付余 趙慧

1.錦州市信息中心；2.錦州醫(yī)科大學(xué)

研究基于“One Health”理念下人、動物、環(huán)境健康統(tǒng)一管理需求，提出三位一體電子健康檔案系統(tǒng)建設(shè)目標并進行解析。研究過程中論述了國內(nèi)外相關(guān)研究的現(xiàn)狀，從數(shù)據(jù)組織架構(gòu)、系統(tǒng)平臺架構(gòu)和系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)三個方面闡述了人、動物、環(huán)境三位一體電子健康檔案系統(tǒng)架構(gòu)，進而分析了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲和人工智能等關(guān)鍵技術(shù)。

“One Health”在我國又稱全健康或同一健康，從信息系統(tǒng)科學(xué)的角度，其注重三者在數(shù)據(jù)流、控制流、信息流等方面的內(nèi)在聯(lián)系，其核心是、動物、環(huán)境健康的一體化管理。電子健康檔案是與健康相關(guān)數(shù)據(jù)信息的電子化存儲記錄，電子健康檔案應(yīng)用的主體形式是計算機信息管理系統(tǒng)。“One Health”信息化建設(shè)需要以電子健康檔案系統(tǒng)建設(shè)作為基礎(chǔ)。因此，基于全健康理論，需要構(gòu)建人、動物、環(huán)境三位一體電子健康檔案系統(tǒng)，以實現(xiàn)公共衛(wèi)生健康科學(xué)、高效的管理。

1 研究及現(xiàn)狀評述

國內(nèi)外關(guān)于人類電子健康檔案的研究已經(jīng)進入快速的應(yīng)用發(fā)展期，電子健康檔案信息系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)的研究已經(jīng)成熟，基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論的電子健康檔案系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在各級的醫(yī)療信息系統(tǒng)綜合體系中。李海珍等對云平臺共建、云數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)計算的角度提出了大數(shù)據(jù)環(huán)境下電子健康檔案建設(shè)的策略[1]。張詠梅等對基于云計算的電子健康檔案平臺構(gòu)建進行了深入分析，詳細闡述了電子健康檔案與服務(wù)云平臺的窗口功能、體檢功能、后臺管理功能和數(shù)據(jù)更新功能[2]。

動物疾病及健康管理的信息化形式的主體還處于動物醫(yī)院診療管理系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用研究層面，相應(yīng)的管理信息系統(tǒng)中尚未形成完整的、成熟的動物電子病歷和動物電子健康檔案體系。國內(nèi)學(xué)者只是對動物健康檔案進行了初步的探討，相關(guān)研究者從動物檔案管理的角度提出了建立動物健康檔案的方法并給出了管理動物健康檔案的具體措施[3]。

環(huán)境管理是一個復(fù)雜的管理過程，國內(nèi)外關(guān)于環(huán)境健康管理的研究主要關(guān)注于針對特定生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測與控制和建立環(huán)境健康的評價方法與標準兩個主體方面。如健康街區(qū)空間環(huán)境評價及優(yōu)化策略研究[4]，以及環(huán)境影響評價中的公眾參與有效性研究[5]。

2 人、動物、環(huán)境三位一體電子健康檔案系統(tǒng)架構(gòu)

“One Health”理念下電子健康檔案系統(tǒng)將原有的以人為主體的電子健康檔案體系進行對象拓展，將電子健康檔案技術(shù)應(yīng)用到動物受眾和環(huán)境受眾，形成三位一體的電子健康檔案系統(tǒng)，在應(yīng)對公共健康問題時，利用全健康電子健康檔案系統(tǒng)，綜合分析人、動物、環(huán)境三者的相對獨立性的同時，兼顧三者之間的內(nèi)在聯(lián)系。研究將從三位一體的電子健康檔案數(shù)據(jù)組織架構(gòu)、平臺架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)等方面進行說明。

2.1 人、動物、環(huán)境三位一體的電子健康檔案數(shù)據(jù)組織架構(gòu)

數(shù)據(jù)是電子健康檔案中組成健康信息的基本單位。人、動物、環(huán)境的健康信息需要由數(shù)據(jù)進行呈現(xiàn)和表達，如何科學(xué)、合理、有效地組織數(shù)據(jù)是電子檔案系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)問題?！癘ne Health”理論中，人、動物、環(huán)境是健康管理的三方受眾主體，相應(yīng)的電子健康檔案數(shù)據(jù)也由三方組成。

2.1.1 人類電子健康檔案數(shù)據(jù)組織

基于公共衛(wèi)生健康層面，依據(jù)《國家基本公共衛(wèi)生服務(wù)規(guī)范（2019 年版）》，結(jié)合各省市的居民電子健康檔案服務(wù)規(guī)范（如遼寧、上海等），人類電子健康檔案數(shù)據(jù)內(nèi)容包括個人基本數(shù)據(jù)（如姓名、出生日期性別、職業(yè)、居住地址、聯(lián)系方式、既往史、家族史等基本健康數(shù)據(jù)）和個人健康服務(wù)數(shù)據(jù)（如健康體檢、生活方式、飲食數(shù)據(jù)、免疫數(shù)據(jù)、健康狀況、用藥情況、轉(zhuǎn)診會診等醫(yī)療服務(wù)記錄）。

基于“One Health”理論層面，人獸共患病管理是全健康信息化管理的核心內(nèi)容。因此，人類電子健康檔案數(shù)據(jù)需要涵蓋依據(jù)不同傳染源分類的縱向健康監(jiān)控數(shù)據(jù)（包括寵物源、家畜源和野生動物源等職業(yè)性健康監(jiān)控數(shù)據(jù)）和依據(jù)不同病種分類的橫向健康監(jiān)控數(shù)據(jù)（如針對幽門螺桿菌病、空腸彎曲菌病、狂犬病、腸道傳染病、瘋牛病、禽流感、出血熱、旋毛蟲病等不同病種重點監(jiān)控的健康體征數(shù)據(jù)等）。

2.1.2 動物電子健康檔案數(shù)據(jù)組織

目前，關(guān)于動物健康管理的電子監(jiān)控檔案數(shù)據(jù)組織，尚沒有可參考的服務(wù)規(guī)范和建設(shè)標準，參考人類受體的電子健康檔案數(shù)據(jù)組織形式，寵物電子健康檔案包括寵物的基本信息（如動物種類、性別、獸齡、動物家族病史等數(shù)據(jù)）和動物健康服務(wù)數(shù)據(jù)（如動物就診服務(wù)病歷數(shù)據(jù)、生命體征數(shù)據(jù)、棲息生活數(shù)據(jù)、用藥數(shù)據(jù)、免疫數(shù)據(jù)和行蹤軌跡數(shù)據(jù)等）。

2.1.3 環(huán)境電子健康檔案數(shù)據(jù)組織

環(huán)境電子健康檔案數(shù)據(jù)的內(nèi)容依據(jù)環(huán)境監(jiān)測目的進行規(guī)劃，常規(guī)數(shù)據(jù)包括污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)（如污染物濃度、排放總量、污染趨勢等）、環(huán)保質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)（如大氣、土壤、水質(zhì)、固體廢棄物等）、棲息環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)（如溫度、濕度、衛(wèi)生等）、生物監(jiān)測數(shù)據(jù)（如有害非金屬元素、農(nóng)藥殘留和其他有毒化合物等）、生態(tài)監(jiān)測（如生物群落、種群變化等）。在實際的數(shù)據(jù)內(nèi)容組織時，由于人獸共患病涉及對象的多樣性，需要結(jié)合特定的傳染源和病種進行數(shù)據(jù)的針對性篩選。

2.2 人、動物、環(huán)境三位一體電子健康檔案系統(tǒng)平臺架構(gòu)

三位一體的電子健康檔案系統(tǒng)基于云計算服務(wù)平臺，將云計算服務(wù)的三層整體架構(gòu)（三層整體架構(gòu)包括基礎(chǔ)架構(gòu)層、中間層、應(yīng)用層）進一步地完善和細化，形成包括基礎(chǔ)架構(gòu)層、信息交換層、信息資源層、服務(wù)層、應(yīng)用層和門戶層的人、動物、環(huán)境三位一體電子健康檔案系統(tǒng)平臺架構(gòu)，具體內(nèi)容如圖1 所示。

圖1 三位一體的電子健康檔案系統(tǒng)平臺架構(gòu)Fig.1 Trinity electronic health record system platform architecture

2.3 人、動物、環(huán)境三位一體電子健康檔案系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

人、動物、環(huán)境三位一體電子健康檔案系統(tǒng)的實質(zhì)是數(shù)據(jù)庫管理應(yīng)用信息系統(tǒng)，從管理信息系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)的角度，客戶端/服務(wù)器模式（C/S, Client/Server）和瀏覽器/服務(wù)器模式（B/S, Brower/Server）都適用于三位一體電子健康檔案系統(tǒng)開發(fā)， C/S 和B/S 架構(gòu)將同時應(yīng)用于電子健康檔案系統(tǒng)中。如圖2 所示給出了基于Python 開發(fā)語言體系的系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)。在表現(xiàn)層采用PyQt（Python 語言支持下的用戶應(yīng)用接口開發(fā)工具集）和Qt Designer（基于PyQt 框架的用戶界面開發(fā)工具）實現(xiàn)桌面程序界面設(shè)計與邏輯編寫，符合MVC(模型——視圖——控制器）設(shè)計模式，實現(xiàn)了顯示和業(yè)務(wù)邏輯的分離。在服務(wù)層采用由Python 開源Web 應(yīng)用框架（Django 和Web.py）基于Python Socket 接口進行服務(wù)層開發(fā)。業(yè)務(wù)層采用Python 語言工具進行業(yè)務(wù)規(guī)則和業(yè)務(wù)邏輯開發(fā)設(shè)計，并實現(xiàn)與數(shù)據(jù)訪問層對接。三位一體的電子健康檔案系統(tǒng)涉及結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，應(yīng)用開發(fā)中需要同時使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（SQL、Oracle 等）和大數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Hadoop、BigTable 等）。

圖2 三位一體電子健康檔案系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)Fig.2 Technical architecture of trinity electronic health record system

3 人、動物、環(huán)境三位一體電子健康檔案系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 人、動物、環(huán)境三位一體電子健康檔案數(shù)據(jù)采集技術(shù)

數(shù)據(jù)是電子健康檔案的基礎(chǔ)，由數(shù)據(jù)組織架構(gòu)分析可知，電子健康檔案的數(shù)據(jù)具有形式多樣、來源廣泛的特點。因此，電子健康檔案數(shù)據(jù)采集一方面需要實現(xiàn)與其他醫(yī)療健康管理系統(tǒng)對接完成數(shù)據(jù)交互，基于標準化接口從電子病歷信息系統(tǒng)、人醫(yī)/動醫(yī)臨床信息系統(tǒng)、健康體檢系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境信息系統(tǒng)等獲取相應(yīng)的健康數(shù)據(jù)，導(dǎo)入到電子健康檔案中；另一方面要實現(xiàn)人、動物、環(huán)境受眾的健康監(jiān)管數(shù)據(jù)的收集，實踐中需要綜合利用嵌入式控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)和傳感器技術(shù)設(shè)計智能健康數(shù)據(jù)采集終端并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的標準化轉(zhuǎn)換，最終錄入電子健康檔案。

3.2 OpenEHR 數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。

電子健康檔案系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲設(shè)計是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)工程開發(fā)的重要組成部分，主要針對數(shù)據(jù)存儲的概念模型設(shè)計、邏輯設(shè)計和物理設(shè)計階段。OpenEHR 是由國際OpenEHR 組織提出的開放式電子健康檔案規(guī)范，它針對電子健康檔案的互操作和擴展性要求，建立了包含參考模型和原型模型的數(shù)據(jù)定義和組織模式，最終將實例化的健康數(shù)據(jù)通過屬性與數(shù)據(jù)庫字段的映射信息存儲到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表和字段中。與此同時，電子健康檔案數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)形式、數(shù)據(jù)廣度和數(shù)據(jù)體量三方面考量，符合大數(shù)據(jù)范疇，在數(shù)據(jù)庫層設(shè)計中還需要聯(lián)合使用BigTable 和Hadoop 等技術(shù)實現(xiàn)大數(shù)據(jù)分布式存儲設(shè)計。

3.3 健康評估與干預(yù)相關(guān)的人工智能技術(shù)

健康評估與干預(yù)是“One Health”理念下電子健康檔案系統(tǒng)應(yīng)用的重點內(nèi)容與方向，人類健康、動物和環(huán)境健康管理，特別是人獸共患病管理過程中需要有智能決策支持系統(tǒng)提供管理決策。因此，需要基于決策知識庫、決策模型庫和決策方法庫，針對電子健康檔案中的數(shù)據(jù)采用機器學(xué)習(xí)、知識圖譜、自然語言處理、人機交互、計算機視覺等人工智能主流技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析與挖掘。

4 結(jié)語

電子健康檔案是現(xiàn)代健康管理系統(tǒng)中的基礎(chǔ)構(gòu)成單元，基于數(shù)據(jù)存儲與共享機制，健康數(shù)據(jù)信息能夠方便快速地融入到各種公共衛(wèi)生健康管理體系，服務(wù)于疾病診療和日常健康監(jiān)控?！癘ne Health”是人、動物和環(huán)境一體化的健康管理體系，在管理過程中需要將電子健康檔案拓展到動物及環(huán)境對象，形成人、動物、環(huán)境三位一體的電子健康檔案系統(tǒng)?；跀?shù)據(jù)組織架構(gòu)、系統(tǒng)平臺架構(gòu)和系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)三方面的解析，詳細闡述了三位一體電子健康檔案系統(tǒng)架構(gòu)，是電子健康檔案系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的基礎(chǔ)內(nèi)容和指導(dǎo)。數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和人工智能技術(shù)是三位一體的電子健康檔案系統(tǒng)建設(shè)過程中必須面對和解決的問題。“One Health”理念下人、動物、環(huán)境三位一體電子健康檔案系統(tǒng)研究基于醫(yī)療健康管理信息系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的角度，其目的是指導(dǎo)應(yīng)用開發(fā)實踐過程，具有重要的借鑒意義。未來，相應(yīng)研究內(nèi)容將應(yīng)用的管理信息系統(tǒng)項目實踐開發(fā)并進一步論證。

引用

[1] 李海珍.大數(shù)據(jù)時代下電子健康檔案的“云”服務(wù)建設(shè)[J].蘭臺內(nèi)外,2015(2):70-71.

[2] 張詠梅.基于云計算的電子健康檔案平臺構(gòu)建研究[J].黑龍江檔案,2021(4):234-235.

[3] 米世雄,余武南.新時代背景下動物生態(tài)檔案管理策略研究[J].北京檔案,2019(4):35-37.

[4] 劉鑫寧.后疫情背景下健康街區(qū)空間環(huán)境評價及優(yōu)化策略[D].北京:北方工業(yè)大學(xué),2022.

[5] 龔乃思.環(huán)境影響評價中的公眾參與有效性研究[D].江西:南昌大學(xué),2022.