构想多维度电子病历

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Good Samaritan Hospital是坐落于洛杉矶的美国最好的50家医院之一，在这家医院的一间病房中，护士小姐走进病房，为一名患者做护理翻身，翻身过程中患者发出“哎呦”一声，护士及时询问患者的感受和一般情况。做完护理后，护士开始操作病床旁的电脑，把刚才护理病人的翻身操作过程详细地录入到计算机中，并把患者的反应和与患者的对话，也包括将病人发出的“哎呦”一声记录到电脑中，这些内容已经作为这位患者电子病历的一部分。当我们看到这一幕，不禁感慨国外发达医院医疗服务的细致入微和医疗信息采集的全面准确。透过病人的“哎呦”一声，也让我们这些医学信息工作者进一步深入思考如何开展以电子病历为核心的医院信息化建设。

随着“新医改”政策的推进和医院信息系统建设的发展，目前很多医院信息化建设的重心已从面向财务和管理的医院信息系统（HIS）转向了以电子病历为核心的面向临床医疗的临床医疗信息系统上来。2009年12月31日，作为卫生信息化三个基础之一的《电子病历基本架构与数据标准（试行）》的出台，更是把科学化的电子病历系统的建立推到了卫生信息化建设的更高层面。笔者在进行多年的数据库技术研究和了解国外一些医疗信息化状况的基础上，提出建立多维度电子病历系统的构想。

何谓多维度电子病历？

维度是指一种视角，而不是一个固定的数字；是一个判断、说明、评价和确定一个事物的多方位、多角度、多层次的条件和概念。维度已经成为人类透视一项事物的科学方法和手段，我们在审视电子病历时，也应引入这样的方法和概念——多维度电子病历，借此才能创建出更为客观、科学、全面、精准地描述病人的状况、治疗的路线、处置的方法、治疗的结果等信息的电子病历系统。

笔者对“多维度电子病历系统”的初步描述是：运用多维度理论、方法和技术为电子病历系统提供多视角、多方位、多角度、多层次的描述、说明、评价等，以增进病历描述的客观、科学、全面和准确。多维度电子病历将把电子病历带入科学发展的新阶段。

多年来，电子病历（EMR）的功能和技术都在不断地前进和扩展。在功能上，以电子文档管理模式取代纸张病历，进而提供超越纸张病历的服务，来满足医疗、法律和管理的需求。在技术上，越来越成为融合多种技术标准的医疗数据信息交换中心和展示平台，结构化超文本语言XML的应用使来自多个系统的医疗信息和数据实现结构化的有机整合。但是，这些发展与功能的实现远不是电子病历功能与技术的终结，多维度电子病历将把电子病历带入一个全新的发展阶段。

第一，将结构化推向新的层次。电子病历结构化已经是电子病历发展的一个不争的必然方向，并且已经经过实践的检验，它为电子病历的数据录入、分类检索、科学分析等方面提供了数据基础、工具平台等。而今天我们提出的多维度电子病历则是在保持结构化优势的基础上，首先实现电子病历的多视角化，使包括患者、医生、护士、医技、管理者、法律等各个层面的人员都能够对电子病历进行有效利用，同时也能够有效地从多个角度来丰富电子病历的内容；其次在内部结构上能够实现结构多维度化、多层面化和立体化。

可以说，在结构化优势的基础上，多维化进一步发展了结构化的应用，是对原有结构化技术与方法的扬弃，是对结构化电子病历功能的发展。

第二，符合各层面对电子病历的科学认识。电子病历内容的生成来自不同对象，同时也为不同用户所使用。还以前面病人这一声“哎呦”为例，它对于病人来说是反映出了患者的诉求，对于医生来说是一个症状的表现，而症状发生的过程和起因完全由护士操作引起，并进行了记载。从中反映出病历内容信息的获得来自不同方面，同时它对于不同用户所反映的意义和应用的角度是不同的，所以只有了解并建立病历的这种多维度属性，并相应建立多维度病历，才能获得更为科学的电子病历，并让电子病历发挥更加科学的效能。笔者简单勾画出了电子病历多视角、多维度的模式图（如图1）。

图1  电子病历多视角、多维度模式图

第三，支持循证医学。多维度电子病历能够实时揭示电子病历中内部各维度间的相互关系，为临床的科学决策和治疗路径合理选择提供支持。在维度概念中用得最多、最常见的是时间维度，能够反映出治疗结果和治疗路径选择等的效果。在时间维度之外，还可以根据自己的需要在多个维度上扩展应用，譬如说：症状维度、患者主诉维度等。笔者以时间维度为例进行图示阐述（如图2）。

从图2中可以看出，在以时间维度为总轴的情况下，病人主诉症状程度维度发生的变化与治疗方案强度维度的相关性，可以通过科学运算来进行量化描述。或者说数据单元维度的细分，并进行标准化结构化，使即时提供相关性成为可能。正是这样的在线处理，使临床医生能够获得在线临床治疗决策支持，能够遵循循证医学的原则，确定科学合理的临床治疗路径。

图2多维度电子病历能够实时揭示各维度间的相互关系，为临床的科学决策和治疗路径选择提供支持。

多维度电子病历的技术基础

实现多维度电子病历系统的技术中包含很多层面的技术，包括：标准化的技术、结构化的技术、输入和录入技术、多媒体技术等。每项技术都需要一个领域的深入研究，本文不是要说明所有技术，而是着重说明实现多维度电子病历系统的基础性技术，那就是数据库技术。选择什么样的数据库技术已经是实现多维度电子病历系统的关键，这一点也符合“计算机应用软件开发底层数据库结构是开发的基础”的普遍规则。

数据库技术是随着计算机管理数据的规模越来越大、应用越来越广泛，而不断地发展和提高的。先后经历了第一代的网状、层次数据库系统，第二代的关系型数据库系统，以及第三代的以面向对象模型为主要特征的数据库系统。当前应用较多的主流数据库产品（如DB2、Oracle、SQLServer、Sybase等）仍属于第二代数据库技术类型——关系型数据库，关系型数据库具有强大的查询功能和十分方便、易于使用的非过程化查询语言SQL等优点，这使得关系型数据库得到非常广泛的应用。但是，随着科学技术的不断进步，不同领域的数据库应用提出了更多新的数据管理的需求，关系型数据库已经不能完全满足需求，于是数据库技术的研究和发展进入了新时代。其主要特点是：在保持和继承了第二代关系数据库技术的同时，将面向对象的思想、方法和技术引入数据库。正是这第三代数据库技术的特点，为建立多维度电子病历系统提供了机遇和基础。

第三代数据库的典型代表产品是Caché数据库，Caché数据库目前已在90多个国家的医疗行业获得广泛应用。美国前十大医院以及100多所的退伍军人医院都采用是这种Caché数据库，还有70%的临床实验室也采用此数据库。英国绝大多数医疗行业软件开发商也都使用Caché数据库技术进行医疗及临床系统开发。我国近年开始有几家医院开始使用从澳大利亚引进的基于Caché数据库的MedTrak产品，也取得非常好的效果。可以说，Caché数据库已经成为国际医疗行业应用程序的标准数据库产品。

目前在国内，尚没有基于Caché数据库开发的完整的医疗及临床信息系统，部分独立的功能模块虽有开发，但都没有取得全面的应用效果。这可以说是对医疗信息化工作者提出了挑战，尤其在医改新政不断推进的今天，适时迎头赶上发达国家医疗卫生信息化水平，使信息化切实成为推动医疗服务水平提高的有力工具，向发达国家去借鉴先进的理念和方法也就显得尤为重要和突出。同时也要看到，这也是历史赋予信息化工作者的机遇，一是数据库技术发展的新阶段，具有开创国家数据库技术发展新阶段的机遇，摆脱数据库产品完全依赖引进和进口局面，可以在新的技术层面直接进入，进而摆脱一直以来在传统数据库方面的落后局面。二是为医疗卫生事业向新阶段跨进也提供了机遇，新技术采用与推广会带来思想和理念的全面更新，数据库技术尽管只是一种数据存储和管理的技术，但它所带来的理念将发挥更为深远的影响。挑战在于对新事物的接受，在于对新理念的建立，机遇在于科学的选择，让发展能够跟上时代的步伐。

链接：

面向对象的后关系型数据库Caché数据库简介

Caché在美国等发达国家的医疗行业已经成为广泛应用的、主流的数据库。Caché数据库采用了新一代高性能数据库技术，被誉为创新的“后关系型”数据库(PostrelationaI Database)。它以ANSI和ISO标准M 语言的独特多维数据模型为基石，提供了三种整合的、能并发访问同一数据的数据库技术：成熟的对象访问方式，高性能的SQL访问方式以及丰富的多维访问。并且融人了先进的Web应用开发技术，在处理海量数据、数据结构复杂、对速度、安全性要求较高的行业业务时性能卓越。它的突出特点如下：

1．特有的多维数据模型

Caché数据库的数据都是以多维数组的形式进行定义和存储的，这就是Caché数据库最为鲜明的特征之一，相对于传统的关系型数据库将数据对象拆分成二维表的形式来表达具有明显的优势：首先、能够更为真实和直接地反映客观世界，并且符合人类认识世界的思维模式，同时也能更好地描述现实世界的复杂数据及其之间的联系；其次，大大节省了存储数据所需的磁盘空间，一般情况下Caché数据库存储同样的数据只需关系型数据库的约50%，还有，还有，大大降低了数据存储与设计的难度；正是这些特征奠定了Caché数据库在医疗行业成功应用的基础

2．高性能的多维数据引擎

Caché数据库的核心是高性能的多维数据引擎。通过内置的Caché ObjectScript脚本语言，可以直接访问多维数据结构，从而获得良好的性能和高效的数据存储和数据利用。而在以往的关系型数据库模式之下，数据开发会受到简单的行列数据模型的限制。这种复杂性就不得不转嫁到应用程序的设计上，使得应用程序必须做很多数据表格的操作，处理一个事务要执行很多次的表链接。由于在关系型数据库之上的事务处理是一项庞大的工作，这就使得关系数据库的应用系统变得效率低下，而Caché的面向对象多维数据结构能更好地描述数据之间的关系，快速存取数据。Caché提供三种数据存取访问方式：对象、SQL和多维数组，并且其系统响应时间可小于1秒。另外Caché有一个高效的分布式数据缓存协议，它大大减少了分布式系统中的网络通讯吞吐量，因此Caché数据库的响应速度要比关系型数据库快很多。

3．高效的应用开发服务

Caché数据库提供了高级的对象编程功能、复杂数据缓存、整合各种便捷的访问方式。从而使快捷开发复杂数据库应用成为可能，并且能够以更高的性能运行，更容易支持这些应用程序。

Caché的应用服务器可以很好的和java，c++，c#．net， dephi等集成，使用带客户端缓存的联接软件可以使用这些语言快速的访问Caché对象。Caché能自动联接客户端和应用服务器。

4．联机事务处理与联机分析处理同步进行

Caché数据库的另一个显著特点是以多维度数据模型为基础的架构使得oltp和olap可以在一个平台上同步进行，这样就可以实现将数据挖掘的方法技术应用现实系统中，从而为各种决策支持提供技术支撑。