檢驗結果消息，添加自定義編碼條目“PV^危急值”。OBX段：第8域為異常標記(Abnormal Flags)，用于標記超出正常參考范圍的實驗室檢驗結果。該表值域取HL7 預定義表Table 0078，危急值結果的異常標記包括：“HH”(超出危急值范圍上限)，“LL”(低于危急值范圍下線)，“AA”(用于描述非數值類危急值)。

表1 檢驗結果消息段

4.3 一般檢查危急值消息

與實驗室檢驗危急值相同，醫技檢查消息也并非1條獨立的HL7消息，同檢查結果一起發布，并在檢查結果消息體中添加危急值相關內容。醫技檢查項目形式繁多，包括超聲、放射、心電圖、核醫學檢查、病理檢查等，其報告內容結構各不相同，共通點是除圖像或影像部分外主體內容一般分為兩部分：檢查發現部分，描述檢查過程中發現的客觀事實；診斷意見部分，闡述醫技人員的主觀診斷意見。針對一般檢查報告形式，再附加上危急值內容，可以設計通用的含危急值的檢查結果消息結構。參照HL7 v2.6第7章《觀察報告(Observation Reporting)》[11]對檢查結果消息結構進行設計，除各消息段具體內容存在區別外，結構與檢驗結果消息基本相同。對關鍵內容進行以下設置。MSH段：第9域消息類型(Message Type)設置為“ORU(表示一般觀察消息)^R01(表示一般觀察事件)^OUL_R01(表示一般觀察消息結構)”。ORC段：第16域醫囑控制原因(Order Control Code Reason)設置為自定義編碼條目“PV^危急值”。OBX段：第8域異常標記(Abnormal Flag)設置為“AA”(用于描述非數值類危急值)，第5域觀察結果(Observation Value)作為一個可重復(Repeatable)域，將其重復3次，以波形號(～)隔開，分別表示檢查發現、診斷意見和危急值描述。

5 結語

通過建設以集成平臺為消息總線，以標準HL7消息為信息載體的危急值系統，打破院內系統間信息壁壘，實現危急值在院內信息系統間的流通，其成效包括：一是1次接入，多端推送，系統解耦。集成平臺為院內各系統提供接口集成和消息路由服務，醫技系統的危急值消息僅需1次接入集成平臺，后續各系統即可通過集成平臺獲取危急值實時推送消息，大大降低各業務系統之間耦合度。二是實現接口標準化。設計并實現符合HL7 v2.6標準的危急值消息接口，完成危急值在各系統間的互聯互通。若醫技系統實現基于HL7標準的檢驗檢查結果接口，則僅需在原接口上較小改動即可，無需開發新接口。三是降低危急值管理成本。危急值電子化管理可以顯著減少人力成本，數據追溯和管理統計也更加準確可靠。醫院信息系統復雜程度日益增加，以集成平臺作為消息總線對各系統信息進行集中一站式管理能有效實現系統解耦，降低信息化管理成本；同時信息交換標準是信息系統、醫療機構、區域乃至國家之間醫療信息交互的基礎，HL7標準是達成醫療信息互聯互通和共享協同的最佳途徑。基于集成平臺和HL7標準建設的危急值系統是實現危急值信息化管理的良好解決方案。