一种基于资源对象建模的层次化医疗数据处理交换系统和方法与流程

1.本发明属于医疗技术领域，具体涉及一种基于资源对象建模的层次化医疗数据处理交换系统和方法。


背景技术：

2.医疗机构中存在着his(医院信息系统)、cis(临床信息系统)、lis(实验室信息系统)、ris(放射信息系统)、pacs(图片存档及通信系统)、emr(电子病历系统)等不同业务信息系统，其中存在着大量种类繁多的诊疗数据、仪器设备和软件。与此同时，公共卫生、卫生管理部门以及网络资源中也存在着与疾病诊疗、健康管理、医学研究相关的各类医疗数据。
3.国内外对医疗信息系统中的异构现象己经达成共识，并采取了很多措施解决这一问题。为了使得医疗保健信息共享能够更有效地进行，医学专家、信息技术专家提出并倡导新规范，以促进已有的通信标准，如dicom(digital imaging communications in medicine，数字影像和通信标准)和hl7(health level7，卫生信息传输协议)在临床护理治疗中的协同使用。通过ihe，医生和护士可以更有效地获得信息，系统也可以进行更方便的进行通讯。但是国外的医疗体系并不适用于我国。
4.随着医联体、区域医学中心和互联网医院等模式的开展，使得各医疗机构之间的数据交换日益增加，某一区域间数据共享和利用已经成为重要趋势。面对多元化的数据来源和数据交互，如何让医疗机构中众多的信息系统相互顺畅地“沟通、对话”，让不同医疗机构之间的信息传输和利用顺畅高效，已经到了非解决不可的地步。
5.当前建立标准接口存在多个方面的困难。医疗系统的数据多源异构，各系统间存储、交换等格式互不相同，带来了互联互通困难。由此，导致在不同医疗机构之间、医院内部之间、不同业务系统之间形成大量“信息孤岛”，使得资源无法共享。如图1所示，圆圈代表各类医院应用节点，方块表示互联互通协议，各医疗机构间、医院内部和不同业务系统之间数据形态各不相同，互联需要定义多个两两之间的互通标准。当有6个节点时，就需要15种互通协议，如有100个节点，则需要4950种标准，标准的数量以二次函数的方式增长，这种互联互通方式显示是会耗费巨大财力物力的。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于资源对象建模的层次化医疗数据处理交换系统和方法，以解决现有技术中医疗系统中的数据多源异构，各个医疗机构之间难以统一的标准进行互通数据的问题。
7.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
8.一种基于资源对象建模的层次化医疗数据处理交换系统的方法，包括以下步骤：
9.步骤1，对资源对象进行条目扩展和关系扩展，获得扩展后的资源对象；所述资源对象为一组紧耦合相关数据和操作方法的结构化封装；
10.步骤2，划分扩展后的资源对象为简单资源对象和初级衍生资源对象，对需要衍生的简单资源对象或者初级衍生资源对象进行衍生，获得最终的衍生资源对象；
11.步骤3，将已有的医疗机构进行层级划分，划分为五层级医疗机构，同层级之间的医疗机构之间以相同的互联互通标准交互简单资源对象或最终的衍生资源对象，上层医疗机构能够采集下层医疗的简单资源对象或最终的衍生资源对象。
12.本发明的进一步改进在于：
13.优选的，每一个所述资源对象包括：资源对象的标识、通用元数据、可读叙性、属性、操作和扩展方式。
14.优选的，所述条目扩展包括中医扩展和业务扩展。
15.优选的，所述关系扩展为对资源对象进行封装、继承和多态处理。
16.优选的，所述简单资源是由医疗系统中单条记录内容、隐私保护的属性和方法，以及简单资源中数据确权的属性和方法组成。
17.优选的，衍生对象是由多个简单资源对象或衍生资源对象根据衍生资源对象的生成方案配置组成资源对象内容、资源对象隐私保护的属性和方法，以及资源对象中数据确权的属性和方法组成。
18.优选的，步骤3中，所述医疗机构的层级由高到底依次分为智联网医疗、综合三甲、专科医院及二级医院、社区医院、其他医疗机构。
19.优选的，步骤3中，当某个医疗机构的信息化能力评级达到某级医疗机构的标准时，对所述医疗机构的层级进行提升。
20.一种基于资源对象建模的层次化医疗数据处理交换系统，包括
21.资源对象扩展模块，用于对资源对象进行条目扩展和关系扩展，获得扩展后的资源对象；
22.衍生资源对象生成模块，用于划分扩展后的资源对象为简单资源对象和初级衍生资源对象，对需要衍生的简单资源对象或者初级衍生资源对象进行衍生，获得最终的衍生资源对象；
23.医疗机构划分模块，用于将已有的医疗机构进行层级划分，划分为五层级医疗机构。
24.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
25.本发明公开了一种基于资源对象建模的层次化医疗数据处理交换系统和方法。该系统将医疗数据进行封装，形成资源对象，简单资源对象可以由单条医疗数据库内的记录内容构造生成。若干简单资源对象可进一步聚合生成一个复杂的衍生资源对象；在复杂资源对象的衍生过程中，其输入也可以包含若干衍生资源对象。同时，根据互联互通标准与各家医疗机构自身的信息化水平，本发明提出了一套符合实际的基于资源对象的轻量型多级标准接口方案，旨在支持不同层级、类型医疗机构间的数据互操作，达到多源异构数据库间数据的互联互通、存储交换和隐私保护。
附图说明
26.图1为医院数据互联互通现状图；
27.图2为本发明方法的逻辑关系图；
28.图3为本发明的资源对象和资源对象之间的关系图；
29.图4为中医诊疗记录资源对象示例图；
30.图5为中医药房资源对象；
31.图6为医疗机构内和机构间上传至医疗联盟链的结构示意图；
32.图7为简单资源对象和衍生资源对象构造方法图；
33.图8为his资源对象类实例化的一个示例；
34.图9为病人病历资源对象类实例化的一个示例；
35.图10为智联网数据互联互通分层结构示意图。
具体实施方式
36.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述：
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.本发明公开了一种基于资源对象建模的层次化标准接口系统和方法，该系统具有一下特点：
39.(1)支持多源异构数据存储、交换、隐私保护与确权的资源对象建模技术
40.简单资源对象可以由单条医疗数据库内的记录内容构造生成。若干简单资源对象可进一步聚合生成一个复杂的衍生资源对象；在复杂资源对象的衍生过程中，其输入也可以包含若干衍生资源对象。每个资源对象通过封装一系列的属性和操作方法，可以支持对其包含的医疗数据内容的隐私保护以及基于传统数字版权管理技术的确权维护。基于上述资源对象的概念进行异构数据库间的信息交换，既可满足医疗数据跨系统与机构交换处理时的系统异构问题，又能对流通的数据内容有效地实施隐私与确权保护。
41.(2)基于资源对象的层次化标准接口方案
42.针对当前现有医疗机构信息化水平发展不均导致使用统一接口标准困难重重的现状，根据已有的互联互通标准与各家医疗机构自身的信息化水平，提出了一套符合现有要求的基于资源对象的多级标准接口方案，旨在支持不同层级、类型医疗机构间的数据互操作，达到多源异构数据库间数据的互联互通、存储交换和隐私保护。
43.参见图2，本发明主体结构通过两个方面的设计消除互操作中的系统异构和标准不统一问题。第一方面是使用基于资源对象的引入消除因各系统数据格式不统一而导致的系统异构，第二方面是因不存在统一的标准接口，而提出了层次化标准接口方案。
44.步骤1，对资源对象进行条目扩展、关系扩展和关系扩展，获得扩展后的资源对象；
45.(1)数据资源对象及其扩展方式
46.数据资源对象(以下简称资源对象)为一组紧偶合相关数据和操作方法的结构化
封装。资源对象是数据交换的基本组件，所有可交换的内容都可被封装为资源对象。它是用来搭建整个数据系统的基础，可以是独立的个体也可嵌入到其它资源对象中。
47.本发明基于fhir(fast healthcare interoperability resources，快速医疗互操作性资源)协议，该协议仅定义了数据资源的基本结构。本发明在此基础上进行了扩展，引入面向对象的概念。如图3(a)所示，资源对象结构包含了几个重要部分：url(资源对象的标识)、通用元数据(资源对象间通用的数据字段)、可读叙性(描述该资源对象的摘要信息)、属性(该资源对象所封装的结构化医疗数据)、操作(一组支持隐私保护的方法和约束)以及扩展方式(资源对象的柔性应用场景的扩展，本方法中定义了两种扩展：资源条目扩展和资源关系扩展)。
48.从软件开发的角度的操作步骤为：首先定义的各种基础数据资源对象，然后通过对象继承、依赖、实现和关联四种方式实现数据资源对象的组合(如图3(b)所示)，形成多层次的业务数据形式；通过多态让同一个资源对象的行为具有多个不同表现形式或形态的能力，实现对数据不同级别的权限、认证与激励机制等。
49.数据资源对象有两种扩展方式，针对数据资源对象，能够采用以下两种形式中的任意一种或者是两种，分别为：
50.1)资源条目扩展，涵盖更全面的数据。结合中医诊疗、区域医疗和智联网医院的业务需求，对fhir(快速医疗互操作性资源)基本资源进行条目上的扩展，涵盖更为广泛的医疗数据，且可灵活覆盖医疗场景。资源条目扩展包括两种内容扩展：
51.a)中医扩展：描述中医诊疗数据。图4和图5给出了中医资源对象的两个示例。中医诊疗信息的数字化及共享，涉及到中医望、闻、问、切数据的客观采集和处理，然后扩展fhir资源条目，增加中医诊疗数据相关的资源对象，形成中医诊疗数据互操作的数据基础。
52.实施例中医诊断资源对象示例
53.典型的中医医案记录：“低热面红，乏力，舌边尖红，舌苔厚腻微黄，脉弦紧。属风寒袭表证，诊断为感冒(太阳少阳合病)，宜采用和解少阳,解表温里之治法。”通过本发明所述资源对象结构建立中医诊疗记录资源对象来描述中医治疗过程中的诊断记录，增加舌诊、面诊、脉诊、问诊、辅助检查、中医诊断和治法等中医特色的属性。如图4所示，左侧是中医诊疗记录资源对象的属性定义，右侧是该资源对象的一个实例。
54.另外，中医处方中的方药与西医也有很大不同，如某个中医方药：“柴胡桂枝干姜汤加味。柴胡15g，黄芩12g，桂枝10g，白芍15g，干姜10g，煅牡蛎30g，花粉15g，常山15g，茵陈20g，金银花20g，连翘20g，甘草10g。3剂，水煎服。期间忌生冷辛辣。”通过建立中医方药资源对象来描述该方药，如图5所示，左侧是中医方药资源对象的属性定义，右侧是该资源对象的一个实例。
55.b)业务扩展：描述区域医疗和智联网医院应用场景的特殊需求。图6展示了一种业务扩展场景—医疗机构内和医疗机构间的基于资源对象的数据交换场景。基于资源对象的数据交换可应用于具有多级医疗机构和智联网医院场景中，打通医疗机构数据交换壁垒，同时保证数据交换过程中的数据安全。
56.2)资源关系扩展，明确资源之间的关系。fhir中没有明确定义资源之间的相互关系，而事实上资源之间有密切的相互关系，如图3(b)所示，本发明通过对资源对象赋予封装、继承与多态的特性，来准确定义资源对象之间的关系。提供更丰富的资源对象生成与定
义手段，这样资源对象可以是独立的个体，也可能通过资源间的关系，嵌入到其它资源中。
57.本发明的标准接口设计理念是在fhir基本资源的基础上进行扩展，包括条目上的扩展和关系上的扩展，把中医领域、业务领域的数据需求整合到资源对象的属性与操作中，让本发明提出的标准接口设计天然上具有简单、安全和激励的特性。同时保留了内置进一步扩展的机制，以适应新出现的场景需求。
58.步骤2，对扩展后的资源对象中的简单资源对象进行衍生
59.资源对象进行扩展后，按照其属性中的记录数可分为简单资源对象和衍生资源对象，如图7所示。简单资源对象是由医疗系统中单条记录内容、一组隐私保护的属性和方法以及一组数据确权的属性和方法组成。隐私保护通过类属性的访问权限控制和数据加密方法实现。数据确权通过数字水印、数字签名、数据加密等数字版权管理方法实现。衍生对象是由多个简单资源对象或衍生资源对象根据衍生资源对象的生成方案，配置组成资源对象内容、一组隐私保护的属性和方法以及一组数据确权的属性和方法组成。对于简单资源数据是否进行衍生，需要根据数据的输出需求而定。衍生资源对象的生成方案定义了对于特定的业务场景的需要用到的所有资源信息的集合，是衍生资源对象生成的基础。
60.使用生成方案构造出的衍生资源对象带来的优势有：首先，衍生资源中的资源对象内容为多数据记录的集合，可用于研究特定群体和地理区域范围内疾病分布和发展情况的横断面分析；同时，将多个简单资源对象进行分析处理聚合后形成衍生资源对象，消除了原始记录中的个人敏感信息，增加了隐私保护和数据确权能力。以乳腺癌疾病记录为例，系统中每条记录构成一个乳腺癌疾病的简单资源对象，某个区域中1万条乳腺癌简单资源对象与其相应隐私保护和确权方法构成了一个衍生资源对象，可用于分析一个区域内乳腺癌疾病在不同年龄段的发病规律、机制和因素。
61.支持隐私保护的属性和方法，以his资源对象类为例，如图8所示，资源对象类中定义了类属性和类方法，其中类属性包含病人基本信息(患者id、性别、出生日期等)、病人基础健康数据(检查时间、体征等信息)以及his系统配置和用户权限说明等系统参数；类方法包含访问权限控制方法和资源对象操作方法，访问权限控制方法通过获取用户类型和意图，生成类等价性对齐匹配密钥，与系统存储的密钥进行配对，获得相应用户的访问控制权限。根据获取到的访问控制权限，执行资源对象的操作，如对病人基本信息、基础健康数据和系统配置的增删改查操作。在图9中，就诊病人(患者id＝123456)在医疗机构a建立病历，做了血常规、尿液、甲流等检测，拍了ct光片。这些数据分别通过his系统、lis系统和pacs系统组成资源对象实例，并在院内数据进行数据融合，形成病人病历资源对象实例。病历资源对象实例通过隐私保护与确权处理技术传输至医疗联盟链，从而供各级医疗机构区分权限的访问和使用。
62.步骤3，基于资源对象的医疗机构层级划分
63.受地域经济发展现状、人口分布特征、政策情况等因素的影响，现有的医疗机构区域化特征显著，且在医联体内目前已经或者将要实现分级诊疗，医疗资源呈现一种层级化分布特点。因此结合资源对象，本发明通过在不同层级实现不同等级的标准实现数据互联互通。
64.针对当前医疗机构信息化水平发展不均的问题，本发明设计了一种基于资源对象的层次化标准接口方案，通过在不同层级实现不同等级的标准实现数据互操作。为了适应
区域医疗体系中，不同级别的单位具有不同级别的权益，设计了0-iv级可向下兼容的五个标准等级划分。
65.医疗机构本身分为很多级别，不同级别单位的设施不同、目的不同、职能不同、提供数据的质量与数量差别很大，获取与处理数据的能力不同，所以在数据互操作标准接口上，不能一概而论。所以本发明拟对标准接口进行分级，以适应区域医疗体系中不同单位级别，不同级别的单位拥有不同级别的权限、激励、密码算法级别等，该等级可向下兼容，例如iv级机构可和iii级、ii级、i级和0级均可互通，如下表1所示。
66.表1医疗机构分级互操作说明
[0067][0068][0069]
本发明设计了一种针对区域化和分级结构的以资源对象为存储和交换粒度的层次化互联互通标准接口方法，可在不同层级解决不同覆盖范围的互联互通问题。如图8所示，示意了一种五层结构的层次化标准方案。根节点r为国家医疗中心，r下设五个层级，a、b为r下设的区域医疗中心的举例，为区域a下的遵循iii级标准的某个医疗机构，下角标为其目前的分级等级，上角标0用于区分在该等级下的医疗机构，其他标记以此类推。各层之间的黄色方框为该层节点与上层父节点互联互通所需要遵循的标准等级(参见表1)，该等级可向下兼容。
[0070]
当某个区域层级下医疗水平和信息化能力评级达到能够某种级别的互联互通标准时，便可对其进行标准级别提升，使其与上层节点标准对接，如图中红色方框中节点下的医疗机构和这两个基层医疗机构评级可以达到i级，即可迁移至与上层节点同一级别，使用i级互操作标准。层次化结构是结合当前医疗现状的一种方式。优点为适合国内医疗国情，不需要将全部节点都统一为互联互通统一标准，而是在某个范围内统一标准，且该标准可向下兼容，耗费的标准统一成本和人力较小。
[0071]
每上一级的医疗机构能够查看并使用下一层级医疗机构的资源对象的内容。
[0072]
本发明针对现有的医疗机构信息化水平差异巨大、业务和场景需求迥异的基本国情而设计，较之现有重型数据交换标准，新标准便于各类医疗机构敏捷实施。同时，本发明所设计的这种层次化标准接口方案可渐进式地实现医疗机构的数据互操作，促进医疗信息
化步伐。
[0073]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。