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第 1 課:HL7 簡介和醫療資料標準的歷史

了解 HL7 International 是什麼、開發醫療保健資料標準(HL7 v2、HL7 v3/RIM、CDA)的歷史、為什麼需要醫療資料標準化、醫療保健領域的互通性挑戰,以及 FHIR 如何誕生以解決先前標準的限制。

🏗️ 建築 — 第 1 課 第 1 課:HL7 簡介與資料標準歷史 醫療材料

HL7 FHIR - 基礎到進階醫療資料標準

第 1 部分:HL7 和 FHIR 平台

亞洲開發網

1. 為什麼需要標準化醫療數據?

想像一下,你去A醫院檢查,被診斷出患有第2型糖尿病,並開了藥。下週,你因為另一個原因去B醫院。 B 醫院的醫生無法看到 A 醫院的病歷——因為這兩個系統根本無法互相「對話」。

這並不是一個罕見的故事。其實,這是 最常見的問題 在全球數位健康產業。每個醫院、每個診所使用不同的軟體,以不同的方式儲存數據,並且沒有一種「通用語言」來交換資訊。

什麼是互通性?

互通性 醫療保健中的(互通性)是指不同醫療保健資訊系統能夠:

  • 資料交換 (Exchange) — 在系統之間發送和接收數據
  • 了解數據 (解釋)-接收系統能夠理解資料的正確意義
  • 數據使用情況 (使用)-收到的數據可用於支援臨床決策

互通性有 4 個等級:

等級名稱描述例如
1基礎在兩個系統之間發送/接收數據發送測試結果的 PDF 文件
2結構性資料具有統一的結構以 HL7 v2 訊息的形式傳送測試結果
3語意學雙方理解相同的意思ICD-10代碼“E11.9”被理解為“第2型糖尿病”
4組織性有流程、有政策、有法律支持該通知允許醫院之間共享數據

缺乏互通性的後果

  • 重複測試 — 由於新醫院沒有舊結果,病人必須重新進行檢查

  • 醫療錯誤 — 醫生不知道病人對哪些藥物過敏或正在服用哪些藥物

  • 成本增加 — 據估計,由於缺乏互通性,美國每年浪費 300 億美元

  • 延遲治療 — 必須等待紙本轉帳文件

  • 醫學研究有限 — 多中心資料無法聚合

2. HL7 International-醫療資料標準背後的組織

HL7(健康七級) 國際標準組織是一個非營利標準組織,成立於 1987年,總部位於美國密西根州安娜堡。 「七級」這個名稱指的是 OSI 模型中的第七層(應用程式層),也就是應用程式相互通訊的層。

HL7國際還有更多 1,600 名會員 更多的話 55 個國家,包括醫療軟體供應商、醫院、政府組織、保險公司和研究組織。

HL7標準已發展

在超過 35 年的時間裡,HL7 開發了許多數據標準,每個標準都滿足了時代的需求:

3. HL7 版本 2 (v2) — 世界上最受歡迎的標準

歷史

HL7 v2 今年首次發布 1989年 並迅速成為世界上最受歡迎的醫療數據交換標準。迄今為止,預計 美國95%的醫院 和 35+ 個國家 使用 HL7 v2。

HL7 v2 訊息結構

HL7 v2 使用帶有管道分隔字元的文字格式:

MSH|^~\&|HIS|BVBACHMAI|LIS|LABXN|202603301000||ADT^A01|MSG00001|P|2.5
EVN|A01|202603301000
PID|1||MRN12345^^^BVBACHMAI||NGUYEN^VAN^A||19850315|M|||123 Le Loi^^HCM^^700000^VN
PV1|1|I|W4B^401^1|||||||||||||||VN001|||||||||||||||||||||||||202603300800

說明:

  • MSH — 訊息頭:有關訊息的資訊(來源、目的地、類型、版本)

  • 埃文網絡 — 事件:觸發訊息的事件(A01 = 住院)

  • PID — 病患識別:病患訊息

  • PV1 — 病人就診:有關就診/住院的信息

優點和缺點

優點缺點
廣泛流行,大力支持選項太多,每個實作都不同
簡單、輕量沒有嚴格的模型(每個欄位可以有不同的使用方式)
數百萬個介面正在運行向後相容複合體 (v2.1 → v2.9)
許多支援工具(Mirth、Rhapsody)本身不支援 Web/REST

4. HL7版本3與參考資訊模型(RIM)

激進標準化的野心

意識到v2的局限性,HL7開始開發 v3 自 20 世紀 90 年代末以來,我們的目標是為整個醫療保健產業創建一個統一、連貫的資料模型。

HL7 v3 的核心是 RIM(參考資訊模型) — 描述醫療保健中所有概念的抽象物件模型:

  • 法案 — 醫療行為(檢查、測試、處方......)

  • 實體 — 實體(病人、醫生、藥物、設備...)

  • 角色 — 角色(病人、醫護人員、提供者…)

  • 參與 — 參與(誰參與哪個行動)

  • 行為關係 ——動作之間的關係

  • 角色連結 ——角色之間的關係

HL7 v3 的問題

儘管v3/RIM在理論上非常嚴格,但在實踐中:

  • 太複雜了 — XML訊息繁瑣且難以實現

  • 困難的學習曲線 — 需要深入了解 RIM 才能進行部署

  • 成本高 — 實施的時間和資源龐大

  • 採用率低 — 很少有組織成功部署純 HL7 v3

5.CDA(臨床文件架構)

CDA 是最成功的 HL7 v3 標準,廣泛用於臨床文件交換。 CDA 使用 XML 建立醫療文檔,包括:

  • 標頭 — 元資料(病患、作者、機構、創建日期)

  • 身體 — 臨床內容,可能分為 3 個等級:

    • 1級:非結構化主體(PDF/文字)
    • 2級:帶有敘述性文本的部分
    • 3級:完全結構化、編碼的條目

CDA廣泛應用於 C-CDA(綜合 CDA) 在美國,用於有意義的使用/促進互通性,以及在歐洲和日本的許多項目。

CDA 的局限性

  • 剛好適合 基於文檔的交換 (交換文件)

  • 不支援 資料級交換 (查詢各個資料欄位)

  • XML比較複雜,需要了解RIM

  • 不支援現代行動/網路應用程式

6. FHIR 誕生——互通性的新“火”

產地

年份 2011年, 格雷厄姆·格里夫 — HL7 最資深的開發人員之一 — 提出了一種全新的方法。他建議不要嘗試對所有內容進行建模(如 v3):

“基於現代 Web 技術(REST、JSON、OAuth)構建一組簡單、動態可組合的資源,並應用 80/20 原則 — 以 20% 的複雜性解決 80% 的用例。”

名稱 FHIR (發音為“fire”)是縮寫 快速醫療保健互通性資源,反映目標:

  • 快 — 快速實施,易於學習

  • 醫療保健 ——注重健康

  • 互通性 — 系統之間的互通性

  • 資源 — 資料的基本可組合單位

FHIR的發展里程碑

年份版本突出特點
2012年DSTU 0(草案)第一個測試版本
2014年DSTU 1 (R1)標準試行初稿
2015年DSTU 2 (R2)採用率開始急劇增加
2017年STU 3 (R3)標準試用,眾多新資源
2019年R4規範第一 — 患者,觀察,捆綁穩定
2020年R4BR4的小更新
2023年R5目前版本 - 基於主題的訂閱,許多改進
~2026+R6開發中 — AI/ML 集成,改進的工作流程

FHIR 為何成功?

  1. 基於網路標準 — REST、JSON、XML、OAuth 2.0、HTTP

  2. 易於實施 — 許多開發人員在 1 天內就可以運行介面

  3. 規格免費 — 無許可費

  4. 許多圖書館都支持 — HAPI FHIR (Java)、fhir.js、fhirclient.py、Firely (.NET)

  5. 良好的擴展性 — 擴展機制允許在不破壞標準的情況下進行擴展

  6. 人類可讀 — 每個資源都有 HTML 敘述部分

  7. 支援多種範式 — REST、訊息傳遞、文件、服務

  8. 政府要求 — 美國 (ONC/CMS)、澳洲、英國、歐盟都有授權

7. 對比HL7標準

標準HL7 v2HL7 v3CDAFHIR
出生年份1989年~20002005年2014年
格式豎線分隔的文字XMLXMLJSON、XML、RDF
資料模型隱式(鬆散)RIM(嚴格)RIM(文件)資源(可組合)
範式訊息傳遞訊息傳遞文件REST + 訊息傳遞 + 文檔
實施複雜度平均非常高高低
網路/行動支援否否限制本地人
領養非常高(傳統)低平均快速增加
人類可讀否否是(敘述部分)是(資源敘述)

8. 全球 FHIR — 誰在使用它?

美國

  • 21世紀治癒法案 (2020):請 EHR 供應商支援 FHIR API(美國核心)

  • CMS 互通性規則:請付款人(保險)提供基於FHIR的Patient Access API

  • ONC 特氟卡:國家資料交換框架,FHIR是基礎

  • Epic、Cerner (Oracle Health)、Allscripts 都有 FHIR API

歐洲

  • 歐洲健康資料空間 (EHDS):歐盟法規使用 FHIR 取得跨境健康數據

  • 國際病患摘要 (IPS):基於 FHIR,允許國際共享臨床摘要

澳洲

  • AU 基地實施指南:全國標準FHIR概況

  • 我的健康記錄:使用 FHIR 的國家健康記錄系統

越南

  • FHIR 没有官方授权,但已列入医疗保健数字化路线图

  • 通告 54/2017/TT-BYT 规范医疗数据互操作性标准(FHIR 尚未使用)

  • 关于电子病历的第 46/2018/TT-BYT 号通知

  • 多個開創性項目正在測試 FHIR

  • 制定越南 FHIR 實施指南的絕佳機會

9. 您首先需要了解的基本 FHIR 概念

在深入阅读下一篇文章之前,让我们先熟悉一些重要术语:

術語說明例如
資源FHIR中資料的基本單位病人、觀察、遭遇
資料類型資源中使用的資料類型人名、地址、CodeableConcept
擴充如何將自訂資料新增至資源將“種族”欄位新增至患者
公司簡介將資源綁定到特定用例美國核心患者概況
術語醫療編碼系統ICD-10、SNOMED CT、LOINC
捆綁包收集大量資源搜尋結果、交易
參考資源之間的連結觀察.對象 → 患者/123
實施指南針對具體情況的 FHIR 實施指南美國核心IG、IPS IG

10. 總結

在這篇文章中,我們了解到:

  • 互通性 是数字健康最大的挑战,包括4个层次

  • HL7國際 是一家领先的医疗标准组织,自 1987 年开始运营

  • HL7 v2 最受歡迎但缺乏一致性

  • HL7 v3/RIM 嚴格但過於複雜

  • CDA 文件交換成功,但資料級存取受限

  • FHIR 综合了所有优点,基于web标准,易于实现

  • FHIR R5 是当前版本,R4标准是使用最多的稳定版本

  • 許多國家都有 必填 使用 FHIR,越南已列入路線圖

下一篇文章我們將深入探討 FHIR R5架構 — 了解资源、数据类型、可扩展性和核心设计原则。