国家科技基础条件平台建设项目解读.docx
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国家科技基础条件平台建设项目解读
国家科技基础条件平台建设项目
医药卫生科学数据共享网
基于HTB的主题数据服务设计方案
0.1版
医药卫生科学数据共享网技术平台子课题
2008年7月
目录
1框架设计3
1.1HTB概述3
1.2软件架构设计5
1.3开发流程6
2基于HL7RIM的数据规范化6
2.1HL7RIM简介6
2.2数据规范化方案8
2.3数据规范化实例9
3在OracleHTB中建立本地术语系统11
4HTB环境部署13
4.1HTB环境所要求的硬件软件13
4.2安装操作系统后，完成如下流程14
4.3HTB的关闭与启动15
1框架设计
1.1HTB概述
Fig.HTB产品架构图
OracleHTB为医疗卫生行业提供了一个集成、应用开发以及日常运营的平台。
它有以下一些重要组件：
1．一套全面精确的为医疗卫生行业定制的数据存储系统
2．基于标准的信息模型
3．一整套整合基础架构可以提供包括：
数据规范化，自定义安全和审计功能以及业务流程及工作流支持功能。
这一平台是为医疗卫生行业特别量体定做的，可以很好支持不同系统之间的医疗卫生数据的整合，快速应用程序开发以及各医疗子系统之间的协同通讯。
在OracleHTB的帮助下，医疗卫生行业中的各类组织，比如医院，诊所，政府监管部门以及保险公司可以非常高效地管理，传递和展现整个医疗服务过程中的相关信息。
应用程序接口（ApplicationProgrammingInterface缩写为API）提供了访问HTB服务的途径。
这些API采用的是基于HL7版本3参考信息模型（ReferenceInformationModel缩写为RIM）表示医疗卫生数据的表示法。
RIM可以提供一个基于标准的、专门对于医疗卫生的关键业务对象的表示法。
医疗卫生信息从逻辑上来看是放置在一个基础表结构中，这个基础表结构是嵌入在电子商务套件中的企业数据模型中的。
其结果可以保证用于管理一个企业的全部流程的操作一致性。
开发小组可能在这个基础平台之上建立下一代医疗卫生应用。
OracleHTB消息服务构建于HL7版本3的消息标准，该消息服务在整合各医疗卫生子系统中发挥着至关重要的作用。
通过业务流程API,内置的消息处理器可以把来自各子系统的数据以及交易历史统一存储在OracleHTB数据中心，从而确保数据的一致性。
缺乏一个统一的专业术语系统是医疗行业需要面对的主要挑战之一。
OracleHTB通过统一的中央数据存储中心提供了包括术语存储及管理，术语的描述及各类专业术语系统之间映射关系管理等多种服务来应对这个挑战。
例如，一个医学问题可以使用SNOMED-CT编码来输入，但是在输出和查询的时候需要使用相应的ICD-9或者ICD-10编码来表示。
当然，这种“概念映射”需要依赖外部系统来提供映射数据，不过，我们在全球有大量合作伙伴可以提供额外的一些映射数据和服务。
OracleHTB也同样支持本地同义词的使用。
对于构建在OracleHTB上的应用系统，OracleHTB提供的术语导入和中间媒介服务大大简化了术语系统之间的映射。
目前，OracleHTB正式支持并且提供的术语系统包括SNOMEDCT,ICD-9-CM,DRG,MDC,LOINC,CPT-4,HCPCSLevelII,ICD-10以及HL7VocabularyDomains。
当然，这些系统之间的映射需要一些来自外部的映射数据的帮助。
另外，其他相类似的一些术语系统，包括一些组织和地区特有的系统，可以通过OracleHTB的开放架构很方便地添加到系统中。
1.2软件架构设计
Fig.软件架构设计
●原始系统：
这里指原始数据所在的系统。
原始数据存于这些系统中，它们是实现应用的基本素材。
需要以HL7数据标准为依据对它们进行整理和规范化。
针对原始数据的工作主要是考察它们的定义，研究、观察示例数据，明确它所表达的内容，并给出原始数据的形式化描述，从而为后面的数据导入工作奠定基础。
●数据规范化模块：
使用HL7RIM描述原始数据，形成规范化的数据，并确定新旧数据的对应关系，最终以数据导入配置文件的形式呈现出来。
●数据导入模块：
将原始数据从原始系统中提取出来，根据数据规范化的结果（数据导入配置文件）将数据转换为符合HL7标准的规范化数据，并调用HTBAPI将数据存入HTB中。
●OracleHTB：
方案最重要的支撑部件，为方案的实施提供了软件工具和平台。
●BI应用：
针对HTB数据库中的规范化数据，搭建BI应用系统，提供综合性的查询、统计、分析、报表等服务。
1.3开发流程
1.基于HL7RIM的数据规范化
1）定义数据集
2）自定义HL7RMIM
3）数据映射
2.在HTB中建立本地术语
3.数据导入：
利用OracleODI将原始数据导入HTB
4.BI应用系统的搭建
2基于HL7RIM的数据规范化
2.1HL7RIM简介
HL7（HealthLevel7）是一个美国国家标准局认可的非营利性组织。
它的成员包括医疗卫生领域的一系列参与者，如医药供应和投资商、医疗顾问、政府官员、药学专家等等。
它为临床治疗和医疗服务的管理、转移、评估等过程涉及的一系列数据提供了一个交换、管理和集成的标准。
特别地，HL7致力于为医疗信息系统之间的协同工作建立一系列灵活、高效的手段、标准、方针、方法及相关服务。
HL7参考信息模型（ReferenceInformationModel,RIM）是整个HL7标准的核心组成部分，它针对医疗卫生领域的学科特点，为其量身定做了一个信息描述的基础模型。
它使用UML的建模方式和面向对象的设计理念，为医疗卫生科学数据的描述建立了参考标准。
同时，RIM也是所有HL7消息共享的信息模型，它为HL7消息的所有领域提供了一致的、可复用的抽象模型。
RIM的UML视图包含了所有的类、类的属性、属性的数据类型、以及类之间的关联和继承关系，如下图所示。
Fig.HL7RIM
RIM包括了六个主干类，它们分别是实体（Entity）、角色（Role）、参与（Participation）、活动（Act）、活动关系（ActRelationship）和角色关联（RoleLink）：
1）实体：
所有物理上存在的物体或参与医疗卫生相关活动的生物都可以被认为是一个实体。
实体的概念涵盖了所有生物与非生物，比如人、地点、材料、设备、组织等。
但实体着重表达的是静止的物体，事件、行为等具有延展性的概念并不是实体。
2）活动：
表示正在进行、或已经进行、或可以进行、或将要进行的一件事情，比如一次临床检查、一次健康状况评估、药物治疗、手术治疗、注射治疗、甚至维护文档等。
活动是RIM的支点（pivot），所有医疗卫生领域的业务、流程、行为都可以用活动表示。
3）角色：
表示实体可以扮演的角色。
例如：
人作为实体，可以拥有医生、护士、病人、科研人员等多种角色。
从计算机学科的角度考虑，可以认为角色是系统赋予实体的权限或权力，有了某个特定的角色，系统中的一个实体才可以参与相应的活动。
然而，需要特别注意的是，RIM中的角色并不直接参与活动。
角色与活动的联系是通过一个专门的类来完成的，即下面要介绍的——参与。
4）参与：
参与是联系角色与活动的纽带，它表示一个角色参与一次活动的方式，比如在哪里、为什么、作为什么等等。
例如，护士（角色）能够以见习（参与）的方式参与到手术（活动）中。
单独设置这样一个参与类的好处之一是，同样的角色参与到同样的活动可以采取不同的方式。
比如，护士参与手术的方式还可以是助手、麻醉师或检测人员等。
5）活动关系：
两个活动之间的关联，比如，请求进行一次化验和这次化验活动本身就存在着一种活动关系。
6）角色关联：
表示两个角色之间的关系，比如，雇主和雇员这两种角色之间存在的角色关联就是“雇佣”。
需要注意的是，角色关联仅仅表达角色之间的关系，而不能用来表达实体间的关系。
另外，HL7还针对医疗行业的特点，定义了一套专用的数据类型，比如ANY，BL（Boolean），ED（EncapsulatedData）等。
参考信息模型中，一个类的所有属性都有自己的数据类型，而这些数据类型都是HL7定义的标准数据类型。
有了HL7RIM这样一个模型，人们在进行不同医疗系统间的数据共享工作时，就可以首先按照RIM的规范对数据进行描述，然后实现数据的传递、共享。
由于HL7RIM是专门针对医疗卫生领域设计的参考信息模型，所以在实际应用中，也省去了学科间衔接、术语转换等过程。
2.2数据规范化方案
Fig.数据规范化方案流程图
1.描述原始数据
包括原始数据的字段名、中文标题、数据类型、含义、关键性、备注等等。
2.确定原始数据所属的HL7域，找到对应的R-MIM（RefinedMessagingInformationModel，可能是多个）
3.自定义R-MIM
以保留原始数据的所有信息为原则，对RMIM进行修改，生成自定义的RMIM。
修改内容可以包括：
修改EntryPoint名称及描述；
删除与当前问题无关的类、关联、以及类的属性；
修改类名；
增选类的属性；
修改属性的数据类型；
修改属性的基数（cardinality）；
修改属性的词汇域（如，实体“人”的classCode定义为：
classCode<=PSN）；
修改关联的多重性（multiplicity）
4.数据映射
根据自定义的RMIM，明确新旧数据格式的对应关系，即：
原始数据字段名与HL7属性的对应关系。
2.3数据规范化实例
下面以协和医院“临床用药”数据为例，给出一个完整的数据规范化实例。
1.原始数据
字段名
中文标题
数据类型
含义
关键性
Medicine_code
药品码
varchar（25）
高
Medicine_name
药品名
varchar（80）
高
M_TYPE
药名类型
varchar（6）
中
Drag
常用标记
Int
（1）
中
Py_code
拼音码
varchar（64）
中
Userules
临床使用规程
mediumtext
高
Clem_name
药品分类
varchar（20）
高
Structure
化学结构式
varchar（64）
图片文件
中
Efficient
单药有效率
mediumtext
中
Drugtype
剂型
varchar（20）
高
Dosage
剂量
varchar（20）
高
2.确定原始数据所属的HL7域
Fig.HL7RMIM–R_Medication
3.自定义RMIM
Fig.自定义RMIM
4.数据映射
字段名
HL7项
备注
Medicine_code
THER.id
Medicine_name
THER.name
Name的不同部分表示
M_TYPE
Drag
Py_code
Userules
SBADM.text
Plaintext
Clem_name
THER.code
Structure
MMAT.id
图片文件
Efficient
MMAT.desc
图片表索引
Drugtype
MMAT.formCode
通过CodeSystem处理
Dosage
SBADM.doseQuantity
3在OracleHTB中建立本地术语系统
医药卫生行业有很多专业的词汇、术语，广义的术语系统是指对这些专业的词汇和术语进行归纳、概括、分类、总结并把它们结构化地组织起来，从而形成的能够指导医卫领域日常工作的标准化系统。
国际上常用的术语系统包括ICD-9（InternationalClassificationofDiseases,NinthRevision），ICD-10，SNOMED-CT（SystematizedNomenclatureofMedicine-ClinicalTerms），MDC（MajorDiseaseCategories）等。
这些术语系统定义了疾病、药品、临床症状、医疗器具等一系列医药卫生相关内容的分类与描述，并且为其中涉及的概念分配了数字或字母等形式的标识，从而提供了对它们进行信息化描述的手段。
比如，在ICD-9中，由S形霍乱菌引起的霍乱所对应的代码为001.0，由其它原因引起的霍乱所对应的代码为000.9，那么在计算机中，霍乱这种疾病就拥有了它的标识符，也就具有了电子身份。
一个完整的术语系统可以为计算机提供描述医药卫生领域专业术语的数据标准。
专业术语服务ETS（EnterpriseTerminologyServices）是HTB的核心服务之一。
它对现有的标准术语系统（如ICD-9、SNOMED-CT等）提供支持，同时支持用户建立自己的术语系统。
它为所有术语内容提供实时的访问服务，并提供高层次的术语集成，即不同术语之间或相同术语的不同版本之间进行的术语集成。
在ETS中，每个术语系统被称为一个“编码方案”（CodingScheme），比如ICD-9和SNOMED-CT在ETS中就是两个不同的编码方案。
然而术语系统往往不是一成不变的，它会随着医卫行业的不断发展而增加、改变自己的内容，因此，ETS把每个术语系统的一个具体实现称为一个“编码方案版本”（CodingSchemeVersion），比如SNOMED-CT就有2002和2003两个“编码方案版本”。
术语的基本单位是“概念”（concept），即术语系统中表示某一具体含义的特定词汇。
比如刚刚提到的ICD-9中的“霍乱”就是一个概念。
因此，每个编码方案其实就是由许许多多的概念组成的。
如果两个概念之间存在“等价”（equivalence）关系，则说明它们的含义是相同的。
下图给出了关于等价的例子。
等价关系共有三种：
术语内等价——即同一术语系统的不同版本之间的等价，比如下图中ICD-92002版的“001-Cholera”和ICD-92003版的“001-Cholera”两个概念；术语间等价——即不同术语系统之间的等价，比如下图中ICD-92002版的“001-Cholera”和SNOMED-CT2002版的“63650001-Cholera”两个概念；间接等价——即由上述两种等价关系推知的等价，比如下图中ICD-92002版的“001-Cholera”和SNOMED-CT2003版的“63650001-Cholera”两个概念。
同时，ETS还支持为概念建立本地描述（localdescription），即概念的别名。
HTB支持通过别名对概念进行查找。
在一个术语系统（即编码方案）内部，可以设置多个“概念列表”（conceptlist）来把概念根据不同的主题进行分类。
概念列表的作用是为术语系统内部的概念提供更加清晰的组织结构，从而利于概念的浏览、查询与获取。
同一个概念可以属于多个不同的概念列表，也可以不属于任何概念列表。
但为了方便地将概念组织起来，一般会把概念放到与其主题相关的概念列表中。
Fig.术语的等价
结合HTBETS提供的一系列功能，可以总结出在HTB中建立本地术语的方法。
在对原始数据完成数据规范化工作后，首先需要确定对哪些字段使用术语服务。
通常，这些字段描述的应该是逻辑性强、意义明确、表述简单的内容，比如药物的剂型、剂量，物质的存在状态等，而不应是文字描述性的内容。
对这些字段进行以下几步工作，即可实现相应的术语服务：
1）确定该字段原始数据的取值范围；
2）将原始数据的所有取值与该字段对应HL7项的词汇域中的所有取值一一对应起来；
3）在HTB中，为第2步涉及的所有概念建立别名，别名的取值即为相应字段原始数据的取值。
以协和医院“临床用药”数据中的DrugType字段为例，说明术语的建立过程。
首先，通过考察原始数据，得知DrugType的取值为“口服液”、“片剂”、“喷雾剂”三种；然后，在已经由数据规范化过程确定的DrugType对应的HL7项中找到与这三种取值对应的词汇，形成如下表所示的术语映射表：
原始数据
术语取值
术语代码
编码方案
编码方案版本
口服液
OralSolution
S14431
HL7Vocabulary
v3.0
片剂
Tablet
S14515
喷雾剂
OralInhalant
C14565
最后，在HTB中为“OralSolution”、“Tablet”和“OralInhalant”三个概念创建别名，取值分别为“口服液”、“片剂”和“喷雾剂”。
这样，在数据导入过程中，数据的DrugType字段将会自动实现基于语义的标准化。
4HTB环境部署
4.1HTB环境所要求的硬件软件
1．服务器：
150G硬盘2G内存
2．操作系统：
RedhatLinuxAdvanceServer4.3
32位操作系统
3．操作系统所需组件：
Xwindows、KDE
FTPserver、Networkserver、Legacyserver
Developtools、KDE、Legacy
4.2安装操作系统后，完成如下流程
1.creategroupanduser:
group:
dba501
user:
oracle500（dba）
applmgr501（dba）
#/usr/sbin/useradd-m-gdba-Gdbaoracle
#/usr/sbin/useradd-m-gdba-Gdbaapplmgr
2.copyallfiletoLinux
HTBInstall
│p4198954_40_LINUX.zip
│libaio-devel-0.3.105-2.i386.rpm
│libaio-0.3.105-2.i386.rpm
│
└─UTF8HTB5.3ENInterface
htb5.3-apps.linux.tar.gzaa
htb5.3-apps.linux.tar.gzab
htb5.3-apps.linux.tar.gzac
htb5.3-apps.linux.tar.gzad
htb5.3-apps.linux.tar.gzae
htb5.3-apps.linux.tar.gzaf
htb5.3-apps.linux.tar.gzag
htb5.3-db.linux.tar.gzaa
htb5.3-db.linux.tar.gzab
htb5.3-db.linux.tar.gzac
htb5.3-db.linux.tar.gzad
htb5.3-db.linux.tar.gzae
htb5.3-db.linux.tar.gzaf
htb5.3-oc4j.linux.tar.gz
3.mergefile
cathtb5.3-apps.linux.tar.gzaahtb5.3-apps.linux.tar.gzabhtb5.3-apps.linux.tar.gzachtb5.3-apps.linux.tar.gzadhtb5.3-apps.linux.tar.gzaehtb5.3-apps.linux.tar.gzafhtb5.3-apps.linux.tar.gzag>htb5.3-apps.linux.tar.gz
cathtb5.3-db.linux.tar.gzaahtb5.3-db.linux.tar.gzabhtb5.3-db.linux.tar.gzachtb5.3-db.linux.tar.gzadhtb5.3-db.linux.tar.gzaehtb5.3-db.linux.tar.gzaf>htb5.3-db.linux.tar.gz
htb5.3-oc4j.linux.tar.gz
4.loginuseroracle
$tar-xzvfhtb5.3-db.linux.tar.gz/opt/oracle/
5.loginuserapplmgr
$tar-xzvfhtb5.3-apps.linux.tar.gz/opt/oracle/
4.3HTB的关闭与启动
1.关闭
1）关闭J2EEAPI
su-applmgr
cd/home/applmgr/oc4j/j2ee/home
stopoc4j
2）关闭ApplicationServer
su-applmgr
cdopt/oracle/apps/prodcomn/admin/scripts/PROD_htbsvr
adstpall.shapps/apps
（Wait4-5mins）
3）关闭数据库
su-oracle
sqlplus/nolog
SQL>connect/assysdba
SQL>shutdownimmediate
4）关闭监听进程
su-oracle
lsnrctlstopPROD
2.启动
1）启动监听进程
su-oracle
lsnrctlstartPROD
2）启动数据库
su-oracle
sqlplus/nolog
SQL>connect/assysdba
SQL>startup
3）启动ApplicationServer
su-applmgr
cdopt/oracle/apps/prodcomn/admin/scripts/PROD_htbsvr
adstrtal.shapps/apps
4）启动J2EEAPI
su-applmgr
cd/home/applmgr/oc4j/j2ee/home
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