IHE XDS电子病历文档注册库的应用

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0 引言
      在医疗卫生信息化快速发展的今天，如何以病人为中心，将分散在各个医疗机构的电子病历文档安全有效地实现共享，是电子病历发展亟待解决的问题。在分布式多厂商多系统医疗信息环境中，如何组织这些异构的电子病历文档的描述信息，是查找、定位、获取这些文档首先面临的问题。IHE XDS基于ebRIM元数据注册信息模型，采用一致的方式来描述电子病历文档的属性，为分布式异构环境的电子病历文档交换和共享提供了一种切实可行的解
决方案。
1 IHE XDS
    国际组织IHE提出的ITI(IT Infrastructure)正是为电子病历共享提供一种基于现有标准的软件技术架构，所涉及的标准包括HL7、WSDL、SOAP、EBXML、CDA(临床文档架构)等。ITI中的XDS集成模式(integration profile)正是该架构的核心，其文档共享机制如图1所示 。

     IHE集成模式的基本组成单元为角色和事务，角色是现实系统的功能抽象，事务是角色之间的交互。IHE XDS集成模式中的角色有文档源(documentsource)、文档用户(document consumer)、文档库(document repository)和文档注册库(document registry)等。提供／注册文档集(ITI一41)、提取文档集(ITI一43)、查询文档(ITI一16)、注册文档集(ITI一42)均为IHE XDS的事务。表I

提供了IHE XDS集成模式中相关概念与现实世界的对照。
     在IHE中，医疗机构是电子病历文档的来源，它负责电子病历的管理和维护。当需要进行共享时，文档源把需共享的电子病历文档发布到文档库，同时提供该电子病历文档的描述信息，即元数据文档(XDS metadata document)，以注册请求的形式通过文档库最终注册到文档注册中心，供其他医疗机构查询和获取。在XDS机制中，元数据文档基于
ebRIM(ebXML registry information mode1)标准，因此需要从ebRIM入手理解XDS的文档共享机制。

2 元数据信息模型ebRIM
       ebRIM 是OASIS组织开发的系列国际标准(ISO15000)之一，它定义了文档注册中心存储信息描述规范，包括元数据类型及相互关系等。其中定义的核心类有Identifiable、RegistryObject、ObjectRef、ExtrinsicObject RegistryPackage Externalldentifier Slot 等， 还 有 Association、 Classification、ClassificationScheme、 ClassmcationNode、 User、Organization等辅助类 。

     Identifiable为ebRIM 中的基类，包含id属性和成员类Slot。Slot类必须包含的属性有name和values，name的值描述的是文档属性名，values的值描述的是该文档属性对应的值，values可以是单值，也可以是一个sequence(系列)，该系列的值可以为空。RegistryObjeet与ObjectRef继承于它。ebRIM中的其他类都继承于RegistryObject。这些主要类之间的关系如图2所示。

        ExtrinsicObject是ebRIM中比较重要的类，用于表示一个文档摘要。当有多个ExtrinsicObject对象时，就需要采用RegistryPackage 来描述这些ExtrinsicObject对象集合，并采用Association来描述ExtrinsicObject与RegistryPackage之间的关系。
       ExtrinsicObject类具体说明如下：

id 是 ExtrinsicObject、 RegistryPackage、ExternalIdentifier、Classification等对象的唯一标识，是以”urn：uuid：”开头的URI(universal uniqueidentifier)，最大长度为64个字符，由文档管理机构分配并确保全球唯一。而ExternalIdentifier对象的IdentificationScheme属性和Classification对象的ClassificationScheme，ClassificationNode属性的数据类型也为UUID，其值是预先定义的，如XDS中定义了的一些ClassificationScheme UUID，其中一个为urn：uuid：41a5887f-8865-4c09-adf7-e362475b143a，代表ClossCode(文档类代码)属性名。

3 xDS元数据文档
3．1 元数据文档的逻辑结构
     IHE XDS文档源管理了多个病人的多个文档(XDS Document)，这些文档放在相应的文件夹里(XDS Folder)，当注册这些文档时，需生成一个包含相应的文档和文档夹的文档提交集(XDSSubmission Set)以及文档提交集请求文档即元数据文档(XDS Metadata Document)。元数据文档由XDS Document Metadata(对文档的描述)、XDS Folder Metadata(对文件夹的描述)、XDS Submission Set Metadata(对提交集的描述)、Association Metadata(描述文档与文件夹及提交集的联系)以及Submission Request等子节点组成，如图3所示。

3．2 用ebRIM 对象表示元数据文档
    XDS元数据文档是一个复杂的信息实体，用于IHE XDS角色之间的信息交换。在IHE XDS中，角色之间的事务都是以soap消息的形式传递的，因此XDS元数据文档均为XML格式，其中的每一个子节点都是一个ebRIM定义的元数据对象。

   XDS采用ebRIM中的ExtrinsicObject对象记录XDS文档元数据，RegistryPackage对象记录XDS文件夹元数据和XDS 提交集元数据。Slot、Classification、 ExternalIdentifier 等对象在ExtrinsicObject对象和RegistryPackage对象中记录
XDS文档相关属性。Association用于记录XDS文档与XDS文件夹及提交集之间的联系。

    XDS元数据文档中的文档元数据子节点用ExtrinsicObject对象表示如下：

<rim：ExtrinsieObject id=”Document01”
mimeType=”text／xml”
objectType=”urn：uuid：
7edca82f一054d一47 一a032—9b2a5b5186cl”>
<rim ：Slot name=”creationTime”>
<rim ：ValueList>
<rim：Value>20051224 <／rim：Value>
<／rim ：ValueList>
<／rim ：Slot>
<rim：Classification id=”cl01”
classificationScheme=”urn：uuid：
41a5887f一8865—4c09一adf7一e362475b143a”
classifiedObject：”DocumentO1”
n0deRepresentation=”History
and Physical”>
<rim：Slot name=”codingScheme”>
<／rim ：Slot>
<／rim ：Classificati0n>
<rim：ExternalIdentifier id= ”ei01”
registryObject=’’DoeumentO1”
identifieationScheme
=”lll'n：uuid：58a6f841—87b3—4a3e一92fd
— a8珏蛐f98427”
value = ” SELF 一 5
＆1．3．6．1．4．1．21367．2005．3．7＆IS0”>
<／rim：ExternalIdentifier>
<／rim：Ex【rinsic0bject>
IHE XDS对文档源提供的XDS元数据文档的编码属性作出了相关约束，以确保源文档是文档用户所需要的。XDS元数据文档的内容可详见IHEXDS事务部分 。

4 XDS文档注册中心数据库设计与服务实现
4．1 XDS文档注册中心的数据库设计

      XDS文档注册中心在实现注册文档(ITI一42)事务时，需要接收文档库提交的XDS元数据文档并存储到数据库中，以便在查询文档(ITI～16)事务中，接受文档用户的查询请求，检索数据库，将符合检索条件的XDS元数据文档返回给文档用户。数据库的设计就是将ebRIM类及其关联关系映射到关系数据库中。首先将每个类映射为一个数据表，得到ExtrinsicObject、RegistryPackage、Classification、Externalldentifier、Scheme、Slot等表，其中的Scheme表相当于数据字典，记录了XDS预先定义的IdentifieationScheme、 ClassificationScheme 和ClassificationNode的UUID以及所代表的相关属性名。然后处理类之间的关联关系，分为两种情况：一种是将关联类直接映射为数据表，如Association类；另一种是聚合关系，方法是将父类的键加到子类的表中，例如Slot表存储元数据文档中所有Slot节点，在其中增加ParentID字段记录其与ExternalObject、Classification、ExternalIdentifier等类的聚合关系。表字段及表之间的关系如图4所示。

    通过与IHE组织提供的XDS测试工具进行文档注册事务和文档查询事务，该XDS注册中心能通过数据库有效保存电子病历文档的元数据，并且能快速查询到病人所需要的电子病历文档相关信息。
4．2 注册文档集和查询文档服务实现
     XDS文档注册中心的注册文档集服务需要实现获取、解析并存储元数据文档的功能。元数据文档是XML格式的文档，前面对文档内容结构有了一定认识，所以获取和解析相对比较容易实现，例如可以采用XML XPath来读取和解析元数据文档。当解析完成后，获得ExtrinsicObject、RegistryPackage、Association、Classification ExternalIdentifier、Slot等对象，除Slot外，其他都分配相应的id，然后将每个对象存储在对应数据表中。ExtrinsicObject、RegistryPackage、 Association、 Classification 与ExternalIdentifier每个对象对应数据表中的一个记录。Slot节点的元素值是一个系列，所以一个Slot对象对应着slot表中多个记录。以Slot节点为例，父节点为ExtrinsicObjeet，其数据库语句如下：

Insert into Slot(parentID，Name，Value，SeqNum)
Values(extrinsicObject．id，
extrinsicObject．slot[0]．name，
extrinsicObject．slot[0]．value[0]，
extrinsicObject．slot[0]．sequenceNumber[0])
Inse~into Slot(parentID，Name，Value，SeqNum)
Values(extrinsicObjeet．id，

extrinsicObject．slot[0]．name，
extrinsicObject．slot[0]．value[1]，
extrinsicObject．slot[0]．SeqNum [1])；
? ? ?
． ／／一个SeqNum对应一个value
     XDS文档注册中心的查询文档服务需要实现获取查询请求、解析查询关键字、查找数据库、构造元数据文档等功能。按关键字查找数据库是一个难点。首先需要根据关键字的不同分别从Slot、Externalldentifier、Classification 表中找到对应的ParentlD，再查找ExtrisicObject、RegistryPackage、Association、Slot等得到所有与该ParentlD对应的子节点的值，按照格式序列化成元数据文档，返回给文档用户。例如按PatientID来获取病人的元数据文档。
／／获得Patient ID对应的ParentID，即ExtrinsicObject，
／／RegistryPaeksge对象的ID Select id ，ParentID from ExternalIdentifier where Code =@ PatientID and IdentificationScheme =hrn：uuid：58a6l841—87b3 —4a3e一92fd—a8ffef 8427
／／根据ParentID获得源文档ID，每个源文档ID能唯一
／／索引到一个文档
Select code from ExternalIdentifier where ParentID = @parentID and IdentificationScheme =，urn：uuid：2e82clf6一a085 —4e72—9da3—8640a32e42ab
5 讨论及结论
     IHE XDS提出了电子病历文档共享的基础架构，在具体实施过程中，还依赖于医疗行业对各个医疗领域做出相应规范。XDS元数据文档涉及电子病历文档的许多编码属性，比如类代码、事件代码、医疗机构编码、医疗领域编码等，这些编码属性是至关重要的，需规范定义。卫生部发布了《电子病历数据组与数据元标准》征求意见稿，其中涉及了相关方面的内容。
   本文主要在IHE XDS注册库的实现上做了一些有益探索，希望给国内医疗领域电子病历共享的实践者们提供一些借鉴，以期望解决电子病历共享的某一方面的难题。
参考文献
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[2]IHE IT．Infrastructure Technical Framework Supplement 2007一2008一Draft for Trial Implementation[EB／OL]【2007—8—15]ftp：／／ftp．ihe／IT— ．Infrastructure／．

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[4]ACC，HIMSS，RSNA．医疗健康信息集成规范[M]．梁铭会，俞汝龙主译．北京：北京大学医学出版社，2008：146—192．
[5]Yu RP，Ju HK．Metadata registry and management system basedon 1SO 1 1 179 for cancer clinical trials information system[EB／OL] ．AMIA Annu Symp Proc， 2006： 1056． http：／／WWW．ncbi．nlm．nih．g0v／pmc／anicles／PMCl839675／．
                                                                                                        (2010—04—23收稿，2010—05—18修回)