电子病历系统架构设计与数据处理

本文具体介绍了电子病历系统架构设计以及相应的数据处理方式。

01 什么是系统架构？

系统整体架构，从需求到设计的每个细节都要考虑到，把我整个项目使得设计的项目尽量效率高，开发容易，维护方便，升级简单给出开发桂发，搭建系统实现的核心架构，并澄清技术细节、扫清主要的项目难点。

系统架构是一系列相关的抽象模式，用户指导大型软件系统各个方面的设计。系统架构是一个系统的草图。软件架构描述的对象直接构成系统的抽象组件。各个组件之间的链接则明确和相对细致地描述组件之间的通讯。在实现阶段，这些抽象组件被细化为实际的组件，比如具体某个类或者对象。在面向对象领域中，组件之间的链接通常用接口来实现。软件体系结构是构建计算机软件实践的基础。

就像建筑师设定建筑项目的设计原则和目标，作为绘图员画图的基础一样，一个润健架构师或者系统架构师陈述软件架构以作为满足不同客户需求的实际系统设计方案的基础。

02 基于电子病历的医院信息平台技术架构

电子病历是指医务人员在医疗活动过程中，使用医疗机构信息系统生成的文字、符号、图表、图形、数据、影像等数字化信息，并能实现存储、管理、传输和重现的医疗记录，是病历的一种记录形式。而非狭义的纸质病历的电子化。

卫计委提出的《电子病历临床文档数据组与数据元》是研制电子病历数据交换的标准，在电子病历生成的过程中必须与这一标准接合。本标准规定了电子病历临床文档中数据组的构成、数据元的内容范围、分类编码和数据元及其值域代码调用标准，建立了数据元分类表、数据组分类目录表与数据元与数据组分类子目录表。为了医疗机构使用方便在数据元的基础中建立了。这些文档按树形结构保存到数据表中，在电子病历模板中选择数据组与数据元时将其数据元标识符代入电子病历中相应的标签中。

03 电子病历的五项设计原则

1. 简单易用： 主要体现在符合临床逻辑思维方式的功能组织和符合临床场景应用需求的信息内容组织。
2. 扩展性强： 不同时期对信息系统的个性化需求或外延扩展的需求设计注意分层架构、模块化设计、数据建模、流程建模、状态建模、安全权限建模。
3. 信息集成： 电子病历系统是临床医务工作者和患者信息为双中心的信息工作平台，将网络所在范围内的信息系统的数据与信息进行集成。
4. 知识辅助： 辅助临床医务供着人员进行有效的临床逻辑分析与判断，为临床医疗行为在信息应用环节提供有力的保障，都离不开各种临床知识库的辅助。
5. 安全可靠

04 电子病历的实现技术

电子病历系统作为一个行业应用系统，主要从终端实现方式，信息系统架构分层、电子病历数据存储了解实现的技术方法。

1. 用户终端实现方式： 采用的是窗体应用程序方式和浏览器方式通过IE潜入ActiveX控件。

2. 信息系统架构分层： 分为单机系统、客户端加服务器架构、多层架构系。

例如：三层架构，该模式将系统架设在数据服务器、应用服务器、浏览器三个层次上，数据服务器专门存放数据，应用服务器提供明类服务组件来访问数据服务器和响应客户的请求，浏览器端供用户访问网站。这种模式的系统维护比为简单，系统的修改和升级只需在应用服务器进行即可，客户端的用户界面一致，用户操作起来比较容易上手。

3. 电子病历数据存储采用的是可扩展标记语言（XML）。

05 电子病历数据处理方式

1. 客观资料的数据采集：客观临床资料是通过医务人员观测，或借助工具、仪器进行观测采集，电子病历系统只需要完成对这些数据类设备或信息系统完成数据接口的开发，定义好数据采集、数据映射接口就能完成临床数据的自动化采集。
2. 主观资料的数据录入分为纯结构化数据录入与结构化文档录入。
3. 电子病历的展现方用户终端实现方式分为纸质类（现已经被淘汰）、集成可视化展示性。

06 数据结构化建模

电子病历系统中产生的大量信息，不简单是文字，如何最大化的利用各种信息，就需要结构化的分析和储存。

结构化信息是指信息竞购分析后可以分解成多个互相关联的组成部分，各组成部分间有明确的层次结构，其使用和维护通过数据库进行管理，并有一定的操作规格。

电子病历数据结构分为四层（见图1）：

1. 临床文档

位于电子病历数据结构的最顶层，是由特定医疗服务活动（卫生 事件）产生和记录的患者（或保健对象）临床诊疗和指导干预信息的数据集合。 如：门（急）诊病历、住院病案首页、会诊记录等。

2. 文档段

结构化的临床文档一般可拆分为若干逻辑上的段，即文档段。文档 段为构成该文档段的数据提供临床语境，即为其中的数据元通用定义增加特定的 约束。结构化的文档段一般由数据组组成，并通过数据组获得特定的定义。本标 准中未明确定义文档段，但隐含了文档段概念。

3. 数据组

由若干数据元构成，作为一个数据元集合体构成临床文档的基本单 元，具有临床语义完整性和可重用性特点。数据组可以存在嵌套结构，即较大的 数据组 中可包含较小的子数据组。如：文档标识、主诉、用药等。

4. 数据元

位于电子病历数据结构的最底层，是可以通过定义、标识、表示和允许值等一系列属性进行赋值的最小、不可再细分的数据单元。数据元的允许值 由值域定义。

图1电子病历数据结构

对比卫生部2010年发布的EMR结构标准，可以发现其与CDA Level3的对应关系。区别只是在于，卫生部EMR结构标准限定了Section为两层、Entry为一层；而在CDA Level3结构中，Section和Entry都是采用Composite模式设计，允许无穷层次地嵌套。

也就是说，符合卫生部的EMR结构标准，未必能符合CDA Level3标准，但是符合CDA Level3标准，一定能符合卫生部EMR结构标准。

其表现层次关系如下：

由于界面中的控件与数据元不为对应关系，如：控件姓名，对应数据元HR02.01.001.01、HR02.01.001.02与HR02.01.002，必须通过设计复合元素将控件或文档与数据元对应。复合元素在电子病历生成中占着重要的地位，通过复合元素的设计与录入可以大大提高电子病历标准化，加快医生录入速度，并为数据检索与决策打下良好基础。

07 数据结构化与自然语言处理

在进行临床数据结构化过程中，不论采用预结构化还是后结构模式，都存在需要对自然语言识别的阶段，对尚未进行数据结构化的文本进行结构化分析，在结构化分析过程中自然离不开术语体系，受控医学词汇、分词技术、自然语言处理等技术的应用。

08 数据加工处理

电子病历系统通过个大临床信息系统手机产生大量的临床数据。不仅仅为了完成存储，还需要完成数据在病情描述、病程进展动态描述中的综合利用，分析病情做二次数据加工。

1. 数据元定语以及描述场景
2. 自然数据队列以与相对时间
3. 数据的一、二次加工

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题图来自 Unsplash，基于 CC0 协议

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