基于集成平台和HL7标准的危急值系统设计与实现

徐 进 屈晓晖 陈洞天

(华中科技大学同济医学院附属同济医院计算机中心 武汉 430030) (国家卫生健康委员会统计信息中心 北京 100032) (华中科技大学同济医学院附属同济医院计算机中心 武汉 430030)

1 引言

危急值是指可能危及生命的检验检查异常结果。当危急值出现时表明患者可能正处于有生命危险的边缘状态，需要临床医师及时给予有效干预措施或治疗，挽救患者生命，否则可能会出现严重后果，失去最佳抢救机会[1]。危急值概念最早由美国学者George Lunderberg于1972年提出[2]。国家卫生健康委员会发布的《三级医院评审标准(2020年版)》[3]规定三级医院需建立危急值报告制度，《医疗质量安全核心制度要点》要求医疗机构建立住院和门急诊患者危急值报告具体管理流程和记录规范，确保危急值信息准确、传递及时、信息传递各环节无缝衔接且可追溯[4]。大部分医院采用人工方式传递、记录和管理危急值，该方式容易导致晚报、误报和漏报等问题，在医疗质量管控方面也会消耗大量人力和时间对危急值应用情况进行调查和统计[5]，因此亟需建设电子危急值系统以替代人工危急值传递模式。此外由于医技系统数量众多且院内各信息系统架构差异较大，危急值在各信息系统间的流通难度较高，需要设计标准化的危急值消息格式，并通过统一平台对危急值信息进行集中管理。

2 集成平台与HL7信息交换标准

2.1 通信模式选择

医院信息系统数量繁多，传统点对点接口通信模式存在对接复杂、耦合度高等问题。对于N个不同的信息系统，实现全面系统交互需要进行N*(N-1)/2次对接，使用中心化的集成平台作为信息中枢，将院内所有信息系统连接集成，则只需要进行N次对接，并且实现院内信息统一管控和跨平台数据整合[6]，见图1。

图1 点对点通信与集成平台整合通信模式对比

2.2 基于HL7标准的集成平台

华中科技大学同济医学院附属同济医院(以下简称同济医院)采用Intersystems Ensemble作为院内信息系统集成平台。Ensemble以Caché数据库为核心，支持数据实时访问和监管，具有高性能消息引擎，并且支持各种主流通信协议和信息标准，包括传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)、简单对象访问协议(Simple Object Access Protocol，SOAP)、HL7等[7]。其中HL7[8]作为卫生信息传输协议，支持异构系统间医疗数据交互[9]，使得医疗信息在院内各系统间流通无阻。基于HL7标准，通过集成平台搭建院内医疗消息总线，可以实现异构系统解耦，以及跨系统甚至跨地域的医疗信息互联互通。HL7消息(Message)由1个或多个段(Segment)组成，通过回车符(/r)分隔；每个段由1个或多个域(Field)组成，通过竖线(|)分隔；每个域由1个或多个元素(Component)组成，通过脱字符(^)分隔。以下是HL7消息示例：

MSH|^～/&|EPIC|EPICADT|SMS|SMSADT|199912271408|CHARRIS|ADT^A04|1817457|D|2.5|

PID||0493575^^^2^ID 1|454721||DOE^JOHN^^^^|DOE^JOHN^^^^|19480203|M||B|254 MYSTREET AVE^^MYTOWN^OH^44123^USA||(216)123-4567|||M|NON|400003403～1129086|

NK1||ROE^MARIE^^^^|SPO||(216)123-4567||EC|||||||||||||||||||||||||||

PV1||O|168 ～219～C～PMA^^^^^^^^^||||277^ALLEN MYLASTNAME^BONNIE^^^^|||||||||| ||2688684|||||||||||||||||||||||||199912271408||||||002376853

此示例消息包含4个HL7段：消息头(MSH)、患者信息(PID)、近亲(NK1)和患者就诊(PV1)。MSH段包含有关消息本身的信息。包括消息发送者和接收者、消息类型以及发送日期和时间。每条HL7消息都将MSH指定为其第1段。PID段包含有关患者的人口统计信息，例如姓名、患者ID和地址。NK1细分包含患者近亲的联系信息。PV1部分包含有关患者住院时的信息，例如分配的位置和推荐医生。

3 系统架构

危急值系统以集成平台作为消息中枢，连接所有产生危急值消息的医技系统，将危急值消息实时转发至相应业务系统，包括医生工作站、护士工作站、护理文书、APP等，见图2。其中医生、护士工作站接收到危急值消息后实时弹框提醒医护人员，并要求录入处理人、处理措施等相关信息，生成相关病历记录及数据统计，从而确保危急值信息报告全流程的人员、时间、内容等关键要素可追溯，为医疗质量管理工作提供数据支撑。

图2 危急值系统架构

4 HL7消息总体设计

4.1 概述

危急值消息在各医技系统发布检查结果时产生，随检查结果一同以标准HL7消息格式推送至集成平台，集成平台按照预设规则转发至各临床信息系统。HL7标准的最新版本为v3，在实际应用过程中存在设计过于复杂和实施成本高昂等问题[10]。目前HL7在医疗机构中最常见的使用版本为v2.x，医院集成平台的消息集成规范按照HL7 v2.6进行设计和实施。

4.2 实验室检验危急值消息

实验室检验危急值并非1条独立的HL7消息，而是检验结果发布时在检验结果消息体中对危急值内容进行标记。参照HL7 v2.6第7章《观察报告(Observation Reporting)》[11]，对检验结果消息结构进行设计，见表1。关键内容设置如下。MSH段：MSH段(Segment)第9域(Field)包括消息类型(Message Type)、触发时间(Trigger Event)和消息结构(Message Structure)3个元素(Component)，分别设置为“OUL”(表示实验室观察消息)、“R21”(表示实验室观察事件)和“OUL_R21”(表示实验室观察消息结构)。ORC段：第16域为医嘱控制原因描述(Order Control Code Reason)，用于对医嘱事件补充解释说明，类型为编码条目(Coded Element)。对于包含危急值的实验室检验结果消息，添加自定义编码条目“PV^危急值”。OBX段：第8域为异常标记(Abnormal Flags)，用于标记超出正常参考范围的实验室检验结果。该表值域取HL7 预定义表Table 0078，危急值结果的异常标记包括：“HH”(超出危急值范围上限)，“LL”(低于危急值范围下线)，“AA”(用于描述非数值类危急值)。

表1 检验结果消息段

4.3 一般检查危急值消息

与实验室检验危急值相同，医技检查消息也并非1条独立的HL7消息，同检查结果一起发布，并在检查结果消息体中添加危急值相关内容。医技检查项目形式繁多，包括超声、放射、心电图、核医学检查、病理检查等，其报告内容结构各不相同，共通点是除图像或影像部分外主体内容一般分为两部分：检查发现部分，描述检查过程中发现的客观事实；诊断意见部分，阐述医技人员的主观诊断意见。针对一般检查报告形式，再附加上危急值内容，可以设计通用的含危急值的检查结果消息结构。参照HL7 v2.6第7章《观察报告(Observation Reporting)》[11]对检查结果消息结构进行设计，除各消息段具体内容存在区别外，结构与检验结果消息基本相同。对关键内容进行以下设置。MSH段：第9域消息类型(Message Type)设置为“ORU(表示一般观察消息)^R01(表示一般观察事件)^OUL_R01(表示一般观察消息结构)”。ORC段：第16域医嘱控制原因(Order Control Code Reason)设置为自定义编码条目“PV^危急值”。OBX段：第8域异常标记(Abnormal Flag)设置为“AA”(用于描述非数值类危急值)，第5域观察结果(Observation Value)作为一个可重复(Repeatable)域，将其重复3次，以波形号(～)隔开，分别表示检查发现、诊断意见和危急值描述。

5 结语

通过建设以集成平台为消息总线，以标准HL7消息为信息载体的危急值系统，打破院内系统间信息壁垒，实现危急值在院内信息系统间的流通，其成效包括：一是1次接入，多端推送，系统解耦。集成平台为院内各系统提供接口集成和消息路由服务，医技系统的危急值消息仅需1次接入集成平台，后续各系统即可通过集成平台获取危急值实时推送消息，大大降低各业务系统之间耦合度。二是实现接口标准化。设计并实现符合HL7 v2.6标准的危急值消息接口，完成危急值在各系统间的互联互通。若医技系统实现基于HL7标准的检验检查结果接口，则仅需在原接口上较小改动即可，无需开发新接口。三是降低危急值管理成本。危急值电子化管理可以显著减少人力成本，数据追溯和管理统计也更加准确可靠。医院信息系统复杂程度日益增加，以集成平台作为消息总线对各系统信息进行集中一站式管理能有效实现系统解耦，降低信息化管理成本；同时信息交换标准是信息系统、医疗机构、区域乃至国家之间医疗信息交互的基础，HL7标准是达成医疗信息互联互通和共享协同的最佳途径。基于集成平台和HL7标准建设的危急值系统是实现危急值信息化管理的良好解决方案。