都昌的中国梦:一个大同世界

■■■■前言

        每一个先进的公司都有一个中国梦,而我们都昌公司的中国梦就是一个大同世界。一个互联互通和谐有序的世界。

实现这个大同世界是非常难,单独的依赖技术创新或公司商业运作还是政府行政干预都很难完成,需要多方有机结合,经过持久的努力才能达成。我们团队为这个梦想而不懈努力着,贡献着自己的力量。以下就是我们都昌公司所做的探索和实践。

 

■■■■大同世界

       首先说明一下大同世界的概念。它是以6个全行业的互联互通为基础的:

1.以编辑器的广泛使用来实现病历文档的互联互通。

2.以病历文档的互联互通为基础来实现电子签名的互联互通。

3.以时间轴的广泛使用来实现护理数据的互联互通。

4.以HIT-DOM为基础实现医疗业务数据的互联互通。

5.以业务数据的互联互通来实现医疗业务流程的互联互通。

6.以统一软件架构分层模型来实现软件架构的互联互通。

       这6个目标环环相套,逻辑严密,具有清晰可行的实现路径。以这些为支柱,我们就可以构造出一个全行业全领域的互联互通,形成一个大同世界。

       在这个大同世界中,所有的医疗数据在虚拟的电子世界中井然有序的流动,从而牵引着所有的病人和医护人员在真实世界中高效率的动作。以信息技术的手段促进整个医疗卫生体系的产能得到最大的释放,帮助中国解决看病难看病贵的问题。这个大同世界将成为中国最为宝贵的资产。

 

以下就说明这6个互联互通的实现过程。

■■■■病历文档的互联互通

       我们的DCWriter电子病历编辑器控件产品作为医疗软件行业中的普遍刚需,已经和近200家医疗软件公司(还有一些自主研发的医院)进行着深度合作,替他们解决了关键的底层技术难题,帮助他们顺利开发出符合国家规范、能达到电子病历评级标准的住院、门急诊电子病历、护理系统、医技报告单、体检随访系统等等。进而形成了都昌生态圈。

       借助都昌生态圈的协作,目前全国有超过300家三甲医院、超过5000家区县级医院,数万家基层医疗机构运行着我们的编辑器软件,每天产生海量的病历文档。如此巨大的用户数是业界遥遥领先。

       随着编辑器的推广,此时病历文档格式行业标准逐渐浮出水面,其原理如下:

       我们合作伙伴的系统产生大量的都昌格式的病历文件,这样医院的CDR从很多系统中采集了相同格式的文件,由于都昌格式本身就是开放透明的XML格式,因此大多数情况下就会直接以原始的都昌格式存储在CDR中,对于尚未采用都昌控件的软件系统,我们提供一种工具将其转换成都昌文件格式然后存储在CDR中。

       这样CDR中存储的都是相同的文件格式,实现了医疗机构内病历数据互联互通。这种情况发生在很多其他医院,然后各个医院的CDR中的都昌文件格式或者转换为CDA格式直接汇集到政府的区域平台数据中心。

       可以预见,再经过三、五年的发展,中国大部分医疗机构将采用都昌编辑器,此时都昌病历文件格式将成为事实上的行业标准,从而弥漫在医疗信息化行业的方方面面。这提高了存在转正为地方或者国家标准的可能性。

       这样以都昌文件格式标准为基础的电子病历就能实现全行业的病历文档互联互通。

       为了推进编辑器研发推广应用,我们团队持续努力了7年之久,从未中断。并贡献出很多方便医护人员的功能,比如下图所示

       病历内容质控是关键核心应用,都昌编辑器提供了一系列的底层支持。比如如果这个病人是男性,则可以让应用程序写一行代码就能检查出文档中所有的违禁关键字,比如这里的“月经”,而且自动生成文档批注标记在文档旁边,方便医生自查和病案室检查,用户体验非常好。

       再比如编辑器支持自动缩放页面打印。医院里经常遇到在编辑的时候采用A4纸张,在打印时采用16K。放在以前很难处理,而都昌编辑器可以自动判断打印机纸张大小,将文档整体缩小一点点使其正好在16K的纸张上打印而无需修改文档的页面设置。这为系统实施维护带来很大便利。

        编辑器还能实现全角数字到半角数字的自动纠正转换,比如输入体温值“37。9”,而自动纠正成“37.9”,这也能提高系统的稳定性,降低用户培训等运维成本。

        这些年我们花费大量的时间,编写了几十万行的优质代码来实现各种功能,帮助开发组织快速开发和实施维护电子病历系统。

 

■■■■电子签名的互联互通

       基于病历文档的互联互通,我们可以做到电子签名的互联互通。

目前系统中的电子签名数据存储在业务系统数据库中,和业务系统紧密绑定,脱离业务系统,电子签名无法正确有效的利用。另外,签名是放在病历文档之外的,一个文档只能拥有一个签名。

       而我们由于掌握编辑器的核心技术,可以将电子签名信息内置到文档中,而且可以做到按照段落或者单元格等文档的一部分进行签名,使得一个文档内部包含多个签名,电子签名应用更为精细。

       另外签名数据将存储在文档内部,签名随着文档走,使得电子签名数据不再绑定到具体的业务系统而脱离业务系统而存在。编辑器内置签名显示和验证功能,实现电子签名的互联互通。

        比如在手术知情同意书中的患者签名应用。如下图所示:

        这是一个患者签名和指纹采集设备,中间是手写签名区域,右边是指纹采集小窗口。

     通过这个设备,在编辑器的支持下,将签名数据嵌入到文档中,如下图所示:

【此处指纹和签名被混淆了】

       这样这份文档就可以脱离业务系统而发送,途中对文档的任何修改都会破坏签名。

 

■■■■护理数据的互联互通

       国家正在大力推进双向转诊,期望病人能合理流动。病人未动,数据先行,此时医疗数据在不同医疗机构间的无损传输就是刚需。医疗数据主体为影像数据、病历文档、护理数据等。

       传统情况下病历文档和影像数据由于打包方便,所以很好传输。但护理数据,比如体温,心率,脉搏之类的都是碎片化的存储在一个个数据库字段的,开数据接口非常困难,因此基本上没有护理数据的互联互通。

       而我们都昌团队正在复制编辑器的模式,试图创建护理数据的互联互通。为此我们开发了基于时间轴的医学集成视图控件。

       时间轴控件首先满足了三测单这个刚需,如下图所示:

       我们进行了突破,实现了横向无限延伸,将一段较长时期中的数据完整的连线显示出来。如下图所示:

      更进一步的,我们还提供了所见即所得的可视化设计器,如下图所示:

      可以使用这个设计器来设计时间轴内中显示的数据序列的名称、图标样式、最大最小值、数据源、刻度等等。可以针对不同的医院不同的科室来显示不同的数据,实现专科时间轴。

       最后,时间轴控件可以将显示的内容完整的保存到一个很小的XML文件(T-DOM格式),里面包含了设计样式和数据。然后这个XML文件传输到其他终端使用时间轴控件打开文件,无损的再现高清图形,实现护理数据的离线浏览。

       基于这种技术,我们就可以实现护理数据在双向转诊等场景下的互联互通。我们可以先在医院内部系统中先把时间轴显示出来,生成文件,然后发给远端,远端就可以还原出护理数据的图形,实现护理数据的离线浏览,而且时间轴文件中的数据是可以被机器自动读取和分析的。

       另外时间轴文件可以在病人出院时归档。当过几年后医院更换了护理数据,旧的护理数据丢失,此时仍然可以在归档库中找出时间轴文件而打开当年的护理数据,这对病案追溯、病案教学、科研提供了一种全新的素材。

       类似病历文档的互联互通。随着时间轴控件的推广应用,相应的时间轴文档格式也将成为事实上的行业标准,此时就可以实现护理数据的全行业的互联互通。

 

■■■■医疗业务数据的互联互通

       所有的医疗业务行为都是以病人为中心的,而所有的病人都属于地球人类这个物种而存在高度的相似性;而且医疗业务数据主要就是对病情及诊疗的描述;所以对于各种医疗软件中的业务数据是具有很大的相似性的,这样就有了将医疗业务数据规范化、标准化的可能性。

       于是我们参考了W3C-DOM国际标准。正在开发HIT-DOM,也就是统一医疗业务数据文档对象模型。

       我们首先对现存的医疗业务数据进行收集、整理和抽象。然后参考DOM模型来分析出业务数据之间的组织关系和派生关系。然后形成以下的数据组织结构图:

     下图是医疗业务数据派生关系图:

      结合这两种关系图,我们就可以抽象出来一种三维数据模型。

      HIT-DOM将涵盖所有的医疗业务数据,并保持高度的可扩展性来适应未来的发展。

      HIT-DOM建成后,它就像一个蜂巢,而各个业务系统就像一个个蜜蜂在工作,所有的工作成果并入到HIT-DOM中。因此数据的地位得到提升,数据是基于业务但超越业务的,这和互联网公司的数据超越技术的思想是异曲同工的。这样我们避免了数据孤岛的问题,数据成为一个完整的体系,也就达到了医疗业务数据的互联互通。

 

■■■■医疗业务流程的互联互通

       各个医院的业务流程相差太大是限制HIT行业发展的一个重要原因,流程很难标准化统一化。不过基于医疗数据的互联互通,我们有可能达到医疗业务流程的互联互通,或者部分达到。因为流程主要是处理数据的,当数据能统一,则流程必然是殊途同归的,经过反复迭代,各地流程会形成共振,得到统一。

       从HIT-DOM出发,我们可以设想出一些前所未有业务场景,比如实现全行业深度闭环。如下图所示:

        HIT-DOM中的医疗业务数据基础类型已经预定义了P、D、C、A的虚函数,定义了一个空白的PDCA闭环管理框架。然后所有的派生数据类型都实现PDCA的具体内容。这样几乎所有的医疗业务数据都能实现管理上的闭环。如下图所示:

      医嘱、护理、手术、会诊等等形成一个小闭环,而一次完整的住院也形成闭环。这样一个人的健康档案中包含了多个住院、门诊、急诊等小闭环,本身也成为一个更大尺度的闭环。

      类似的,一个区域健康档案系统包含了很多个个人的小闭环,本身也可以形成一个大的闭环。

      更近一步,各地的区域健康档案汇集成整个国家的居民健康档案。形式一个全国范围的闭环。如下图所示:

       这样就能形成医疗业务的全行业互联互通。

 

■■■■软件架构的互联互通

       目前各个开发组织开发了成千上万的应用系统,实现了千变万化的系统架构。此时异构系统之间的集成将比较困难,而一些系统集成平台的实际功效也有待改进。

       比如下图是一个比较传统的电子病历系统架构,稍微有点技术实力的开发组织都可以设计出来。

       这个系统架构存在不少问题,比如系统功能模块之间的耦合还是太多。无论从设计上还是实现中模块之间的纠缠比较厉害,开发和维护困难。

为此我们设计了统一软件架构分层模型。如下图所示:

        这个分层模型跳出了具体的软件模块的层次,而是宏观功能体系范畴的分层。在这个分层模型中,最下面的第一层是数据存储层。包括了文件系统、数据库系统、云存储架构等等。

        第二层是数据格式层,定义了各种业务数据文档的格式,包括病历文档格式,时间轴文档格式,心电文档格式。这里的文档格式不仅仅包括文件的存储格式,还包括开发接口规范。

        第三层是数据组织层。定义医院中各种业务数据的组织和派生关系。构造成各种业务系统操作的数据的集合。

        第四层是数据传输层,定义了各种业务数据在各种系统之间的传输方式。比如HL7、CDA、IDCOM等等都属于这层。

        第五层是数据分析层。既包含了传统的数据处理技术,比如报表、BI等;也包括了新兴的大数据处理技术,比如NLP、图像AI识别等等。

        第六层是用户界面层,定义了数据的可视化展示技术。比如病历编辑器、医学数据集成视图等等。

        第七层是应用层,定义了各种具体的业务应用软件。比如电子病历、门急诊系统等等。

        基于这种七层架构,我们可以定义出一系列的层与层之间的接口模型,遵循这种接口模型,使得不同开发组织开发出来的功能模块可以很方便可靠的相互集成。各个模块之间界限分明,需求明确,项目管理简单,容易长期稳定的发展,而且不同来源的功能模块可以很方便的进行替换。这样就形成了软件架构的全行业互联互通。

        基于七层模型,都昌公司目前实现了一些力所能及的实现,初步贯通了从最低端到最顶端的通道。其结构如下:

        第一层我们实现了虚拟文件系统,专门用于处理大规模文件存储这个刚需。简化编程,提高伸缩性。帮助提高业务代码的复用范围。

        第二层我们实现了M-DOM(病历文档格式)和T-DOM(时间轴文档格式)。

        第三层我们正在设计HIT-DOM。是整个体系的核心。

        第四层我们实现了服务透明代理技术,能快速的将已有的C/S程序改造成CSS模式,以较小的代价来提升现有软件的应用水平。

        第五层我们正在合作开发NLP组件,使得软件能处理大量的存量数据。让历史数据也能发挥更多的作用。

        第六层我们提供了编辑器控件和时间轴控件,以更好的方式来展现数据。

        第七层我们提供了病历模板和报表设计器工具软件,帮助合作伙伴开发和实施。

 

■■■■小结

        一个团队最大的情怀莫过于先天下之忧而忧,后天下之乐而乐。而我们的团队人数不多,却心系整个行业。我们的使命就是创新软件技术,帮助提升整个HIT行业的应用水平,从而实现整个医疗健康行业的价值最大化。

        为此我们创建都昌生态圈、争取了大量的合作伙伴来一起努力,利用客观的市场规律,使得我们在可预见的未来可以在全行业中实现病历文档、电子签名、护理数据、医疗业务数据、医疗业务流程、软件架构等6个方面的互联互通。

        当我们实现全方位大范围的互联互通,自然而然的就实现一个真正的大同世界。这就是我们都昌生态圈一直在努力奋斗的中国梦。

 

posted on 2018-02-08 12:20 袁永福 电子病历,医疗信息化 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏

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