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IHE在中国应用的研究
 
   

IHE在中国应用的研究

1、DICOM[1]与HL7[2]简介
DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine) 标准是由ACR (American College of Radiology)及NEMA(National Electrical Manufacturers Association)联合制定的一套医学图像处理及传输的标准,其目的是推动数字医疗影像的传输与交换,促进医学影像储存与传输系统(Picture Archiving and Communication Systems,PACS) 的发展与各种医院信息系统(Hospital Information Systems,HIS) 的集成。
DICOM标准立足于开放系统互联的架构,使用面向对象的方法定义了一套包含各种类型的医学诊断图像及其相关的分析、报告等信息的对象集;定义了用于信息传递、交换的服务类与命令集以及消息的标准响应;详述了唯一标识各类信息对象的技术;提供了应用于网络环境(OSI或TCP/IP)的服务支持;结构化地定义了制造厂商的兼容性声明(Conformance Statement)。DICOM标准涵盖了数字医学图像的采集、归档、通信、显示及查询等几乎所有信息交换的协议。DICOM标准促进了PACS与RIS、HIS等系统的集成。
HL7是医疗领域不同应用之间电子数据传输的协议,是由HL7组织制定并由ANSI批准实施的一个行业标准。它主要的目的是要发展各型医疗信息系统间,如临床、保险、管理、行政及检验等各项电子资料的标准。HL7从HIS接口结构层面上定义了接口标准格式,并支持使用现行的各种编码标准,如ICD-9/10、SNOMED等。HL7采用消息传递方式实现不同模块之间的互连,十分类似于网络的信息包传递方式。每一个消息可以细分为多个段、字段、元素和子元素。目前,HL7的正式版本为2.4,HL7 3.0标准正在制定中。HL7 V.3采用了面向对象的中间件技术和XML语言,将是一个全新的标准。
2、IHE(Integrating the Healthcare Enterprise)[3]简介
IHE是北美放射医学协会(RSNA)和美国医疗卫生信息与管理系统协会(HIMSS)于1998年成立的组织,其目标是促进医疗信息系统的集成, 为不同子系统之间的互连提供集成方案。需要注意的是,IHE并不是定义新的集成标准,而是基于现有成熟的标准(例如DICOM、HL7和其他一些系统集成的行业标准)制定的一套集成方案。IHE定位在制定一套规范的流程,并通过DICOM、HL7等消息系统实现这种流程,以实现不同系统的集成。
一种比较极端的说法是:基于消息的HL7导致90年代医院信息系统集成的混乱。当然,这种提法过于极端,但从另一个侧面反映了系统集成中的一个重要问题,仅仅依赖HL7这样的接口标准无法实现不同系统之间的“标准互连”。图1解释了基于HL7系统集成的问题。在没有一套规范流程的支持下,A-B集成方案一定与C-D集成方案
不同,从而导致A公司的HIS与D公司的PACS集成时,仍然需要修改接口。虽然比较各公司的私有API接口来说,基于HL7的接口修改工作量已经少了很多,但仍然是一项十分繁琐的工作。IHE的目标是通过定义工作流程,实现不同系统之间更加简便高效的集成。
 

图1  基于HL7的系统集成
由于PACS/RIS系统的工作流程相对比较成熟,IHE率先定义了放射信息系统的流程,目前已经公布了5.5版本。目前,检验流程的集成技术框架已经公布,为0.9版本。同时,IHE正在制定心血管、监护等一系列集成技术框架,并积极制定电子病历的标准。
当然,基于IHE的系统接口也不能达到不同系统之间100%的“即插即用”,这有两个原因造成:首先,IHE并没有像网络协议一样定义得十分精确;另外,照顾不同地区不同流程的需要,IHE允许对原有流程进行修改和扩充,这是由不同地区、不同医疗机构的流程和需求差异造成的,IHE无法强制标准化流程,只能照顾不同的需求。这也就是IHE不叫“标准”,而称其为 “集成方案”的原因。
国内很多人提出:卫生部应该制定一套标准的医院工作流程,以便开发出“不用修改的HIS”,其实这是不应该,也是不可能实现的。医院的流程是满足不同需求而产生的,例如,肿瘤医院有大量自费病人,使用昂贵的抗肿瘤药经常造成欠费,因此就产生了住院病人到门诊交费取药,回病房用药的特殊流程,如果统一流程,这些问题将无法解决。另外,随着医院经营市场化的进程,差异化竞争将成为医院管理的重要手段,因而,我国未来的医院管理流程不但不能统一,差异还将越来越大。但是,这种差异有一个特点,越偏向于临床应用流程差异越小,越偏向于管理应用流程差异越大,美国也是这样。IHE的工作就是在这些差异中寻找并提取共性,用于系统集成。实际使用中,通过IHE实现的系统集成比较原来单纯依赖HL7的集成方案已经有了质的提高,这也是IHE越来越受重视的原因。
IHE不仅提供了一种集成的方法,同时也为致力于系统集成的人们提供了一个学术交流的论坛。它定义了一种以事件消息为基础的集成的技术框架,同时也提供了验证框架的丰富的测试流程。IHE定期举行一些研讨会和参加一些展会来展示使用IHE框架结构的优越性,同时也鼓励厂商和用户采纳和使用。
3、HIS集成的必要性和方法
目前在信息系统建设中有一种说法:“从大集中到大集成”,意思是说,信息系统越建越大,其复杂度已经超出了一家公司所能够满足的能力,需要使用多家公司的产品集成。这种集成的需求来自两个方面:一种是现有多个系统的集成;另一种是采购于不同厂家的新系统的集成。Rocky Shi讨论了3种集成方法的优缺点[4]:
1.       单一厂商模式:优点是传统模式,无需集成,项目管理简单,技术复杂度低,节约经费;缺点是应用范围受限,功能受限,单点失误,单供应商风险,维护较差,维护费用较大,无法实现完整解决方案;
2.         多厂商模式:优点是适合应用,系统水平高,容易修改,分散费用;缺点是厂商过多,选择困难,管理困难,技术复杂;
3.         混合模式:分别选择单一厂家建设费用/财务管理系统、电子病历系统,多厂家建设其它系统;既将整个系统进行有限划分,既保持了系统的灵活性,又限制了系统的复杂度。
我们认为第三种模式比较合理,也适合国内的实际情况。
在集成方法学方面,近年来人们进行了大量的研究,企业应用集成(Enterprise Application Integration,EAI) [5]讨论了集成的不同模型。其中,集成消息模型就是HL7、DICOM的基础[图2]。

图2  集成消息模型
4、IHE与DICOM、HL7的关系
IHE并不是定义新的集成的标准,而是首先着眼于支持现有的成熟的标准,例如DICOM和HL7。图3描述了DICOM和HL7的关系,图4从流程上说明了IHE的工作。

图3: DICOM和HL7的关系                               图4:IHE放射工作流程
IHE在放射系统集成技术框架中根据需要,在不同的地方分别使用了DICOM或HL7的标准实现IHE流程。总的情况看,在PACS、RIS和放射设备互连中主要使用DICOM标准,在与HIS互连中主要使用HL7。
5、IHE的技术框架(Technical Framework)简介
IHE使用面向对象的技术对应用需求进行分解和描述[图5],用角色(Actor)来描述被分解的一个个对象,用事务( Transaction)来描述对象之间的关系,用集成概况(Integration Profiles)来描述功能流程[图6],在具体实现方面,则引用相应的标准。图7描述了病人注册登记的流程图,图中Transaction引用了相应的HL7消息。
 

图5  显示角色框图的信息存取(Retrieve Information for display Actor Diagram)

图6  在显示处理流程中存取特定信息(Retrieve Specific Information for display Process Flow)
 

图7  病人注册登记流程图(Patient Registration)
6、IHE在国内应用的尝试
从2003年开始,在卫生部统计信息中心的领导下,中国医疗卫生信息标准化取得了长足的进展。在2002年完成了《全国卫生信息化发展规划纲要(2003-2010年)》和《医院信息系统基本功能规范》的基础上,2003年起开展了“医院信息基本(最小)数据集标准”、“CPACS标准”(CPACS是中国医学图像处理系统)、“国家公共卫生信息标准”和“卫生标准化体系结构”的研究。
“医院信息基本(最小)数据集标准”由卫生部医院管理研究所和中华医院管理学会医院信息管理分会组织制定,以HL7为基础,以制定医院信息系统互连的基础数据结构为主要目标,实际是HL7的子集。说得更通俗一点,就是定义一下HIS常用数据字典的结构。这个工作将为医院信息系统互连奠定数据字典层面的标准。
“CPACS标准”是以DICOM 3标准为基础,制定适应中国情况的PACS标准,实际是DICOM 3.0的子集。还包括一部分IHE的内容。CPACS标准希望建立一套包括图像格式、图像显示质量、图像处理、图像存储、系统安全、系统互连等内容的国家标准。
基本数据集和CPACS标准中包括放射和检验的标准化工作,CPACS标准已经计划引入IHE的集成方案,并针对我国情况进行本地化工作。目前工作分成两部分,一部分着重于PACS内部流程,另一部分着重于PACS/RIS与HIS接口部分。基本数据集标准的检验部分也计划使用IHE的检验集成的技术框架(Laboratory Technical Framework),并针对我国情况进行本地化。目前工作正在进行中。
很多HIS开发商认为,HL7在我国应用太困难,从而怀疑IHE的意义。其实,即使不使用HL7,一个符合中国国情的IHE对于系统开发和集成也有重要的指导意义。国外的用户广泛使用IHE作为评价应用系统的标准之一,它成为了应用系统必须满足的基本要求。基于IHE流程的应用系统集成,即使使用私有协议和API,也会大大降低集成的复杂度。DICOM在国内PACS中得到了很好的支持,这是由国外的医疗仪器使用DICOM强迫所致,但也说明国内有能力和技术解决,缺乏HL7的支持是国内HIS低水平竞争的结果。在政府的推动下,通过建立标准和技术支持,可以使医院信息化上一个档次,提高应用水平,促进市场竞争、技术和产品的成熟。
IHE从系统集成的高层次研究卫生信息化,从模型和方法学方面的成果促进我们从更深层次理解系统需求和结构,从而进一步优化信息系统的体系结构,并不断为超出医院范围的大型系统探索实现方法,电子健康病历(EHR)就是很好的范例。

 

         
 
     
 
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