醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)互聯(lián)互通性綜述

1、醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)互聯(lián)互通性綜述摘要本文對醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)互聯(lián)互通性標(biāo)準(zhǔn)及其典型應(yīng)用進(jìn)行了綜述。關(guān)鍵詞 互聯(lián)互通性 HL7 V3 CDA IHE XDS1 -背景醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)互聯(lián)互通性是作為我國衛(wèi)生信息化發(fā)展基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性技術(shù)問題而提 出的，是我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展關(guān)鍵時期必須解決的技術(shù)問題。該問題的提出，是以新的健 康觀為核心的醫(yī)學(xué)模式轉(zhuǎn)變和醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量提高的必然要求，也是我國衛(wèi)生信息化發(fā)展的客 觀趨勢。一方面，隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，醫(yī)療衛(wèi)生信息共享需求越來越迫切，這些需求 包括居民個人健康管理、跨機(jī)構(gòu)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)、公共衛(wèi)生群體健康監(jiān)測、衛(wèi)生管理決策等； 另一方面，從我國衛(wèi)生信息化發(fā)展歷程

2、來看，大體經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用階段和業(yè)務(wù)信息系 統(tǒng)建設(shè)階段兩個階段，但由于各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，造成“煙囪”林立， 信息不能共享；目前，我國衛(wèi)生信息化建設(shè)已進(jìn)入互聯(lián)互通和信息共享共用的新階段，部分 地區(qū)已開始試點(diǎn)。因此，研究醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)互聯(lián)互通性相關(guān)技術(shù)具有十分重要的意義， 其核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)以個人為中心的醫(yī)療衛(wèi)生信息共享共用，基礎(chǔ)和手段是實(shí)現(xiàn)醫(yī)療衛(wèi)生信息 系統(tǒng)互聯(lián)互通1互聯(lián)互通性概念文獻(xiàn)1給出的互聯(lián)互通性定義如下：互聯(lián)互通性是指一個系統(tǒng)或應(yīng)用軟件能夠正確使用 其他系統(tǒng)或應(yīng)用軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的能力。即系統(tǒng)之間能夠傳輸數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)能夠被準(zhǔn) 確地理解。一般將互聯(lián)互通性分為功能（

3、語法）互聯(lián)互通性和語義互聯(lián)互通性。功能（語法） 互聯(lián)互通性是指兩個或多個系統(tǒng)之間通過設(shè)定功能和定義報文結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息交換的能力。語 義互聯(lián)互通性是指兩個或多個系統(tǒng)共享的信息能夠按原有定義被理解的能力。語義互聯(lián)互通 性是信息共享的前提條件，涉及數(shù)據(jù)的整合、概念、術(shù)語、域模型和數(shù)據(jù)模型以及信息（數(shù) 據(jù)）框架的一致性問題，確定信息的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。從上述定義可知，互聯(lián)互通性包括兩層含 義，即功能互聯(lián)和語義互通?；ヂ?lián)互通性標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)互聯(lián)互通性也是世界范圍衛(wèi)生信息共享研究的主要內(nèi)容。目前，在世 界廣泛應(yīng)用的互聯(lián)互通性標(biāo)準(zhǔn)大體上可以分為信息模型標(biāo)準(zhǔn)、信息語義標(biāo)準(zhǔn)和集成規(guī)范等3 大類。3.1信息模型標(biāo)準(zhǔn)

4、信息模型標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于醫(yī)療衛(wèi)生信息模型的構(gòu)建。當(dāng)前，世界上應(yīng)用最為廣泛的信息模型 標(biāo)準(zhǔn)是健康第7層協(xié)議(Health Level 7, HL7),包括HL7 V3和HL7 CDA R2等。HL7是美 國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(America National Standard Institute, ANS D授權(quán)的從事醫(yī)療服務(wù)信息 傳輸協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)研究和開發(fā)的機(jī)構(gòu)。目前,HL7已經(jīng)形成了一個國際性組織，成員幾乎包括了 美國所有的主要醫(yī)療信息設(shè)備提供商。HL7現(xiàn)有會員2 200多名，代表著世界上主要國家和主 流技術(shù)的發(fā)展趨勢。HL7的影響力已經(jīng)波及到了澳大利亞、加拿大、中國、芬蘭、德國、日 本、荷蘭、新西蘭、英

5、國、印度、阿根廷、南非、瑞典、韓國等國家和地區(qū)。中國于2000年 初建立了 HL7中國協(xié)作中心。2,3HL7 V3HL7 V3是HL7組織開發(fā)的醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)互聯(lián)互通性標(biāo)準(zhǔn)第3版。HL7 V3遵循統(tǒng)一的 參考信息模型(Reference Information Model, RIM),采用面向?qū)ο蠛妥皂斚蛳吕^承、精簡、 限定和精細(xì)化的開發(fā)方法，使得HL7 V3相比以前的版本模型定義更加嚴(yán)謹(jǐn)，開發(fā)流程更為 規(guī)范，在世界各國得到廣泛應(yīng)用。HL7 V3信息模型分為3個層次，包括通用的參考信息模 型RIM、領(lǐng)域信息模型(Domain Message Information Model， D - MI

6、M)和具體的精細(xì)化信息 模型R - MIM (Refined Message Information Model)，這些模型互相關(guān)聯(lián)一致，且具有相同 的符號和基本結(jié)構(gòu)，包含了 HL7 V3消息定義；HL7 V3采用可擴(kuò)展標(biāo)記語言(extensible markup language, XML)作為消息的表達(dá)方式，通過加入數(shù)據(jù)和編碼的方式形成HL7的消息，這些消息 具有標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)，包含了數(shù)據(jù)和語義信息，從而為實(shí)現(xiàn)醫(yī)療衛(wèi)生信息互聯(lián)互通性奠定了基 礎(chǔ)。HL7 V3開發(fā)了一整套工具和方法用于實(shí)現(xiàn)HL7 V3信息模型與XML格式限定Schema之間 的映射和相互轉(zhuǎn)換，如RoseTree、V3 Gene

7、rator等?；贖L7 V3的醫(yī)療衛(wèi)生信息互聯(lián)互通 的關(guān)鍵環(huán)節(jié)則是HL7消息的構(gòu)建和解析，可采用Web Service等技術(shù)實(shí)現(xiàn)心。HL7 CDA R2HL7 CDA 是 HL7 組織定義的臨床文檔構(gòu)架(Clinical Document Architecture, CDA), 目前最新版本為第2版。HL7 CDA的主要目的是為臨床信息的交換提供一個統(tǒng)一的基于XML 的文檔架構(gòu)HL7CDA也是HL7 V3的一個通用域，遵循統(tǒng)一的RIM模型，其表現(xiàn)形式則是XML 文檔。一個CDA文檔由Clinical Document元素封裝，包含文檔頭(Header)和文檔體(Body) 兩部分。文檔頭的內(nèi)

8、容在元素Clinical Document與structure Body之間，主要包括文檔的 標(biāo)識性信息；文檔體包含臨床文檔報告的主要內(nèi)容，可由結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化的內(nèi)容組成。結(jié) 構(gòu)化內(nèi)容包含在元素structure Body之間，可由一個或多個section組成，section部分可 以嵌套。每個section包含一個text和多個entry。其中text部分是CDA文檔中的人讀部 分，entry則是機(jī)讀部分，其詞匯集可以包含醫(yī)學(xué)術(shù)語等語義標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)語義上的良好的互通性。6,73.2信息語義標(biāo)準(zhǔn)信息語義標(biāo)準(zhǔn)是醫(yī)療衛(wèi)生信息互聯(lián)互通性中非常重要的一類標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)被HL7 V3、 HL7 CDA

9、 R2等信息模型標(biāo)準(zhǔn)所引用，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)語義識別。主要包括SNOMED CT、LOINC、 ICD 10 等。SNOMED CTSNOMED CT的全稱是醫(yī)學(xué)系統(tǒng)命名法一臨床術(shù)語(Systematized Nomenclature of Medicine一Clinical Terms),是一部經(jīng)過系統(tǒng)組織編排的，便于計(jì)算機(jī)處理的醫(yī)學(xué)術(shù)語集， 是一個在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用的語義標(biāo)準(zhǔn)，3.6版的SNOMED涵蓋了大部分臨床信息，共 有術(shù)語36萬余條，如疾病、癥狀、操作、微生物、藥物等。LOINCLOINC的全稱是觀測指標(biāo)標(biāo)識符邏輯命名與編碼系統(tǒng)(Logical Observation Ident

10、ifier Names and Codes),提供了一套國際上比較通用的名稱和標(biāo)識碼，主要用于實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)項(xiàng)目和 臨床觀測指標(biāo)的命名編碼。ICD-10ICD 即國際疾病分類(International Classification of Diseases ,ICD)，是依據(jù)疾 病的某些特征，按照規(guī)則將疾病進(jìn)行分類，并用編碼來表示的系統(tǒng)。目前最新版是第10次修 訂的疾病和有關(guān)健康問題的國際統(tǒng)計(jì)分類，仍保留了 ICD的簡稱，并被統(tǒng)稱為ICD-10。 我國已于2002年開始推廣使用ICD-10U0。3.3集成規(guī)范集成規(guī)范是一種綜合性的互聯(lián)互通規(guī)范，它并不定義新的標(biāo)準(zhǔn)，而是綜合集成現(xiàn)有互聯(lián) 互通性標(biāo)準(zhǔn)，

11、形成完善的、通用的解決方案。在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的集成性規(guī)范是 醫(yī)療企業(yè)集成(Integrating Healthcare Enterprise, IHE)系列集成規(guī)范。它通過制定技術(shù) 框架文件來對醫(yī)療業(yè)務(wù)流程進(jìn)行規(guī)范化，把醫(yī)療業(yè)務(wù)流程的信息共享與互操作問題劃分為不 同的領(lǐng)域，分別提供解決方案，每一個IHE領(lǐng)域都有一套技術(shù)框架。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò) 展，從最初的放射學(xué)領(lǐng)域發(fā)展到包括IT基礎(chǔ)架構(gòu)、心臟病學(xué)、實(shí)驗(yàn)室等10個領(lǐng)域，各領(lǐng)域 技術(shù)框架不斷充實(shí)完善，集成模式逐年增加uh。其中IHEXD*-Lab集成了 HL7 CDA R2及LOINC 標(biāo)準(zhǔn)，是跨實(shí)驗(yàn)室文檔共享的集成規(guī)范12； IHE

12、跨企業(yè)文檔共享(Cross-Enterprise Document Sharing, XDS)集成規(guī)范提出了跨企業(yè)、跨區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生信息共享的一整套方案，采用基于 Web Service的面向服務(wù)的構(gòu)架(Service Oriented Architecture, SOA)，支持靈活的分布 式存儲架構(gòu)，在業(yè)界具有廣泛的影響力134 .互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)互聯(lián)互通性的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案可分為兩大類，即基于系統(tǒng)互聯(lián)的方案和 基于信息共享的方案。基于系統(tǒng)互聯(lián)的方案是為滿足局部特定需求的基本的實(shí)現(xiàn)方案，隨著 信息共享共用需求的廣度和深度不斷擴(kuò)大，基于信息共享的方案逐漸成為醫(yī)療信息系統(tǒng)互聯(lián) 互通的主流，

13、典型的應(yīng)用包括基于健康檔案的區(qū)域衛(wèi)生信息平臺建設(shè)等。4.1基于系統(tǒng)互聯(lián)的方案基于系統(tǒng)互聯(lián)的方案主要探討異構(gòu)醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)互聯(lián)互通性的問題，實(shí)現(xiàn)方式是設(shè) 計(jì)異構(gòu)系統(tǒng)間基于HL7的標(biāo)準(zhǔn)接口或中間件，關(guān)鍵技術(shù)一是HL7消息的構(gòu)建及解析，二是HL7 消息的傳輸。文獻(xiàn)12、13對HL7 V3消息構(gòu)建、解析與傳輸技術(shù)進(jìn)行了探討，文獻(xiàn)14設(shè)計(jì)了 HL7中間件，文獻(xiàn)15、16則探討了采用Web Service技術(shù)和面向服務(wù)構(gòu)架(Service- Oriented Architecture, SOA)實(shí)現(xiàn)了 HL7消息傳輸?shù)姆椒ā?.2基于信息共享的方案根據(jù)信息共享的范圍不同，基于信息共享的方案可以分為醫(yī)院信

14、息系統(tǒng)集成、跨醫(yī)院醫(yī) 療協(xié)同、專業(yè)醫(yī)療信息集成、基于健康檔案的區(qū)域衛(wèi)生信息平臺和跨區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生信息共享。 其中，基于健康檔案的區(qū)域衛(wèi)生信息平臺和跨區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生信息共享方案由于基于全領(lǐng)域醫(yī) 療信息共享的理念，因此代表了衛(wèi)生信息化建設(shè)的目標(biāo)和發(fā)展趨勢，是醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)互 聯(lián)互通的最終解決方案。4.2.1醫(yī)院信息系統(tǒng)集成醫(yī)院信息系統(tǒng)集成的需求是醫(yī)院信息化發(fā)展的結(jié)果。隨著醫(yī)院信息化程度的提高，在傳 統(tǒng)的醫(yī)院信息系統(tǒng)(Hospital Information System, HIS)基礎(chǔ)上，又發(fā)展了多種臨床信息系 統(tǒng)(Clinical Information System, CIS),包括實(shí)驗(yàn)室信息系

15、統(tǒng)(Laboratory Information System, LIS)，放射學(xué)信息系統(tǒng)(Radiology Information System, RIS),醫(yī)學(xué)影像存儲與傳 輸系統(tǒng)(Picture Archiving and Communication Systems, PACS等。這些系統(tǒng)信息標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng) 一，信息交換存在著嚴(yán)重障礙，難以實(shí)現(xiàn)信息共享。為此，需要建立醫(yī)療信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系 來實(shí)現(xiàn)醫(yī)院信息的集成和共享。文獻(xiàn)17給出了一個基于HL7的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成方案，該方 案以HL7數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)為接口，采用SOA架構(gòu)，分為底層資源層、服務(wù)數(shù)據(jù)集成中間件層、應(yīng)用 服務(wù)及擴(kuò)展層，同時提供了醫(yī)院其它系

16、統(tǒng)接口和第三方系統(tǒng)接口，各層的數(shù)據(jù)格式、消息格 式、接口等都符合基于HL7的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)交換協(xié)議。基于HL7 CDA架構(gòu)的電子病歷系統(tǒng)是醫(yī)院信息系統(tǒng)集成的另一種形式，電子病歷采用HL7CDA R2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的XML文檔表示，其內(nèi)容是從HIS、LIS、RIS、PACS等系統(tǒng)中抽取出來的， 并轉(zhuǎn)換為CDA格式的XML文檔，一般以XML形式保存在數(shù)據(jù)庫中，以瀏覽器/服務(wù)器 (Brower/Server,B/S)方式提供服務(wù)或以Web Service方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。電子病歷的用戶包 括患者本人、醫(yī)生等，實(shí)現(xiàn)的功能包括電子病歷信息共享以及在院內(nèi)不同科室和不同醫(yī)院間 的數(shù)據(jù)交換等。統(tǒng)一的電子病歷有利于減少醫(yī)療

17、差錯、提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量和降低患者就醫(yī)費(fèi) 用。5,6,204.2.2跨醫(yī)院醫(yī)療協(xié)同跨醫(yī)院醫(yī)療協(xié)同采用IHE XDS實(shí)現(xiàn)，IHE XDS的基本構(gòu)架包括文檔注冊庫、文檔存儲庫、 病人標(biāo)識交叉索引(Patient Identifier Cross-reference Profile, PIX)中心等。文檔注 冊存儲過程如下：文檔提交后首先在文檔注冊庫進(jìn)行注冊，并將文檔存入文檔存儲庫，并獲 得全局標(biāo)識，通過PIX中心獲得病人標(biāo)識交叉索引，與文檔相關(guān)聯(lián)。文檔提取過程是首先查 詢PIX中心獲得全局標(biāo)識，并查詢文檔注冊庫，獲得文檔存儲路徑，然后到文檔存儲庫調(diào)閱 文檔。4.2.3專業(yè)醫(yī)療信息集成專業(yè)醫(yī)療信息集成

18、的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)專業(yè)醫(yī)療信息的互聯(lián)互通性，IHE的醫(yī)療信息集成思路 即是關(guān)注于醫(yī)院不同專業(yè)、不同科室的不同特點(diǎn)，因地制宜地制定互聯(lián)互通性解決方案。如 用于實(shí)驗(yàn)室信息共享的IHE XD*-LAB、用于放射科的IHE SWF等。4.2.4跨區(qū)域衛(wèi)生信息共享跨區(qū)域衛(wèi)生信息共享采用IHE XCA實(shí)現(xiàn)，XCA采用多級分層式注冊中心架構(gòu)和PIX+中心， 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的全局標(biāo)識查找，能夠是吸納跨區(qū)域衛(wèi)生信息共享。參考文獻(xiàn)國家衛(wèi)生部.基于健康檔案的區(qū)域衛(wèi)生信息平臺建設(shè)指南M.2009年5月周慶利，江川.HL7與醫(yī)院信息化J.現(xiàn)代醫(yī)院.2004,4(8):95-96 HYPERLINK 基于健康檔案的區(qū)域衛(wèi)生信息平臺建設(shè)技術(shù)解決方案(業(yè)務(wù)篇).人民衛(wèi)生出版社.蘭圣偉，李立宏.HL7 V3開發(fā)體系和我國醫(yī)療信息標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè).中國醫(yī)院管理J，2006，26(4)： 40-42梁秀娟，孫震.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.中國數(shù)字醫(yī)學(xué)J，3(3):21-24楊鵬,劉丹紅，等.基于HL7 CDA門診電子病歷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). HYPERLINK /snomed-ct/ /snomed-ct/ HYPERLINK http:/LOINC.org/ http:/LOINC.org/ HYPER