淺論基于hl7,cda標(biāo)準(zhǔn)和xml技術(shù)在電子病歷系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、淺論基于HL7,CDA標(biāo)準(zhǔn)和XML技術(shù)在電子病歷系統(tǒng)中的應(yīng)用北京大學(xué)第三醫(yī)院  孫震 梁秀娟1 引言隨著醫(yī)療信息化建設(shè)的不斷深入以及區(qū)域衛(wèi)生醫(yī)療體系的建立，對(duì)于醫(yī)院信息系統(tǒng)(Hospital Information System, HIS)之間的互通性(Interoperability)，即醫(yī)院系統(tǒng)內(nèi)部來(lái)自多個(gè)供應(yīng)商的軟硬件間通訊以及各醫(yī)院系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享、交換能力的要求日益增加。電子病歷(Electronic Medical Record, EMR)技術(shù)，是HIS發(fā)展到一定階段的要求和產(chǎn)物。EMR技術(shù)實(shí)質(zhì)上是醫(yī)療過(guò)程的全面信息化，它能夠?qū)崿F(xiàn)患者病歷信息的采集、存儲(chǔ)、傳遞、表示和加

2、工利用，其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。但是，由于患者醫(yī)療信息數(shù)據(jù)類型的多樣性和內(nèi)容的復(fù)雜性，傳統(tǒng)的EMR在患者醫(yī)療信息的內(nèi)部表示、存儲(chǔ)管理、閱讀工具、數(shù)據(jù)交換、安全控制等環(huán)節(jié)上存在著很多不足。作為患者醫(yī)療信息的集合，如何構(gòu)建電子病歷系統(tǒng)軟件體系架構(gòu)，使得不同醫(yī)療機(jī)構(gòu)間、異構(gòu)的醫(yī)療信息數(shù)據(jù)能夠更直接且無(wú)障礙的被交換和共享以及如何使得電子醫(yī)療文檔具有高可讀性(Human-readable)是我們當(dāng)前迫切需要考量的問(wèn)題。2 電子病歷的臨床結(jié)構(gòu)文檔2.1 臨床醫(yī)療文檔的互通性電子病歷作為患者醫(yī)療信息的集合，是由一組具有法律效應(yīng)臨床信息組成的集合。它包括大量文本、圖像、聲音和其它多媒體內(nèi)容。臨床文檔是具有持續(xù)性的

3、文檔，一個(gè)臨床文檔在被定義好的某個(gè)范圍內(nèi)會(huì)在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)保持穩(wěn)定不變，并且臨床文檔擁有一個(gè)組織或個(gè)人對(duì)其進(jìn)行維護(hù)并應(yīng)具有良好的可讀性。醫(yī)療文檔的良好互通性，是建立在醫(yī)療文檔的統(tǒng)一語(yǔ)法和語(yǔ)義以及詞匯集之上的。語(yǔ)法是數(shù)據(jù)交換或消息傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，如HL7標(biāo)準(zhǔn)，語(yǔ)義是數(shù)據(jù)或文檔格式的標(biāo)準(zhǔn)，如HL7 Clinical Document Architecture (CDA) 臨床文檔結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)；詞匯集是組成醫(yī)療文檔的詞匯以及這些詞匯的含義，如醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)系統(tǒng)(Systematized Nomenclature of Medicine. SNOMED)、觀測(cè)指標(biāo)標(biāo)識(shí)符邏輯命名與編碼系統(tǒng)(Logical Observ

4、ation Identifiers Names and Codes LOINC)等標(biāo)準(zhǔn)。本文就是圍繞上面提到的HL7 CDA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行論述。2.2 HL7 CDA標(biāo)準(zhǔn)HL7 CDA臨床文檔結(jié)構(gòu)是HL7組織發(fā)布的第一個(gè)基于XML的醫(yī)療行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。CDA是一種指定以交換為目的的臨床文檔結(jié)構(gòu)和語(yǔ)意的文檔標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)，且以該標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的臨床文檔可以在HL7消息中進(jìn)行傳輸。CDA標(biāo)準(zhǔn)的建立旨在實(shí)現(xiàn)在多個(gè)異構(gòu)的系統(tǒng)中交換技術(shù)復(fù)雜度不同的具可讀性的患者醫(yī)療文檔，因此制定的獨(dú)立于傳輸和儲(chǔ)存機(jī)制的醫(yī)療文檔結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。CDA 能夠使病歷文檔既能夠被機(jī)器處理，也能夠被人閱讀，易于檢索和使用。借助于XML 分析器,編寫相關(guān)的處理

5、程序,就可以將病歷存入到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中或進(jìn)行相關(guān)的操作。CDA標(biāo)準(zhǔn)有助于我們構(gòu)建基于XML技術(shù)的更高效、靈活的電子病歷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在用戶需要時(shí)按需獲得患者的臨床信息，使得患者臨床信息成為醫(yī)療行為的中心。CDA繼承了HL7 RIM和HL7 V3版發(fā)布的數(shù)據(jù)類型第一版，大致繼承關(guān)系見(jiàn)示意圖1。 圖1 CDA與HL7 RIM的繼承關(guān)系示意 其中，CDA的詞匯集是由HL7詞匯集以及受到HL7認(rèn)可的LOINC, SNOMED等術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)詞匯集組成。CDA標(biāo)準(zhǔn)的層級(jí)描述(Hierarchial Description, HD)是源自HL7 RIM(Reference Information Model

6、)，RIM是HL7 V3標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，它將所有醫(yī)療數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)化為共享、通用的模型。CDA XML實(shí)現(xiàn)規(guī)范亦繼承了HL7的實(shí)現(xiàn)技術(shù)規(guī)范(ITS)，CDA的數(shù)據(jù)類型也是從HL7 V3數(shù)據(jù)類型(Data Types)上發(fā)展起來(lái)。但是CDA標(biāo)準(zhǔn)只是臨床文檔標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)，CDA文檔實(shí)例如何打包和交換并不在該標(biāo)準(zhǔn)的研究范圍之內(nèi)，而HL7標(biāo)準(zhǔn)研究的包含臨床文檔在內(nèi)的所有醫(yī)療信息的傳輸交換，兩者的研究范疇是不同的。一個(gè)CDA文檔是一個(gè)已定義的可以存在于HL7消息內(nèi)容以外或在HL7消息中以多用途網(wǎng)際郵件擴(kuò)充協(xié)議(Multipurpose Internet Mail Extensions, MIME)編碼承載的完整信

7、息對(duì)象。因此，CDA標(biāo)準(zhǔn)是HL7標(biāo)準(zhǔn)在臨床文檔方面的補(bǔ)充，兩者的結(jié)合可以使得臨床文檔能夠合理的組織、交換并被接收方無(wú)誤解釋。    CDA文檔都由<Clinical Document>要素封裝，它包括頭(Header)和體(Body)。CDA頭共有四個(gè)邏輯成份：文檔信息、資料數(shù)據(jù)、服務(wù)提供者和服務(wù)接受者，文檔信息標(biāo)識(shí)了文檔，定義了機(jī)密性狀態(tài)，描述了與其它文檔或單據(jù)間的關(guān)系；資料數(shù)據(jù)描述了文檔受訪的開(kāi)始:服務(wù)提供者包括了誰(shuí)鑒別這個(gè)文檔，誰(shuí)要獲取這個(gè)文檔的拷貝，誰(shuí)是文檔的生成者和錄入者，誰(shuí)是參與健康醫(yī)療的提供者等，這些都被一記錄在內(nèi)；服務(wù)接受者包括患者，其

8、它有意義的參與者，如患者家屬，和那些可能產(chǎn)生部分內(nèi)容的設(shè)備。CDA體中所包括的是詳細(xì)的臨床報(bào)告，它可以是一個(gè)非結(jié)構(gòu)化的大型二進(jìn)制對(duì)象，也可以由結(jié)構(gòu)化體(Structured Body)所組成。結(jié)構(gòu)化體被封裝成多個(gè)遞歸可嵌套的文檔部分(section)，每個(gè)部分可以包含一個(gè)單獨(dú)的敘述塊(Narrative Block)，以及任何數(shù)量的CDA條目(Entry)和外部引用。圖2 為CDA文檔結(jié)構(gòu)示意，圖3 為CDA文檔舉例。在CDA標(biāo)準(zhǔn)中,根據(jù)患者醫(yī)療文檔信息的結(jié)構(gòu)化程度，依次將標(biāo)準(zhǔn)劃分為三級(jí)：l 第一級(jí)，規(guī)定醫(yī)療文檔頭信息的語(yǔ)義,指定醫(yī)療文檔類型的代碼和包含章節(jié)的文檔內(nèi)容。l 第二級(jí)，在第一級(jí)的基

9、礎(chǔ)上，要求醫(yī)療文檔和章節(jié)使用相同的代碼，允許增加進(jìn)一步的約束條件。l 第三級(jí)，允許在醫(yī)療文檔的內(nèi)容上增加醫(yī)療觀察報(bào)告和醫(yī)療服務(wù)的信息。圖2 CDA主要結(jié)構(gòu)示意 圖3 CDA文檔舉例    HL7 V3標(biāo)準(zhǔn)以及HL7 CDA標(biāo)準(zhǔn)都是基于同樣的XML技術(shù)，XML( eXtensible Markup Language)是由W3C(World Wide Web)組織, 自1998 年起所提倡的可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言。其優(yōu)勢(shì)在于，它不僅是一種標(biāo)識(shí)語(yǔ)言，更是一種可以定義描述對(duì)象結(jié)構(gòu)的元語(yǔ)言。XML文檔自含結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)間交換的信息可以互相“理解”。采用XML技術(shù)進(jìn)行醫(yī)療文

10、檔內(nèi)容的描述具有以下優(yōu)點(diǎn)：1) XML技術(shù)采用層次化的面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)描述方法，適用于描述醫(yī)療信息文檔的復(fù)雜信息。2) XML語(yǔ)言是一種元語(yǔ)言，支持定義描述對(duì)象的結(jié)構(gòu)。適用于醫(yī)療文檔中不同內(nèi)容結(jié)構(gòu)的變化，適合于保持病歷的歷史。3) 基于XML技術(shù)的電子病歷描述，通過(guò)瀏覽器就可直接瀏覽病歷內(nèi)容，且支持XML語(yǔ)言的軟件開(kāi)發(fā)工具眾多，適用于當(dāng)前流行的BS軟件體系架構(gòu)軟件的開(kāi)發(fā)。4) XML技術(shù)可將內(nèi)容與樣式關(guān)聯(lián)在一起，使得電子醫(yī)療文檔更具有可讀性。使用XML描述病歷內(nèi)容,要先定義病歷內(nèi)容的結(jié)構(gòu)DTD(Document Type Definitions) 。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中病人信息到病歷結(jié)構(gòu)的

11、轉(zhuǎn)換, 從而實(shí)現(xiàn)由以類型為中心的數(shù)據(jù)庫(kù)描述到以病人為中心的文檔描述。形成的XML 文件是病歷存儲(chǔ)管理的基本單位。使用者可以利用事先規(guī)定的文檔類型定義(DTD) 來(lái)約束文檔( 病歷) 的結(jié)構(gòu)。所有遵循這一結(jié)構(gòu)的病歷文檔通過(guò)XML分析器(Parser)可以將其內(nèi)容還原為結(jié)構(gòu)化的字段并進(jìn)行處理,這為病歷內(nèi)容的通用化處理奠定了基礎(chǔ)。采用XML 文件來(lái)記錄病歷,并不排斥病人信息的數(shù)據(jù)庫(kù)表示。病歷的XML 描述、與數(shù)據(jù)庫(kù)記錄有各自的適用范圍, 它們將共同存在。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主要用于支持日常的業(yè)務(wù)處理和病人信息的采集。其中需要大量的數(shù)據(jù)檢索和更新。業(yè)務(wù)系統(tǒng)要保持高效率, 采用大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理是最佳的選

12、擇。電子病歷系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的病歷瀏覽, 主要是對(duì)病人信息的提取, 數(shù)據(jù)將不再更改。因此, 將其建立在XML 形式的輸出上, 便于實(shí)現(xiàn)查詢功能的跨平臺(tái)和不同系統(tǒng)的交換。兩種描述同時(shí)存在并保持相對(duì)獨(dú)立, 依用途不同相互配合使用。 3 CDA標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用舉例CDA標(biāo)準(zhǔn)的其中一個(gè)優(yōu)勢(shì)即Microsoft公司的BizTalk 以及 InfoPath 軟件已經(jīng)提供了對(duì)CDA標(biāo)準(zhǔn)的支持。其中Infopath是一款基于XML技術(shù)的表單創(chuàng)建工具。Microsoft公司發(fā)布了一個(gè)Microsoft Office InfoPath 2003 Health Level Seven (HL7) 臨床文檔體系結(jié)構(gòu) (CDA) 演示 2.0 版的解決方案。該方案包括兩個(gè)集成的臨床表單模板：醫(yī)生的進(jìn)度說(shuō)明和藥物單。這兩種類型的表單與 HL7 CDA 和消息標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，并且為 InfoPath 2003 作為生成電子表單工具的靈活性和實(shí)用性提供了良好的說(shuō)明。本演示表明，在向最終用戶提供一個(gè)清晰、直接的界面時(shí)，InfoPath 2003 文檔在設(shè)計(jì)和執(zhí)行上如何做到與指定的可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言 (XML) 架構(gòu)相一致。這個(gè)方案同時(shí)配合