區域醫療 SOA 解決方案，第 2 部分: 使用 IBM 解決方案實現醫療文件共享

簡介： 基於電子健康檔案構造以患者為中心的區域醫療衛生資訊網路是解決臨床與醫療健康資訊共享的關鍵。本文介紹了醫療衛生行業內相關的資訊交換規範後，詳細介紹了基於 IBM 現有資產 HIE(HealthCare Information Exchange) 的解決方案，並給出了一個具體應用場景加以闡述。

背景知識

醫療文件

患者在參加醫療活動享受醫療服務時候，醫療服務機構會產生為該患者產生衛生服務紀錄，例如兒童出生會產生出生醫學證明、健康體檢資訊等紀錄，病人在門診診療時候會產生診療或者醫囑紀錄，病人住院會產生住院併案首頁、出院小節等紀錄，病人在醫院或者健康機構檢查時候會產生實驗室報告、健康體檢資訊等紀錄，所有的這些紀錄具有獨立語義的完整的醫療資訊，可以以文件的形式被醫療機構 IT 系統進行交換和共享，在這裡這些紀錄統稱為醫療文件。

交換和共享

醫療文件是構建居民統一電子健康檔案 (EHR, Electronic Health Record) 的重要來源，醫療文件的共享是區域醫療解決方案中的基本目標。居民在醫療機構診療產生的醫療文件進行採集，形成居民完整的健康檔案，供居民、臨床醫生、全科醫生以及相關機構進行調閱和檢視。

醫療文件的交換和共享是構建區域衛生資訊平臺的核心業務之一，也是區域醫療解決方案的重要組成部分之一。各醫療機構的應用系統應該能夠將需要共享的醫療文件上傳到區域 EHR 平臺，由平臺進行統一管理和維護，而在需要查詢和調閱時候，醫療機構應用系統也可以查詢和展示相關的醫療文件，從而達到跨醫療機構的醫療文件的共享的目的。

醫療文件型別是多種多樣的，可以是文字、影像、結構化資訊等等，如果型別和結構不能統一，就不能使醫療機構和系統對文件的理解和處理做到一致，這需要建立統一的標準來定義文件的語法和語義，臨床文件架構 CDA（Clinical Document Architecture）是目前在醫療界得到廣泛承認和使用的文件標準。同時，除了文件標準外，還需要將交換方式和模型做到標準化，使得各醫療機構能夠使用統一的 IT 互動規範實現無障礙地跨醫療機構文件共享，醫療資訊整合規範（IHE，Integrating Healthcare Enterprise）給出了這方面的規範。

HL7 CDA

HL7（Health Level 7）是在醫療資訊系統之間交換臨床、財務和管理資訊的一套標準，而 CDA（Clinical Document Architecture）是 HL7 標準集的一部分，它以臨床文件交換為目的，描述臨床文件的結構和語義的文件標記標準。CDA 提供了臨床文件的交換模型，便於實現臨床資訊的標準化，例如病案首頁、出院小結、觀察報告等。CDA 遵循 XML 標準、遵循 HL7 RIM 參考模型，CDA 既可以包含計算機可識別的標準化結構文字、也可以包含自由文字、影像等人可識別的資訊。CDA 結構如清單 1 所示，具體標記解釋請參考 HL7 官方網站。

清單 1. CDA 結構示例

				 
  
  ... CDA Header ... 
   
    
 
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IHE XDS 和 ATNA

醫療資訊整合規範（Integrating Healthcare Enterprise，IHE）目標不僅是在鼓勵整合，更是一種實現平臺的框架。IHE 定義了不同方面的技術框架（Technical Framework），例如基礎架構（IT Infrastructure）、放射醫學（Radiology），實驗室（Laboratory），心臟病學（Cardiology）等。基礎架構技術架構中又進一步定義了整合概要（Integration Profile）來描述不同系統整合的實現規範，例如 PIX/PDQ, XDS, ATNA 等，其中：

• 跨企業文件共享 XDS（Cross-Enterprise Document Sharing）定義了信任領域（Affinity Domain）內不同的醫療機構以交換文件的方式共享病人醫療紀錄，XDS 詳細定義了文件註冊庫（Document Registry），文件儲存庫（Document Repository），文件源（ Document Source），文件消費者（Document Consumer），病人身份源（Patient Source）等幾個角色（Actor）以及這幾個角色進行資訊交換的交易介面（Transaction），這些交易的介面的資料格式是基於 SOAP 和 ebXML 之上而資料模式則參考了 HL7 RIM 概念模型。XDS 整合概要包括 XDS.a 和 XDS.b 兩種型別，XDS.a 釋出較早基於 ebXML2.1 構造，除了 SOAP 介面外還有 HTTP 介面；而 XDS.b 基於 ebXML3.0 構造，介面全部是 SOAP 方式。
• 審計跟蹤和節點認證 ATNA（Audit Trail and Node Authentication）定義如何保證節點之間傳遞資訊的安全，包括在節點之間建立安全通道，在傳輸資訊時候紀錄審計訊息等。

HIE（Healthcare Information Exchange）是 IBM 的現有資產和基於 IHE 的解決方案，它採用了 IBM 公司高效能、穩健的、大規模的中介軟體產品和 IHE 定義的醫療衛生資訊交換規範，實現對醫療健康機構（醫院、醫生診所、醫療實驗室、研究機構等）之間醫療文件（健康檔案、就診紀錄、出院小節、醫囑、檢測報告等）共享和交換，HIE 實現了 IHE 定義的 XDS（包括 XDS.a 和 XDS.b）和 ATNA 兩個整合概要，其總體架構圖如圖 1 所示。

圖 1. HIE 總體架構圖

方案的每個組成部分功能介紹如下：

1. 文件註冊庫（Document Registry）：該註冊庫維護了已註冊文件的後設資料，文件後設資料包含病人 ID、文件標題、文件型別、主治醫師、醫院科室、提交時間等資訊，文件註冊庫類似文件的索引中心，提供了符合 XDS Profile 定義的交易介面。
   1. Patient Identity Feed：該介面表示身份源（Patient Identity Source）可以將病人身份標誌註冊到文件註冊庫中。
   2. Query Registry, Stored Registry Query：兩個介面均提供對文件後設資料（Document Metadata）的查詢，文件消費者（Document Consumer）可以傳入一些引數查詢病人的文件後設資料資訊，例如根據病人 ID 查詢該病人擁有的病歷文件。
   3. Register Document：該介面定義了 Document Repository 需要向 Document Registry 註冊文件後設資料。
2. 文件儲存庫（Document Repository）：該儲存庫儲存了病人的具體文件，並提供了 IHE XDS 定義的以下交易介面：
   1. Provide&Register Document：提供了提交文件的介面。文件源（Document Source）可以將病人的文件以及後設資料提交到 Document Repository，Document Repository 在將文件儲存到自己的儲存庫中後，再將文件的後設資料通過 Register Document 介面註冊到 Document Registry 中。
   2. Retrieve Document：該介面定義了獲取文件的交易，文件消費者（Document Consumer）根據文件的後設資料將文件從指定的 Document Repository 中獲取出來。
3. 稽核日誌庫（ATNA Audit Repository）：儲存了資訊交換過程的審計日誌，並提供了管理介面以便跟蹤和查詢。

IBM HIE 還支援患者身份管理，跨領域的查詢（支援 IHE XCA-Cross Community Access），IHE XUA（Cross Enterprise User Assertion)）身份標識提供者服務，XDS-I 影像資源交換等技術，在此不做具體介紹。

在部署模型中，該解決方案可支援完全中心式、完全聯邦式或者混合式三種部署模式。例如，在一個信用領域內，僅在中心位置部署一個 Document Registry 和 Document Repository，所有醫療機構的系統直接與他們進行整合；也可以在中心位置部署一個 Document Registry，在各醫療機構內部分別部署自己的 Document Repository；或者部署多個 Document Registry 和 Document Repository，形成聯邦模式。

HIE 的實現是基於 IBM 成熟的中介軟體產品 WebSphere 應用伺服器和 DB2 UDB 資料庫實現的，同時 Document Repository 可根據實際需求選用 DB2 UDB， DB2 PureXML，或者 DB2 ECM （Enterprise Content Manager）來儲存和管理文件。HIE 可以利用 WebSphere 應用伺服器提供的負載均衡、叢集等技術，提供高可用性、可伸縮性和健壯性，從而滿足區域醫療環境下對大容量、高併發的資料處理要求。HIE 也可以和目錄伺服器 Tivoli Directory Server，聯邦身份管理伺服器 Tivoli Federated Identity Manager 等進行整合，提供對認證、授權以及身份對映的管理。

基於電子健康檔案的區域醫療 SOA 解決方案一文中給出了區域醫療的總體解決方案總體架構圖，在總體架構圖中，EHR 資料服務部分提供了對健康資訊和臨床文件（CDA 格式）的儲存、管理和共享，如圖 2 所示，它以 HIE 為核心提供了基於 IHE XDS 標準的外界訪問服務，同時又進行了一定的擴充套件，支援對醫療文件的管理和定製功能。

圖 2. 基於 HIE 的 EHR 資料服務

這些擴充套件包括：

• 後設資料定製：HIE 實現了對 XDS 整合概要的文件後設資料的管理和查詢，該元件可在此之上對現有的後設資料進行定製和擴充，例如增加新的後設資料。
• 術語以及語義：針對醫療衛生行業內的不同系統的術語、編碼給出定義和解釋，因為不同的系統定義的編碼和術語可能不一樣，該元件可以支援不同系統的編碼和標準編碼（如 LOINC 編碼）的對映和管理。
• 檢索：支援以不同的方式檢索文件儲存庫，雖然 HIE 給出了一些標準查詢介面，但不併能滿足一些特定的檢索需求，該元件可以提供基於內容關鍵字的全文檢索功能，例如查詢所有患有糖尿病的病人文件。
• 文件模板管理：CDA 是一個統一的文件架構，需要定義不同的模板以支援在不同業務域的文件型別，例如門診紀錄模板、出院小節模板、檢測報告模板等。文件模板管理提供了對 CDA 文件模板的定義、管理和驗證功能。
• 資料同步服務：支援其他系統和 EHR 資料服務模組的文件資料同步，也支援文件更新的自動通知功能。

我們以一個常見的轉診例子解釋該解決方案的應用場景，在由醫院和社群中心組成的領域內，醫院和社群可以共享病人醫療文件，該場景過程如圖 3 如下

1. 居民張三按照衛生部門要求通過基於 Web 介面的應用註冊身份資訊，並得到唯一的病人 ID。在該步驟中，Web 應用擔當了病人身份源 (Patient Identity Source) 的角色，它使用 Patient Identity Feed 交易向 HIE Registry 註冊病人 ID。
2. 張三突發腦出血，並立即入院治療。醫院醫生使用應用 EMR(Electronic Medical Record) 系統紀錄病人病情、診療過程、醫囑資訊等。在張三出院後，EMR 可以生成出院小節，該出院小節以本地介面呼叫的情況下傳送到 HIE 介面卡。
3. HIE 介面卡可以將出院小節轉換為標準的 CDA 格式，並構造出文件後設資料（也可以從 CDA 文件中直接提取後設資料）。HIE 介面卡將出院小節 CDA 以及後設資料釋出到 HIE Repository；在該步驟中，EMR（通過 HIE 介面卡）擔當文件源（Document Source）的角色，使用 Provide&RegistryDocument 交易將文件上傳到 HIE Repository。
4. HIE Repository 將出院小節後設資料使用 RegisterDocument 交易註冊到 HIE Registry。
5. 張三出院轉到社群中心接受進一步康復治療，社群醫生需要了解張三在醫院的診療過程，使用社群應用系統 (Community Information system) 根據張三病人 ID 查詢張三的就診紀錄，使用本地介面呼叫 HIE 介面卡。
6. HIE 介面卡首先根據病人 ID 到 HIE Registry 查詢張三的病歷文件後設資料。
7. 然後再根據文件後設資料到 HIE Repository 獲取出院小節 CDA 文件。在 6) 步和 7) 步中，社群應用系統 CIS（通過 HIE 介面卡）擔當文件消費者（Document Consumer）角色，使用 QueryRegistry 交易到 XDS Registry 查詢文件後設資料，使用 RetrieveDocument 交易到 XDS Repository 獲取文件。
8. CIS 應用在得到 CDA 文件後，可以在介面中以比較友好的方式展示給社群醫生。例如，可以使用 XSLT 將 CDA 文件轉換為 HTML 頁面顯示在瀏覽器上。

圖 3. 出院轉診應用場景

幾點說明：

1. 本場景為了簡化，認為在該領域內，張三在醫院和社群使用的是唯一的全域性病人 ID。在實際場景中，如果醫院和社群使用了不同的病人 ID，則需要考慮使用病人主索引（EMPI，Enterprise Master Patient ID）將病人在不同機構的身份標誌關聯到全域性標誌。
2. EHR 資料服務模組中，僅僅突出作為文件註冊庫的 HIE Registry 和文件儲存庫的 HIE Repository，其他元件沒有列出。
3. 病人隱私保護、授權管理等安全方面的管理在本場景中沒有考慮。
4. HIE 介面卡的作用是為了方便醫院或者社群應用系統接入到 HIE，具體實現可以參考開源工具 OHT（Open Health Tooling），OHT 有一個子專案 OHT IHE 提供了 IHE XDS 的客戶端支援，使用 OHT IHE 提供的 API 可以非常容易地構造 Document Source 和 Document Consumer 的請求訊息。

本文首先介紹了醫療文件的概念和對交換共享的需要，並簡單列出了醫療衛生行業內的相關標準和規範，然後詳細介紹了 IBM 的現有資產 -HIE 解決方案。最後給出了以 IBM HIE 解決方案為基礎的醫療文件共享參考解決方案和應用場景。

原文連結：http://www.ibm.com/developerworks/cn/webservices/1006_yinrui_healthsoa2/index.html

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