临床数据中心的应用

过骏愈，杨岱冰

嵊州市中医院 设备科，浙江 嵊州 312400

临床数据中心的应用

过骏愈，杨岱冰

嵊州市中医院 设备科，浙江 嵊州 312400

0 前言

近几年，我国医疗卫生信息化发展突飞猛进，随着信息系统的应用，越来越多的临床诊疗数据存储在电子病历（EMR）系统中。为了充分利用好数据信息资源，挖掘出对医院管理有用的模型、规律和知识，医院越来越重视内部信息的集成、管理、开发及应用，期望能在数据中找出有助于增加营运绩效、降低成本的有用信息和知识，并作为管理者决策支持的依据[1]。建设以EMR为核心，覆盖医院所有业务和管理的一体化的数字化医院，是目前现代化医院管理的重要方向。然而，从EMR系统识别病人并收集必要的研究信息是相当不易的，为了进行一些病种的主题研究，需要获取大量病人的不同类型诊疗数据，而目前的EMR系统，主要解决的是基本的临床业务处理和单个病人的临床详细信息搜索,因此，数据驱动的临床数据中心（Clinical Data Repository，CDR）应运而生。

CDR主要是一定范围内患者的所有临床数据集合。EMR系统本身包含不同类型的数据信息，医嘱、检查、检验报告等其他信息，而CDR能从EMR和相关系统中提取以下数据用于临床研究：如病患基本信息、诊断、检查报告、检验结果、EMR中的文书记录、医嘱、诊疗记录等。数据中心能够处理各种类型、各种来源的数据，所集成的数据具备实时性、长期性、稳定性、标准化、规范化的特征，并且基于CDR的数据能建立各种主题数据库，提供微观或宏观的研究应用。CDR是EMR不断发展的深入应用，也是医院在临床应用信息系统建设上的高级阶段。

1 临床数据中心的发展历程

（1）从20世纪90年代初开始，孤岛式数据中心诞生：医院信息化在大型综合性医院开始应用。医院在信息系统的建设中投入了大量资金，也为医院积累了大量的、有价值的业务信息。但这些信息都存储在各个信息系统里，逐渐形成了所谓的“信息孤岛”[2]。

（2）2003～2010年，虚拟技术变革时期，虚拟化数据中心崛起：随着计算环境的不断变化，医院对数据中心灵活性的需求也日益增多，信息技术能够对数据进行有效的整合计算、网络和存储资源，数据中心也随之应运而生。

（3）发展到今天，医院的信息系统已经从单纯的计费系统向综合性决策支持系统发展。为响应国家的“十二五”规划，大型综合医院信息化的重点放在了以EMR为中心的临床信息系统的建设上[3]。但国内医院信息系统基础设施并未做好相应的准备，尚无法满足随患者和数据信息日渐增加而产生的需求[4]。

对于中医医院来说，中医CDR尤为重要，但目前由于中医证型缺乏标准化、客观化、规范化，使得医生在进行中医临床研究以及中药复方临床研究时会遇到许多困难，不可避免地影响到临床研究的质量[5]。中医药领域有很多尚未被充分认识的丰富的科学内涵，如果能够将数据挖掘技术很好地应用到中医药领域的研究，发掘出潜藏于海量数据之中的知识和规律，将会极大地推动中医学的知识创新，促进中医学术的持续发展[6]。

2 CDR体系建设内容

首先，医院信息系统（HIS）多而杂，不利于标准统一化，建设CDR则可有效解决这个问题。其次，建设CDR之前，临床应用系统间的互操作性是重点，EMR、医嘱、临床路径、实验室信息系统（LIS）、医学影像存储与传输系统（PACS）、合理用药、抗菌药物监管、院内感染监测、医疗质量监测、区域医疗等重要的临床系统实现完美整合，流程实现互操作之后，将能加快CDR的建设过程。

2.1 CDR建设要求

（1）相关标准：兼容符合ISO/TS 18308国际标准的所有患者诊疗数据集；符合《电子病历基本架构与数据标准》，支持XML、HL7、IHE、DICOM3、SNOMED、ICD10等标准和规范。

（2）基于病人唯一主索引（EPMI）设计。

（3）数据安全性：具备安全机制，确保患者隐私、信息保密等方面的数据安全性、完整性、可用性，支持数据的异地容灾等。

2.2 存储形式

一般情况下，CDR的表现形式可以分为3种类型：

（1）基于EMR数据库的扩展：目前推行的EMR，和医院的HIS、LIS、PACS等业务系统类似，在业务系统上进行数据仓库的扩展，从技术和业务上都是不可取的，业务数据和分析数据混为一谈，势必影响后期的数据分析与挖掘，所以基于EMR数据库的扩展不是很好的方案。

（2）虚拟临床数据中心：是指逻辑上集成各业务系统的临床数据，通过建立EMR的初期病人集成视图，实现统一访问和展现病人诊疗信息，是成本低、难度小、较快速的CDR建设方案。但基于虚拟数据中心，难以实现知识库的集成应用，数据的标准化，对其他的业务系统影响太大，在技术上也无法对数据进行大规模使用，不能为CDR的高级应用提供坚实的基础。

（3）物理的临床数据仓库：采用以EMR数据为核心的独立临床数据仓库方案，能够构建在不同厂商的HIS、EMR、LIS等系统上，对原有业务系统没有影响，能够集成不同分院的数据，满足多院区信息共享要求。

2.3 CDR建设内容

2.3.1 元数据标准化

CDR需要集成医院的各业务系统数据，这些系统由不同的厂商在不同时期承建，所采用的技术、标准也各有不同。为了保证不同业务系统中诊疗数据的一致性与准确性，面对这些多样化的数据，要先解决字典的标准化问题，这是数据仓库建立的前提。

为了实现统一元数据管理，院内其他临床应用系统所使用的数据字典必须统一标准。统一公用代码、统一公用字典，统一医疗术语，确保各个业务系统对外提供的数据符合标准字典要求，标准化的数据类型、标准化的信息组织结构、标准化的医疗术语集、标准化的数据访问能够满足各系统的临床数据互操作性需求，从而构建统一的医疗信息环境。只有在元数据标准化的基础上才能建设数据中心。

2.3.2 临床数据集成

CDR的数据集成可通过ETL（Extraction Transformation Loading）工具或集成平台两种方式实现，随着医疗信息化多元化的发展，允许两种方式独立或并行使用，以高性能、高可靠性、低建设周期为导向，灵活运用。

（1）ETL工具。数据采集（ETL），即数据抽取（Extract）、转换（Transform）、清洗（Cleaning）、装载（Loading）的过程，是构建数据仓库的重要环节[7]。ETL负责将分散的、异构数据源中的数据抽取到临时中间层后进行清洗、转换、集成，最后加载到数据仓库中，成为联机分析处理、数据挖掘的基础。

（2）集成平台。集成平台遵循标准的HL7通信协议，解决了医院现有异构信息系统的业务集成、数据统一存储和数据交换传输标准等技术问题，实现医疗信息系统之间的数据共享和交互。在医院已建立集成平台的情况下，可以充分利用集成平台的标准数据，搭建CDR，减少对业务数据库的压力，缺少的数据则通过ETL工具从业务数据库中获取。

2.3.3 临床知识库

CDR的数据内容不仅应该涵盖临床数据，还应该包含持续更新的医学知识库内容，只有两者结合，才能为临床提供强有力的决策支持，为诊疗服务提供决策依据。知识库主要分为两种方式，一种是医学界公认的、普遍认可已公开发行的各种医学规范、药品说明书、指南、临床标准等，另一种是对临床数据进行分析挖掘而产生的知识库，以及相关成熟的循证医学证据。这种知识库，可以通过建模定制，侧重专科内容。

通过临床路径及其他数字诊疗技术，构建完整的临床知识库。知识库主要包括临床诊断、临床路径、单病种、检验、检查项目、药品手册和用药审查规范、受控词汇、手术编码、疾病编码等。除了集成已有医学知识外，需要完善临床诊疗及医学知识的搜索引擎，保证知识库的动态更新。以知识库的积累与挖掘为核心，利用各大类系统的基础数据，提供科研、教学、人才培养、创新的第一手信息与数据，为医务人员科研和专业深入研究提供可靠的实践依据及准确和及时的咨询。

2.3.4 病人主索引

建立CDR最终的目标是无论住院还是门诊，所有相关诊疗信息都能存入数据库伴随病患终身。建设CDR的关键是集成单个患者所有的临床数据，通过建立病人主索引，可以把病人在门诊、住院、体检的历史诊疗数据关联起来，自动完成三级索引关系：主索引-就诊索引-单据索引。

通过病人唯一索引标识号，将病人在医院历次门诊、住院、体检的详细信息完整展现出来，内容涵盖临床上的所有治疗信息，包括病案首页、医嘱（处方）、病历记录、辅助检查报告、体检报告等，让医护人员快速高效了解病人既往诊疗情况，可以为治疗提供参考帮助。CDR后期的数据分析挖掘，也是基于个体连续完整的诊疗信息集之上，因此，病人主索引显得尤为重要。

3 CDR的应用现状

CDR的应用主要有数据集成视图，可以记录患者在医院诊疗活动的历史记录的多维度浏览；临床数据服务提供数据辅助医疗工作，进行决策分析；科研主题分析，对临床数据进行收集，分类和汇总，对某一特定主题的数据进行分析；数据交换和共享，基于建好的数据中心，实现各区域系统间调阅数据，共享数据，提高对应医疗区域的医疗质量；CDR需要具有可配置的管理模块，支持业务活动的行为监控，提供性能监视器功能，能对设定的关键指标进行监控。下面主要介绍决策支持系统的应用和区域医疗卫生数据中心的应用。

3.1 决策支持系统的应用

决策支持系统是通过数据、知识和模型，使决策者能以半结构化或非结构化的方式进行决策的信息分析系统。决策支持系统是管理信息系统发展的更高阶段，是以管理分析性为目标的信息管理系统，能为决策者提供分析问题、建立模型、模拟决策、确定执行方案的数据环境，目标是帮助决策者提高决策质量和管理水平[8]。决策支持系统的数据源来自数据库，数据库中的信息经过分析，综合进入数据仓库，数据仓库通过数据处理模块对数据进行进一步分类处理、数据比较、统计处理等，供决策主控程序提供更加具体的数据信息。决策主控程序分为很多模块，有日常操作模块、转化模块、数据挖掘模块、可视化模块等为决策者提供更好的决策服务[9-10]。决策支持系统的结构流程，见图1。

图1 决策支持系统结构

通过对HIS的门诊挂号收费系统、门诊诊间系统、门诊药房系统等相关门诊管理系统的分析，将各系统的数据进行抽取、清洗、转化和加载到门诊数据仓库，实现对就诊科室、就诊医生、就诊诊断、药物使用排名、抗生素使用排名、人均费用、中西药费用比例等方面的分析和体现。同样住院各系统的信息被加载到住院数据仓库，从而实现对住院病人的入院诊断、住院科室的人次、人均费用、中西药费用比例等的分析结果和体现，这样医院管理者可以清楚明了地得到相应数据，以便有关方面研究和决策。

3.2 区域医疗卫生数据中心的应用

区域卫生信息平台是连接规划区域内各机构的基本业务信息的数据交换和共享平台，是区域内各信息化系统间进行有效信息整合的基础和载体。将业务系统中产生和保存的数据进行抽取、清洗、转换保存到该数据中心；将不同医院不同系统且标准不统一的信息整合在一个统一平台中进行综合处理[11]。

浙江省绍兴市卫生局2012年开始建设绍兴市区域卫生信息中心，将市内所有医院的信息集成到这个平台上，然后再实现数据共享。其目的在于建立全民健康档案系统，实现区域内医疗机构信息互联互通，实现区域一卡通[12]。将市民的身份证号码作为主索引，建立统一的居民健康档案，实现健康信息集中存放和共享。集中的主要方面包括门诊处方信息、检验报告、病案首页、住院医嘱信息、病历信息等。通过信息化手段，将市民在大医院做的检验报告、诊断、用药信息等让基层卫生院共享，提高基层卫生院的医疗质量和医疗水平[13]。其中心功能框架，见图2。

图2 区域医疗卫生数据中心功能框架

4 总结与展望

CDR在医疗领域快速发展，不断增强资源共享和协作，必将成为医院信息化水平的衡量标志之一。希望在国家相关政策的引导下，日益完善和规范化，最终实现区域范围的医疗大数据平台。

CDR建设将会是一个长期的过程，需要在各系统稳定运行的基础上建设一个数据集合。因此，根据信息系统建设统筹规划、分布实施的要求，当务之急应先建立以EMR为核心的临床信息系统，完善临床信息系统之间相互协同的机制。各临床信息系统的建设是一个长期磨合，不断完善的过程，各医院有自己个性化的流程和管理办法[14-15]。从长远来看，CDR可以有效利用现有临床信息系统的数据，为数据分析和挖掘做好准备，但是国内还未出现非常成熟的临床数据分析和挖掘的应用实例，各厂商仍处于摸索与建设阶段，技术成熟度导致CDR及其延展应用远远没有达到普及的程度。

[1] 白国刚,杨宏桥．医院数据中心建设研究[J]．中国医疗设备, 2012,27(7):73-76．

[2] 闫莅荣,戴健．医院信息孤岛与信息标准[J]．中国数字医学, 2010,5(9):101-102．

[3] 丁杰敏．基于知识库的决策支持系统关键技术研究[J]．信息与电脑(理论版),2010,(1):49-50,52．

[4] 黄影,孙立淼．新医改背景下医院数据中细腻建设的现状与发展[J]．医疗卫生装备,2012,(6):33-36．

[5] 成福春,尹岭,方肇勤,等．中医临床数据分析模型构建[J]．中国中医基础医学杂志,2009,(6):449-451,454．

[6] 李波．中医临床数据挖掘系统的研究与实现[D]．北京:北京交通大学,2011．

[7] 张宁,贾自艳,史忠植．数据仓库中ETL技术的研究[J]．计算机工程与应用,2002,(24):213-216．

[8] 何彩升,彭望清,章向宏．基于数据仓库技术的医院管理决策支持系统的研究[J]．现代医院,2010,(2):1-4．

[9] 周戈．数据仓库在决策支持系统中的应用[J]．信息安全与技术, 2012,(6):57-59．

[10] 俞磊,杨松涛,王宗殿．数据仓库技术在医院决策支持系统中的应用[J]．通化师范学院学报,2010,(4):44-46．

[11] 熊海军,应玉梅,汪健．数据中心在医院实施的探讨[J]．中国医疗设备,2013,28(10):76-77．

[12] 黄煜．数据仓库技术在医院中的应用研究[J]．医学信息(上旬刊),2011,(2):830-831．

[13] 常颖,王一茹．浅析军队医院信息系统数据仓库的构建[J]．中国中医药现代远程教育,2011,(9):86-87．

[14] 兰欣．数据仓库技术在医院信息管理中的研究与实现[J]．医学信息(上旬刊),2011,24(18):5981-5982．

[15] 倪楠．基于数据仓库的决策支持系统[J]．安徽科技,2010,(1): 51-52．

Application of Clinical Data Center

GUO Jun-yu,YANG Dai-bing

Department of Equipment, Shengzhou Hospital of TCM, Shengzhou Zhejiang 312400, China

本文阐述了临床数据中心的概念、发展历程和建设内容，及其在医疗数据集成和分析方面的应用，并指出临床数据中心的建设将为医疗临床和科研提供完整统一的数据，将是医院信息管理建设的重要方向。

临床数据中心；电子病历；信息共享；数据挖掘

This paper expounds on the concept, development history, construction, as well as the application in medical data integration of clinical data center, and puts forward that the clinical data center could provide complete and unifed data for clinical research, will be an important direction of hospital information management.

clinical data center; electronic medical records; information sharing; data mining

TP311.13；R197.324

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.06.022

1674-1633(2014)06-0064-04

2014-02-26

作者邮箱：ydb@szzyy．net