基于FHIR術(shù)語(yǔ)組件構(gòu)建統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)服務(wù)*

向海平 肖 麗

(四川省衛(wèi)生健康信息中心 成都 610041) (成都中醫(yī)藥大學(xué) 成都 611137)

徐 馳 林曉東 馬 鳴

(四川孚艾爾信息技術(shù)咨詢有限公司 成都 610041) (四川省衛(wèi)生健康信息中心 成都 610041)

1 引言

1.1 研究背景

隨著我國(guó)醫(yī)療信息化建設(shè)不斷深入，醫(yī)療健康信息數(shù)據(jù)共享交換需求與日俱增，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和互操作性重要性日漸凸顯。為加快醫(yī)療信息化建設(shè)步伐，我國(guó)已持續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)相關(guān)指導(dǎo)文件和信息標(biāo)準(zhǔn)。目前存在醫(yī)療資源嚴(yán)重浪費(fèi)問(wèn)題，其原因主要包括以下幾方面：一是各地信息化建設(shè)程度不同；二是國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)共享交互標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜度較高、難度系數(shù)較大，應(yīng)用落地緩慢；三是不同軟件廠商對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化理解和應(yīng)用程度不一致，導(dǎo)致醫(yī)院內(nèi)部數(shù)據(jù)對(duì)接不流暢或不一致；四是存在信息孤島，區(qū)域(或醫(yī)院)之間信息無(wú)法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通等。建設(shè)語(yǔ)義一致、互操作性良好的統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)服務(wù)能有效解決這些問(wèn)題，進(jìn)一步促進(jìn)醫(yī)療健康信息互通和共享，提升醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。

1.2 FHIR標(biāo)準(zhǔn)概述

快捷式醫(yī)療衛(wèi)生互操作性資源(Fast Health Interoperable Resources，F(xiàn)HIR)標(biāo)準(zhǔn)是HL7(Health Level 7)組織創(chuàng)建的下一代標(biāo)準(zhǔn)框架，其在繼承HL7 V2/V3消息和臨床文檔結(jié)構(gòu)(Clinical Document Architecture，CDA)等標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上[1]，同時(shí)借鑒最新互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，具有較強(qiáng)兼容性、可擴(kuò)展性和可實(shí)施性。FHIR標(biāo)準(zhǔn)提供3類組件(即框架類、內(nèi)容類、推理類組件)解決如何交換信息、交換哪些信息、何時(shí)交換信息、如何使用術(shù)語(yǔ)、如何保護(hù)信息等問(wèn)題[2]。其中內(nèi)容類組件中的FHIR術(shù)語(yǔ)組件主要用于提供功能性術(shù)語(yǔ)服務(wù)，以支持使用FHIR資源中的編碼數(shù)據(jù)。

2 國(guó)內(nèi)外FHIR標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外

FHIR標(biāo)準(zhǔn)于2011年被提出，2018年出臺(tái)第1個(gè)正式版本。經(jīng)過(guò)多年探索和研究，F(xiàn)HIR標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)外醫(yī)療衛(wèi)生、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。國(guó)外相關(guān)研究重點(diǎn)包括數(shù)據(jù)交互和共享、信息安全以及FHIR標(biāo)準(zhǔn)目前存在的缺陷等。另外FHIR標(biāo)準(zhǔn)繼承了HL7標(biāo)準(zhǔn)體系，在衛(wèi)生健康行業(yè)的應(yīng)用效果尤為顯著，加快推進(jìn)醫(yī)療衛(wèi)生健康發(fā)展步伐。

2.2 國(guó)內(nèi)

國(guó)內(nèi)僅有少部分科研機(jī)構(gòu)和團(tuán)隊(duì)在關(guān)注FHIR標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，通過(guò)研究和探索FHIR標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)點(diǎn)，充分吸納Web標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)，將FHIR標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)應(yīng)用在移動(dòng)端和數(shù)據(jù)共享方面。但相對(duì)于國(guó)外而言，國(guó)內(nèi)對(duì)于FHIR標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用較少，這主要是由于FHIR標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)發(fā)展起步較晚且關(guān)注度不高、投入不足，缺乏對(duì)FHIR標(biāo)準(zhǔn)熟悉的專業(yè)人才，致使相關(guān)研究不夠深入。

2.3 小結(jié)

綜上,國(guó)外對(duì)FHIR標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用研究比國(guó)內(nèi)開(kāi)展得更為全面和深入，但無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外對(duì)FHIR的探索和研究都偏重于FHIR標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，對(duì)FHIR術(shù)語(yǔ)組件相關(guān)知識(shí)的了解和挖掘較少，這主要是因?yàn)镕HIR標(biāo)準(zhǔn)自身優(yōu)點(diǎn)促使研究人員對(duì)其應(yīng)用不斷探索和開(kāi)發(fā)。標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)決定市場(chǎng)對(duì)FHIR標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的不斷創(chuàng)新和開(kāi)拓。FHIR標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜度使得FHIR術(shù)語(yǔ)組件關(guān)注度不高，缺乏專業(yè)性人才。

3 FHIR術(shù)語(yǔ)組件

3.1 定義

通過(guò)FHIR標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、共享和交互的過(guò)程中需要應(yīng)用大量術(shù)語(yǔ)(如數(shù)據(jù)元素、值域代碼等)，利用FHIR術(shù)語(yǔ)組件統(tǒng)一規(guī)范術(shù)語(yǔ)應(yīng)用。術(shù)語(yǔ)組件用于表示或解釋FHIR標(biāo)準(zhǔn)的核心規(guī)范及其配置中的編碼結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，為如何在FHIR資源、交互操作、編碼數(shù)據(jù)類型中使用FHIR定義標(biāo)準(zhǔn)指明了方向?？偟膩?lái)說(shuō)FHIR術(shù)語(yǔ)組件用于提供功能性術(shù)語(yǔ)服務(wù)，以支撐在整個(gè)規(guī)范中使用FHIR資源中的編碼數(shù)據(jù)[3]。

3.2 組成

3.2.1 命名系統(tǒng)(Nameing System) 定義一個(gè)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)或編碼的標(biāo)識(shí)。

3.2.2 編碼系統(tǒng)(Code System) 定義一系列具有相關(guān)意義的概念(concept)，雖然其可以在FHIR規(guī)范中定義，但大多數(shù)情況是由外部術(shù)語(yǔ)系統(tǒng)定義,可以由“命名系統(tǒng)”來(lái)標(biāo)識(shí)[4]。

3.2.3 值集(Value Set) 編碼系統(tǒng)子集，是從一個(gè)或多個(gè)編碼系統(tǒng)中選取部分或全部編碼，用于綁定某個(gè)特定場(chǎng)景下使用的數(shù)據(jù)元素值域。其將編碼系統(tǒng)中定義概念和如何在編碼元素中使用這些概念關(guān)聯(lián)起來(lái)。值集包含“compose”和“expansion”兩個(gè)關(guān)鍵元素，“compose”元素定義哪些代碼包含在值集中；而“expansion”元素則是在給定條件下以擴(kuò)展方式列出值集中實(shí)際代碼列表。另外值集還有兩個(gè)常用的方法，一是用于請(qǐng)求服務(wù)器在特定上下文中根據(jù)給定的組合規(guī)則來(lái)展開(kāi)內(nèi)容，即“$expand”方法；二是用于在特定上下文中請(qǐng)求服務(wù)器檢查給定代碼或概念是否在設(shè)置的值中，即“$validate-code”方法[5]。

3.2.4 概念映射(Concept Map) 從代碼系統(tǒng)中定義的一組概念到其他代碼系統(tǒng)中定義的1個(gè)或多個(gè)概念的映射。在映射的上下文中，系統(tǒng)可以是基于公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)或者本地術(shù)語(yǔ)(即自定義術(shù)語(yǔ))的代碼系統(tǒng)。映射是單向的，即從源系統(tǒng)到目標(biāo)系統(tǒng)[6]。

3.2.5 元素定義(Element Definition) ElementDefinition類型是FHIR元數(shù)據(jù)層的核心，用于定義FHIR資源或擴(kuò)展中的元素，該定義包括以下內(nèi)容：路徑(名稱)、基數(shù)和數(shù)據(jù)類型；定義、使用說(shuō)明和要求；默認(rèn)值和固定值；約束、長(zhǎng)度限制和其他使用規(guī)則；術(shù)語(yǔ)綁定；與其他規(guī)范的映射；結(jié)構(gòu)使用信息。元素定義屬于FHIR符合性組件的資源，但和FHIR術(shù)語(yǔ)組件關(guān)系密切。

3.2.6 元素實(shí)例 在實(shí)際使用FHIR資源進(jìn)行信息交互時(shí)，交換資源實(shí)例中編碼數(shù)據(jù)類型的元素。此元素實(shí)例一方面必須符合元素定義要求(即綁定的值域要求)；另一方面，其通過(guò)引用編碼系統(tǒng)獲得編碼概念詳細(xì)內(nèi)容，達(dá)到人可查、機(jī)可讀的目的。

3.2.7 值集、概念映射、命名系統(tǒng) FHIR術(shù)語(yǔ)組件中的3個(gè)重要術(shù)語(yǔ)資源，實(shí)現(xiàn)各種類別術(shù)語(yǔ)概念間映射以及系統(tǒng)命名空間管理；支持與必要術(shù)語(yǔ)系統(tǒng)進(jìn)行相互引用[5]。圖1中使用1個(gè)示例，對(duì)觀測(cè)資源進(jìn)行配置，將其中“Observation.code”節(jié)點(diǎn)綁定到“WS 363-2011觀測(cè)值集”[7]。

3.2.8 FHIR術(shù)語(yǔ)組件規(guī)定和描述的其他內(nèi)容 規(guī)范涉及的已知編碼系統(tǒng)；規(guī)范定義的值集；多個(gè)值集之間映射關(guān)系；HL7 V2代碼表命名空間；HL7 V3命名空間(包括V3代碼系統(tǒng)和值集)；已知標(biāo)識(shí)符系統(tǒng)使用方法；已知術(shù)語(yǔ)資源注冊(cè)庫(kù)；FHIR術(shù)語(yǔ)服務(wù)。FHIR術(shù)語(yǔ)組件組成，見(jiàn)圖1。

圖1 FHIR術(shù)語(yǔ)組件組成

4 FHIR術(shù)語(yǔ)組件建設(shè)統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)服務(wù)優(yōu)勢(shì)

作為HL7下一代標(biāo)準(zhǔn)框架，F(xiàn)HIR繼承了HL7、CDA等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)FHIR術(shù)語(yǔ)組件建設(shè)的統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)服務(wù)具有以下優(yōu)勢(shì)：無(wú)需各處核對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文件，通過(guò)FHIR術(shù)語(yǔ)組件建設(shè)的統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)服務(wù)完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；提供了在線編碼驗(yàn)證和查詢服務(wù)，同時(shí)支持XML/JSON兩種主流輸出格式；具有術(shù)語(yǔ)映射功能，支持各類標(biāo)準(zhǔn)之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換；完全符合FHIR術(shù)語(yǔ)規(guī)范，語(yǔ)義一致且互聯(lián)互通，適用于各類平臺(tái)和系統(tǒng)[8]；統(tǒng)一URL定義地址，支持自定義本地化資源約束與擴(kuò)展；分布式術(shù)語(yǔ)同步技術(shù)，支持醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)部署實(shí)施FHIR標(biāo)準(zhǔn)并支持編碼朔源、區(qū)分和組合；FHIR自身具有互操作性，支持實(shí)時(shí)、雙向、多點(diǎn)交互，支持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)管和業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)協(xié)同；基于Web標(biāo)準(zhǔn)，支持RestFul風(fēng)格服務(wù)架構(gòu)，使消息或文檔無(wú)縫交換信息，同時(shí)使開(kāi)發(fā)變得更加簡(jiǎn)易；預(yù)置眾多開(kāi)箱即用的衛(wèi)生信息模型資源并能符合我國(guó)本地化需求。

5 與互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

我國(guó)自2009年開(kāi)始探索人口健康信息標(biāo)準(zhǔn)體系，于2013年明確建設(shè)基本思路、總體框架，于2016年發(fā)布《WS/T 483-2016健康檔案共享文檔規(guī)范》和《WS/T 500-2016電子病歷共享文檔規(guī)范》等相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，分別于2017年和2020年發(fā)布《區(qū)域全民健康信息互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)化成熟度測(cè)評(píng)方案》和《醫(yī)院信息互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)化成熟度測(cè)評(píng)方案》[9-10]。該評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)借鑒國(guó)際HL7標(biāo)準(zhǔn)而制定，符合HL7 V3 RIM框架，其信息共享和交換采用CDA共享文檔模式，其數(shù)據(jù)必須結(jié)構(gòu)化和標(biāo)準(zhǔn)化。為適應(yīng)醫(yī)療健康領(lǐng)域數(shù)據(jù)化變革，我國(guó)逐步推廣FHIR標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。該標(biāo)準(zhǔn)是基于新興行業(yè)發(fā)展的新規(guī)范，既可以作為獨(dú)立的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，也可以與現(xiàn)行廣泛使用的其他標(biāo)準(zhǔn)合作，其目的是在保證信息完整性的情況下簡(jiǎn)化實(shí)施，見(jiàn)圖2。FHIR標(biāo)準(zhǔn)繼承了HL7已有標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)并進(jìn)行相應(yīng)細(xì)化和擴(kuò)展。采用FHIR標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建統(tǒng)一的行業(yè)模型，面向“互聯(lián)網(wǎng)+”、云模式等更加緊密的業(yè)務(wù)具有去中心的互操作能力；面向服務(wù)提供更高業(yè)務(wù)層面的互操作；以消息和文檔方式兼顧傳統(tǒng)互操作模式,滿足低業(yè)務(wù)集成度、跨數(shù)據(jù)管理域的集成與交換需求。

圖2 FHIR與互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)間的關(guān)系

6 統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)服務(wù)建設(shè)

6.1 概述

術(shù)語(yǔ)相關(guān)體系結(jié)構(gòu)及其資源組成關(guān)系，見(jiàn)圖3。

圖3 術(shù)語(yǔ)相關(guān)體系結(jié)構(gòu)及其資源組成關(guān)系

FHIR術(shù)語(yǔ)組件用于提供功能性術(shù)語(yǔ)服務(wù)，以支持在整個(gè)規(guī)范中使用FHIR資源中的編碼數(shù)據(jù)。這些術(shù)語(yǔ)用于表示和解釋FHIR核心規(guī)范和配置中的編碼結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，為如何在FHIR資源、交互操作、編碼數(shù)據(jù)類型中使用FHIR定義或外部定義的標(biāo)準(zhǔn)指明方向?；贔HIR術(shù)語(yǔ)組件建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的、規(guī)范化的統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)服務(wù)，首先需要將國(guó)家衛(wèi)生信息術(shù)語(yǔ)進(jìn)行本地化。本文采用的FHIR標(biāo)準(zhǔn)以HL7在2018年11月發(fā)布的FHIR R4正式版為參照，國(guó)家衛(wèi)生信息術(shù)語(yǔ)則是收集整理自2011年起國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。下文以《WS 363-2011 衛(wèi)生信息元數(shù)據(jù)目錄》和《WS 364-2011 衛(wèi)生信息數(shù)據(jù)元值域代碼》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)為實(shí)例簡(jiǎn)要介紹統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)服務(wù)建設(shè)步驟。

6.2 具體步驟

6.2.1 步驟1 在FHIR術(shù)語(yǔ)組件的命名系統(tǒng)中，衛(wèi)生信息數(shù)據(jù)元素和衛(wèi)生信息數(shù)據(jù)元值域代碼的定義按照國(guó)家發(fā)布的DE數(shù)據(jù)元素或CV值域代碼作為標(biāo)識(shí)符(如身份證件號(hào)碼的數(shù)據(jù)元素為DE02.01.030.00，對(duì)應(yīng)的值域代碼為CV02.01. 101)[7]。

6.2.2 步驟2 根據(jù)FHIR術(shù)語(yǔ)組件中的編碼系統(tǒng)定義原則，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家衛(wèi)健委進(jìn)行統(tǒng)一制定與發(fā)布。因此其FIHR編碼系統(tǒng)的管轄權(quán)應(yīng)歸屬國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)，并使用對(duì)象標(biāo)識(shí)符(Object Identifier,OID)或統(tǒng)一資源名(Uniform Resource Name,URN)進(jìn)行識(shí)別(如身份證件值域代碼表的URL：http://hl7.org/fhir/vs/2.16.156.10011.2.3.1.1)。

6.2.3 步驟3 在編碼系統(tǒng)中通過(guò)選取相應(yīng)編碼組成一個(gè)編碼值集，身份證件類別代碼的值集結(jié)構(gòu)如下:

6.2.4 步驟4 術(shù)語(yǔ)組件中概念映射是對(duì)不同系統(tǒng)中的兩個(gè)值集(如醫(yī)院信息系統(tǒng)使用系統(tǒng)軟件商自定義的身份證件類別代碼，實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)和醫(yī)學(xué)影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)則應(yīng)用其他軟件商自定義的身份證件類別)，在概念映射中其源是從值集中選擇相應(yīng)自定義的身份證件類別代碼，目標(biāo)則從值集中選擇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的身份證件類別代碼，將不同系統(tǒng)之間的代碼進(jìn)行映射，在后期使用術(shù)語(yǔ)服務(wù)時(shí)無(wú)需再進(jìn)行對(duì)碼操作。此過(guò)程在未使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的情況下進(jìn)行，如采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)則無(wú)需進(jìn)行概念映射操作。

6.2.5 步驟五 交互使用的數(shù)據(jù)元素從編碼系統(tǒng)中引用相應(yīng)編碼，數(shù)據(jù)元素使用到的值域代碼則從值域集中綁定到相應(yīng)數(shù)據(jù)元素中，從而完成統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)服務(wù)建設(shè)。

7 結(jié)語(yǔ)

衛(wèi)生信息數(shù)據(jù)元值域代碼是數(shù)據(jù)采集元素最基本的標(biāo)準(zhǔn)，基于FHIR術(shù)語(yǔ)組件建設(shè)統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)服務(wù)對(duì)于數(shù)據(jù)采集乃至于大數(shù)據(jù)分析挖掘都具有重要意義[11]。從數(shù)據(jù)傳輸交換標(biāo)準(zhǔn)的角度，在充分了解FHIR術(shù)語(yǔ)組件的基礎(chǔ)上，完成衛(wèi)生信息數(shù)據(jù)元值域代碼在FHIR標(biāo)準(zhǔn)中的映射(現(xiàn)共有663項(xiàng))，為基于FHIR標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集或模型構(gòu)建提供重要參考，對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量提升也具有重要意義。目前對(duì)于FHIR標(biāo)準(zhǔn)在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)應(yīng)用的研究較少，隨著信息化發(fā)展，F(xiàn)HIR標(biāo)準(zhǔn)的研究潛力巨大，了解FHIR標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)知識(shí)尤其是FHIR術(shù)語(yǔ)組件，對(duì)FHIR標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展具有重要意義。本文所闡述的關(guān)于FHIR標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語(yǔ)組件知識(shí)為相關(guān)研究提供一定參考。未來(lái)相關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)應(yīng)加大對(duì)FHIR標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)和指導(dǎo)力度，培養(yǎng)更多FHIR標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)性人才，充分發(fā)揮FHIR標(biāo)準(zhǔn)價(jià)值，推進(jìn)FHIR標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，從而推動(dòng)行業(yè)蓬勃發(fā)展。