第29章
電子病歷的結構
一、 概 述
臨床醫生已越來越意識到電子病歷（CPR）的優點。電子病歷數據主要用于以下方面：①直接面向病人的醫療護理；②醫療保健的質量評估；③管理和計劃支持；④研究和教育。
而實際上只有當對病人數據進行適當的編碼（參閱第6章）以及所有臨床事件和處理措施適當地歸檔時，才能實現電子病歷的以上目的。理想的電子病歷應包含病人的歷史信息、體檢、診斷性檢驗以及對病人的治療措施（參閱第8章）等所有數據。在醫療信息學研究中電子病歷的實現是最為困難和極富挑戰的一項工作。如果電子病歷數據同時還要為上述②③④三個目標服務時，將變得更為困難。這些數據的各種不同要求在實際上常會產生沖突，進而威脅到病歷的合理使用。
二、醫療衛生信息系統的四層次
醫療衛生信息系統通常用于四個層次：①個人層次，如內科醫生、護士和病人；②臨床部門，門診部門或社區醫療層次；③醫療保健機構層次（提供醫療保健的醫院或機構）；④區域性層次（國家、州或�。�。
病人數據可以在同一層次的不同醫療衛生人員或單位之間進行交流，如在不同的全科醫生之間交換，也可以在處于不同層次的醫療衛生人員或單位之間進行交換，如病人數據從全科醫生傳輸到國家機構。病人數據的性質和需要的數據種類在同一層次可以不同，如整形科醫生所需的數據一般不同于兒科醫生所需的數據；不同層次也可以不同，如臨床醫生要求面向病人的處理，而決策者則要求獲得全局性的數據。同一層次或不同層次上的數據交換都應遵守一定的法則或規則，不允許數據以不適當的或雜亂的形式互相傳輸，因此要求有適當的規則。這種監控數據使用的需要，對數據獲取、編碼、存儲和處理等提出了額外的要求。
在以上所有四個層次上，用戶都可以從電子病歷數據中受益。病人醫護偏重于使用單個病人的數據，而在部門或醫院層次的用戶則對更為廣泛的信息感興趣�？梢愿鶕娮硬v中所包含的數據自動生成統計報表和帳單；更高層次的可以產生成本-效率報表，而這些數據可以作為管理和計劃的輸入數據。通過報表可以總覽每個部門或�？频淖≡翰∪嘶蜷T診病人數、住院病人或門診病人的疾病分布、每個病種的（如每個診斷相關組，參閱第6章）或每種處理的平均成本，以及資源和檢查設備利用情況等。研究人員也可以提出一定的要求從CPR中對病人的信息進行電子化檢索，進行有關的研究工作。通過統計分析程序對所檢索的信息進行處理，并可以開展醫療保健質量的評估。
網絡和通信技術已在信息技術領域中取得重要發展，并且對醫療保健產生了重大的影響（參閱第5章）。通過使用標準的通信網絡技術和標準軟件，可以在前面所述的四個層次之間實現更有效的數據交換，這種通過合理授權在系統之間實現病人數據完全交換的技術，是目前醫療保健發展的方向。
三、CPR的通用結構
如果CPR中所包含的數據必須用于前面所述的所有四個層次和四種用途，那么CPR就需要結構化。這樣一種CPR才具有通用特征。
許多具有開發CPR系統經驗的研究機構正在考慮未來的CPR系統應該如何構建。下文將闡述CPR的一些核心元素，還將簡略地描述一個完整的用于醫療衛生的CPR系統應該達到的要求，包括：①CPR數據的結構化；②CPR數據中時間表達；③CPR系統的模型；④描述病人數據輸入到CPR的方法。
在一些國家，尤其是歐洲國家擁有在社區醫療中應用CPR的豐富經驗，從這些經驗中所獲得的主要教訓是：如果CPR系統不是基于一種明確的模式，CPR數據不具備良好的結構化形式，那么這種CPR系統的數據將不可能用于各種目的，也不可能在各個醫療衛生服務機構之間進行數據交換以支持共享醫療。而我們知道CPR中的數據應被用于電子數據交換、研究和共享醫療。CPR在不同方面的使用暴露了原先一些CPR系統的局限性。通過積累的大量經驗所得到的重要教訓是：特別需要開發一種基于明確的概念模型的結構化病歷。這也就是需要精心研究CPR結構化的主要原因。
（一）CPR數據的結構化
下面將簡要地提及CPR中作為病人病歷記錄的醫療衛生事件、病人數據與臨床醫生治療行為的關系、對CPR數據的不同觀點，以及CPR數據用于不同目的時的可靠性。
1．事件（event） 一份病歷描述作為一種時間函數的事件（圖29-1），如一位病人就醫或入院是事件；一個外科手術或一份X線報告的到達也是事件。每個事件包括不同的數據元素（component or elements）如病歷數據、實驗室檢查結果、一份ECG報告、一幅X線片、一個處方或一個外科手術報告等，各種的數據元素都與內科醫生、護理人員、實驗室技術員或系統的活動有關。因此，作為這些活動的結果，若干數據元素又組成行為（action）。簡而言之，事件包含一個或多個行為，行為可以包含不同的數據元素。在診斷-治療過程中人們是按時間先后來采集不同數據的，以此對病歷中的數據進行排序。
各種事件以及它們的數據元素、行為代表了臨床醫生的所觀、所思和所為。因此，各種事件可以包含所謂的診斷-治療周期（參閱圖1-2）中觀察、決策和治療三個階段所固有的數據元素。觀察結果包括主訴、癥狀和化驗結果，以及臨床醫生所看到或聽到的（盡可能客觀的）描述。決策則是診斷結果或進一步檢查的診斷要求。治療則包括化驗規程、開藥物處方、轉院和治療計劃的其他部分。
2．關系（relationships） 以上三種類型的數據在病歷中常常共同存在。例如，心臟病中往往有ECG顯示局部缺血性的Ｓ-Ｔ段降低、血管緊張轉換酶（ACE）抑制劑的應用及其副作用。
當病人數據用于醫療審核時，了解病歷中的各種數據如何相關是非常重要的。這些關系往往不能自明，時間順序只表明其部分情況。臨床醫生在對他們的病人進行治療時，常能根據他們對病人的了解以及他們本身的醫學知識和經驗，推斷出相關的關系。因此，即使病人數據不完整，臨床醫生還常常能從病人數據中得出正確結論。遺憾的是，當他們在治療其他病人如轉院病人或在共享醫療情況下處理病人，或者使用大型數據庫中的病人數據時就并非如此。研究表明，模棱兩可的描述和數據確實會妨礙醫生對病人數據的合理解釋。對于治療和診斷檢驗的確切的信息記錄是保證醫護質量的根本。
數據元素間的關系不一定由它們具有相同的時間這一簡單的事實來確定。例如，一份送交的實驗室化驗可能與病人以前（而不是當前）就診時所提出的申請有關，而一張處方可以處理以前記錄的一個病人問題（見圖29-1）。此外，一位病人可能同時存在幾種不同的疾病。因此，CPR系統應該支持病歷中不同數據元素之間聯接的定義。有關時間問題將在后面單獨討論。
應該允許用戶定義不同的問題，并能說明為何要作此種治療的原因。通過定義多種連接就可使行為與一個或多個問題相關。各種行為之間也可以彼此相互關聯，例如：“由于病人表現心絞痛癥狀，因此作了運動ECG”。各種行為和病人問題的連接反映了臨床醫生的理解。為了使醫護過程更為透明以及使這些數據用于多種目的，必須在CPR中確切地說明病人數據的前后語境（context）以及這些數據之間的可能關系。Weed的“面向問題的病歷”是將語義學引入到病歷中一個早期的例子（參閱第6章和第7章）。通過將“SOAP”標志與某個問題關聯起來，使客觀或主觀觀察（S和O）、評估或決策（A）以及計劃或治療（P）在問題的上下關系中彼此的相關性變得更為明顯。
3．視點（views） 有些基本數據如一般檔案數據、體征和癥狀、正在進行的藥物治療、化驗結果、診斷估計和治療計劃等，存在于每份病歷中。根據數據類型勾畫出病歷的結構，這稱為宏觀層次。在微觀層次可再作內容分類，例如實際主訴和發現。也可以以獲取病人數據的操作（檢驗室、X線檢查、ECG等）來表征類別，此稱面向數據來源的視點（source-oriented views）。
面向數據來源的視點與面向問題的視點在某種意義上呈正交關系。這兩種觀點對于臨床醫生而言都是重要的，但是這兩種觀點有實質性差異：面向數據來源的視點與內容無關，而面向問題的視點則不然，它取決于病歷中數據之間的語義關系。例如，在面向數據來源的視點中，血清鉀分析結果總是屬于“實驗室檢測結果”類別，而無須考慮它的實際值。但在面向問題的視點中，它可能與開利尿劑的處方有關（利尿劑可導致血鉀下降）。而且，它的結果可能提示藥物療法必須改變。因此，面向問題的視點對于每份病歷互不相同的，而面向數據來源的視點則反映了一份病歷更為通用的結構，因此易使CPR結構化。面向來源的數據分類是分層結構，附加檢查可以從屬于實驗室檢查和X線檢查類別。這些信息還可以細分為病人歷史信息和體檢信息，分類細致性的差異取決于不同層次。
上面對數據視點的解釋有一部分是基于Rector和他同事的工作，他們在病歷中區分出兩個層次：①圍繞臨床醫生的觀察、思維和行為所獲得的事實；②為在層次①的數據元素之間提取連接，以明確它們如何更適合于做出決策或診斷。
關于檢驗和治療指征確切的記錄對應于層次②，此層次提供了能解釋決策的連接。所記錄的項目應該提供動態解釋。當各種解釋與其觀察結果之間的關系被清晰地記錄時，動態解釋會變得較僅僅記錄解釋更為清晰。
4．可靠性（reliability） 如果計算機儲存的病人數據要用于多種目的，并且供不同醫療保健專業人員所共用，那么，病人數據的可靠性就顯得極其重要。CPR系統應該通過有效性檢查（validity checks）來提高數據可靠性，并且鼓勵在數據錄入時盡可能保證其完整性。在臨床實踐中，臨床醫生往往并沒有記錄所發生的每件事情，而僅僅記錄那些他們認為有關的數據。這種相關性是主觀認定的。但遺憾的是，醫生的理解只能在一系列事件發生之后，而不是在此之前。幸運的是，有經驗的臨床醫生能夠預先區分那些與以后病人醫護有關的事件。然而，如果不是原來輸入該數據的醫生而是其他醫生在以后應用這些數據（例如在共享醫療的情況下），那么，在錄入數據時應該鼓勵臨床醫生錄入完整的數據，而CPR系統可以幫助檢查數據的一致性和可靠性。
（二）CPR的時間表達
病歷不僅包括不同的數據類別，而且是觀察、解釋、治療的按時間順序的積累。時間表達存在于醫療知識和事件中，它可以是絕對或相對的，而且在精確度方面可以相差很大。所以時間可用絕對法表達，如“1996年7月4日下午6：04”；或者用相對值表達，如“1個月以后”；或用持續時間表達，如“持續10秒鐘”。相對時間用于醫療知識的連貫性表達，諸如對某種疾病或某種臨床協議的描述。事實也可以涉及相對時間，尤其是某位病人或內科醫生描述疾病的進展：“病情持續了2小時”，或者“我在吃完一個煎蛋卷后，過了1個小時便開始感到惡心”。絕對時間通常表達事件的來龍去脈（語境），例如，一例手術或一次心肌梗死的過程。時間的精度視情況而定。某位病人可能在1995年作過心臟手術，在1996年5月作了胸部Ｘ線檢查，或者于1996年6月6日上午11：15因有心肌梗死危險而做了ECG記錄。哪種時間尺度比較合適，取決于醫療的前后關系。對于冠心病醫護部門，可能需用“分鐘”或“秒”，而對于抗高血壓藥物療效的評估，則使用“月”來描述較為合適。
為了便于計算機對病歷數據之間的時間關系作自動解釋，需要以標準格式記錄時間。以往在病歷中的時間標記常常是不準確或不完整。時間的不準確性往往意味著一個事件發生的真實時刻“位于一個間隔之內”。一個時間標記，例如“1996年3月5日”，代表了3月5日“整個24小時”。由于使用的目的不同，時間數據所需要的精確性可以不同。盡管內科醫生對病情的理解隨著時間可以不斷增加和改變，但是病人數據一旦收集以后就不能改變，也不允許改寫以前的決策。如果作了變更，那勢必會產生嚴重的法律問題。如在醫學鑒定中，確定某一事件是何時通知醫生是至關重要的，這樣才能判斷他或她有沒有把該事件納入其醫療考慮范圍。
然而，當臨床醫生后來根據新的證據或更好的理解而改變自己的見解時，CPR系統應允許他們將新的見解記錄在病歷中。因此，一個CPR系統應允許對一個事件有關的數據使用三個時間標記來標注，即①數據錄入時間；②獲得理解的時間；③該理解被應用時間。
例如，某位病人因為口干于4月1日到全科醫生（GP）處就診，由于該病人的血糖水平增高，GP懷疑他患了糖尿�。―M）。4月10日，檢驗部門對病人采集了一份血樣，以測定激素水平。GP于4月20日由郵件收到了檢驗結果�，F在GP便確切地診斷這位病人自4月10日（抽取血樣那天）起患上了庫欣�。–ushing's disease）。并且因為病人在第一次就診時就可能患庫欣病，因此GP在CPR中很可能就錄入以下數據：初步認為該病人自4月1日起患了庫欣病，但確診日期為4月10日。這種事件發生的次序見圖29-2所示。如果該病人在第一次就診后醫生把他作為糖尿病來冶療，這并不能指責GP，因為那時GP還沒有庫欣病的診斷證據。因此不同時間標記對于建立循證醫學（evidence-based medicine）的病歷是很重要的。
（三）CPR數據表達模型
我們已指出，CPR中的病人數據必須結構化，以便它們可用于不同目的，而不是僅僅為負責治療的臨床醫生對病人醫護所用。簡言之，病人數據必須滿足如下條件。
（1）病人數據應該反映出診斷-治療周期不同階段（觀察、決策和治療）的事件。
（2）每一個事件包含不同行為，這些行為反映所有涉及病人醫護的人或系統的一些活動。這些行為還包含不同的數據元素。
（3）行為可能屬于病人的某一個或多個問題。不同數據元素之間的語義關系應以文檔形式記錄下來。
（4）所有數據應該有一個時間標記，因為在某一特定時刻的有關行為的文檔不一定能提供足夠的循證醫學信息。
（5）數據收集應考慮其多種用途：病人醫護、共享醫療以及由其他人進行的評估等，對于這些數據應允許從不同的視角來分析問題。
（6）在數據錄入時，應該提倡保證其完整性并檢查數據的可靠性。
多種目的的使用需要一個關于CPR的歸檔的總體研究，包括知識模型和操作實例，前者定義哪些數據和哪些表達方式可被采用，后者表示實際病人的數據。
CPR系統的結構對醫生來講是后臺的。然而，一旦他們需要從不是他們直接維護的CPR系統調用某些功能時，CPR系統的優點和局限性便都顯現了出來。最重要的一個問題就是用戶與系統進行交互的操作方式；而結構化數據錄入則是這種交互式操作的關鍵。鑒于這個原因，下文將討論數據錄入問題。
（四）數據錄入
為了使一個CPR系統具有實際效益，病歷中的數據至少在某種程度上做到結構化和代碼化。然而，結構化和代碼數據也面臨很大的挑戰：臨床醫生習慣于紙質病歷。多項歐洲研究課題的調查表明，臨床醫生更多地使用計算機來查詢病人數據，而在病人數據錄入方面所做的工作則很少。這不足為奇：因為數據錄入要求臨床醫生比查閱這些病歷付出更多的努力。有些研究人員認為，由臨床醫生直接輸入數據必須等到人機交互式對話有了根本性突破，例如使用語音輸入之后才是可行的。
從各種方面對CPR數據所作的分析表明，不管是病人醫護、決策支持、科學數據分析或者護理質量評估，都要求病人數據高度結構化和明確化，而使用敘述性或文本數據是很難滿足這些需求的。因此，理想情況是，病人數據應以結構化格式直接從臨床醫生處獲取，而且最好由臨床醫生自己錄入這些數據。為此目的，必然涉及關于數據錄入的兩種不同的研究，即自然語言處理和結構化數據錄入。
1．自然語言處理 自然語言處理（NLP）的目的是實現從自由文本中自動地提取代碼化的醫療數據。這一領域的研究主要由歐洲的Baud和他的同事以及在美國的Sager和Friedman在進行。NLP的基本優點是：臨床醫生在表達臨床發現和作出決策等方面不必改變他們習慣的記錄方式。原則上，他們可以繼續使用錄音磁帶或手寫文本，盡管這兩者都易于發生記錄錯誤。如有條件，也可以采用計算機化的語音識別。NLP應用醫學領域中文本句法、常用術語和語義學方面的知識。只有當嚴格限制應用領域時，NLP才能顯示出其優點。NLP的不足之處是：不能影響或改善數據獲得過程本身。臨床醫生未說或未寫的數據仍然是未知的。自由文本的實質是表達自由，因此，對NLP的數據輸入很難結構化。
2.結構化數據錄入 另一種數據錄入方式對數據內容的前后關系很敏感，而且可適應于不同臨床領域，它被稱為結構化數據錄入（SDE）。它包括各種表格，而表格的內容是知識驅動性的（knowledge driven）。在有關研究結構化數據錄入的歐洲項目中，表格是結構化的，但它們的內容則可不斷地適應用戶的需求及個人的愛好。除了知識模型外，系統還包含一個預定義的詞匯表和關于這些詞匯術語如何能結合成有醫學意義的表達形式的規則。在數據輸入時，隨著用戶的輸入，系統根據模型所包含的知識，會生成需要詢問的最合適的問題。表格的細化程度完全由用戶決定。這種方法又被稱為知識驅動的結構化數據錄入（見Moorman等人的文獻）。
結構化數據錄入對于數據的完整性和測試數據的可靠性也是一種有效工具。然而，包括
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