电子病历的前沿

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【中图分类号】R197.32【文献标识码】A【文章编号】1672-3783(2012)10-0324-02

【摘 要】本文着重概述和探讨了医疗自然语言处理、医疗数据结构化和语义化、医疗信息共享、患者身份识别与患者ID转换、平板电脑的应用、临床数据超文本链接、临床决策支持等几个电子病历的前沿研究领域和其它相关研究重点,指出我国在有关自然语言与结构化数据混和录入、语义网络在电子病历中的应用、区域医疗信息共享、基于IHE中PIX的研究和实践、平板电脑的应用等方面的研究和实践已经进入或接近世界的先进行列.

【关 键 词】电子病历;自然语言处理;数据结构化;数据语义化;医疗信息共享;患者ID转换;超文本链接;临床决策支持

我国近年来在电子病历方面的发展令人欢欣鼓舞.虽然一些有识之士提出了快速发展过程中存在的问题,但相信这些问题都会在大家的共同努力下得到妥善解决.本文着重对电子病历研究的前沿进行概述和探讨,希望能看到更多在这些方面的研究成果,也希望政府部门和民间团体更多支助在这些方面的研究,争取早日赶上和超过世界先进水平.

1医疗自然语言处理

长期以来,病历都是以一种叙述性的自然语言方式来记录.医生书写的主诉、现病史、既往病史、病程记录、出入院纪录、以及各种检查报告等叙述性信息构成了病历的大部分内容.在病历的电子化过程中无法或不适合将其全部内容用结构化等方法来表达的情况下,自然语言处理技术很自然地成为人们最关注和期待的手段.在电子病历的发展过程中,医学信息研究者借助于通用的自然语言处理技术在医疗自然语言处理方面做了很多努力.国外比较著名的英文医疗自然语言处理系统有MedLEE和MetaMap.MedLEE是一个目前已被常规用于每天的放射科报告的处理、从病人检查的文本报告中将临床信息抽取、结构化和予以编码的系统1.MetaMap是一个提供从生物医学文本中访问统一医学语言系统(UnifiedMedicalLanguageSystem,UMLS)超级词汇表(Metathesaurus)内概念的程序2.最新发表的一个英文医疗自然语言处理系统叫做MTERMS,它在使用不同的术语来对临床文本进行编码的同时,建立其之间的动态映射3.

我国的电子病历的叙述性描述除了很少一些英文缩写等以外全都是中文,所以中文的医疗自然语言处理才是我国学者要研究的重点.由于汉语自身的特点,计算机需要智能地把每一句话的词都正确地切分出来,才不会造成理解上的偏差.因而可以说汉语自动分词技术是所有的中文信息处理应用系统同的、基础性的工作4.我国最著名的在这一方面的研究成果是ICTCLAS汉语词法分析系统5.ICTCLAS荣获中文信息学会2010年度"钱伟长中文信息处理科学技术奖"一等奖.它提出了一种基于层次隐马尔科夫模型的方法,将汉语切分排歧、未登录词识别和词性标注等多项任务融合到一个相对统一的模型框架中,从而取得了很好的效果.ICTCLAS在国内外评测中多次获得好成绩,大大促进了中文信息处理事业的发展.它的研制和发布为广大中文信息处理工作者提供了一个方便高效的汉语词法分析工具,从而也促进了医疗自然语言处理的研究.

将ICTCLAS应用于中文医疗自然语言处理方面的典型例子是有关消化科内窥镜检查报告的基于自然语言处理技术的结构化.该研究在其初步分词处理模块中利用了ICTCLAS对原始数据进行初步切分.由于ICTCLAS是通用的汉语词法分析工具,所以通过借鉴UMLS的超级词汇表和语义网络(SemanticNetwork),并结合消化道内窥镜基础标准术语((Gastroendoscopic)MinimalStandardTerminology,MST)的结构特点建立起自己的知识组织体系,从而使其更实用于医疗专业领域.分词调整模块被加入到系统之中,主要用来切分识别MST术语和进行非标准MST用语到标准MST术语的转换.系统根据分词调整得出的结果,借助MST知识库,分析每一个词语的语义类型以及与其它词语之间的关系,输出符合MST标准的检查条目,并在知识库中找到相应条目的编码.同时,对系统进行人工干预,建立了一个学习引擎,让其在分析处理过程中通过不断地学习而对词典进行扩充.根据从胃镜的叙述性检查报告到基于MST的结构化报告的转换的实验结果,其表述准确率达到92.3%6.

在医疗自然语言处理中,如果其目的不仅仅是信息抽取及编码,而且也包括临床决策支持和超文本链接等时,需要从临床文本中抽取和利用的信息并不仅限于医学词汇及概念本身,而且也包括它们的相关属性及其与概念间的关系.这些属性包括患者症状体征的特征,药物的剂量、频次,手术的部位、时间,临床检查的类别、时间和地点等等.其中时间信息的抽取和推理又是一个独特的、非常重要的研究方向.例如,如果抽取到"心电图检查"这一临床事件时,有必要同时抽取这一事件相关的时间信息.如是既往病史等中描述的院外相关检查,在抽取医疗机构名称的同时,获得其时间信息也是必要的.这些时间信息有着不同的时间粒度,比如"去年"、"上个月"、"三天前"、"1995年1月12日"、"10:22am"和"从96年7月31日至96年8月29日",也有时间信息缺省的情况.电子病历中的时间信息(包括计算机自动记录的时间和人为输入或设定的时间)本身就是至关重要的,而叙述性文本中的这些时间信息的处理更加复杂和多样.这样就形成了一个基于人工智能的时间表示及推理与医疗自然语言处理相互交叉的、富有挑战性的研究领域7.在这一方面的主要研究报告有:一个为了从临床文本中抽取、表示和推理时间信息而设计的时间推理系统8,一种基于机器学习的在出院总结中分析和查找时间顺序的方法9,以及一个通过文本规范化(其中使用基于语料库的方法)来从朝鲜语临床叙述性文本中识别时间信息的系统10.2医疗数据结构化和语义化

医疗数据的结构化是电子病历研究的焦点之一.电子病历系统从简单的检索查询到复杂的判断处理都主要依赖于数据的结构化,其中包括整体数据的不同层次的预结构化和描述性数据的后结构化(后结构化主要属于前述的医疗自然语言处理的研究范畴).因为患者的医疗信息本身是一个有机联系在一起的整体,结构化的第一步是要建立电子病历的总体结构.同时,再根据医疗信息产生于各个就诊环节和多个不同的系统中、内容复杂、类型多样的特点,对不同的数据进行更详细的结构化.因而,定义诸如电子病历架构模型这样的描述结构是医疗信息被有机地组织在一体进而被有效地处理和利用的前提.我国卫生部有关业务司局和国家中医药管理局等部门共同组织相关业务单位、医科院校、试点医疗机构和大批专家,开展了国家电子病历信息标准基础与应用研究,取得了包括《电子病历基本架构与数据标准》在内的多项重要成果.电子病历数据结构被划分为临床文档、文档段、数据组和数据元四层,用于规范描述电子病历中数据的层次结构关系11.其核心思想是将病历内容逐层地进行结构化处理,因而对电子病历的技术实现具有很高的指导意义.

在医疗数据结构化的诸多方面,数据的结构化录入是一个被普遍关心的问题,它直接关系到电子病历的使用者(其中绝大部分是怎么写作于临床第一线的医生)对为病人怎么写作而每天必须使用的工具的关切.对于录入病历相关信息内容,最基本的要求是既要将其一定程度地结构化,又要保持它的逻辑性和连贯性,使之符合临床的习惯和自然.具体一点说也就是对于病案首页、医嘱、检验与医疗处置类这样的本来就具有结构化特性的内容应给以高度结构化,而对于那些包括现病史、病程记录及出入院记录在内的描述性内容则必须在不影响人们自然地录入、阅读和理解的情况下进行适度结构化.对于可高度结构化数据的录入,一般设计表单那样的输入界面,让用户使用鼠标点击选择项目或填入少量文字等手段来实现.而对于描述性数据的录入,除了使用简单的自由文本录入法以外,人们正在努力探索其它方法.例如,使用OpenSDE(OpenStructureDataEntry)建立特定领域医学概念树,然后基于概念树设计数据录入界面而使临床描述性信息结构化12;标准化术语集支持的多维术语集智能模板录入法;模板及词库辅助键盘录入法;具有"所见即所得"特征的自由结构录入法;基于自由结构录入法的自然语言与结构化数据混和录入法.其中自然语言与结构化数据混和录入法是一个很有价值的创新,其"所见即所得"特征能够让医生每打开一个项目都有相应的模板,不同的模板中设置相应的结构,医生可根据需要调用不同的模板,调用模板的同时也提取了结构13.在这样的基础上,结构化的受控词汇被嵌入到自然语言中应该出现的地方,将重点关注的临床数据元素节点按照结构化的方式进行录入,既对有科研或其它利用价值的词汇进行了结构化处理,又不影响自然语言本来的表现形式,医生在自然地阅读病历的描述性内容的同时很简单地用鼠标点击来选择数据.

目前,结构化数据的存储、检索和显示等系统内部处理主要基于数据库和文档两种方式来实现.有关这一方面的研究近年来主要集中在XML(ExtensibleMarkupLanguage)作为一种可扩展标记语言的结构化存储及其相关功能的应用.XML是一种结构化描述语言,其特性非常适合于描述病历内容,从而为病历的存储、检索和统计等提供了良好的途径.并且,XML由于有文档数据结构与显示格式的定义相分离、独立于任何硬件、软件及应用程序等特性,在电子病历数据的显示和交换方面又有其独特的优势.卫生信息交换标准组织HL7(HealthLevel7)的临床文档结构(ClinicalDocumentArchitecture,CDA)标准就是在XML的基础上形成的,其目的是实现在多个异构的系统中交换具有可读性的患者医疗文档.我国学者在这一方面也进行了不少研究,例如,李树晓等提出了一种新的、可以降低系统复杂度的电子病历原生XML存储方式14;赵虹等提出了通过把电子病历的XML文档树转换为两个数据表存储在关系数据库中,从而使数据的查询、存储空间和更新等方面都得到明显的改善的一种新的数据存储策略15;宇文姝丽等根据HL7中CDA提出了细颗粒度结构化的XML模式存储方案,从而不仅可以有效地降低病历数据的存储空间和查询时间,同时也可以方便临床医生和科研工作者将病历数据应用于医学信息统计、临床辅助诊断等其它领域16.

数据语义化较之数据结构化来说是数据应用的更高一个层次.在信息技术中,语义化是指对各种计算机记录,通过表述模型、术语体系、本体模型等元数据赋予其规范化、无歧义的含义,使之能够被计算机处理.本体是包括领域字典、行业规则、判断标准、语义规范、通识条件、运用环境等在内的一个系统性的共识框架.医疗数据的语义化是在数据的结构化、文档化等基础上,通过引入临床表述抽象模型、医学本体等,结合语义标注等信息处理技术,赋予临床数据以医学原理和医学概念的内涵,规范其间的相互逻辑关系,并支持语义互操作标准等手段,使医疗信息能够更好地被计算机识别、理解和处理.其目的是不断地增强科研数据的采集和分析等能力,提高电子病历的标准化、语义化程度.同时,还能够与医疗自然语言处理技术结合在一起,将未结构化的病历数据进行后结构化17.在这方面有代表性的研究有:①以基于关键字的全文检索技术为基础,通过对电子病历档案库的前期分析,自动学习相关领域词汇的语义关系并建立本体库,从而对电子病历进行全文语义检索18.②在电子病历文档集的构建和预处理基础上,建立命名实体规则、分类词表和领域本体,利用文本工程通用框架进行相关主题的医疗信息抽取和统计分析,从而实现电子病历文档集的自动和人工语义标注19.③通过将电子病历抽取为知识元语义三元组形式,开发了基于知识元的电子病历潜在知识发现系统,从而解决了电子病历语义推理和潜在疾病发现的问题,实现了疾病的诊断、仪器检测、治疗方案的案例治疗的集成20.语义网络用来表达复杂的术语和概念及其之间的相互关系,它的出现使得计算机系统能够更加全面地实现对语义的理解.UMLS语义网络通过基于颇为丰富的语义类型和较为全面的语义关系,从深层次来建立概念间多维的语义结构,从而形成较强的语义网络,全面体现了术语、概念之错综复杂的语义关系,有效地提高了计算机理解用户提问中生物医学词汇涵义的能力.将语义网络技术应用到电子病历中,无疑可以提高医疗信息的处理、存储和利用效率,实现更加快速的检索.我国在这一方面的研究已有一些先行者,例如,毛雪岷等以肺癌病理案例和语义网络技术为基础,通过结合UMLS,研究探讨了语义网络技术在电子病历中的实际应用,并最终实现了加入时序性特征的病理案例语义网络的表示21;李毅等通过剖析UMLS,从理论上对多层次概念语义网络结构进行了探讨,建立了基于三层概念语义网络结构的中文医学信息语义标引体系和检索模型22;林友德等将语义网络应用于表征人体经络系统中复杂概念之间的关系,构建经络知识库,设计了以建立智能化人机交互为目的的系统用户界面,以此为用户提供智能化的、主动的、有针对性的个性化导航怎么写作23.关于医学本体、语义学以及现阶段的语义网络及其相互间结合的研究,将会成为电子病历系统在结构化数据表达、存储、推理和利用等方面的重要前沿探索方向24.

3医疗信息共享

目前,建设信息共享的区域医疗卫生怎么写作体系,已经成为世界范围内的热点.信息化与信息共享是实现区域医疗协同怎么写作目标的重要技术手段.医院临床信息系统的建立为区域医疗信息的共享打下了坚实的基础,而电子病历作为纪录患者疾病状况及医疗过程的重要信息载体,在信息化空间范围从单个机构向区域多机构的互联互通延伸中,成为医疗机构之间交换的主要内容.同时,人们在努力建立一种信息交换和共享机制,以打破专业、机构间的信息屏障,将存放在不同机构中的数据以患者为单位有机地集成起来,形成动态、连续的健康档案记录,从而辅助医生提高诊断的准确率和治疗的有效率,为减少重复检查检验、降低医疗费用创造条件24.国外具有一定代表性的区域医疗信息共享项目有英国的NPfIT、加拿大的HealthInfoway和美国的NHIN等等.从这几个国家的实施情况来看,现阶段国际上大多数国家在多重域环境下的域内和跨域医疗信息共享交换方面都还处在实践和探索之中25.

区域医疗信息化是我国医疗卫生信息化探索的方向.目前在我国有多个地区在探索区域医疗信息化,科技部在"十一五"期间也列专题"区域协同医疗怎么写作示范工程"对其进行研究.其研究的思想是以区域协同医疗卫生数据中心为基础,构建区域性卫生信息网络,分别建立面向医疗机构和面向居民个人怎么写作的门户网站,通过统一的怎么写作接口,以统一的界面提供不同的医疗信息怎么写作,实现个人与医院之间的信息交流、医院间的卫生资源共享26.我国有关医疗信息共享的实践一般是在自然的行政区域内进行的.地方政府和卫生部门尝试将其区域内各异构信息系统进行规划和整合,以实现区域内信息共享和利用的高层次发展目标,并逐步探索出区域医疗信息化的三种发展模式:①社区主导,政府筹资,统一实施;②大型医院主导,多元筹资,共同建设;③政府主导,企业投资,分步实施27.厦门市是"军民协同共建医疗怎么写作示范工程"试点地区,该市在全国范围内率先创建了数字化市民健康怎么写作管理系统和全市区域协同医疗怎么写作模式,在城市范围内建立了覆盖全体市民的区域卫生信息化平台28.上海市级医院"医联工程"是我国医疗机构联网范围最大的临床信息共享系统,它在借鉴国际经验的基础上,按照IHE(IntegratingtheHealthcareEnterprise)集成规范的要求,分别建立了医联中心与医院端数据交换平台、患者临床诊疗档案、医学影像中心数据库、以及提供互联网(Inter)上诊疗档案及检验检查报告查询、预约、医疗咨询等怎么写作的医联门户网站等,从而实现了同级医疗机构之间的临床信息交换共享和不同层级/地域医院之间的协同医疗怎么写作(如转诊转检、慢性病管理、远程医疗咨询、影像会诊、病理分析等)29,30.

远程医疗(Telemedicine)的创立时期比较早,主要使用远程通信、全息影像、计算机多媒体、各种网络(如卫星、无线、互联网)、数字化医疗设备以及医院信息化管理等技术来发挥有一定条件的医学中心等机构的人才、技术和设备的优势,对医疗卫生条件较差以及环境特殊的地区提供远距离医疗、信息怎么写作以及教育培训等.电子病历的发展和应用为远程医疗提供了更加丰富、全面的可共享医疗信息.我国在远程医疗方面的研究起步较晚,但发展迅速.有代表性的项目包括:上海地区远程医疗系统试验网依托中国教育科研网,应用最广泛的桌面视频会议系统作为远程专家会诊的技术主干,来实现远地和本地面对面的会诊及其它诊疗活动26.卫生部建立的"金卫"医疗网络以卫星网为骨干,覆盖包括我国东、南、西、北部代表性城市上海、海南岛、新疆、黑龙江在内的全国广大地区,可实现实时、双向、高质量的数据传输31.北京协和医院的"金卫"网系统使用目前最先进的高清晰显示屏和视野拼接技术进行放射、病理的图片诊断,远程终端可以直接从CT(ComputedTomography)、MRI(MagicResonanceImaging)等机器上读取数据并进行传输32.解放后勤部推出的"军字二号"工程也是国内外非常有影响的远程医学专业网络,现也已开通卫星网,远程站点点多面广,有许多位于边远地区33.远程医疗避免了一般病人的长途奔波和危重病人的被费时、颠簸的远距离运送,在医学专家和病人之间建立起了全新的联系,使病人在原地(特别是偏远地区)即可接受远地专家的会诊并在其指导下进行治疗和护理,从而可以节约医生的时间和病人的费用、及时对危重病人进行诊治.我国是一个幅员辽阔、拥有广阔农村和边远地区的国家,医疗水平有明显的区域性差别,因此大力研究和发展远程医学更有必要.近年来发展起来的物联网和云计算也在医疗信息共享中发挥着重要作用.物联网指的是将包括射频识别装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等在内的各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络.由于这样的医用设备很多,如腕带扫描器、老人和病人、脉搏、体温、血氧传感器等,因而物联网在医疗及护理中的应用有着广阔的前景.我国在这方面的研究和实践也非常活跃,例如,上海移动与上海市政府合作,专门为老人写作了一种"腕表",通过其上的按钮,监护人会立刻受到显示老人活动区域的信息34;李鸿强等研制的基于物联网技术的心电医疗监护系统能够完成心电的实时监测和诊断35;中国首个军民协同远程急救医疗物联网也已成功运营36.云计算是基于互联网的相关怎么写作的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源.在医疗卫生领域使用云计算技术,许多医疗单位可以分享由大量的系统连接在一起形成的功能健全的基础设施.我国有代表性的研究例子有:一个基于云计算的、为居民或家庭创造简单直观、操作方便、功能健全的个性化移动社区医疗怎么写作平台的设计解决方案37;一个以推动区域信息共享、异地容灾备份和社区卫生信息系统建设为目标的搭建区域医疗云计算怎么写作中心的模型方法38.

4患者身份识别与患者ID转换

在医疗信息共享的系统设计和实施中,无论是通过集成的信息交换平台,还是跨区域系统间的直接操作,患者身份的惟一识别是首先需要解决的问题."一卡通"的推出和广泛应用为患者身份的惟一识别提供了有力的保障,它发展到现阶段,除加密、存储、读取、改写外,还具有运算及动态加密功能,因而是居民身份识别数据、基础健康数据和主要诊疗信息等的优良载体.我国卫生部发放的"中华人民共和国居民健康卡"用于在全国范围内医疗卫生怎么写作活动中的身份识别、健康信息存储、跨地区和跨机构就医、数据交换和费用结算等等.它的数据框架的现版本如下:身份识别数据,即持卡人的唯一的身份标识,包括件、人口学、等;卡识别数据,即与居民健康卡基本数据及发卡机构有关的数据,包括卡基本信息、发卡机构信息等;基础健康数据,即与持卡人急诊、急救相关的静态数据,包括生物标识、免疫接种、医学警示等;管理数据,即与持卡人基本诊疗活动有关的动态数据,包括门诊摘 要、病案首页、费用结算信息等,其卡号采用公民身份39."一卡通"保证了患者身份的惟一识别等数据在不同医疗机构录入的正确性和一致性,特别是地址、出生日期等信息得到了统一的规范.

"一卡通"为患者身份的惟一识别提供了精确的、统一的数据,但它还不能替代医生、护士和其他工作人员在查询患者医疗信息时主要使用的、在信息交换中发挥重要作用的患者唯一标识符号,即患者ID(Identification).它在一个独立的电子病历系统中被用于精确地对应和关联某一患者历次就诊(包括门诊、急诊和住院)的所有相关临床记录及医疗信息,其实现方法可以给病人发放专用的患者ID卡,也可以用居民健康卡代替.居民健康卡最初发放时虽不含患者ID信息,但系统可根据其身份识别等数据,按照自身的ID分配机制来产生和调用患者ID.但在患者再次就诊时,系统如不能根据居民健康卡的身份识别等数据100%识别出持卡人在系统中的ID,则应进行人工确认.最佳的方法是系统在分配患者ID时将本区域(患者标识域)的名称及代码(独立分配患者ID的机构可用机构名称及代码)与患者ID一并存储进可读写的居民健康卡内,实现患者ID卡与居民健康卡的合并.当患者在多个区域就诊后,居民健康卡内会形成一个患者ID一览表.我国许多电子病历系统因是在住院病历的电子化基础上发展起来的,主要提供以住院号或病案号等进行检索查询,这也为以后统一分配和增加患者ID留下了空间.在没有统一的ID分配机制或共同的ID管理组织的情况下,对于同一患者,两个有相互独立系统的医疗机构一般都会随机为患者分配不同的ID.如果每个较小的医疗单位都这样独自为患者分配ID,会导致同一患者在一定的区域范围内拥有过多的ID,其结果必然增加医疗信息共享的难度.

关于到底应以多大的范围为患者分配ID最佳,目前尚无定论,因而也是需要进一步研究的课题.最理想的方法是有通用患者ID(UniversalPatientIdentifier),即全世界每一个人都有一个唯一的、适用于电子病历的患者ID.这样在世界任何一个有互联网的地方,只要输入这一ID,不必经过任何ID转换或关联,该ID拥有者的所有医疗健康记录都可以精确地被搜索和显示出来.但要将这一理想变为现实有非常大的困难,除了需花费很大的人力和财力外,面向巨大的人口数量而产生的ID是否在临床上适用也是一个疑问.我国系统向全国发放的第一代号使用了15位数,因发现有重号等原因,第二代号升为18位数.即使能确保升为18位数后具有绝对的唯一性,也因其位数过长而很难将其用为患者ID.患者在门诊或住院时可以通过机器自动读取随身携带的健康卡或而将输入系统,但在临床实践中,医生、护士或其他工作人员在很多情况下需要手工输入患者ID来查询病人的信息.急诊室和危重病区的医生更不能接受手工输入如此长的患者ID.并且,系统发放的本身也不能作为患者ID使用,原因是系统可以一定程度或一定时间容许两个或多个人拥有同一个(如我国第一代号就有重号的现象).系统有其严密的审查过程以及司法程序,不会因相同而最终发生两个人身份混淆的问题.而作为一个整体的电子病历系统中却不能容许任何程度和任何时候两个或多个患者拥有同一个ID(一个患者有两个或多个ID的情况可能出现,例如昏迷病人被送进医院急诊时不得不分配一个新ID,后与原有的ID进行关联),否则会发生医疗差错或医疗事故.

虽然号不适合作为患者ID使用,但它是我国患者身份识别中最重要的数据.相比于患者姓名、生日、医疗保险号、地址等信息,号具有更高的唯一性,因而是建立我国跨区域电子病历和居民健康档案的重要纽带,也是在使用患者ID转换(PatientIdentificationTranslation)方法来共享患者医疗信息时的重要匹配数据.患者ID转换方法是在分布式计算环境中,系统实时从两医院获得患者身份识别相关的数据并进行匹配,如能自动地识别A医院的患者ID与B医院的患者ID所代表的100%是同一人,则A医院的患者ID自动地被转换成B医院的患者ID而在B医院进行检索,否则两组数据被显示在很容易进行比较的用户友好界面上(如设计成比较用的表格),由医生、护士、患者(如在诊疗室或病房等场合)或其他工作人员进行人工判断和确认.系统100%匹配的或经过人工确认后的ID及相关数据也可被存储于患者主索引数据库中留给以后备用(可选择采用)40.当某一医疗机构需要调用患者在另一医疗机构的医疗信息时,如果两机构的患者ID不同,则该机构的患者ID被转换成另一机构的患者ID来查找所需共享的患者医疗信息.很显然,用号匹配后一般都得到一条记录,其精确度很高.而由于同姓名、同生日、同地址的现象常常存在,用其匹配后往往会出现多条记录,因而其精确度要比号差.又由于患者有可能更换医疗保险公司或机构,并且不一定每一个人在任何时候都有医疗保险,所以用医疗保险信息相匹配所得的结果也不如号精确.因此,在登录患者基本信息时,患者的号不应被省去,电子病历系统也应保证号的快速检索功能.IHE集成规范从2003-2004年度开始在其信息技术基础框架中提出了患者标识符交叉参照(PatientIdentifierCross-referencing,PIX)、患者基本信息查询(PatientDemographicsQuery,PDQ)41、跨机构文档共享(CrossEnterpriseDocumentSharing,XDS)、以及与患者身份交叉引用相关的患者主索引(MasterPatientIndex,MPI)(用户可以选择使用)等技术规范42.这些规范的基本设计思想类似于患者ID转换方法,因而也为其在医疗信息共享中的广泛应用提供了基本的规范化技术支持.我国已经率先开始了基于PIX的研究和实践,例如,实现PIX核心匹配算法的关键技术的运用43,基于PIX的区域医疗交叉索引算法的研究44,基于PIX的MPI研究及其在医院的应用分析45,以及基于PIX的病人主索引怎么写作器的实现46.为达到患者ID转换的目的,预先建立患者主索引数据库也是一种有效的方法,但在患者数量很大的情况下,最理想的结果是系统能100%匹配出的ID的比率占绝大部分,所剩小部分通过用户友好界面进行人工核对."一卡通"的应用为系统能达到100%的匹配提供了强有力的保障.它提供了统一的、精确而有效的用于患者身份识别的数据,例如,、与类别、健康档案编号、医疗保险号与名称、姓名、地址等在加权处理中会被给与较大的权重值;出生日期、民族代码、血型代码、免疫接种名称、免疫接种时间等是患者一生中绝对不变的数据;性别是几乎不变的数据(除非做变性手术);、健康档案编号、与类别、姓名等是基本不变的数据;医疗保险号与名称、发卡机构名称、发卡机构代码、过敏反应等也是变动较小的数据;另外,籍贯、出生地、成年人身高、既往病史和个人史等也都能对患者身份的唯一识别起一定的作用.

5平板电脑的应用

在基于有线网络的电子病历系统在临床上安装并正常运行以后,人们逐渐发现作为临床实践中重要环节的医生查房和护士床边数据采集等并没有被真正融合于信息化环境之中,即信息化没有真正应用到"临床".原因是这些临床怎么写作是在从一个病房到另一个病房的移动中进行,而医生和护士工作站一般都被固定在办公场所.医生在查房过程中仍然需要将诊查信息和医嘱写在小本子或纸张上,然后回到医生工作站添加到电子病历中.护士采集病人生命体征、执行医嘱时也需要手工记录后再录入到信息系统中.这样一来,医生下达医嘱的手续从一次变为两次,护士记录数据的次数也是正常情况下的两倍.这不仅增加了工作量,而且容易出现差错.并且,医生查房时不带病历夹以及其它医疗记录,虽不应怀疑医生的记忆力,但给人一种是随便走访而不是正规查房的印象.为了解决这样的问题,基于无线局域网的移动技术成为人们关注的焦点,其中移动终端是被人们尝试的办法之一.但这种方法不仅不够灵活,而且医生的视觉注意力过多转移到了显示器,对他/她们观察病人的表情、与病人充分交流、了解病人的精神状态和心理状态会有一定的影响.并且,隔着电脑问诊或一边检查病人一边转身操作电脑都不是很符合查房的自然.

完善的电子病历系统需要有灵活、高效、便捷的智能移动设备的支持.个人数码助理(PersonalDigitalAssistant,PDA)等的出现一定程度上满足了这一需求.这类移动设备具有轻便、小巧、便于移动、功能性强等优点,虽然屏幕较小,但还是在电子病历系统中得到了比较广泛的应用.医务工作者可以手持PDA等在病房进行多种临床活动,包括下达、执行和查询医嘱、采集各种临床数据等.我国在PDA等的临床应用方面也已积累了许多经验,例如,北京协和医院、解放军第306医院、无锡市中医医院都相继建立了基于PDA等的病人床边移动信息系统.通过实践,他们都给出了智能移动设备的应用能够为提高医护质量提供技术保障的结论47-49.当然,PDA等的应用大部分还只局限于电子病历中的护理系统方面,在医生查房等方面应用的相关报导比较少.

与PDA相比,平板电脑不仅有良好的便捷性和移动性,而且在查房等过程中的电子病历的查询、阅读、录入等操作方面有更大的优势.并且,它更象一个改装了的传统病历夹,通过触摸屏、电磁笔输入等的合理使用,既不影响临床的正常流程,也不干扰医生与患者的沟通,因而非常适合于移动查房等场景的信息化.我国学者正在这方面积极开展研究和实践,例如,孟仲莹通过探索利用原有的信息化基础设施实现功能的扩展,将平板电脑或PDA查房信息技术应用于病房查房、执行医嘱及费用结算等全套病房信息化管理流程中,提出了医院病房查房信息管理的优化流程方案50;吴元立等采用面向怎么写作架构和XML技术,设计并实现了适用于平板电脑的跨平台电子病历查阅系统,以良好的互操作性(interoperability)将电子病历同"军卫一号"诊疗系统无缝接轨,提供适用于平板电脑的跨平台电子病历查阅模式51.天坛医院、厦门大学附属第一医院、成都医院等都相继实施了使用平板电脑查房52-54.纵观现今的发展趋势,平板电脑将在我国"十二五"期间医疗信息化中发挥重要作用55.

6临床数据超文本链接

电子病历的超文本链接是一个很有吸引力的研究方向.凡是使用过互联网的人都知道在浏览网页时通过超文本链接,随着自己阅读过程中看到感兴趣的词或词组及其与之相关的思维,而直接访问和获得相关资料的便捷性.它极大地丰富了互联网内容的表现形式,使得原先单一的文本变成可以四通八达、无限延伸和扩展的超级文本.当今的互联网如果缺少超文本链接,那将会大为逊色.电子病历的描述性内容与网页一样都是由叙述性的自然语言组成,因而其超文本链接的应用也吸引了许多研究者.国外也有一些有关电子病历中超文本链接的相关报导,例如DOME、Hospitexte、DI2ADEM等项目,但这些研究大体上都类似于网页的编辑,选择一些感兴趣的词或概念,通过超文本链接的方式将其与相应的医学知识或描述相链接,从而建立在线知识库或说明书.DOME和Hospitexte介绍了其研究的轮廓及其探索的方向,没有接触到超文本链接的具体细节56,57.DI2ADEM给出了一个例子:当用户在文本中点击"抗肿瘤药"链接时,会显示出一个包含"一般"、"商业名一览表"、"毒性"、"处方"的菜单,然后再各自链接到相应的描述性页面58.实际上,在电子病历中有更深层次的超文本链接,即临床数据的超文本链接.例如,有如下病程记录:今日上午8时XXX主治医师查房,患者述晨2时许右上腹绞痛发作,持续约20分钟,疼痛自行缓解,现腹痛较前减轻,仍感恶心,不思饮食,体温37.1℃、血压145/110mmHg.查体,皮肤巩膜无黄染,右上腹轻压痛,墨菲氏征阳性,肠鸣音正常.血常规报告白细胞计数12.4X109/L,心电图、胸部X线片未见阳性发现.在这段记录之中,"体温"、"血常规"、"心电图"和"胸部X线"等都可以是超文本链接的对象.当记录病程的医生本人、上级医生或会诊医生查看病历时,常常很希望通过直接点击这些对象而看到其相应的图形、波形、影像以及专科医生(如心电图和放射科医生)的具体描述和诊断.而这些被链接的数据都是在病人的诊疗过程中所获得,存在于不同的信息系统之中.关于这方面的研究,有过临床数据和心电图数据通过超文本链接的方式进行动态链接的报导59,40.但到达建立完整的、实用的超文本电子病历可能还有一段较长的路要走,因为这种链接的难度较大,它牵涉到电子病历的许多尖端方面的技术,其中包括自然语言处理、数据结构化及语义化、系统间的高度可操作性等等.如果是既往病史等中的与外机构或外区域数据有关的超文本链接,还关系到医疗信息的共享和系统间的跨机构跨区域直接操作.

超文本链接的精确度要求很高,链接所用的各种与对象相关的属性数据最好在数据存储前抽取好.抽取的方法包括自然语言处理、结构化分析或自然语言处理加人工选定等等.链接目标数据的方法主要有两种:①预定义链接(PredefinedLink).这种链接使用包含数据文档ID(例如心电图ID或影像归档ID)在内的统一资源定位符(UniformResourceLocator,URL)来指向目标数据文档.其缺点是需要专人查询对象所对应的数据后进行链接,并受时间限制,例如,如要链接病程记录"...积极完善术前准备,择期行冠脉造影检查"中的对象"冠脉造影"的影像和诊断结果,需要等冠脉造影检查结束后才可进行.②动态链接(DynamicLink).这种链接使用患者ID加时间影射来匹配对象所对应的数据文档.其理论依据是围绕着患者所发生的一切临床事件都沿着一个时间轴,而医生在进行问诊、检查、诊断、治疗、以及做诊疗记录时总是参照这一时间轴.例如,医生在写病程记录时总是会首先写下当时的时间;在描述血常规、心电图等检查的结果时,如果这些检查不是记录之前所进行的最后一次检查,总会在记录中注明其时间.当然由于自然语言的灵活性,描述的时间粒度会不一样.这些时间信息通过时间推理后可以影射到相应的临床检查事件的时间轴上,从而得到相应的数据文档.动态链接的优点是使用比较灵活,不受时间限制.其链接所需的对象的时间属性(如非本院则需外机构的名称或代码)可以通过医疗自然语言处理加人工判断等方法得到,如果能使这样的人工判断操作简单而方便,应该能被医生所接受,从而在病历记录过程中即可获取链接所需的数据40,59.

以下是一个非常典型的可使用动态链接而建立超文本链接的例子.有一段现病史的描述如下:患者半年前无明显诱因出现头痛头晕,间断性,休息后可以自行缓解,未给予重视.三周前患者头痛加重,同时伴有恶心呕吐,就诊于安徽省合肥省立儿童医院,头部MRI提示:松果体区占位,幕上脑积水.为进一步治疗,患者来我院,行头部CT检查提示三室后占位,梗阻性幕上脑积水.门诊以"颅内占位性病变(松果体区),梗阻性脑积水."收入院.在这段描述中,与患者头部MRI检查和头部CT检查临床事件有关的时间信息是"三周前",通过参照纪录现病史的时间而进行时间推理可得到一个时间区间.然后可在使用患者ID的前提下进行临床事件的时间影射来匹配相应的影像归档文件.其中头部MRI检查因是在安徽省合肥省立儿童医院做的,如患者ID与该院不同,则需使用患者ID转换方法进行转换,医生点击"头部MRI",会显示一个比较患者号、姓名、性别、生日、出生地、医疗保险号与名称、地址等的用户友好界面,医生确认后(如系统能100%识别出是同一患者,这一步会省去)即可开始传输影像.不过由于数据量大,影像的直接显示比较特殊.按照现有的PACS技术,可能只有保存在高速缓冲存储器中的影像才能被立即显示.对于那些存储在大容量存储库中的影像,只能在立即显示放射科医生诊断报告的同时,显示"影像正在传输中..."的消息.但随着计算机和通信技术的不断发展,需要等待的时间会越来越少.

7临床决策支持

电子病历的核心价值的实现在于临床决策支持,即为医护人员在诊疗现场提供必要的信息和知识,并且能够有效地改善医生的临床决策.临床决策支持是一个范围很广的研究领域,从比较简单的对药物剂量、禁忌及过敏予以警示、提醒,到非常复杂的临床专家系统,涉及的范围非常广泛,研究的分支也较多.临床决策支持系统可以从内部决策机制、系统功能、建议方式、人机交互、交流方式和决策支持程度六个维度来分类.内部决策机制的不同主要取决于临床决策支持系统的内部知识表示方式,包括贝叶斯定理、信度网络、决策树分析、基于规则的方法、基于规程的方法、贝叶斯网络、支持向量机、神经网络和基于相似性的算法等等.系统功能主要有两大类,一是帮助判断什么是对的,二是帮助医生决策下一步应该做什么事.建议方式分为主动和被动两种,前一种方式为系统主动地给医生提出决策建议,后一种方式是指只有医生主动询问系统时系统才会给出决策建议.人机交互方式主要用来区分一个系统是否与医生的工作流程相融合,能否在工作流程中迅速给予医生决策支持.临床决策支持系统在交流方式上分为通过不断地人机交互而最终生成最后建议的顾问模式,以及事先生成一个决策建议,如医生的决策与之不符则给出系统的决策建议的批评模式.从系统的决策支持程度的角度,又可将其划分为直接和间接两类.这里的间接决策支持是指系统不直接给出建议,而只是提供给决策者必要的相关信息(如在线知识库、数据分析图表),最终的决策由医生做出60.在电子病历的早期(或者说是基础时期),即药物信息管理系统、临床信息管理系统和医生工作站开始应用后,人们即开始切实体会到计算机系统在临床决策支持中的重要作用.计算机系统能够自动地核查药物剂量、禁忌和过敏,智能地监测异常的检查结果、错误的诊断和用药的合理性,特别是对一些人容易疏忽或犯错的地方给予警示和提醒,从而有效地减少医疗差错,极大地提高医疗质量.围绕着处方自动监测系统、医嘱(包括其内容及执行过程)同步监测系统和临床事件监视器等的研究和应用随之开始活跃起来.刚开始的药物监测系统是将警示消息、建议或有害药物事件等传送给药剂师,再由药剂师通知医生或护士并解释潜在的问题61,62.现在的许多临床事件监视器是在即时给予警示和提醒的同时,记录下相关消息并由专门负责用药安全的临床或管理人员查看63.也有临床事件监视器另外还通过电子邮件和携带型传呼器来发送消息和警示64.合理用药监测系统PASS(PrescriptionAutomaticScreeningSystem)是我国研发并应用较广的系统之一.医生和药剂师可以根据其对每条用药医嘱可能存在的潜在不合理用药进行的及时监测而给予的提示,对医嘱进行必要的修改和技术干预65.

将临床诊疗指南计算机化并整合到医护系统中去,提供临床路径、引导型知识库和循证医学数据库是电子病历临床决策支持的另一个重要的研究方向.临床实践指南的计算机化作为一个新兴学科,因其极大地扩展了指南的应用领域和创造了与各种临床计算机系统的结合可能,越来越受到各国医学界的重视66.而电子病历系统恰恰是使用计算机化的临床指南及各种知识库、优化及实施临床路径、进行数据挖掘的重要工具.同时,电子病历系统为循证医学利用科学方法去获取、累积、存储和应用证据提供了良好的环境.我国近年来在这些方面的研究也取得了不少进展,例如,以急性脑梗死静脉溶栓治疗为例,建立包括版本描述元数据、药物数据项列表、证据强度说明、适应证判断步骤、禁忌证判断步骤和用药选择步骤等在内的计算机化的中文神经内科疾病治疗指南67,以及对基于电子病历的急性ST段抬高型心肌梗死临床路径与决策辅助系统进行的研究68.

计算机辅助诊断及临床专家系统是高智能电子病历的一个不可分割的部分.将资深医学专家的实践经验和诊断知识通过计算机技术开发出来,提供实时的诊疗活动现场的决策支持,就可以减少医疗活动的主观盲目性,使诊断结果更加科学,从而提高疾病的诊疗水平69.有关这些方面的研究已经独立于电子病历进行了许多年,国外开展得比较多,起步也比较早.MYCIN是其中最著名的一个用于鉴别细菌感染及治疗的专家咨询系统,它通过与用户的对话,在获取病人的病史和一些化验数据后进行推理,最后给出诊断结果70.Internist-I是另一个著名的、以其方法的普通性、知识库的规模和多样性而不同于大部分其它程序的内科计算机辅助诊断系统71.我国早期在这一领域的研究主要集中在中医专家系统方面,其中作为第一个中医专家系统的关幼波诊疗肝病计算机程序自问世以来对中医诊疗计算机系统的发展起到了举足轻重的作用.后来相继出现了邹云翔中医肾系统疾病计算机诊疗、教学、护理和咨询系统、姚贞白妇科专家诊疗系统、以及孙同郊乙型肝炎专家诊疗系统等等72.近年来,我国在专项临床决策支持方面的研究也在不断增多,例如,老年痴呆症诊断临床决策支持系统的设计与评估73,神经外科临床决策支持系统临床疾病知识库、病人信息数据库和决策模型库的构建74,专家系统与神经网络集成的用于急性心肌梗塞诊断的智能决策支持系统的建立75.

8其它研究重点

电了病历的研究重点还有许多,其中医疗信息系统(包括同一机构和跨区域系统)之间的互操作性数十年来倍受国内外的决策者、管理者、开发商以及相关研究人员的重视.由于电子病历的复杂性、多样性、总体规模较大、完成相对独立工作的系统较多,人们普遍认识到系统间互联互通及协同工作的重要性.在这样的背景下,国际上致力于各系统间实现时间同步规范及工作流程标准的IHE集成规范应运而生并发展迅速.针对系统间相互操着必不可少的数据交换而研发的HL7和医学影像与传输协议DICOM(DigitalImagingandCommunicationsinMedicine)也不断发展并在医院信息系统中得到了广泛的应用.为了保证不同系统间交换数据时对医学术语理解的一致性,医学术语规范及分类标准是被普遍应用的工具,常用的有系统医学命名法(theSystemizedNomenclatureofMedicine,SNOMED)和UMLS等.我国除了逐步引进了一些相关的国际卫生信息标准外,也积极开展了国家卫生信息标准基础框架、医院基本数据集标准、电子病历专用规范等相关规范和标准的研究和制定.

电子病历的安全性、电子病历的相关法律规定以及电子签名技术是电子病历系统正常运行的前提和保障.医疗信息化的安全可信需求主要表现在要求在网络环境下业务参与各方的身份真实可靠,网络传输的业务数据真实有效,业务参与各方在规定权限范围内操作,病人的隐私得到保护,以及对修改病历等重要操作的人员和时间信息可以被查询追踪.涉及的技术主要有数据加密与冗余验证、数据匿名化处理、访问日志、数字签名与数字证书、数字时间戳、数据备份与容灾等等.我国电子签名法的实施为电子病历合法化提供了法律依据.电子病历有了医生的电子签名后,即与传统的纸质病历一样具有法律效力.因电子病历获得电子签名后具有证据保全、病历验证和时间戳等属性,从而保证了其作为法律依据的公正性和真实性.为了提高数据的安全性,故障断点恢复机制、在线复制、及时并定期冷备份和异地备份等也受到非常高的重视.通过这些手段,当出现故障并恢复后数据能恢复到故障断点时的状态,在环境灾害发生时系统能被重建,从而不丢失病人的信息.从广度和深度上充分利用患者电子病历信息资源的相关研究也在不断进行.具有代表性的有关于多种类信息数据的集成和展现、海量存储与实时存取的统一、以及信息系统的临床应用和科研支撑一体化等方面的研究.鉴于电子病历所涉及的信息繁多、种类多样的特点,建立信息数据的集成平台成为其常用而有效的手段.医生可以在一个平台上查看各种数据,而不需要来回切换多个系统.数据的集中显示和符合临床逻辑的各种展现更能帮助医生全面了解和掌握诊疗过程.病历信息必须长期保存,但因病历信息数据量大,不可能所有病人的信息都长期联机存取,为此建立分级存储结构、实现海量存储和实时存取的统一.因为电子病历包含大量的病历原始数据,人们已逐步开始研究怎样将电子病历建得更加有利于研究工作的开展.通过数据过滤、标化处理及匿名化机制等,大量的科研数据可以直接从电子病历中抽取和积累.整合临床和科研应用的电子病历是医学信息学领域一项重要的创新24.

9结束语

电子病历已成为医学信息学的一个研究热点,掌握其研究动态、了解其研究的前沿非常重要.本文重点概述和探讨了医疗自然语言处理、医疗数据结构化和语义化、医疗信息共享、患者身份识别与患者ID转换、平板电脑的应用、临床数据超文本链接、临床决策支持等几个电子病历的前沿研究领域和相关研究重点.在诸多的研究成果中,我国在有关自然语言与结构化数据混和录入、语义网络在电子病历中的应用、区域医疗信息共享、基于IHE中PIX的研究和实践、平板电脑的应用等方面的研究和实践已经进入或接近世界的先进行列.随着我国医疗信息化的深入,一定会有更多的研究者在电子病历的这些前沿领域耕耘,取得更大的成绩.

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