基于语义技术的电子病历的研究与展望

《基于语义技术的电子病历的研究与展望》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于语义技术的电子病历的研究与展望（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、基于语义技术电子病历 的研究与展望基于语义技术电子病历 的研究与展望丁宝芬 俞思伟丁宝芬 俞思伟1 电子病历的概念1 电子病历的概念1.1 定义定义电子病历电子病历 ( EHR ) 定义定义 是一个计算机可以处理，可安全存储和传输， 能被多个授权用户访问，覆盖过去、现在和将来， 与个体健康相关的信息库，具备独立于应用系统的 标准化模型，目的是支持连续、高效、高质量的综 合医疗保健。 （是一个计算机可以处理，可安全存储和传输， 能被多个授权用户访问，覆盖过去、现在和将来， 与个体健康相关的信息库，具备独立于应用系统的 标准化模型，目的是支持连续、高效、高质量的综 合医疗保健。 （ ISO/TC

2、215 2003年）年） 电子病历系统电子病历系统 ( EHR-S ) 定义定义 记录、检索、处理电子健康信息的系统 （记录、检索、处理电子健康信息的系统 （ISO/TS 18308，CEN 13606） 国内定义国内定义1.2 电子病历的本质电子病历的本质电子病历与纸质病历的本质区别是什么 电子病历所包含的信息电子病历与纸质病历的本质区别是什么 电子病历所包含的信息 能被计算机所识别和理解， 并能由计算机进行处理。能被计算机所识别和理解， 并能由计算机进行处理。 Richard S .Dick：Richard S .Dick： 当我们“当我们“书写书写”电子病历的时候，实际上是在 调用、组织

3、和运行电子病历系统独特的结构化 模型和结构化数据。”电子病历的时候，实际上是在 调用、组织和运行电子病历系统独特的结构化 模型和结构化数据。 即计算机即计算机能“懂”会“用能“懂”会“用 ”结构化电 子病历结构化电 子病历本质本质懂、动、通懂、动、通懂懂动动通通1.3 电子病历的演变发展电子病历的演变发展（1） 电子化的病历文档。 手工、语音、扫描录入转为电子文档 （） 电子化的病历文档。 手工、语音、扫描录入转为电子文档 （2） 电子化的病历管理。 利用资料库索引技术记录纸质病历的位置和流向 （） 电子化的病历管理。 利用资料库索引技术记录纸质病历的位置和流向 （3） 表格式的电子病历。 向

4、表格录入病历信息，用文本记录描述性的内容） 表格式的电子病历。 向表格录入病历信息，用文本记录描述性的内容 部分结构化的电子病历 （部分结构化的电子病历 （4） 高度） 高度结构化的电子病历结构化的电子病历 大部分已经可以被计算机识别和理解。（大部分已经可以被计算机识别和理解。（5）展望未来： 基于语义技术的电子病历）展望未来： 基于语义技术的电子病历1.4 电子病历究竟是什么？电子病历究竟是什么？ 纸质病历的容器？纸质病历的容器？ 纸质病历的全仿真？纸质病历的全仿真？ 病历内容的电子文档？病历内容的电子文档？ 能进行医疗护理智能管理的软件？能进行医疗护理智能管理的软件？! 医生护士的信息化工

5、具医生护士的信息化工具 患者的健康保障电子病历的概念包含了对语义技术的向往！患者的健康保障电子病历的概念包含了对语义技术的向往！2、结构化电子病历的 优势与问题、结构化电子病历的 优势与问题2.1 结构化电子病历系统模型2.1 结构化电子病历系统模型 临床数据存储库（临床数据存储库（CDR）核心核心 受控医学词汇表受控医学词汇表(CMV)居于中心居于中心 医学知识库医学知识库居于中心居于中心 集成平台集成平台居于底层居于底层 一体化医生护士工作站一体化医生护士工作站居于表现层居于表现层 各种各种EMR功能功能处于外围处于外围电子病历系统模型电子病历系统模型2.2 电子病历的架构模型的设计原理电

6、子病历的架构模型的设计原理1） 表达病历规范的格式） 表达病历规范的格式 依据卫生部病历书写规范，依据卫生部病历书写规范， 表达通用的分层次结构内容，如表表达通用的分层次结构内容，如表-1前前3层。层。2） 反映临床医学知识和诊断治疗的规律） 反映临床医学知识和诊断治疗的规律 电子病历包括了临床医学知识和诊断治疗的 规律，如表电子病历包括了临床医学知识和诊断治疗的 规律，如表-1的后的后3层层图图 5 电子病历的树状结构模型电子病历的树状结构模型图图8-6 电子病历多层结构示意图电子病历多层结构示意图图图-6电子病历 的树状结构电子病历 的树状结构2.3 电子病历的结构化数据电子病历的结构化数

7、据（1） 什么是数据的结构化） 什么是数据的结构化? 是指能够用数字或统一的数据模型加以描 述的数据，具有严格的长度和格式，是指能够用数字或统一的数据模型加以描 述的数据，具有严格的长度和格式， 不仅需要用统一的数据模型来描述，不仅需要用统一的数据模型来描述， 还需要根据数据内在概念的序化和原理的 序化被准确地分类和编码，并归属于某一 医学分类系统中还需要根据数据内在概念的序化和原理的 序化被准确地分类和编码，并归属于某一 医学分类系统中(预定义词汇表预定义词汇表)。（2） 为什么需要数据结构化） 为什么需要数据结构化?只有结构化数据，才能被计算机所识别、 理解和处理。只有结构化数据，才能被计

8、算机所识别、 理解和处理。EMR必须有规范的分类系统 的支撑 结构化数据已赋予医学原理和医学概念的 内涵，并规范了相互的逻辑关系，为实现 临床决策支持功能、数据挖掘、循证医学、 科研提供了基础。 结构化数据才能实现真正的共享，为相互 转诊、远程会诊提供基础。必须有规范的分类系统 的支撑 结构化数据已赋予医学原理和医学概念的 内涵，并规范了相互的逻辑关系，为实现 临床决策支持功能、数据挖掘、循证医学、 科研提供了基础。 结构化数据才能实现真正的共享，为相互 转诊、远程会诊提供基础。（3）开放式结构化录入方式（）开放式结构化录入方式（Open SDE）（1） Open SDE的基础。 结构化的病历

9、模型 知识驱动性内容 预定义词汇表 合成表达规则 （的基础。 结构化的病历模型 知识驱动性内容 预定义词汇表 合成表达规则 （2） Open SDE 的录入方法。 调用病历模板。 调整或重组通用模板 菜单驱动用户界面录入方法 表格录入的录入方法。 调用病历模板。 调整或重组通用模板 菜单驱动用户界面录入方法 表格录入图图 -9 开放式的结构化录入开放式的结构化录入图图 -10 Open SDE的菜单驱动的用户界面录入的菜单驱动的用户界面录入2.3 结构化电子病历的优势结构化电子病历的优势 正确性与完整性：正确性与完整性： 形式多样性：形式多样性： 共享性：共享性： 安全性：安全性： 储存便捷储

10、存便捷 计算机计算机部分识别与理解部分识别与理解 有利于教学科研有利于教学科研循征医学等循征医学等 提高医疗质量提高医疗质量 支持医疗改革和经济效益的监管支持医疗改革和经济效益的监管2.4 结构化电子病历存在问题2.4 结构化电子病历存在问题1、医学知识是一个巨大复杂的体系，、医学知识是一个巨大复杂的体系， 疾病的诊疗疾病的诊疗是一个庞大深奥的领域。是一个庞大深奥的领域。 医学概念体系要求医学概念体系要求概念粒度细概念粒度细、术语严格规范、术语严格规范 医学概念间关系需要全面、严谨的逻辑关系表达医学概念间关系需要全面、严谨的逻辑关系表达2、电子病历的海量信息包含医学信息，、电子病历的海量信息包

11、含医学信息，日常用语日常用语 例如现病史、病程记录中描述性的自然语言表达例如现病史、病程记录中描述性的自然语言表达3、海量信息间复杂的逻辑关系如何表示？、海量信息间复杂的逻辑关系如何表示？ 复杂而规范的临床医学知识复杂而规范的临床医学知识如何推理如何推理？4、自然语言自然语言文本各个层次存在歧义性或多义性，文本各个层次存在歧义性或多义性， 特别是汉语特别是汉语单词切分单词切分的难题，的难题， 即“字即“字词词词组词组句子句子段落”的判断。段落”的判断。 5、医生习惯医生习惯文本录入方式，文本录入方式， 完全结构化录入是耗费时间的机械性的操作，完全结构化录入是耗费时间的机械性的操作， 必然受到他

12、们的反感乃至抵制。必然受到他们的反感乃至抵制。 6、医学诸多未知领域，个体独特表现，结构化难以涵盖。、医学诸多未知领域，个体独特表现，结构化难以涵盖。7、基于结构化的书写方式会、基于结构化的书写方式会限制医生的创造性思维限制医生的创造性思维。汉语单词切分与语义的关联性汉语单词切分与语义的关联性一只手提包一只一只手提包一只 数量词数量词手提包手提包一只手一只手 名词名词提提 包包名词动词 名词名词动词 名词3 语义技术概述3 语义技术概述3.1 语义语义 语义语义是指一个描述或一个词汇（一个概念）与它要表达的 在主客观世界所对应的一个实体所建立的一种联系。是指一个描述或一个词汇（一个概念）与它要

13、表达的 在主客观世界所对应的一个实体所建立的一种联系。 语义具有主要特征： 指称性：体现它所对应的在外部世界上的某个实体的联系； 唯一性：应指向唯一的一个外部实体，而不是多个 关联性：能表达概念之间的关联关系，而不仅是对应实体。语义具有主要特征： 指称性：体现它所对应的在外部世界上的某个实体的联系； 唯一性：应指向唯一的一个外部实体，而不是多个 关联性：能表达概念之间的关联关系，而不仅是对应实体。 语义网通过把概念指向某个网络资源来实现语义指称性的，语义网通过把概念指向某个网络资源来实现语义指称性的， 即通过在描述上附加即通过在描述上附加URI（唯一资源标识 ）的前缀来实现。（唯一资源标识 ）

14、的前缀来实现。3.2 元数据与本体元数据与本体元数据元数据（Meta Data） 用用RDF/RDFS表达的数据，表达的数据， RDF/RDFS语义模型基于三元组（语义模型基于三元组（triple）结构，）结构， 三元组：主语（资源、对象）、 谓语（资源的属性） 宾语（属性的值）三元组：主语（资源、对象）、 谓语（资源的属性） 宾语（属性的值） 本体语言本体语言OWL是是RDF/RDFS语言的进一步扩充。语言的进一步扩充。本体本体（Ontology） 是特定知识领域中满足共同约定的常识部分，是特定知识领域中满足共同约定的常识部分， 有三个重要的概念：类、实例和属性。有三个重要的概念：类、实例和

15、属性。 根据领域特征将领域中各种概念分类，确定各个类之间的关系， 最后建立各个类的实例以及实例之间的联系。根据领域特征将领域中各种概念分类，确定各个类之间的关系， 最后建立各个类的实例以及实例之间的联系。 OWL为本体描述语言的国际标准，以及各种特定领域的本体元数据、本体与规则描述构成了网络结构化的数据为本体描述语言的国际标准，以及各种特定领域的本体元数据、本体与规则描述构成了网络结构化的数据 使用网络结构化数据对非结构化的数据进行语义标注使用网络结构化数据对非结构化的数据进行语义标注3.3 医学元数据与本体医学元数据与本体医学元数据医学元数据 对医药卫生具体对象完整描述数据项集合、语义定义和

16、著录规则等；对医药卫生具体对象完整描述数据项集合、语义定义和著录规则等； 提供有关数据的标识、内容、表现、扩展、模式、限制和维护信息；提供有关数据的标识、内容、表现、扩展、模式、限制和维护信息； 能适用于数据集元数据整理、复用、发布和查询。能适用于数据集元数据整理、复用、发布和查询。 适用于适用于EMR的医学元数据有的医学元数据有UMLS、SNOMED等医学本体等医学本体 是描述生物医学中各种概念与关系的一类机器能理解的规范化工具，是描述生物医学中各种概念与关系的一类机器能理解的规范化工具， 它是一种医学知识的表示技术。本体技术的医学知识库它是一种医学知识的表示技术。本体技术的医学知识库 可以清晰描述医学领域中的各种概念及其关系