openEHR 的架构概述

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在当今数字化医疗的浪潮中,openEHR 作为一个重要的电子健康记录(EHR)架构,正发挥着越来越关键的作用。它为医疗信息的标准化存储、交换和利用提供了坚实的基础,助力医疗行业实现数据的高效管理与应用。openEHR 由规范和参考实现两大部分构成。规范文档可在 openEHR 的官方网站https://specifications.openehr.org/获取,而参考实现则涵盖了开源和商业两类,同样也能在官网轻松获取。本文将重点聚焦于 openEHR 的规范概述介绍,深入剖析其架构规范的核心要点。

openehr block diagram

一、规范的构成

openEHR 的规范体系由抽象规范、实施规范和一致性约束这三大部分构成,三者相辅相成,共同构建起 openEHR 完整的规范框架,为医疗信息系统的开发和应用提供全面的指导。

(一)抽象规范:概念模型的基石

抽象规范是整个 openEHR 规范体系的核心概念模型,它最大的特点就是独立于任何特定的技术平台。这种独立性使得抽象规范具有极高的通用性和适应性,能够在不同的技术环境中发挥作用,为医疗信息的标准化描述和表达奠定基础。抽象规范主要包含以下几个关键部分:

1、核心基础规范(Base):这是整个 openEHR 架构的根基,它定义了系统运行所需的最基本概念、数据类型和规则,为其他各类规范的建立提供了通用的基础框架。通过核心基础规范,不同的业务描述和内容规范能够在统一的基础上进行构建,确保了整个规范体系的一致性和连贯性。

2、业务描述规范(Formalisms):专注于对医疗业务流程和操作的描述,它将医疗业务中的各种活动、角色、职责等进行了清晰的定义和规范。借助业务描述规范,开发人员能够准确地理解医疗业务的实际需求,从而设计出符合业务逻辑的信息系统。

3、业务内容规范(Content):主要负责对医疗信息的具体内容进行标准化定义,包括患者的基本信息、诊断记录、治疗方案、检验报告等各类临床数据。通过统一的业务内容规范,不同医疗机构和信息系统之间能够实现医疗数据的准确交换和共享,避免了因数据格式和含义不一致而导致的信息孤岛问题。

4、For'mil临床流程应用规范(Process&CDS):旨在规范临床流程的设计和应用,以及临床决策支持系统(CDS)的集成。它通过对临床路径的标准化定义,帮助医疗机构优化临床工作流程,提高医疗服务的质量和效率。同时,临床流程应用规范还为 CDS 的开发和应用提供了指导,使医生能够在诊疗过程中获得及时、准确的决策支持。

5、API 服务规范(Platform Services,API):定义了 openEHR 系统与外部系统进行交互的接口标准,为不同系统之间的数据交换和功能调用提供了统一的规范。通过遵循 API 服务规范,开发人员可以轻松地将 openEHR 系统与其他医疗信息系统进行集成,实现数据的互联互通和业务的协同运作。

(二)实施规范:物理模型的实现

实施规范(Implementation Technologies,简称 ITS)是从抽象规范中推导出来的具体实现规范,它属于物理模型的范畴,与特定的技术平台紧密相关。实施规范的主要作用是将抽象规范转化为可直接用于软件开发的技术规范,使得开发人员能够根据这些规范进行实际的系统开发和部署。实施规范主要包括以下几个方面:

1、JSON、XML 架构:JSON 和 XML 是目前最常用的数据交换格式,实施规范中定义了基于这两种格式的架构标准,确保了 openEHR 系统与其他系统之间的数据交换能够准确、高效地进行。开发人员可以根据这些架构标准,对医疗数据进行序列化和反序列化处理,实现数据在不同系统之间的传输和存储。

2、openEHR BMM:即 Business Modeling Methodology(业务建模方法),它为开发人员提供了一套基于 openEHR 规范进行业务建模的方法和工具。通过 openEHR BMM,开发人员能够将抽象的业务需求转化为具体的系统模型,从而更好地指导系统的设计和开发。

3、REST API:RESTful API 是一种基于 HTTP 协议的轻量级 Web 服务架构风格,具有简洁、灵活、易于扩展等优点。实施规范中定义的 REST API 标准,使得 openEHR 系统能够以一种统一、标准的方式向外提供服务,方便其他系统进行调用和集成。


(三)一致性标准:规范和实现的一致性

1、实施规范的一致性:一致性标准主要聚焦于 REST API、XSD 等物理模型的标准规范。以 REST API 为例,它作为一种广泛应用于网络应用程序开发的架构风格,一致性标准对其资源的定义、接口的设计、请求与响应的格式等方面都做出了细致规定,确保不同开发者基于 REST API 构建的系统之间能够实现高效、稳定的通信与交互。而对于 XSD(XML Schema Definition),一致性标准则着重规范了 XML 文档的结构定义,让 XML 数据在不同系统间的交换更加准确和顺畅。
2、抽象规范的一致性:一致性标准也涵盖了关于 AQL(Archetype Query Language)、Archetype 等部分概念模型的标准。AQL 作为一种专门用于查询和操作 Archetype 实例数据的语言,一致性标准为其语法、语义以及查询逻辑等方面提供了统一的规则。这使得基于 AQL 进行数据查询和处理的不同系统能够以相同的方式理解和执行查询语句,避免因理解差异导致的数据处理错误。Archetype 作为一种用于描述临床知识的概念模型,一致性标准对其结构、元素定义、语义表达等进行了规范,保证了不同医疗机构或健康信息系统之间在临床数据的表示和理解上保持一致。
3、一致性测试:一致性标准还定义了 openEHR 实现或者厂商产品的标准化程度的测试方案。这个测试方案是确保实现产品标准化程度的关键环节。通过一系列严格的测试用例和评估指标,对 openEHR 实现或厂商产品在遵循相关标准方面的表现进行全面检测。例如,测试产品对各类数据模型的支持是否符合标准定义,接口的调用是否遵循既定规范等。通过这样的测试,可以及时发现并纠正错误的实现,从而保障整个 openEHR 生态系统的稳定性和兼容性,让不同厂商的产品能够无缝集成,为医疗健康领域的信息化发展提供坚实的基础。

二、规范的演化

随着医疗业务的不断发展和技术的持续进步,openEHR 的规范体系也在不断地演化和完善。抽象规范会因为临床业务的发展而进行调整,以适应新的医疗业务需求和诊疗模式。例如,随着基因检测、远程医疗等新兴医疗技术的出现,抽象规范需要及时更新相关的概念和内容,以确保能够准确地描述和管理这些新的医疗信息。
而实施规范则会因为技术的发展而发展,新的技术和工具不断涌现,实施规范需要与时俱进,引入新的技术标准和实现方式,以提高系统的性能和可扩展性。例如,随着云计算、大数据等技术的广泛应用,实施规范可能会增加对这些技术的支持,使得 openEHR 系统能够更好地利用这些新技术来提升医疗服务的质量和效率。


附录:openEHR的UML包结构图:

global package structure

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