大型医院电子病历信息系统的设计及实现

陆维嘉， 严壮志，姚登福

1 上海大学通信与信息工程学院，上海，200072

2 南通大学附属医院，信息科，江苏，南通，226001

3 南通大学附属医院，科技处，江苏，南通，226001

大型医院电子病历信息系统的设计及实现

【作者】陆维嘉1,2， 严壮志1，姚登福3

1 上海大学通信与信息工程学院，上海，200072

2 南通大学附属医院，信息科，江苏，南通，226001

3 南通大学附属医院，科技处，江苏，南通，226001

从理念框架、系统框架、数据集成、权限与安全控制、身份索引及临床路径构成等方面，介绍了以电子病历为核心的三甲医院信息平台设计的基本理念与流程；从质量控制、信息共享等方面阐述了电子病历系统设计流程与功能。结合某三甲医院信息平台中电子病历信息系统实际案例，介绍了结构化电子病历系统的设计构成、使用优势及其效果，以及存在不足之处。

电子病历；医院信息系统；结构化设计

电子病历是指医务人员在医疗活动过程中,使用医疗机构信息系统生成的文字、符号、图表、图形、数据和影像等数字化信息,并能实现存储、管理、传输和重现的医疗记录,是病历的一种记录形式。使用文字处理软件编辑、打印的病历文档，不属于现代的电子病历[1]。电子病历是临床业务数据的源头，不仅是临床业务的核心，也是医院收费的依据。医院所有服务都是围绕病人开展的，产生的信息主要集中在电子病历上，电子病历成为医院各部门之间信息交换的载体和桥梁，同时也是信息的交汇处[2]。

目前国内外医院的电子病历绝大多数是带有临床决策支持系统功能的电子化、结构化、智能化、知识化电子病历， 多种标准、知识库和技术应用于电子病历[3]。

从我国目前电子病历的发展状况看，整合医学诊疗常规以及提高科研和教学效率等诸多方面有着十分重要的应用价值。发生在现场的医生诊疗活动是医疗过程的核心，优质的没有差错的诊疗活动是对医疗活动的最基本也是最直接的要求。因此，以提高医疗质量为目的的临床决策支持功能是电子病历的核心价值[4]。

本文基于国内大型医院的信息系统特点，对电子病历信息系统平台进行了架构设计，同时对电子病历的实践效果进行了归纳，并充分探讨了电子病历系统目前还存在的相关问题。

1 设计与部署

本文设计实现的电子病历系统包括医生工作站、医嘱系统、查询系统等(包括电子病历记录、更改、相关内容自动产生、续打功能等)。通过这个系统，病人从住院到出院的全过程均能实现电子化，该系统主要特点为：(1) 与HIS 无缝连接，实现信息共享，减少病历录入和人为的差错，医生能及时、准确地做出诊断；(2) 病历电子化，实现无纸化病历，减少了手工差错，提高了病历的法律效力；(3) 病历修改的日志化，实现了修改记录的可查性；(4) 电子病历具有电子签名，病历封存等功能；(5) 病历的存取通过严格的授权控制来实现； (6) 支持病历续打功能，一张病历纸可重复打印多次，后一遍打印内容仅为该页新做修改和新增内容。

在目前的医院信息系统架构中，必须体现以病人为中心的电子病历信息系统模式。才能充分发挥出电子病历给予临床工作带来的优越性和辅助决策功能。图1描述了大型医院信息系统平台架构层次，体现了以病人为中心的服务理念和以电子病历为核心的实施构架。

图1 以电子病历为核心的医院信息化层次构架Fig.1 The hospital information level architecture with electronic medical records as the core

本文电子病历信息系统的平台设计与部署，包括了临床电子病历系统结构化、外部数据集成、病历权限与安全控制和患者身份索引等。

1.1临床电子病历结构化

结构化电子病历是指从医学信息学的角度，将以自然语言方式录入的医疗文书，按照医学术语要求进行结构化,并将这些语义结构最终以关系型(面向对象)结构的方式保存到数据库中[5]。其元数据包含各种数据类型，如表示时间的datetime类型，表示长度、体积的float类型，甚至还可以是自定义的数据类型。这样在后期的数据挖掘分析模型中，不仅会有医学术语(Measures)，如发病周期，肿瘤大小等，还包括度量这些医学术语的指标量，如时间，大小尺寸等。这样，就可根据实际需要构建数据挖掘的立方体(CUBE)，从而供临床数据分析和挖掘使用[6]。

本文设计的电子病历系统的病历数据，直接以XML方式进行结构化存储，对海量病历数据的检索和统计具体实在的意义。它也是一个多层结构化产品，系统由界面资源管理器、知识库资源管理器、打印资源管理器、统计资源管理器、系统字典参数设置构成。资源管理器是由以树形结构存储的各种类型模板构成，模板又是由各种类型的数据单元构成，此结构严谨高效而又不失灵活。用户可以完全按照自己的需求来定制临床数据存储结构，最终生成符合国家标准的电子病历。如图2所示，对于病历中“咳嗽”的描述，在手工时代必须由医生自己去分析含义，文字处理软件也只能告诉医生这份病历中出现过几次“咳嗽”，最终还是需要医生逐字逐句地去阅读病历，并不能从根本上帮助医生。结构化电子病历能够精确指出，“咳嗽”的特点描述具体指的是“持续性”、“阵发性”，还是“逐渐加重”及其诱因、时间等相关信息。图3表述的是中医临床的住院电子病历，病人的脉象特征是可以选择的结构化语言。

图2 书写门诊病人现病史中结构化知识库的应用Fig.2 The application of structured knowledge base in writing in the HPI of outpatient

图3 书写住院病人首次病程录中结构化知识库的应用Fig.3 The application of structured knowledge base in writing the first time condition of the patients hospitalized

以下是本文电子病历内部数据结构部分示例。

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//10-28

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1.2外部数据集成

完整的医疗过程涉及到很多的临床医技部门，因此必须将病人的检验检查结果数据及外部数据整合集成到病人的电子病历系统中，要求支持LIS检验报告、 PACS影像报告集成，并可将报告结果直接插入病历[7]。本文对外部数据集成设计的核心是一个数据映射组件，对异构系统的数据进行采集、预处理(如解压等)、解析和映射转换，得到统一的XML结构数据。与外部系统的接口都是只读接口，不改写外部系统的任何数据。病人的检验报告结果可以在该病人的电子病历中直接查看，如图4所示，同时也可以查看到报告在未整合之前的原始报告单，如图5所示。图6所示的是图像采集系统与电子病历的技术整合，参照病人列表直接读取病人的图像资料。

1.3病历权限与安全控制

病人的信息属于个人的隐私信息，也属于医院医疗级的保密信息，因此电子病历的安全问题也逐渐提到重要的位置上来，需要采取相应的加密及安全保护措施。最常用的安全保护技术就是采用数字证书技术，保证医师签名的合法性。对用户授予权限，确保未经授权的用户无法浏览和修改电子病例，从而保障电子病历的隐私、真实和不被篡改，并保护病历不遭盗窃[8]。本文电子病历权限与安全控制的设计从医疗组权限、病历浏览权限、病历修改权限、病历归档权限、病历封存权限和超级权限，以及电子签名等方面实现了策略控制。

图4 电子病历LIS检验接口报告Fig.4 Electronic medical records LIS interface report

图5 LIS检验接口原始报告Fig.5 Original LIS interface report

图6 电子病历系统中PACS图像处理报告Fig.6 EMR system PACS image processing report

本文电子病历系统中同一医疗组的医生或者护士之间的病历可以互相浏览，并且可以续写，以解决值班状态下病历的书写问题。实行医生、护士之间浏览权限控制，以及会诊期间病历临时浏览权限控制。同一医疗组的上级医生，可修改下级医生书写的病历，并保留修改痕迹。可由系统自动或由管理人员手工对病历进行归档处理，归档后的病历只能进行浏览。病历封存后，医护人员不得随意修改病历, 自动封存时间可由医院管理部门自定义。医生通过工号、密码登陆系统，进行电子签名。三级阅改的痕迹保留，完整的权限与时效控制，使得电子病历通过加密后保存，即使文件流失也无法打开，防止病历流出。图7是电子病历设置中权限规则配置截图。分级如科主任授权见图8。图9为对不同级别医师分级授予的权限。

1.4患者身份索引

不同地区的医院、社区医疗机构以及这些医疗机构的不同部门，乃至不同医生之间实现共享病人医疗信息。若是患者就诊每次随机分配一个ID给就医患者，结果系统或管理人员无法从这些随机的ID中找到与患者相对应的信息关联，同一个患者有多个ID无法关联。提供区域级的身份标识的交叉索引服务系统，在个人真实身份和其可能存在的多个ID之间建立一对多的映射关系，才能确保在区域内或跨区域的身份唯一性[9]。

本文电子病历系统中建立病人的唯一身份ID登记号，即无论病人到医院就诊几次，其登记号是不变的。但对住院病人在具备唯一身份ID登记号的同时，产生住院流水号即住院号，便于针对每次不同的医疗病历书写与归档。

图7 电子病历设置中权限规则配置Fig.7 The authority rules configuration set in EMR

图8 科主任授权Fig.8 Department directors’ authorization

图9 修改医生职称及权限Fig.10 Modify the doctor’s title and authorization

2 实践效果与讨论

本文设计的电子病历信息系统在临床应用中取得了很好的实践效果，主要表现在质量控制、病历结构化、建立临床路径以及信息共享等方面。

2.1质量控制

质控项目涉及到不规范用语监控、内容雷同率判别、前后一致性检查、病历段落缺漏、时效与顺序检查、病历内容缺漏、医疗权限控制、签名合理性检查、诊断合理性判断、病历的自动评分和治疗方案合理性判断。本文的智能电子病历质控可对病历具体内容进行监控，而且有完整病历集成，可以自定义质控点，不干扰医生正常工作。在整个病历书写过程中，实行监控，保证病历的规范和质量。

2.2病历结构化

新型电子病历对病历书写、业务流程及时限管理和临床业务质量管理等同时, 提供了丰富的知识库, 包括诊断、治疗、用药、辅助检查等的理论、知识和方法的查询, 方便医生书写病历时随时调用。知识库的完善和应用，为实现临床路径管理提供了知识平台。

如急性心肌梗死医治，第一步，确定所有该提供收集整理的信息完整、标准、规范；第二步，评估所获信息，进行诊断和鉴别诊断；第三步，决定治疗方案，是保守、介入还是搭桥术。这样规定了流程，医生就不容易遗漏，降低了诊疗行为的随意性，甚至可以在医生决策的时候提供知识库支持，提出合理建议。本文的这种结构化电子病历，能将病史、体检、检验结果、治疗方法和预后联系在一起，将临床实践指南计算机化，提出科学临床路径。

临床决策需要大量复杂信息和数据，并加以科学、准确地分析和评价，形成个性化解决方案。各种新的医学仪器和药物不断的出现，医保和公费医疗管理制度复杂性大大增加医生处理信息难度，知识库为医生提供决策支持，提高工作效率，减少差错。数据挖掘是从数据库中挖掘出有用知识的技术。从大量数据中发现潜在、有价值及已知与未知的关系、模式和趋势，并用易被理解的形式表达出来。医院每天都积累大量宝贵数据，用数据挖掘技术如统计分析、神经元网络技术和决策树等方法，经过筛选、评价和验证，将有意义知识放到知识库中辅助决策。

2.3建立临床路径

支持临床路径的电子病历系统为临床路径的建立和改进提供历史数据。在临床路径建立之初，可通过电子病历系统对于要建立路径的该病种进行检索，得到其一般用药、检验检查、治疗方案、医嘱和护理记录等数据，并计算出平均住院日期和平均治疗费用。建立临床路径后，可通过对该路径的病历数据分析提出更优的路径改进方案。电子病历以病历书写规范制作模板，医疗知识库包含临床常用的标准和术语，包括HL7，ICD，SNOMED等，为临床路径提供信息标准化的基础，提高了路径的通用性。电子病历集成了医院就诊流程，与LIS、PACS、HIS等都有接口，但临床路径只与电子病历系统有接口。此外，电子病历在前台接受信息，临床路径在后台实时监控，不影响医护人员工作的同时提高了诊疗质量，出现异常时能及时给出警告。

2.4信息共享

为了使医疗活动可以准确、快速地进行，医疗服务者不但要接收到清晰的医疗指令信息，还需要掌握服务对象相关各方面信息。因此要保证数据信息的高效利用，达到一处采集多处利用，使用电子病历是实现医疗数据得到最大限度共享的手段。 信息化建设，尤其是以电子病历为代表的医院信息化建设，是我国医疗行业走向现代化的必然选择。通过区域性医疗数据中心的建设，即由某一区域内的医疗机构共同组建而成，其各个医院的数据进行统一存储和管理，从而可以让患者的病历信息在这些医院内共享、通用。这不仅能降低医疗成本，还能在一定程度平衡医疗资源。当然，依据各个电子病历内部结构的不同，接口平台的设计和编程是非常重要的。

尽管区域医疗数据中心代表着医疗行业信息化的发展方向，但其基础仍然是医院信息化。医院是基本的单元体，只有把每一个医院的信息化做好了，才能更快、更顺利地构建区域医疗数据中心。因此，从发展历程来看，应先做好医院，再去做区域，然后扩充到更大范围的医疗信息共享和应用。

3 讨论

当然，电子病历系统的应用也存在一些问题，有待今后不断发展完善。本文归纳如下三个方面。

3.1病历模版的滥用

有些医护人员为了快速写出病历，经常使用病历模版，这在减轻了医护人员书写病历的繁重劳动的同时，也从另一方面造成大量雷同病历。对于同种疾病，不同的年龄，性别和疾病的轻重缓急，合并不同的并发症，病历应该是不相同的。但使用病历模版，医护人员责任心不强，就造成雷同病历，使病历缺乏严肃性和流于形式，会给教学和科研工作带来损失。因此，应根据国家病历书写规范，制定本院电子病历书写规范及实施办法。同时对医护人员进行电子病历应用的系统培训，保证医护人员能正确使用电子病历信息系统；另一方面进行病历书写规范培训，保证医护人员能按照国家病历书写规范或本单位病历书写规范，书写病历[10]。

3.2电子病历的安全性

医护人员书写电子病历，是对病人的诊疗活动的客观记录，包含病人的隐私，具有法律效力，是不容许对外泄露的。但往往不同的电子病历系统的权限管理功能和加密功能不足，可导致病历泄露的机率大大增加。因此，需制定规章制度，如何处理好打印作废的纸张销毁和电子病历“封存”等等问题。

3.3电子病历的合法性

电子病历系统存在一定级别的系统管理员可以随意改动病历, 而不留痕迹的问题。一旦病人对病历真实性有疑问，而国家规定医患举证责任倒置，医院拿不出证据，医院往往很被动。当前，国家对电子病历方面的法律法规还不很健全，有待进一步完善。

4 结论

电子病历的推进，不仅仅给病历的使用和管理带来方便，更重要的是它能提高临床作业效率，提高对病人的服务质量。促进医院信息化的发展。尤其在辅助医生诊断治疗、大规模医疗数据分析、病历数据共享、远程诊疗以及建立严格的医疗质量控制体系等方面具有极大的发展潜力和应用前景。

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Design and Implementation of EMR Information System in Hospitals

【Writers 】Lu Weijia1,2, Yan Zhuangzhi1, Yao Dengfu3
1 Department of Information and Communication Engineering of Shanghai University, Shanghai, 200072
2 Informatics Department of Affiliated Hospital of Nantong University, 226001
3 Science and Technology Department of Affiliated Hospital of Nantong University, 226001

electronic medical records ( EMR ), hospital information system, structural design

R319 ；TP399

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2011.06.012

1671-7104(2011)06-0437-05

2011-07-21

陆维嘉，E-mail:luweijia.good@163.com

【 Abstract 】With the electronic medical records information system as the core of hospital information platform design, this paper introduces the design of the system which is structured for electronic medical records, and the advantage and effectiveness is also introduced. From the aspects of the concept, system framework, data integration, right frame and safety control, identity index and a clinical pathway, etc, the paper introduces the basic idea and process of the hospital information platform design , with the hospital recording electronic medical records as the core.