Как стать автором
Обновить

HL7 — электронный медицинский документооборот

Время на прочтение8 мин
Количество просмотров44K
В рамках одного исследования возникла потребность в описании стандарта электронного медицинского документооборота HL7. Как результат появилась эта статья. Делюсь с хабра-сообществом, надеюсь будет интересно.

Современное общество неизбежно двигается в сторону информатизации всё большего и большего количества своих функций. Какие-то структуры быстро перешли в цифровой вид, другие, более консервативные, поддаются переменам медленнее. Также многое зависит от готовности общества принять те или иные изменения. И конечно важнейшей частью является инициатива и поддержка государства по созданию и внедрению электронных служб, позволяющих более эффективно реализовывать различные его функции.



Одним из таких направлений является медицинский документооборот Health Information Exchange — HIE (хорошая презентация: Atif Zafar, MD, Health Information Exchange (HIE): Nuts and Bolts; AHRQ National Resource Center for Health IT), для которого наличие единого стандарта в рамках всей страны является одним из важнейших условий эффективности. Понятно, что эффективный обмен медицинскими данными между различными медицинскими учреждениями (в частности введение электронной истории болезни) позволит в итоге, элементарно, вылечить больше людей, а также уменьшить стоимость лечения. Увеличивается взаимопонимание между медицинскими учреждениями, отдельными специалистами и простым человеком.
Конечно есть и поводы для беспокойства и в первую очередь это несанкционированный доступ к сенситивной персональной информации о состоянии здоровья человека.


В данной статье рассмотрен международный стандарт организации электронной системы медицинского документооборота Health Level 7 (HL7) www.hl7.org, Wikipedia: HL7 (медицинский_стандарт), www.hl7.ru, www.hl7-russia.org разрабатываемый с начала 70-х годов в США и в настоящее время принятый в качестве национального в некоторых странах.

За последние 40 лет в мире разработано большое количество разнообразных стандартов электронной медицины S. M. Huff; Clinical data exchange standards and vocabularies for messages.. Хотя в общем универсального стандарта нет и разные стандарты зачастую реализовывают различные стороны такой огромной области как медицина. Наиболее распространёнными являются Digital Imaging and COmmunications in Medicine (DICOM), EDIFACT, Cisco Medical Data Exchange Solution, HL7. Именно последний (HL7) показал хорошие результаты в сравнительных исследованиях и на данный момент наиболее распространён.

К примеру тут опубликована сравнительная таблица функциональности четырёх стандартов:


Цели, понятия и общая структура HL7


Стандарт HL7 (Health Level 7 Седьмой Уровень медицинского документооборота) начал своё развитие в 70-х годах в США как часть стратегической медицинской инициативы. Данная инициатива состоит из трёх направлений:

UMLS


Unified Medical Language System унифицированный язык медицинских систем является попыткой создать универсальный справочник медицинского знания в наиболее широком возможном смысле с использованием наиболее эффективных методов созданных в области компьютерной обработки знаний. Разработка начата в 1986 году в национальной Медицинской Библиотеке США. Используются такие мощные понятия как семантическое представление и обработка медицинских знаний, созданы и постоянно развиваются онтологии для описания всех возможных предметных областей составляющих универсум медицинских знаний, для расширения возможностей UMLS применяется семантика лямбда – счислений, а также используются большие и по возможности наиболее детальные ER-схемы постоянно совершенствующиеся с 70-х годов 20 века.
В следующей таблице приведена структура UMLS и её положение в общей иерархии составляющих стратегическую медицинскую инициативу США.
UMLS содержит в себе три базы знаний: (knowledge source): Метатезаурус, Семантическая Сеть, SPECIALIST-лексикон.
Основными целями UMLS являются:
  • Создание исчерпывающих интеллектуальных компонент медицинских информационных систем;
  • Содействие бесплатному распространению разработанных процедур и интеллектуальных компонент в среде профессиональных разработчиков для стандартизации терминологии, специализированных словарей и классификационных схем при создании ложных систем относящихся к электронному обеспечению медицинских процессов на уровне государства;
  • База знаний унификации языковой среды.


Медицинская информационная система VistA


Медицинская информационная схема (МИС) VistA (Veterans Health Information Systems and Technology Architecture — медицинская система Департамента ветеранов). Самая большая медицинская информационная система в США. Обеспечивает медицинское обслуживание 4 миллионов ветеранов, с ней работает 180 тыс. сотрудников в 163 госпиталях, 800 клиниках и 135 домах ухода. Является разветвлённой системой охватывающей практически все аспекты медицинского обслуживания.
Система построена на языке/платформе MUMPS, имеет ядро и порядка ста прикладных пакетов программ. Идеи заложенные в MUMPS реализованы в VistA в максимальной степени: начиная с учёта тончайших нюансов управления оборудованием и до экспертных систем принятия медицинских решений.
Система централизована и её главная база Austin Automation Center находится в городе Остин.
На следующем рисунке представлена общая структура взаимодействия компонентов системы VistA:


Стандартным для её представления является разбиение по уровням:
1. Интерфейс – графический/программный интерфейс для работы с системой;
2. Порядка 100 пакетов реализующих основные функциональные особенности;
3. MailMan/FailMan – системные интеграторы / менеджеры;
4. Kernel – ядро системы, высокопроизводительное ПО на языке MUMPS;
5. СУБД – база данных, наиболее часто используемой базой является Caché [4], которая также создана с использованием MUMPS, что является залогом её эффективного взаимодействия с VistA;
6. MUMPS – (Massachusetts General Hospital Utility Multi-Programming System — Массачусетская основная мульти-программная система для госпиталей; иногда M или М-система). Язык программирования созданный в 1966—1967 годах для использования в лечебной индустрии. Является весьма мощным инструментом, но в виду некоторых недостатков заложенных на системном уровне не получил большого распространения вне специфических рамок медицинских систем;
7. OS – поддерживается большинство наиболее распространённых операционных систем семейств *nix и Windows;
8. Машина – требования к аппаратному обеспечению не высоки;
9. В/В – подсистема ввода/вывода не предъявляет никаких специфических требований.

Обмен сообщениями в VistA выполняется в соответствии со стандартом HL7, работа с медицинскими изображениями обеспечивается в стандарте DICOM. VistA может использоваться как в отдельной больнице, так и в региональной системе госпиталей.

HL7


Health Level 7 (Седьмой Уровень медицинского документооборота) — стандарт обмена, управления и интеграции электронной медицинской информации.
Седьмым уровнем система названа по аналогии с семью уровнями взаимодействия открытых систем, Open Systems Interconnection или OSI. Т.е. это процессы самого высокого уровня.
Седьмой уровень поддерживает выполнение таких задач как:
  • Структурирование передаваемых данных;
  • Возможности проектирования систем;
  • Достижение согласованности передач;
  • Безопасность;
  • Идентификация участников;
  • Доступность.


Общая структура составляющих HL7 технологий приведена на следующем рисунке:


Рассмотрим подробнее наиболее интересные составляющие стека приложений HL7, их цели и особенности построения

RIM


Reference Information Model, Эталонная Информационная Модель. Базовое понятие для всего HL7 – информационная модель медицины — основной источник содержания данных всех HL7- сообщений и документов.
Элементы информационной модели — классы, переходы состояний классов, типы данных и наложенные ограничения – используют системные концепции и графическое выражение языка UML.
В свою очередь RIM состоит из нескольких технологий:
USAM — Unified Service Action Model — общая модель служебных действий. Объектная модель для любого возможного в системе действия;
MIM — Message Information Model — модели сообщений;
R-MIM Refined Message Information Model — контекстно-привязанная модель.

Уменьшенное изображение (полноразмерная таблица занимает лист бумаги формата А3) UML схемы описывающей полную спецификацию RIM приведена следующем рисунке.


Storyboard


Раскадровка.
Функциональная модель — в терминах системного проектирования, UML. Концепция раскадровки (storyboard) взята из киноиндустрии и позволяет представить средствами HL7 значимые моменты передачи сообщений как кадры. В каждом кадре описаны ключевые участники и их взаимодействие. Комплект кадров представляет как передачу сообщения, так и функционирование большой системы.
Описание работы триггеров (trigger) запускающих событий (например форма после заполнения переходит в состояние «заполненная» и/или «подписанная»).
Каждое взаимодействие описывается раскадровкой (в UML диаграмма последовательностей).
Средствами RIM и раскадровкой возможно выразить высоко персонифицированную историю больного.

Vocalbulary


Словари.
Представленные в виде тезаурусов или даже онтологий описания специфики предметных областей.
Атрибут в RIM-описании может быть элементом словаря.
Словари могут быть:
  • многостолбцовая, построенная на принципах метатезауруса UMLS таблица описанная средствами HL7
  • LOINC, SNOMED, HIPAA, местные, национальные словари.


HMD


Hierarchial Message Descriptor — определитель иерархической структуры сообщения.
Принципы HMD:
  • система передачи должна понимать генезис классов.
  • сообщение при передаче выстраиваются в линейную структурированную последовательность.


EHR System


Electronic Health Record Systems — Система Электронной истории болезни.
Описание полного функционала EHR состоящего из разделов:
  • Управление оказанием медицинской помощи (Care Management),
  • Клинический документооборот (Clinical Support),
  • Информационная инфраструктура (Information Infrastructure) — всего 125 функций.


Arden Syntax


Арден синтаксис
Спецификация принятая HL7 для определения и распространения медицинских знаний. Арден синтаксис является языком Медицинских Логических Модулей (МЛМ — Medical Logic Modules) кодирования медицинских знаний. Каждый МЛМ содержит достаточную информацию для принятия медицинского решения. МЛМ используется для генерации сигналов тревоги, понимания медицинских данных, диагностики, фильтрации медицинских данных и административных задач. При определённых условиях может быть разработана компьютерная программа (event monitor) генерирующая экспертную поддержку. МЛМ может быть связан с другими МЛМ и образовывать сеть.

CDA


Clinical Document Architecture — Архитектура Клинического документа.
Стандарт сферы HL7, утверждён ISO (ISO/HL7 27932:2009 Data Exchange Standards — HL7 Clinical Document Architecture, Release 2).
Данный стандарт полностью определяет синтаксис и набор структур данных позволяющих полностью описать семантику любого клинического документа. В основу CDA положен язык XML.
При создании клинического документа (КД) его разметка, структура и семантика берётся из описания CDA. Сама спецификация получается на основе справочника данных RIM. Клинический документ по CDA является полным информационным объектом, с полностью определёнными компонентами. Дополнительно он может содержать текст, изображения, звук и другое мультимедийное содержание.
Изначально HL7 начинал развиваться как стандарт сообщений. Сам передаваемый клинический документ независим от формата сообщения в котором он передаётся. Передаваемый КД имеет авторство, историю изменений, он стабилен и предназначен для восприятия человеком. В свою очередь сообщение предназначено для чтения компьютером, существует только во время передачи документа.
Сам КД описан на языке XML, но также может содержать данные других типов, такие как аудио/видео информацию, бинарные данные изображений, цифровые подписи.
В секциях КД можно выразить клинические выражения, такие как выполненные процедуры, текущая ситуация больного, административные распоряжения, нежелательные события и факторы. КД состоит из заголовка и тела. В заголовке можно выразить сложную систему авторов, исполнителей, ответственности, текущую ситуации документа, доступ к нему, классифицирующие сведения о пациенте и т. д. Высокоуровневое представление всех выразительных возможностей заголовка задаётся схемой UML.
Тело КД содержит клиническую запись/отчёт (clinical report), собранный из секций (section).
Одна из целей CDA сравнимость КД, что позволяет организовать работу с ними.
Типы данных заключённых в секцию могут быть простыми, такими как например целые числа или данными сложной временной системы (например general timing specification). В секции можно использовать ранее определённые концепты (структурные типы данных) которые заполняются с течением времени и развитием событий.




Насколько я знаю, именно на основе HL7 разработана и успешно внедрена электронная медицинская карта в Эстонии.
В России также ведутся работы в этой области. Меня более интересовали академические исследования, поэтому могу порекомендовать следующий автореферат кандидатской диссертации: Фам Ван Тап; АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ИНТЕГРАЦИИ ДАННЫХ ПРИ СОЗДАНИИ ЭЛЕКТРОННЫХ МЕДИЦИНСКИХ КАРТ
Тема на мой взгляд интересная очень, перспективы у подобного рода систем отменные, польза большая.
Теги:
Хабы:
Всего голосов 19: ↑18 и ↓1+17
Комментарии8

Публикации

Истории

Ближайшие события