基于HL7协议的健康信息智能咨询系统的设计

基于HL7协议的健康信息智能咨询系统的设计【摘要】 目的阐述了“基于HL7协议的健康信息智能咨询系统”设计方案。方法通过对现代社会健康保健服务模式的研究，运用数据库和人工智能技术，采用B/S模型，net技术实现系统。结果建立常见病、多发病的健康保健专家知识库，开发了健康信息智能化咨询系统；研究健康体检数据的标准化传输，开发基于HL7协议的接口引擎；构建了健康体检数据库，以及健康体检信息分析系统，跟踪分析个体体检数据；构建了健康状况评估系统以及疾病危险因素模型动态生成系统，通过健康评估，可及早发现潜在疾病危险因素。结论建立基于Web的开放式健康保健咨询平台，通过互联网提供健康保健咨询服务，是健康保健服务的一种有效形式。 【关键词】 体检数据；健康咨询系统；HL7Design of Healthcare Information Intellectual Consulting System Based on HL7 ProtocolWang Haishun, Li Zhimin, Jiang Weiwei,et alCollege of Information & Technology，Zhejiang Chinese Medical University，Hangzhou(）Abstract： ObjectiveThis paper expatiats on the design of Health Care Information Intellectual Consulting System Based on HL7 Protocol.MethodsWith the research on the model of healthcare service in modern society，applying the database，artificial intelligent，B/S model and Net implementing the system.ResultsThe healthcare expert knowledge base for commonly and frequently encountered disease has been constituted and the healthcare information intellectual consulting system has been developed researching the standard transmission of health examination data，the interface engineer based on HL7 has been developed.With the construction of health examination database and the analysis system，the individual health data can been traced and analyzed.By constructing the health state evaluation system and the health risk evaluation model generating system，the potential health risk will be found after health evaluating.ConclusionConstructing an open healthcare consulting interface based on Web，and providing healthcare service via Internet，is one effective form of healthcare service.Key words：health examination data; healthcare consulting system; HL71 引言 随着生活水平的提高，人们对健康保健越来越重视，自我保健的需求日益增加。但是，目前的健康保健服务模式和途径都还远不能满足人们的需求，例如，除了医疗机构以外，针对人们健康体检所获得的信息提供深入的健康咨询和健康保健服务的途径还是不多，体检后面对复杂的医学指标数据，非医务专业人员很难搞清其含义，更谈不上获得具有针对性的权威、科学的健康保健指导；并且，由于个人所掌握信息的不完整，无法系统地分析对比历年的体检信息，难以进行疾病风险评估，从中发现一些健康隐患，达到防病于未然的目的。 由于医学和保健具有很强的专业特征，非该领域的专业人员往往缺乏该领域的专业知识，希望能够得到医学保健专家的针对性的预防保健指导，特别是当出现了健康问题，更希望能得到详细的保健咨询和就医指南。为此，针对传统的医疗保健服务模式难以满足人们日益增长的健康保健需求的现状，从现代服务业的理念出发，以医疗资源、信息和服务共享为目标，以信息网络等现代技术为依托，从研究满足当代社会需求的健康保健服务模式入手，建立基于互联网的健康保健智能咨询系统，很有现实意义，是保健咨询的一种有效途径。2 系统总体设计方案 通过对现代社会健康保健服务模式的研究，运用数据库和人工智能技术，开发了基于HL7协议的健康信息智能咨询系统，建立常见病、多发病的健康保健专家知识库；实现具有常见病、多发病健康保健专家知识库支持的健康信息智能化咨询系统的设计与开发；根据健康体检数据的标准化传输需求，开发基于HL7协议的接口引擎；构建了健康体检数据库，以及健康体检信息分析系统，跟踪分析个体体检数据；构建了健康状况评估系统，及早发现潜在危险因素。建立了开放式数据访问平台，通过互联网提供健康保健咨询服务。 “基于HL7协议的健康信息智能咨询系统”由HL7接口引擎、体检信息管理、健康保健咨询、健康状况评估四个业务模块，以及业务数据库组成，系统的体系结构如图 1所示。系统采用B/S模型，用.net技术实现，采用C+、C#开发，用IIS搭建WEB服务器，用SQLSERVER2000建立数据库。HL7协议引擎采用C/S架构，DES加密数据传输；其余模块都基于B/S访问模型，通过权限配置实现访问控制，建立了以体检信息、保健信息、疾病诊断知识、疾病评估知识和数据字典为主要内容的数据库。 健康保健智能咨询系统由开放式保健咨询平台和系统管理维护平台构成。通过HL7接口引擎，实现体检信息跨地域传输和共享；通过体检信息管理平台，开展个人体检信息跟踪管理和体检指标对比分析；通过医学专家知识库和推理模型，进行疾病诊断咨询和保健就医指导；通过健康评估专家知识库和疾病危险因素评估模型动态生成系统，建立相应的疾病风险评估模型，进行疾病风险评估。进而实现了以用户为主导的互动式健康保健服务模式，更好地满足大众对健康保健服务的需求，促进健康保健服务水平。各业务模块的主要功能如图 2所示。3.1 HL7接口引擎设计HL7（Health Level Seven）是起源于美国的医疗信息交换标准1，HL7通讯协议汇集了不同厂商用来设计应用软件之间界面的标准格式，它允许各个医疗机构不同的系统之间进行数据通讯，并成为国际上医疗信息数据交换的事实标准。利用国际通用的医疗数据交换标准HL7协议封装各家医院的健康体检信息，借助互联网通过FTP协议加密传输至健康信息智能咨询数据库，以便医院HIS系统中健康体检信息在健康保健智能咨询系统中共享与利用。 目前我国几乎每个医院都建成了HIS系统，但不同医院之间医疗信息不能共享，形成了信息“孤岛”2，增加了病人就医成本，影响了医疗质量，解决这一问题的途径之一就是数据通信标准化，2009年的新医改方案提出了“四梁八柱”的基本框架，“八柱”的一个重要内容就是“建立实用共享的医药卫生信息系统”，可见实现医疗信息共享是我国医疗卫生事业发展的一种必然趋势。日前，国家卫生部已发布了“健康档案基本架构与数据标准（试行）”，把分散在不同医院或体检部门的个体体检信息通过HL7协议的标准化传输，转化为标准化的体检数据，进而实现与健康保健知识库和健康状况评估知识库的信息共享，这是建立以用户为主导的互动式健康保健服务模式的基础条件。 HL7接口引擎采用C/S（Client/Server）模式，分成HL7代理和HL7服务端两个部分，分别作为系统服务在医院前置机和健康信息智能咨询中心服务器上运行3。HL7代理在医院的前置机上运行，周期性地读取医院HIS系统中健康体检信息，将数据转换成标准的HL7消息后借助底层网络传送到HL7服务端；HL7服务端监听并接收来自HL7代理的HL7消息，从中读出健康体检信息后存入健康保健咨询系统。较好地实现了医院体检信息数据库的数据的共享。3.2 体检信息管理系统设计体检信息管理系统由健康体检信息数据库和体检信息分析模块构成。 健康体检信息数据库是健康保健咨询系统的数据基础，通过对体检信息的数据分析，依据国内和国际体检信息相关标准，对体检项目以及与个人健康档案相关的信息进行归类，建立个人体检信息管理平台，设计存放和管理个人基本信息、个人健康行为、既往病史、体检信息等数据的数据库模型和存储管理系统4。 体检信息分析模块实现了对个人体检信息的跟踪管理，体检数据查询，异常体检项目临床意义提示，根据用户历年的体检结果以及相关的技术指标，分析用户的体检记录，并建立牛顿插值多项式数学模型，进行健康趋势分析；建立通用的数据图表分析模型，给出个人的体检指标变化趋势，让用户直观的了解自己的健康状况，以便进行相关咨询和进一步检查。 体检信息分析模块对储存在体检信息数据库的体检信息，可以按时间段进行群体发病率统计，给出前10种高发病；可以统计某种疾病与年龄段、职业、籍贯、性别等相关信息的关系，建立通用数据模型和公共类，并通过调用类中的相关方法来描述群体的体检信息，并建立相关的统计图表，直观地反应出群体体检信息。3.3 健康保健咨询系统设计健康保健咨询系统由症状推理、保健咨询和疾病导医三部分组成。 运用计算机技术和人工智能技术，建立由50种常见病、多发病组成的疾病信息知识库和相关保健信息库组成的健康保健专家知识库。在疾病信息知识库的设计中，提出了疾病诊断知识库的树状知识表示结构和以“主诉、体征、实验室检查和仪器检查”四元组构成的临床信息知识表示方法5，构建了基于模板匹配与权值向量相关系数计算的诊断推理模型，设计了基于模板疾病关系的测试调整学习机制和基于案例和有教师监督的知识库反馈学习策略，实现了对疾病诊断知识库的知识优化和学习机制。 保健咨询信息库建立了涵盖100余种疾病的保健信息库，包含诱因排除、生活指导、饮食指导、心理指导和锻炼指导等方面的保健信息；疾病导医信息库，建立了40余种疾病、300多名医学专家、50多家医院的导医信息数据库。建立了多种形式的查询以及与其他模块的数据接口，具备数据浏览、汇总及报告的功能。3.4 健康状况评估系统设计 健康状况评估系统由疾病危险因素评估、生存质量评估6和心理评估三部分组成。 疾病危险因素评估是预防医学中健康状况评估常用的方法，通过流行病学统计得到的危险因素评估模型资料，生成疾病风险模型。当输入相应的参数，系统计算目前情况下的组合危险因素，通过绝对风险评估分数、相对风险评估分数和可控风险评估分数来反映疾病的综合风险因素和可调节因素，以达到发现潜在危险因素，提前干预的目的。预测未来一定时间内个体发病危险。同时，估计个体降低危险因素的潜在可能，告知评估对象，通过纠正不良行为可以将危险降低到较低水平。疾病危险因素评估的步骤如下： (1）确定危险分数和组合危险分数7。危险分数=基准发病比例相对危险度；当一种疾病有多种发病因素时，需计算在组合危险分数下，发生该疾病的危险，根据各危险因素的危险分数计算组合危险分数，对于有多项危险因素的疾病，计算组合危险分数，方法为危险分数大于或等于1的分别减1，小于1的各危险因素相乘然后求和。 Pz = （P11） + （P21）+（Pn1）+Q1Q2Qm 公式（1） Pz 组合危险分数；Pi大于或等于1的危险分数；Qi小于1的各项危险分数。 (2）计算发病率危险。确定发病概率预测未来一定时间内个体的发病危险， 发病危险= 人群总发病率组合危险分数 公式（2） 其中，人群发病率采用卫生部相关权威文献数据。 由于各种疾病危险因素和相应的危险分数在不同的地区、不同的时间会出现差异，因此，为此，通过对疾病危险因素评估模型的深入研究，建立了以人群属性为纲，危险因素项目属性为目的知识表达形式和知识库结构和疾病危险因素评估模型动态生成系统，以人群分类建立该人群的所有危险因素项目和相关属性，同时建立与疾病相关发病率系数的关联，以及可控危险因素的关联，据此，可动态生成各种疾病风险评估模型；可以方便直观的建立和维护疾病危险因素评估知识库，并使得知识库具有较强的通用性和可扩充性。本系统据此生成了冠心病、脑血管病、肺癌、乳腺癌等疾病风险评估系统。4 结论 基于HL7的健康保健咨询系统通过建立基于Web的开放式数据访问平台，依托互联网提供健康保健咨询服务。系统融合了健康体检数据存储和体检信息追踪分析、健康保健咨询、健康状况评估和体检数据标准化传输等健康管理的