國家科技基礎(chǔ)條件平臺建設(shè)項目

1、國家科技基礎(chǔ)條件平臺建設(shè)項目醫(yī)藥衛(wèi)生科學數(shù)據(jù)共享網(wǎng)基于HTB的主題數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)計方案0.1版醫(yī)藥衛(wèi)生科學數(shù)據(jù)共享網(wǎng)技術(shù)平臺子課題2008年7月目 錄1框架設(shè)計31.1HTB概述31.2軟件架構(gòu)設(shè)計51.3開發(fā)流程62基于HL7 RIM的數(shù)據(jù)規(guī)范化62.1HL7 RIM簡介62.2數(shù)據(jù)規(guī)范化方案82.3數(shù)據(jù)規(guī)范化實例93在Oracle HTB中建立本地術(shù)語系統(tǒng)114HTB環(huán)境部署134.1HTB環(huán)境所要求的硬件軟件134.2安裝操作系統(tǒng)后，完成如下流程144.3HTB的關(guān)閉與啟動151 框架設(shè)計1.1 HTB概述Fig.HTB產(chǎn)品架構(gòu)圖Oracle HTB為醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)提供了一個集成、應用開發(fā)以及

2、日常運營的平臺。它有以下一些重要組件：1 一套全面精確的為醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)定制的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng) 2 基于標準的信息模型3 一整套整合基礎(chǔ)架構(gòu)可以提供包括：數(shù)據(jù)規(guī)范化，自定義安全和審計功能以及業(yè)務(wù)流程及工作流支持功能。這一平臺是為醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)特別量體定做的，可以很好支持不同系統(tǒng)之間的醫(yī)療衛(wèi)生數(shù)據(jù)的整合，快速應用程序開發(fā)以及各醫(yī)療子系統(tǒng)之間的協(xié)同通訊。在Oracle HTB的幫助下，醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中的各類組織，比如醫(yī)院，診所，政府監(jiān)管部門以及保險公司可以非常高效地管理，傳遞和展現(xiàn)整個醫(yī)療服務(wù)過程中的相關(guān)信息。應用程序接口（Application Programming Interface 縮寫為API）提

3、供了訪問HTB服務(wù)的途徑。這些API采用的是基于HL7版本3參考信息模型(Reference Information Model 縮寫為RIM)表示醫(yī)療衛(wèi)生數(shù)據(jù)的表示法。RIM可以提供一個基于標準的、專門對于醫(yī)療衛(wèi)生的關(guān)鍵業(yè)務(wù)對象的表示法。醫(yī)療衛(wèi)生信息從邏輯上來看是放置在一個基礎(chǔ)表結(jié)構(gòu)中，這個基礎(chǔ)表結(jié)構(gòu)是嵌入在電子商務(wù)套件中的企業(yè)數(shù)據(jù)模型中的。其結(jié)果可以保證用于管理一個企業(yè)的全部流程的操作一致性。開發(fā)小組可能在這個基礎(chǔ)平臺之上建立下一代醫(yī)療衛(wèi)生應用。Oracle HTB消息服務(wù)構(gòu)建于HL7 版本3的消息標準，該消息服務(wù)在整合各醫(yī)療衛(wèi)生子系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過業(yè)務(wù)流程API, 內(nèi)置的消

4、息處理器可以把來自各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以及交易歷史統(tǒng)一存儲在Oracle HTB數(shù)據(jù)中心，從而確保數(shù)據(jù)的一致性。缺乏一個統(tǒng)一的專業(yè)術(shù)語系統(tǒng)是醫(yī)療行業(yè)需要面對的主要挑戰(zhàn)之一。Oracle HTB通過統(tǒng)一的中央數(shù)據(jù)存儲中心提供了包括術(shù)語存儲及管理，術(shù)語的描述及各類專業(yè)術(shù)語系統(tǒng)之間映射關(guān)系管理等多種服務(wù)來應對這個挑戰(zhàn)。例如，一個醫(yī)學問題可以使用SNOMED-CT編碼來輸入，但是在輸出和查詢的時候需要使用相應的ICD-9或者ICD-10編碼來表示。當然，這種“概念映射”需要依賴外部系統(tǒng)來提供映射數(shù)據(jù)，不過，我們在全球有大量合作伙伴可以提供額外的一些映射數(shù)據(jù)和服務(wù)。Oracle HTB也同樣支持本地同義詞的使

5、用。對于構(gòu)建在Oracle HTB上的應用系統(tǒng)，Oracle HTB提供的術(shù)語導入和中間媒介服務(wù)大大簡化了術(shù)語系統(tǒng)之間的映射。目前，Oracle HTB正式支持并且提供的術(shù)語系統(tǒng)包括SNOMED CT, ICD-9-CM, DRG, MDC, LOINC, CPT-4, HCPCS Level II, ICD-10 以及HL7 Vocabulary Domains。當然，這些系統(tǒng)之間的映射需要一些來自外部的映射數(shù)據(jù)的幫助。另外，其他相類似的一些術(shù)語系統(tǒng)，包括一些組織和地區(qū)特有的系統(tǒng)，可以通過Oracle HTB的開放架構(gòu)很方便地添加到系統(tǒng)中。1.2 軟件架構(gòu)設(shè)計Fig.軟件架構(gòu)設(shè)計l 原始系統(tǒng)

6、：這里指原始數(shù)據(jù)所在的系統(tǒng)。原始數(shù)據(jù)存于這些系統(tǒng)中，它們是實現(xiàn)應用的基本素材。需要以HL7數(shù)據(jù)標準為依據(jù)對它們進行整理和規(guī)范化。針對原始數(shù)據(jù)的工作主要是考察它們的定義，研究、觀察示例數(shù)據(jù)，明確它所表達的內(nèi)容，并給出原始數(shù)據(jù)的形式化描述，從而為后面的數(shù)據(jù)導入工作奠定基礎(chǔ)。l 數(shù)據(jù)規(guī)范化模塊：使用HL7 RIM描述原始數(shù)據(jù)，形成規(guī)范化的數(shù)據(jù)，并確定新舊數(shù)據(jù)的對應關(guān)系，最終以數(shù)據(jù)導入配置文件的形式呈現(xiàn)出來。l 數(shù)據(jù)導入模塊：將原始數(shù)據(jù)從原始系統(tǒng)中提取出來，根據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)范化的結(jié)果（數(shù)據(jù)導入配置文件）將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合HL7標準的規(guī)范化數(shù)據(jù)，并調(diào)用HTB API將數(shù)據(jù)存入HTB中。l Oracle HTB：

7、方案最重要的支撐部件，為方案的實施提供了軟件工具和平臺。l BI應用：針對HTB數(shù)據(jù)庫中的規(guī)范化數(shù)據(jù)，搭建BI應用系統(tǒng)，提供綜合性的查詢、統(tǒng)計、分析、報表等服務(wù)。1.3 開發(fā)流程1. 基于HL7 RIM的數(shù)據(jù)規(guī)范化 1) 定義數(shù)據(jù)集 2) 自定義HL7 RMIM 3) 數(shù)據(jù)映射2. 在HTB中建立本地術(shù)語3. 數(shù)據(jù)導入：利用Oracle ODI將原始數(shù)據(jù)導入HTB4. BI應用系統(tǒng)的搭建2 基于HL7 RIM的數(shù)據(jù)規(guī)范化2.1 HL7 RIM簡介HL7（Health Level 7）是一個美國國家標準局認可的非營利性組織。它的成員包括醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的一系列參與者，如醫(yī)藥供應和投資商、醫(yī)療顧問、政

8、府官員、藥學專家等等。它為臨床治療和醫(yī)療服務(wù)的管理、轉(zhuǎn)移、評估等過程涉及的一系列數(shù)據(jù)提供了一個交換、管理和集成的標準。特別地，HL7致力于為醫(yī)療信息系統(tǒng)之間的協(xié)同工作建立一系列靈活、高效的手段、標準、方針、方法及相關(guān)服務(wù)。HL7參考信息模型（Reference Information Model, RIM）是整個HL7標準的核心組成部分，它針對醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的學科特點，為其量身定做了一個信息描述的基礎(chǔ)模型。它使用UML的建模方式和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計理念，為醫(yī)療衛(wèi)生科學數(shù)據(jù)的描述建立了參考標準。同時，RIM也是所有HL7消息共享的信息模型，它為HL7消息的所有領(lǐng)域提供了一致的、可復用的抽象模型。RIM

9、的UML視圖包含了所有的類、類的屬性、屬性的數(shù)據(jù)類型、以及類之間的關(guān)聯(lián)和繼承關(guān)系，如下圖所示。Fig.HL7 RIMRIM 包括了六個主干類，它們分別是實體（Entity）、角色（Role）、參與（Participation）、活動（Act）、活動關(guān)系（ActRelationship）和角色關(guān)聯(lián)（RoleLink）：1) 實體：所有物理上存在的物體或參與醫(yī)療衛(wèi)生相關(guān)活動的生物都可以被認為是一個實體。實體的概念涵蓋了所有生物與非生物，比如人、地點、材料、設(shè)備、組織等。但實體著重表達的是靜止的物體，事件、行為等具有延展性的概念并不是實體。2) 活動：表示正在進行、或已經(jīng)進行、或可以進行、或?qū)⒁M行

10、的一件事情，比如一次臨床檢查、一次健康狀況評估、藥物治療、手術(shù)治療、注射治療、甚至維護文檔等?；顒邮荝IM的支點（pivot），所有醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的業(yè)務(wù)、流程、行為都可以用活動表示。3) 角色：表示實體可以扮演的角色。例如：人作為實體，可以擁有醫(yī)生、護士、病人、科研人員等多種角色。從計算機學科的角度考慮，可以認為角色是系統(tǒng)賦予實體的權(quán)限或權(quán)力，有了某個特定的角色，系統(tǒng)中的一個實體才可以參與相應的活動。然而，需要特別注意的是，RIM中的角色并不直接參與活動。角色與活動的聯(lián)系是通過一個專門的類來完成的，即下面要介紹的參與。4) 參與：參與是聯(lián)系角色與活動的紐帶，它表示一個角色參與一次活動的方式，比如

11、在哪里、為什么、作為什么等等。例如，護士（角色）能夠以見習（參與）的方式參與到手術(shù)（活動）中。單獨設(shè)置這樣一個參與類的好處之一是，同樣的角色參與到同樣的活動可以采取不同的方式。比如，護士參與手術(shù)的方式還可以是助手、麻醉師或檢測人員等。5) 活動關(guān)系：兩個活動之間的關(guān)聯(lián)，比如，請求進行一次化驗和這次化驗活動本身就存在著一種活動關(guān)系。6) 角色關(guān)聯(lián)：表示兩個角色之間的關(guān)系，比如，雇主和雇員這兩種角色之間存在的角色關(guān)聯(lián)就是“雇傭”。需要注意的是，角色關(guān)聯(lián)僅僅表達角色之間的關(guān)系，而不能用來表達實體間的關(guān)系。另外，HL7還針對醫(yī)療行業(yè)的特點，定義了一套專用的數(shù)據(jù)類型，比如ANY，BL（Boolean），

12、ED（Encapsulated Data）等。參考信息模型中，一個類的所有屬性都有自己的數(shù)據(jù)類型，而這些數(shù)據(jù)類型都是HL7定義的標準數(shù)據(jù)類型。有了HL7 RIM這樣一個模型，人們在進行不同醫(yī)療系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享工作時，就可以首先按照RIM的規(guī)范對數(shù)據(jù)進行描述，然后實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞、共享。由于HL7 RIM是專門針對醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域設(shè)計的參考信息模型，所以在實際應用中，也省去了學科間銜接、術(shù)語轉(zhuǎn)換等過程。2.2 數(shù)據(jù)規(guī)范化方案Fig.數(shù)據(jù)規(guī)范化方案流程圖1. 描述原始數(shù)據(jù)包括原始數(shù)據(jù)的字段名、中文標題、數(shù)據(jù)類型、含義、關(guān)鍵性、備注等等。2. 確定原始數(shù)據(jù)所屬的HL7域，找到對應的R-MIM （Refin

13、ed Messaging Information Model，可能是多個） 3. 自定義R-MIM以保留原始數(shù)據(jù)的所有信息為原則，對RMIM進行修改，生成自定義的RMIM。修改內(nèi)容可以包括：l修改Entry Point名稱及描述；l刪除與當前問題無關(guān)的類、關(guān)聯(lián)、以及類的屬性；l修改類名；l增選類的屬性；l修改屬性的數(shù)據(jù)類型；l修改屬性的基數(shù)（cardinality）；l修改屬性的詞匯域（如，實體“人”的classCode定義為：classCode <= PSN）；l修改關(guān)聯(lián)的多重性（multiplicity）4. 數(shù)據(jù)映射根據(jù)自定義的RMIM，明確新舊數(shù)據(jù)格式的對應關(guān)系，即：原始數(shù)據(jù)字段

14、名與HL7屬性的對應關(guān)系。2.3 數(shù)據(jù)規(guī)范化實例下面以協(xié)和醫(yī)院“臨床用藥”數(shù)據(jù)為例，給出一個完整的數(shù)據(jù)規(guī)范化實例。1. 原始數(shù)據(jù)字段名中文標題數(shù)據(jù)類型含義關(guān)鍵性Medicine_code藥品碼varchar(25)高Medicine_name藥品名varchar(80)高M_TYPE藥名類型varchar(6)中Drag常用標記Int(1)中Py_code拼音碼varchar(64)中Userules臨床使用規(guī)程mediumtext高Clem_name藥品分類varchar(20)高Structure化學結(jié)構(gòu)式varchar(64)圖片文件中Efficient單藥有效率mediumtext中D

15、rugtype劑型varchar(20)高Dosage劑量varchar(20)高2. 確定原始數(shù)據(jù)所屬的HL7域Fig.HL7 RMIM R_Medication3. 自定義RMIMFig.自定義RMIM4. 數(shù)據(jù)映射字段名HL7項備注Medicine_codeTHER.idMedicine_nameTHER.nameName的不同部分表示M_TYPEDragPy_codeUserulesSBADM.textPlain textClem_nameTHER.codeStructureMMAT.id圖片文件EfficientMMAT.desc圖片表索引DrugtypeMMAT.formCode通

16、過Code System處理DosageSBADM.doseQuantity3 在Oracle HTB中建立本地術(shù)語系統(tǒng)醫(yī)藥衛(wèi)生行業(yè)有很多專業(yè)的詞匯、術(shù)語，廣義的術(shù)語系統(tǒng)是指對這些專業(yè)的詞匯和術(shù)語進行歸納、概括、分類、總結(jié)并把它們結(jié)構(gòu)化地組織起來，從而形成的能夠指導醫(yī)衛(wèi)領(lǐng)域日常工作的標準化系統(tǒng)。國際上常用的術(shù)語系統(tǒng)包括ICD-9（International Classification of Diseases, Ninth Revision），ICD-10，SNOMED-CT（Systematized Nomenclature of Medicine - Clinical Terms），MDC

17、（Major Disease Categories）等。這些術(shù)語系統(tǒng)定義了疾病、藥品、臨床癥狀、醫(yī)療器具等一系列醫(yī)藥衛(wèi)生相關(guān)內(nèi)容的分類與描述，并且為其中涉及的概念分配了數(shù)字或字母等形式的標識，從而提供了對它們進行信息化描述的手段。比如，在ICD-9中，由S形霍亂菌引起的霍亂所對應的代碼為001.0，由其它原因引起的霍亂所對應的代碼為000.9，那么在計算機中，霍亂這種疾病就擁有了它的標識符，也就具有了電子身份。一個完整的術(shù)語系統(tǒng)可以為計算機提供描述醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)I(yè)術(shù)語的數(shù)據(jù)標準。專業(yè)術(shù)語服務(wù)ETS（Enterprise Terminology Services）是HTB的核心服務(wù)之一。它對現(xiàn)有

18、的標準術(shù)語系統(tǒng)（如ICD-9、SNOMED-CT等）提供支持，同時支持用戶建立自己的術(shù)語系統(tǒng)。它為所有術(shù)語內(nèi)容提供實時的訪問服務(wù)，并提供高層次的術(shù)語集成，即不同術(shù)語之間或相同術(shù)語的不同版本之間進行的術(shù)語集成。在ETS中，每個術(shù)語系統(tǒng)被稱為一個“編碼方案”（Coding Scheme），比如ICD-9和SNOMED-CT在ETS中就是兩個不同的編碼方案。然而術(shù)語系統(tǒng)往往不是一成不變的，它會隨著醫(yī)衛(wèi)行業(yè)的不斷發(fā)展而增加、改變自己的內(nèi)容，因此，ETS把每個術(shù)語系統(tǒng)的一個具體實現(xiàn)稱為一個“編碼方案版本”（Coding Scheme Version），比如SNOMED-CT就有2002和2003兩個“編

19、碼方案版本”。術(shù)語的基本單位是“概念”（concept），即術(shù)語系統(tǒng)中表示某一具體含義的特定詞匯。比如剛剛提到的ICD-9中的“霍亂”就是一個概念。因此，每個編碼方案其實就是由許許多多的概念組成的。如果兩個概念之間存在“等價”（equivalence）關(guān)系，則說明它們的含義是相同的。下圖給出了關(guān)于等價的例子。等價關(guān)系共有三種：術(shù)語內(nèi)等價即同一術(shù)語系統(tǒng)的不同版本之間的等價，比如下圖中ICD-9 2002版的“001 - Cholera”和ICD-9 2003版的“001 - Cholera”兩個概念；術(shù)語間等價即不同術(shù)語系統(tǒng)之間的等價，比如下圖中ICD-9 2002版的“001 - Choler

20、a”和SNOMED-CT 2002版的“63650001 - Cholera”兩個概念；間接等價即由上述兩種等價關(guān)系推知的等價，比如下圖中ICD-9 2002版的“001 - Cholera”和SNOMED-CT 2003版的“63650001 - Cholera”兩個概念。同時，ETS還支持為概念建立本地描述（local description），即概念的別名。HTB支持通過別名對概念進行查找。在一個術(shù)語系統(tǒng)（即編碼方案）內(nèi)部，可以設(shè)置多個“概念列表”（concept list）來把概念根據(jù)不同的主題進行分類。概念列表的作用是為術(shù)語系統(tǒng)內(nèi)部的概念提供更加清晰的組織結(jié)構(gòu)，從而利于概念的瀏覽、查

21、詢與獲取。同一個概念可以屬于多個不同的概念列表，也可以不屬于任何概念列表。但為了方便地將概念組織起來，一般會把概念放到與其主題相關(guān)的概念列表中。Fig.術(shù)語的等價結(jié)合HTB ETS提供的一系列功能，可以總結(jié)出在HTB中建立本地術(shù)語的方法。在對原始數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)規(guī)范化工作后，首先需要確定對哪些字段使用術(shù)語服務(wù)。通常，這些字段描述的應該是邏輯性強、意義明確、表述簡單的內(nèi)容，比如藥物的劑型、劑量，物質(zhì)的存在狀態(tài)等，而不應是文字描述性的內(nèi)容。對這些字段進行以下幾步工作，即可實現(xiàn)相應的術(shù)語服務(wù)：1) 確定該字段原始數(shù)據(jù)的取值范圍；2) 將原始數(shù)據(jù)的所有取值與該字段對應HL7項的詞匯域中的所有取值一一對應起

22、來；3) 在HTB中，為第2步涉及的所有概念建立別名，別名的取值即為相應字段原始數(shù)據(jù)的取值。以協(xié)和醫(yī)院“臨床用藥”數(shù)據(jù)中的DrugType字段為例，說明術(shù)語的建立過程。首先，通過考察原始數(shù)據(jù)，得知DrugType的取值為“口服液”、“片劑”、“噴霧劑”三種；然后，在已經(jīng)由數(shù)據(jù)規(guī)范化過程確定的DrugType對應的HL7項中找到與這三種取值對應的詞匯，形成如下表所示的術(shù)語映射表：原始數(shù)據(jù)術(shù)語取值術(shù)語代碼編碼方案編碼方案版本口服液Oral SolutionS14431HL7 Vocabularyv3.0片劑TabletS14515噴霧劑Oral InhalantC14565最后，在HTB中為“Or

23、al Solution”、“Tablet”和“Oral Inhalant”三個概念創(chuàng)建別名，取值分別為“口服液”、“片劑”和“噴霧劑”。這樣，在數(shù)據(jù)導入過程中，數(shù)據(jù)的DrugType字段將會自動實現(xiàn)基于語義的標準化。4 HTB環(huán)境部署4.1 HTB環(huán)境所要求的硬件軟件1服務(wù)器：150G硬盤 2G內(nèi)存2操作系統(tǒng)：Redhat Linux AdvanceServer 4.332位操作系統(tǒng)3操作系統(tǒng)所需組件：X windows、KDEFTP server、Network server、Legacy serverDevelop tools、KDE、Legacy4.2 安裝操作系統(tǒng)后，完成如下流程1.

24、create group and user:group: dba 501user: oracle 500 (dba) applmgr 501 (dba) #/usr/sbin/useradd -m -g dba -G dba oracle#/usr/sbin/useradd -m -g dba -G dba applmgr2. copy all file to LinuxHTB Install p4198954_40_LINUX.zip libaio-devel-0.3.105-2.i386.rpm libaio-0.3.105-2.i386.rpm UTF8 HTB 5.3 EN Inter

25、face htb5.3-apps.linux.tar.gzaa htb5.3-apps.linux.tar.gzab htb5.3-apps.linux.tar.gzac htb5.3-apps.linux.tar.gzad htb5.3-apps.linux.tar.gzae htb5.3-apps.linux.tar.gzaf htb5.3-apps.linux.tar.gzag htb5.3-db.linux.tar.gzaa htb5.3-db.linux.tar.gzab htb5.3-db.linux.tar.gzac htb5.3-db.linux.tar.gzad htb5.3

26、-db.linux.tar.gzae htb5.3-db.linux.tar.gzaf htb5.3-oc4j.linux.tar.gz3. merge filecat htb5.3-apps.linux.tar.gzaa htb5.3-apps.linux.tar.gzab htb5.3-apps.linux.tar.gzac htb5.3-apps.linux.tar.gzad htb5.3-apps.linux.tar.gzae htb5.3-apps.linux.tar.gzaf htb5.3-apps.linux.tar.gzag >htb5.3-apps.linux.tar.gzcat htb5.3-db.linux.tar.gzaa htb5.3-db.linux.tar.gzab htb5.3-db.linux.tar.gzac htb5.3-db.