openEHR模型與系統(tǒng)實現(xiàn)方法研究.pdf

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

2、歐洲推薦的醫(yī)療信息語義互操作標準。
　　以openEHR模型為底層架構的新一代醫(yī)療信息系統(tǒng)將顛覆傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)構建模式，營造一個由技術工程師實現(xiàn)系統(tǒng)框架、領域專家定義系統(tǒng)內容、終端用戶調整系統(tǒng)形式的多方共同參與的信息系統(tǒng)構建生態(tài)，從而既能保證系統(tǒng)基于統(tǒng)一而穩(wěn)定的信息基礎結構，實現(xiàn)高度的信息共享和互聯(lián)互通，又能充分體現(xiàn)信息內容的動態(tài)性以及應用形式的個性化，實現(xiàn)高可用環(huán)境下的語義互操作。雖然近年來已有一些openEHR模型的系統(tǒng)實現(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行系統(tǒng)構建，尚缺乏一個通用的完全基于分層信息模型的醫(yī)療信息系統(tǒng)構建方法和實現(xiàn)框架，未能有效指導新一代醫(yī)療信息系統(tǒng)的開發(fā)實踐。
　　基于openEHR模型實現(xiàn)醫(yī)療信息系統(tǒng)的關鍵技術是建立領域專家或終端用戶可操控的邏輯模型與技術工程師負責的物理實現(xiàn)之間的映射機制和方法，包括兩個主要方面:(1)建立能動態(tài)關聯(lián)所有openEHR原型/模板的高效且穩(wěn)定的數(shù)據(jù)物理存儲機制;(2)建立以ope

4、nEHR原型/模板為對象的信息訪問方法的物理實現(xiàn)機制。雖然模型驅動的系統(tǒng)開發(fā)方法已發(fā)展多年，但考慮到醫(yī)療環(huán)境所具備的高度復雜性和動態(tài)性，如何在openEHR模型系統(tǒng)實現(xiàn)時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)實現(xiàn)方法，對openEHR分層建模方法進行剖析，在此基礎上提出基于分層語義約束的系統(tǒng)實現(xiàn)框架，并就基于分層模型的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)訪問關鍵技術開展研究。具體內容包括:

5、
　　1.剖析openEHR模型的建模方法、抽象程度、概念表達等，通過與HL7V3和CEM等主流模型的對比分析，提出了醫(yī)療信息系統(tǒng)語義互操作的基本需求模型，涵蓋醫(yī)療信息表達的一致性、靈活性和開放性等功能性需求，以及數(shù)據(jù)存儲和訪問組件的可修改性、自動化和標準化等非功能性需求。
　　2.針對基于openEHR模型的系統(tǒng)構建問題，結合通用組件模型從信息表達、應用領域和系統(tǒng)開發(fā)等三個維度提出了一個基于分層語義約束的系統(tǒng)實現(xiàn)框架。通過

6、參考模型和原型/模板表達醫(yī)療信息，面向臨床診療、患者信息和管理等領域，從業(yè)務、信息、計算、工程、技術等視角描述系統(tǒng)開發(fā)過程。該框架可以使醫(yī)療專家和技術人員明確自身角色的相關職責、信息的表達形式和方法、系統(tǒng)架構及組件功能，有助于提高系統(tǒng)語義互操作水平。
　　3.針對基于分層模型的數(shù)據(jù)存儲問題，提出了一種基于關系數(shù)據(jù)存儲的原型關系映射方法，根據(jù)參考模型和原型/模板的基本結構，以及實體和關系的范式特點，建立了一組約束機制和映射規(guī)則，實現(xiàn)

7、openEHR模型與關系數(shù)據(jù)模型之間的映射。結果表明原型關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，達到與傳統(tǒng)醫(yī)療信息系統(tǒng)開發(fā)方法相近的性能。
　　4.針對基于分層模型的數(shù)據(jù)訪問問題，提供了原型數(shù)據(jù)訪問語言，支持以參考模型基類、原型/模板以及屬性等多種粒度靈活訪問所有數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)訪問對象的粒度與數(shù)據(jù)存儲的粒度相匹配，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、的性能問題。
　　5.綜合上述方法，提出并設計了一個基于openEHR模型的醫(yī)療數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)。系統(tǒng)基于原型關系映射機制實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)訪問、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)集成和應用服務等組件，可通過原型的調整靈活適應不同的語義互操作需求，最大程度地提供臨床數(shù)據(jù)的集成、整合、管理和訪問;同時實現(xiàn)了原型/模板編輯，數(shù)據(jù)訪問接口配置，可視化數(shù)據(jù)應用界面設置等系統(tǒng)擴展工具集，提供了一個可由領域專家、技術人員、終端用戶共同參與的高可用的開放式數(shù)據(jù)整合應