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发表于 2005-2-20 12:39:47
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寻《试论电子病历实现技术》一文的作者
这篇文章可能是在《医院管理与信息化》上发表的，见http://bbs.miforum.org/mifbbs/sh ... B%D0%C5%CF%A2%BB%AF
可惜该刊已停。手上的杂志被人借走，一时也找不回来。我把原稿放在这里吧。
试论电子病历实现技术
Discuss Technology of Building Computer based Medical Record system
嘉兴市妇幼保健医院（314000）
沈碧飞 陈华
摘要：实现电子病历至少要面临以下八个关键的技术性问题：1.病历组织；2.数据采集；3.信息检索；4.数据安全；5.数据建模；6. 编码标准化；7.模板技术；8.结构化多媒体。
Abstract: While building Computer based Medical Record (CMR) system, we will come up against at least eight technology problem: 1.medical document organization; 2. data collection; 3.information retrieve; 4.data security; 5.data modeling; 6. coding standardization; 7.template technology; 8. structured multimedia.
关键词：电子病历 结构化
电子病历是医疗卫生信息化建设的重要组成部分，也是重点和难点工程。有关电子病历的概念、功能、实现方法和技术等方面都存在着一系列尚未解决或没有达成共识的问题。这里，就电子病历技术方面提一些问题及部分解决思路。以供读者进一步思考。
笔者经历了医院HIS系统和地区生育健康电子监测系统的实施、维护、开发过程，并对相关技术进行了长期研究和总结发现，实现电子病历至少要面临以下八个关键的技术性问题：1.病历组织；2.数据采集；3.信息检索；4.数据安全；5.数据建模；6. 编码标准化；7.模板技术；8.结构化多媒体。当然要实现电子病历远不止这些问题，这些只是技术方面比较重要的问题而已。
一、 病历组织 病历是对医务人员进行诊疗护理过程的全面记录。传统上，医院门诊病历是一本病历本，住院病历则是一个病历袋。所有与该患者有关的诊治及护理文书都放在这些病历本或病历袋内。由于纸张病历的特性，病历本和病历袋是非常好的病历组织方式，它可以容纳各种类型的纸张介质资料，病历内容可以按需要设计，也可以在灵活的时间和地点填写。而电子病历关键是记录介质和手段有了根本性的改变，所以我们需要研究一种新的在电子病历环境下的病历组织方式。一般来说，全科医学在记录病历时是面向问题记录的，而医院专科是以时间序列来记录病历的。因此，我们可以从面向问题和时间序列两个角度出发，构建一个病历容器，每个患者只有一份唯一的电子病历，并长期保存，信息共享。疾病的诊治和护理其实是一个有序的工作流程，往往由一个或多个服务单元按序完成。所以，在组织病历时，还需要对工作流的支持。以便系统完成一些自动化处理的功能。
二、 数据采集 病历记录过程从计算机技术上讲，就是一个数据采集过程。他包括病历文书的录入，检查和检验数据的获取等。由于病历中包括文字、图像、声音、视频等多媒体数据，而且数据采集分散在诊疗护理工作流程中的各个环节中，分别由医生、护士、及其它医技人员或医疗设备等为数众多的人员及机器共同完成。所以数据采集系统的可用性和易用性非常关键。对于主要由医生录入的病程录、医嘱记录等的录入，由于医生工作繁忙，而且对整个工作流程的影响起主导作用，所以对系统的要求也特别高。不但要使所有医护人员能够在很短时间内完成录入，并且要求有复杂的智能判断、纠错、提示等功能。我们可以用扫描、语音识别、模板等的技术手段来实现和改进这些功能。这里模板可能是解决问题最有效的方法，但模板如何实现，怎样组织和应用，需要进一步深入研究。以往，由于医护人员作为医疗服务的执行者，同时也是病历文书的记录者，所以其工作非常繁杂、量大。电子病历在数据采集方面要最大程度地减轻医护人员在病历文书方面的工作。能由机器自动采集的数据尽量自动采集，要把一些可以由患者或其它人员录入的数据分解给其它人员录入，一些没有严格的时间要求的数据尽量不要放到时间很紧的时候录入，尽量提高电脑的自动化程度。这些虽然不全是技术方面的问题，但我们在设计数据采集系统时，必须要找到最佳的合理技术手段和方案。
三、 信息检索 电子病历的最大优点之一就是信息检索方便，这是大家所共识的。但是信息检索一直是一门非常关键的，但又很难完美的技术。虽然当今计算机及网络技术的不断发展，信息检索技术也在飞快的发展，但是从大家最常用Internet信息检索到专用的数据库检索，还是会遇到“查全”和“查准”不能两全其美的问题。采用电子病历的结果肯定会产生一个巨大的电子病历资料库。但光有资料库而不能或很难为我们的诊疗、护理及学习、科研产生作用，那将毫无意义。我们要把这个资料库转化为一个“知识库”，才是我们正真的目的。所以，电子病历的信息检索还将涉及知识提取、数据挖掘、模式识别等人工智能方面的技术。如果说从大量的电子病历数据中找到我们所需的数据比较方便的话，那么，要想从大量的电子病历包含的知识中找出我们所需的知识目前还是非常困难的。电子病历的信息检索是与计算机及网络技术的发展密不可分的。从当前软件技术方面来讲，XML、面向对象、组件编程等新技术的发展，使实现高度智能化的电子病历信息检索技术成为可能。
四、 安全性 病历资料不同于其它一般的文书资料，它包含了一些个人隐私信息。所以，我们在享受信息共享的好处的同时，要为个人隐私的保密做出相应的约制。这是电子病历安全性要求的一个方面。要想使电子病历在受到严格的授权限制下实现最大程度的信息共享是很难实现的一门技术，因为电子病历文书有上下文语意关联，要想区分哪些是可以共享、哪些是需要保密的数据是很困难的。另外，电子病历安全性还表现为电子数据的容易修改、容易丢失等方面特性。大家知道，只要能够拥有电脑系统超级用户的权限，我们就可以随意修改病历数据，并且不留痕迹。现在有人使用打印再签字的方式实现病历电子化，其实是一种比较无奈的做法。因为病历是一种具有法律效应的文书，决不能被恶意篡改，所以只能不惜浪费纸张来求得一点信任与保证。随着数字签名等技术的不断发展，这个问题应该能较完善地解决。存贮电子数据的硬盘是比较脆弱的，万一损坏将造成大量数据丢失并难以挽回。于是数据备份也就成了保证电子病历安全性的重要技术之一了。再有，由于病历资料需要长期保存，并不断地增加内容和经常性地复制复本，所以，要保持一份完整的、全面的电子病历也是相当不易的。保证病历内容不被重复记录，并保留所有修改记录，也是实现电子病历安全性需要研究的一个技术问题。
五、 数据建模 数据建模在软件工程中是非常关键的，构建一个好的数据模型对电子病历系统尤其重要。因为病历数据必须长期存贮，并且内容复杂。所以，电子病历系统应当采用一条重要的原则是：软件与数据分离。软件是可以不断的更新的，但数据需要长期积累、保持含意不变。要做到这个原则非常不容易，为此我们需要一个表达力丰富，能够涵盖医药卫生方方面面的数据模型。当今软件业最盛行是面向对象技术，它能将现实事物抽象为对象模型，非常符合人类思维方式。但经过对电子病历数据建模的研究，我们发现一般的面向对象方法还不能理想地完成电子病历数据模型。为此，有人提出了一种双层建模的方法，将数据模型分为信息模型和知识模型。知识模型是对应信息模型的实例数据的一种“原形”。原形对于实现软件与数据分离在理论上成为可能，但实际应用时，还需要解决如何用知识模型约束信息模型、构建原形语言等一系列相关技术问题。在讨论数据建模时，我们必须联系一下数据库技术。数据库一般可以分为层次型数据库、网状数据库、关系数据库、对象数据库等。现在最流行的是关系数据库，但关系数据库在存贮复杂关联的、多层次化的电子病历数据时，显得有些力不从心了。于是人们又想到了从医学领域发展起来的M技术数据库（Cache为其中的代表 ）和XML数据库，这两种非关系型数据库有可能为电子病历的数据存贮带来更完美的解决方案，我们拭目以待。电子病历数据建模还有一个难点是定义数据类型。由于医学科学相关的概念非常多而且复杂，所用到的数据类型也非常多，如果用现有编程工具系统的数据类型，有些概念很难完美地表达。所以，我们需要定义一套电子病历专用的数据类型。目前，HL7 V3在利用面向对象的方法构建医疗软件系统信息交换标准方面作了大量研究。并制定了一套信息模型（HL7 RIM），HL7 RIM可以作为我们进行电子病历数据建模时的最佳参考。
六、 编码标准化 一般认为，缺少统一标准的数据编码是实现电子病历的最大难点。现在虽然很多医院及其它医疗相关机构都已基本实现信息化管理。但发现各个信息系统之间的信息都是彼此不兼容，不能共享的。这样就产生了大大小小的各种“信息孤岛”。不管理是机构内部还是机构之间，“信息孤岛”问题已经是影响信息化发展的主要障碍之一了。要打通壁垒、实现信息共享的关键点之一就是实现编码标准化。医学信息领域，已经有一些国际标准编码系统，如ICD-10、SNOMED、UMLS、MeSH等。但这些标准对于电子病历来说还是太少了。由于医学科学的模糊性和复杂性，所用到的概念、术语非常多。要实现所有编码的标准化，工程非常浩大，而且还不一定可行。因为随着人类认识的不断变化，编码系统也需要不断变化（如ICD-1到ICD-10），这里就称其为“编码进化”。电子病历系统如何处理编码进化也将是一个非常棘手的技术问题。为了解决电子病历系统概念复杂和编码进化问题，我们可以尝试“动态自动编码”。所谓动态自动编码，就是电子病历系统在处理没有标准化编码问题时，采用自动编码的方式来产生编码，而并不一定要有已知编码，对已有的编码也可以自动进行扩展和“进化”。比如，医生第一次在电子病历中录入人的性别“男”时，如果性别没有标准编码，系统就自动按预设规则给性别“男”设一个编码“01”，以后再次录入性别“男”时，系统就应该知道“01”就是性别“男”的编码。这样，各种概念和术语，随着电子病历系统的不断运行，就会自动产生一套完整的编码系统。当然，动态自动编码可能会产生概念重复、用语不规范、不统一等一系列问题。但我们可以采取一定措施来进一步解决。动态自动编码可以为我们实现电子病历提供有效的编码方案。
七、 模板技术 前面我们已经提到过模板技术。模板对于电子病历数据采集是非常重要的，它可以大大减少重复性的工作，提高数据录入效率。现在常常可以看到自称为使用模板的病历电子化软件，可是他们要么只是内容的重复，要么就是输入方式的替代。其实，模板是以结构化病历为基础的，他是病历信息模型的一种约束机制。在数据建模一节中，我们提到了原形，原形和模板是两个非常相近的概念，他们都是知识的表达方式，是知识模型的内容。模板作为知识的表达，他有一定的覆盖面和知识概念上的深度。多个模板可以合成一个覆盖面更广的大模板，模板之间可能会存在概念交叉。合理地组织模板，简化模板间的关系，使概念交叉最小化，是需要我们进一步研究的。电子病历中模板是与结构化病历分不开的，每一种模板，一定是基于某种电子病历信息模型的。结构化病历是当前研究电子病历的难点和热点。虽然结构化病历面临着构建病历属性描述语言等艰巨的任务，但实现了结构化病历后的前景是非常光明的。有了理想的结构化病历，我们就可以把模板或原形作为知识，有望把病历资料库转变为医学知识库。从而真正起到电子病历在医学科研、教育、临床应用等方面的先进作用，为基础医学和临床诊疗及护理的发展开辟崭新的发展道路。
八、 结构化多媒体 电子病历的内容是由文本、图片、声音、视频等多媒体数据组成的。上节中我们提到的病历结构化，就是要把这些传统上没有结构化的媒体数据变成结构化的、可以由计算机自动理解的内容。如今我们可以用字处理软件录入、编辑和打印文本，但计算机并不能理解这些文本的含意。对于声音、图像、视频，计算机也只能记录和回放，不能做到内容识别。为了实现电子病历，提高计算机自动化程度，真正获得电子病历的最大作用，就需要对这些媒体实现结构化。比如医学影像方面，我们要研究利用计算机进行立体图像三维重构、辅助疾病诊断及治疗等。各种媒体数据的结构化，是非常难以实现的，需要人类进行长期的研究和实践来逐步完成。
所以，电子病历的发展是长期的，是基于其它相关学科的研究成果的基础之上的。我们不能急于求成，不要试图在短期内完成这个浩大的工程。应该从实际应用着手，逐步实现并实施。同时，注重理论研究，尽可能地总结经验、形成定理，指导进一步的开发和研究。 |
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