openEHR模型與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法研究.pdf

1、醫(yī)療信息互操作是實(shí)現(xiàn)醫(yī)療信息共享和利用的重要基礎(chǔ)。HL7RIM、openEHR和CEM等分層醫(yī)療信息模型能夠適應(yīng)不斷發(fā)展的醫(yī)療信息互操作需求，是目前國(guó)際上解決醫(yī)療信息互操作問(wèn)題的主要方向。其中，openEHR模型基于臨床診療OEIA循環(huán)（Oberservation、Evaluation、Instruction、Act）來(lái)抽象醫(yī)療信息的基本結(jié)構(gòu)，相對(duì)于其它模型在信息抽象水平和復(fù)雜程度之間取得了更好的平衡，因而在很多國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用，也是

2、歐洲推薦的醫(yī)療信息語(yǔ)義互操作標(biāo)準(zhǔn)。
　　以openEHR模型為底層架構(gòu)的新一代醫(yī)療信息系統(tǒng)將顛覆傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)構(gòu)建模式，營(yíng)造一個(gè)由技術(shù)工程師實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)框架、領(lǐng)域?qū)＜叶x系統(tǒng)內(nèi)容、終端用戶調(diào)整系統(tǒng)形式的多方共同參與的信息系統(tǒng)構(gòu)建生態(tài)，從而既能保證系統(tǒng)基于統(tǒng)一而穩(wěn)定的信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高度的信息共享和互聯(lián)互通，又能充分體現(xiàn)信息內(nèi)容的動(dòng)態(tài)性以及應(yīng)用形式的個(gè)性化，實(shí)現(xiàn)高可用環(huán)境下的語(yǔ)義互操作。雖然近年來(lái)已有一些openEHR模型的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方

3、法研究，但都僅從需求出發(fā)使用分層信息模型的部分特征進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建，尚缺乏一個(gè)通用的完全基于分層信息模型的醫(yī)療信息系統(tǒng)構(gòu)建方法和實(shí)現(xiàn)框架，未能有效指導(dǎo)新一代醫(yī)療信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)實(shí)踐。
　　基于openEHR模型實(shí)現(xiàn)醫(yī)療信息系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是建立領(lǐng)域?qū)＜一蚪K端用戶可操控的邏輯模型與技術(shù)工程師負(fù)責(zé)的物理實(shí)現(xiàn)之間的映射機(jī)制和方法，包括兩個(gè)主要方面:(1)建立能動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)所有openEHR原型/模板的高效且穩(wěn)定的數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)機(jī)制;(2)建立以ope

4、nEHR原型/模板為對(duì)象的信息訪問(wèn)方法的物理實(shí)現(xiàn)機(jī)制。雖然模型驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法已發(fā)展多年，但考慮到醫(yī)療環(huán)境所具備的高度復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性，如何在openEHR模型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)兼顧靈活性和高性能，是目前很多研究不能克服的難題和挑戰(zhàn)。
　　為此，本論文研究openEHR模型及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)openEHR分層建模方法進(jìn)行剖析，在此基礎(chǔ)上提出基于分層語(yǔ)義約束的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框架，并就基于分層模型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)訪問(wèn)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究。具體內(nèi)容包括:

5、
　　1.剖析openEHR模型的建模方法、抽象程度、概念表達(dá)等，通過(guò)與HL7V3和CEM等主流模型的對(duì)比分析，提出了醫(yī)療信息系統(tǒng)語(yǔ)義互操作的基本需求模型，涵蓋醫(yī)療信息表達(dá)的一致性、靈活性和開(kāi)放性等功能性需求，以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)組件的可修改性、自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化等非功能性需求。
　　2.針對(duì)基于openEHR模型的系統(tǒng)構(gòu)建問(wèn)題，結(jié)合通用組件模型從信息表達(dá)、應(yīng)用領(lǐng)域和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等三個(gè)維度提出了一個(gè)基于分層語(yǔ)義約束的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框架。通過(guò)

6、參考模型和原型/模板表達(dá)醫(yī)療信息，面向臨床診療、患者信息和管理等領(lǐng)域，從業(yè)務(wù)、信息、計(jì)算、工程、技術(shù)等視角描述系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程。該框架可以使醫(yī)療專(zhuān)家和技術(shù)人員明確自身角色的相關(guān)職責(zé)、信息的表達(dá)形式和方法、系統(tǒng)架構(gòu)及組件功能，有助于提高系統(tǒng)語(yǔ)義互操作水平。
　　3.針對(duì)基于分層模型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題，提出了一種基于關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的原型關(guān)系映射方法，根據(jù)參考模型和原型/模板的基本結(jié)構(gòu)，以及實(shí)體和關(guān)系的范式特點(diǎn)，建立了一組約束機(jī)制和映射規(guī)則，實(shí)現(xiàn)

7、openEHR模型與關(guān)系數(shù)據(jù)模型之間的映射。結(jié)果表明原型關(guān)系映射方法具備與現(xiàn)有研究相同水平的靈活性，而且具有良好的范式，克服現(xiàn)有研究中未能兼顧靈活性和高性能的難題，達(dá)到與傳統(tǒng)醫(yī)療信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法相近的性能。
　　4.針對(duì)基于分層模型的數(shù)據(jù)訪問(wèn)問(wèn)題，提供了原型數(shù)據(jù)訪問(wèn)語(yǔ)言，支持以參考模型基類(lèi)、原型/模板以及屬性等多種粒度靈活訪問(wèn)所有數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象的粒度與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的粒度相匹配，能夠直接操作所需部分原型數(shù)據(jù)，避免了現(xiàn)有研究中存在

8、的性能問(wèn)題。
　　5.綜合上述方法，提出并設(shè)計(jì)了一個(gè)基于openEHR模型的醫(yī)療數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)。系統(tǒng)基于原型關(guān)系映射機(jī)制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)訪問(wèn)、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)集成和應(yīng)用服務(wù)等組件，可通過(guò)原型的調(diào)整靈活適應(yīng)不同的語(yǔ)義互操作需求，最大程度地提供臨床數(shù)據(jù)的集成、整合、管理和訪問(wèn);同時(shí)實(shí)現(xiàn)了原型/模板編輯，數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口配置，可視化數(shù)據(jù)應(yīng)用界面設(shè)置等系統(tǒng)擴(kuò)展工具集，提供了一個(gè)可由領(lǐng)域?qū)＜?、技術(shù)人員、終端用戶共同參與的高可用的開(kāi)放式數(shù)據(jù)整合應(yīng)