基于醫(yī)學(xué)本體的電子病歷系統(tǒng)研究

穆榕榕，全宇，郭啟勇

(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院，沈陽(yáng)市110004)

基于醫(yī)學(xué)本體的電子病歷系統(tǒng)研究

穆榕榕，全宇，郭啟勇

(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院，沈陽(yáng)市110004)

盡管電子病歷在臨床醫(yī)學(xué)中已廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)模版生成方式的病歷與臨床思維邏輯存在吻合度問(wèn)題，因此筆者提出基于醫(yī)學(xué)本體的電子病歷系統(tǒng)，系統(tǒng)地探討了電子病歷較紙質(zhì)病歷的優(yōu)勢(shì)并對(duì)本體相關(guān)知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行介紹，探索建立基于醫(yī)學(xué)本體的電子病歷系統(tǒng)。在電子病歷本體構(gòu)建過(guò)程中，將大量的臨床醫(yī)學(xué)知識(shí)有機(jī)地組織并重用。系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程表明，基于醫(yī)學(xué)本體的電子病歷系統(tǒng)能夠有效緩解臨床病歷描述主觀性強(qiáng)、模糊引爭(zhēng)議等現(xiàn)象的發(fā)生，提高臨床數(shù)據(jù)質(zhì)量。

本體；電子病歷；七步法；知識(shí)庫(kù)

1 引言

電子病歷(Electronic Medical Record，EMR)是指醫(yī)務(wù)人員在醫(yī)療活動(dòng)過(guò)程中，使用醫(yī)療機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)生成的文字、符號(hào)、圖表、數(shù)據(jù)，影像等數(shù)字化信息，并能存儲(chǔ)管理傳輸和重現(xiàn)醫(yī)療記錄，是病歷的記錄形式[1]。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息存儲(chǔ)介質(zhì)和Internet高速發(fā)展的必然產(chǎn)物，是醫(yī)院病歷現(xiàn)代化管理的必然趨勢(shì)。電子病歷系統(tǒng)的應(yīng)用，克服了紙質(zhì)手寫病歷不規(guī)范、不易保存的缺點(diǎn)，加強(qiáng)了不同科室之間的信息交換和信息整合。電子病歷可以確保數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性，不僅滿足病人對(duì)醫(yī)療信息集成的要求，對(duì)更深層的醫(yī)療質(zhì)量評(píng)價(jià)、臨床科研和臨床醫(yī)療決策等工作也起到重要作用[2]。

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化電子病歷系統(tǒng)的研究主要分為以下六類:數(shù)據(jù)交換/消息標(biāo)準(zhǔn)(如HL7V3、DICOM)、術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)(如ICD-9、SNOMED)、文檔標(biāo)準(zhǔn)(如HL7 CDA)、概念標(biāo)準(zhǔn)(如HL7、RIM)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)(如CCOW)和結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)(如PHIN)[3]。由于臨床信息結(jié)構(gòu)繁多、信息更新較快(醫(yī)學(xué)知識(shí)的半衰期為5年，每年更新約10%)等原因，上述六種方法普遍存在一個(gè)問(wèn)題:無(wú)法提供一個(gè)簡(jiǎn)單而且能夠適應(yīng)領(lǐng)域知識(shí)變化的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本較高。在充分考慮上述因素，加之盛京醫(yī)院實(shí)際臨床需求，完成了基于本體的電子病歷構(gòu)建工作。

2 電子病歷知識(shí)組織介紹

2.1 電子病歷現(xiàn)狀

我國(guó)的電子病歷發(fā)展處于起步階段，停留在概念階段，結(jié)構(gòu)化錄入與存儲(chǔ)是電子病歷發(fā)展的瓶頸，目前主要利用模板功能以及臨床語(yǔ)言元素庫(kù)功能來(lái)解決這些問(wèn)題。主要模板設(shè)計(jì)有三類，一是病歷結(jié)構(gòu)模板，病歷的結(jié)構(gòu)化主要是與語(yǔ)言元素結(jié)合；二是病歷內(nèi)容模板，實(shí)現(xiàn)病歷內(nèi)容的快速錄入；三是文檔模板，結(jié)合結(jié)構(gòu)化信息自動(dòng)生成醫(yī)療文檔[4]。但是模板方案存在工作效率低、模板設(shè)計(jì)制作工作量大等問(wèn)題。

電子病歷的發(fā)展標(biāo)志著醫(yī)院數(shù)字化的水平，結(jié)合國(guó)外電子病歷的發(fā)展，我國(guó)電子病歷的發(fā)展應(yīng)具備以下條件[5]。(1)全面性。標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化地表達(dá)組織和存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口。(2)可讀性。使用標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)體系建設(shè)統(tǒng)一的受控醫(yī)學(xué)詞匯表。(3)真實(shí)性。真實(shí)性具體指信息的實(shí)時(shí)性和不可篡改性。(4)隱私性。沒(méi)有權(quán)限不能訪問(wèn)患者病歷信息，即使用于研究也應(yīng)該提供匿名的病歷信息。(5)安全性。電子病歷一旦遭遇安全問(wèn)題后果將是災(zāi)難性的。

目前，我國(guó)已經(jīng)制定“醫(yī)院基本數(shù)據(jù)集標(biāo)準(zhǔn)”“公共衛(wèi)生信息系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)集標(biāo)準(zhǔn)體系”和“電子病歷基本架構(gòu)與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)”等，電子病歷越來(lái)越標(biāo)準(zhǔn)化。隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，基于大量數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、預(yù)測(cè)，從中開(kāi)發(fā)、利用新知識(shí)，為醫(yī)療工作輔助決策，這是電子病歷的發(fā)展趨勢(shì)，基于醫(yī)學(xué)本體的電子病歷嚴(yán)格按照國(guó)家數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建模型，本體的構(gòu)建提高了知識(shí)的可重用性和共享性，為未來(lái)知識(shí)庫(kù)的知識(shí)推理奠定基礎(chǔ)。

2.2 本體的概念

從本質(zhì)上講，本體是實(shí)現(xiàn)一定程度的知識(shí)共享和知識(shí)重用的技術(shù)手段。本體能夠明確、唯一地描述概念及概念之間的關(guān)系，不會(huì)導(dǎo)致歧義產(chǎn)生。目前，本體在語(yǔ)義Web、信息檢索、數(shù)字圖書館、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域取到廣泛應(yīng)用[6]。

有關(guān)本體的研究最早起源于哲學(xué)，作為對(duì)客觀存在系統(tǒng)的解釋或說(shuō)明，是對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的本質(zhì)抽象[7]。20世紀(jì)80年代Neches等人最早將本體的概念引入到人工智能領(lǐng)域:本體能夠給出構(gòu)成相關(guān)領(lǐng)域詞匯的基本術(shù)語(yǔ)和關(guān)系，以及利用這些術(shù)語(yǔ)和關(guān)系構(gòu)成的規(guī)定這些詞匯外延的規(guī)則的定義[8]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，知識(shí)系統(tǒng)等領(lǐng)域研究的展開(kāi)，關(guān)于本體的定義出現(xiàn)了較多版本。目前，理解較為深刻且獲得認(rèn)可較多的則是Fensel[9]對(duì)本體的分析，有四層含義:概念化、明確性、形式化、共享性。

2.3 本體在電子病歷中應(yīng)用

本體的研究主要集中在知識(shí)工程、本體工程、信息組織與語(yǔ)義web等方面[10]，在電子病歷中的應(yīng)用研究處于初期階段，領(lǐng)域本體包含完整的領(lǐng)域知識(shí)和豐富的語(yǔ)義關(guān)系，把本體應(yīng)用到電子病歷中，可以解決電子病歷中信息檢索、語(yǔ)義理解等問(wèn)題，基于本體的電子病歷是基于知識(shí)的、語(yǔ)義的，查準(zhǔn)率和查全率更有保證，使電子病歷更加實(shí)用。

常用的本體構(gòu)建方法包括:七步法、骨架法、Tove法、DEF5法、Sensus法等[11]。

3 基于醫(yī)學(xué)本體的電子病歷系統(tǒng)構(gòu)建

3.1 電子病歷本體的初步結(jié)構(gòu)框架

基于本體的電子病歷知識(shí)庫(kù)構(gòu)建的目的是為了給臨床醫(yī)生在病歷填寫過(guò)程中提供需要的各種知識(shí)，因此在研究中按照七步法的步驟，如圖1所示，構(gòu)建基于醫(yī)學(xué)本體的電子病歷。構(gòu)建完成的電子病歷基本本體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

通過(guò)對(duì)電子病歷的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的學(xué)習(xí)，結(jié)合原衛(wèi)生部、國(guó)家中醫(yī)藥管理局關(guān)于《病歷書寫基本規(guī)范(試行)》和《中醫(yī)、中西醫(yī)結(jié)合病歷書寫基本規(guī)范(試行)》相關(guān)要求，由圖2可知，電子病歷主要包括患者信息、檢查記錄、門診診療記錄、護(hù)理記錄、住院診療記錄、治療處置記錄、病歷概要和知情告知信息等內(nèi)容。

圖1 七步法流程圖

圖2 電子病歷基本本體結(jié)構(gòu)圖

3.2 二級(jí)目錄介紹

由于各個(gè)本體模塊包含內(nèi)容眾多且原理大致相同，因此本文選擇病歷概要和檢查檢驗(yàn)記錄這兩個(gè)小的領(lǐng)域本體進(jìn)行解釋說(shuō)明。在病歷概要這個(gè)一級(jí)目錄中，主要記錄以下內(nèi)容。

(1)患者基本信息:人口學(xué)信息、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)信息、親屬信息、社會(huì)保障信息和個(gè)體生物學(xué)標(biāo)識(shí)等內(nèi)容；(2)基本健康信息:現(xiàn)病史、既往病史、免疫史、過(guò)敏史、家族史、生育史、殘疾情況等內(nèi)容；(3)衛(wèi)生時(shí)間摘要:用于描述患者在醫(yī)療機(jī)構(gòu)就診所發(fā)生的醫(yī)療衛(wèi)生活動(dòng)的摘要信息，摘要內(nèi)容包括衛(wèi)生事件名稱、類別、時(shí)間、地點(diǎn)、結(jié)果等信息內(nèi)容；(4)醫(yī)療費(fèi)用記錄:用于描述患者在醫(yī)療機(jī)構(gòu)歷次就診所發(fā)生的醫(yī)療費(fèi)用摘要信息；檢查檢驗(yàn)記錄在實(shí)際臨床應(yīng)用中分為檢查記錄和檢驗(yàn)記錄。檢查記錄通常包含超聲、放射、核醫(yī)學(xué)、內(nèi)窺鏡、病理、心電圖、腦電圖、肌電圖、胃腸動(dòng)力、肺功能、睡眠呼吸監(jiān)測(cè)等各類醫(yī)學(xué)檢查記錄；檢驗(yàn)記錄包括臨床血液、體液、生化、免疫、微生物、分子生物學(xué)等各類醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)記錄[3]。此外，在各項(xiàng)檢查檢驗(yàn)中均包含大量的指標(biāo)信息，在本體庫(kù)中均已描述。檢查檢驗(yàn)的本體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 檢查檢驗(yàn)本體結(jié)構(gòu)圖

4 電子病歷本體的管理

電子病歷本體屬于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本體中的一個(gè)分支，是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域知識(shí)規(guī)范的抽象和描述。從電子病歷本體生成方法的角度，電子病歷本體也可以看作是一種提取、理解和處理醫(yī)學(xué)相關(guān)信息的工具和方法。由于現(xiàn)有生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)構(gòu)建了多種醫(yī)學(xué)概念術(shù)語(yǔ)，因此，本文在電子病歷建模過(guò)程中，對(duì)已有的醫(yī)學(xué)概念本體進(jìn)行了復(fù)用。在完成對(duì)電子病歷本體建模之后，電子病歷系統(tǒng)框架之內(nèi)的實(shí)例數(shù)據(jù)、與其余系統(tǒng)的交換數(shù)據(jù)都是符合電子病歷結(jié)構(gòu)要求的。

此外，醫(yī)學(xué)信息本體較其他領(lǐng)域本體更新較快，這就要求在現(xiàn)有醫(yī)學(xué)本體基礎(chǔ)上，依據(jù)一定的理論、方法和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)本體的概念、關(guān)系、實(shí)例等進(jìn)行近一步補(bǔ)充、完善、更新。這其中主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:(1)本體概念的擴(kuò)充。由于現(xiàn)階段本體構(gòu)建過(guò)程多為人工構(gòu)建方式，通常先形成核心本體層，之后在逐步擴(kuò)充?，F(xiàn)階段本體方法不可能一蹴而就，這就需要在使用過(guò)程中不斷擴(kuò)充。然而本體中概念并不是越多越好，適當(dāng)控制本體概念數(shù)量有利于提升本體數(shù)據(jù)質(zhì)量。(2)本體概念的更新。隨著醫(yī)學(xué)信息的更新，本體需要及時(shí)刪除過(guò)時(shí)、失效的相關(guān)概念也是本體進(jìn)化的重要內(nèi)容。在電子病歷領(lǐng)域本體更新主要涉及本體進(jìn)化機(jī)制的選擇、本體進(jìn)化方法的選擇、本體實(shí)例擴(kuò)充方法的選擇等內(nèi)容[12]。

建立以電子病歷為核心的醫(yī)院管理系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)醫(yī)院信息化管理的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)，基于醫(yī)學(xué)本體的電子病歷避免記錄的缺項(xiàng)、漏項(xiàng)、不規(guī)范書寫和不合理記錄，有利于完善統(tǒng)一的國(guó)家電子病歷標(biāo)準(zhǔn)，提高了醫(yī)療質(zhì)量，只有實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)的電子病歷的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確化，才能實(shí)現(xiàn)醫(yī)院之間，醫(yī)院與相關(guān)機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)交換和資源共享。

5 總結(jié)與展望

本文提出并實(shí)現(xiàn)了基于本體的電子病歷系統(tǒng)，提高了盛京醫(yī)院醫(yī)療信息系統(tǒng)的質(zhì)量。該系統(tǒng)的成功應(yīng)用使得多方收益:在醫(yī)療工作這方面，可以提高醫(yī)療工作效率和醫(yī)療質(zhì)量，使其適應(yīng)信息時(shí)代信息更新快的特點(diǎn)；在醫(yī)院管理層方面，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、合理化存儲(chǔ)，為高層管理提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)分析來(lái)源；在患者方面，電子病歷可以實(shí)現(xiàn)病人信息的異地共享等便捷服務(wù)。

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了一些潛在的問(wèn)題:首先，若一整份電子病歷均采用結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(醫(yī)學(xué)本體)的方法進(jìn)行填寫，會(huì)限制了醫(yī)務(wù)工作者的主觀描述內(nèi)容，因此本系統(tǒng)對(duì)于非本體描述的內(nèi)容采用自由文本方式進(jìn)行信息錄入；本體庫(kù)自身的準(zhǔn)確性對(duì)電子病歷質(zhì)量存在不可避免的影響；新系統(tǒng)的引入導(dǎo)致原有操作方式發(fā)生變化，因此必要的使用培訓(xùn)工作需要一并展開(kāi)。

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(編輯 馬蘭)

Study of Electronic M edical Record based on Medical Ontology

MU Rong-rong，QUAN Yu，GUO Qi-yong
(Shengjing Hospital ofChina Medical University，Shenyang，110004 China)

W ith thew ide application of electronicmedical records in clinicalmedicine，the fitness of the ones from traditional template generation w ith clinical thinking logic exists.The authors discussed systematically the advantages of EMR over the paper ones，introduced the relevant know ledge w ith ontology，and explored EMR on the basis ofmedical ontology.In EMR establishment，large amount of clinical know ledge ofmedicinewas organically structured and applied.The systemic and practical application shows that EMR system can effectively relieve strong subjectivity and vagueness starting disputes，and improve clinical data quality.

ontology；electronic medical record；seven-step method；know ledge base

R197

A

1672-4232(2016)06-0083-04

10.3969/j.issn.1672-4232.2016.06.028

郭啟勇(1958-)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)副校長(zhǎng)，盛京醫(yī)院院長(zhǎng)；研究方向:醫(yī)院管理、醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)管理、影像診斷、介入治療。

2016-10-25