國立臺北護理健康大學資訊管理研究所碩士論文

(1)

National Taipei University of Nursing and Health Sciences Graduate Institute of Information Management

指導教授：黃衍文博士 Advisor: Ean-Wen Huang Ph.D.

以快速健康照護互操作性資源(FHIR)標準建置個人健康紀錄格式轉換平台之研究

A Study Regarding Use of HL7/FHIR Standards

to Develop a Personal Health Record Exchange Services Platform

研究生：鄭文欣撰 Name: Wen-Hsin Cheng

中華民國一○六年七月

July, 2017

(2)

(3)

致謝

時間悄悄的來到要離開北護的時候了，回想大學部到研究所求學這六年期間，從懵懂無知的小學妹，到可以完成師長賦予的任務並能傳授經驗給學弟妹的老學姊，謝謝一路上幫助我成長的貴人。

首先，特別感謝我的指導教授黃衍文博士，在老師悉心的指導與教誨下不斷地成長與進步，同時也感謝劉德明博士、邱瑞科博士、潘美連博士與彭振興博士在口試時給予許多建議與指導，使論文更臻完善。

其次，感謝邱淑芬博士，學長姊姿涵、家賢、相漢、皓怡、旨雅、煜傑、立楷、楷雯，同學正峻、奕德、郁芳、建廷，學弟妹佳蓉、驊洹、祖鵬，以及朋友易軒、育玲、秀婷、依婷，有大家的幫忙與默默支持，才能順利完成碩士學業。

最後，感謝做為最堅強後盾的父母與家人，疲累時給予很多鼓勵與陪伴，默默關心著寶貝女兒，得知通過論文口試後比我還開心，謝謝溫馨可愛的您們！

鄭文欣謹誌於民國106年7月國立臺北護理健康大學資訊管理研究所

(4)

以快速健康照護互操作性資源(FHIR)標準建置個人健康紀錄格式轉換平台之研究

研究所組別：資訊管理研究所指導教授：黃衍文博士

研究生：鄭文欣

時間：民國106 年7月

論文摘要

善用發達的資訊科技，不僅能協助醫護人員簡化工作與投入更多時間於照護服務，

還可以協助民眾查詢與記錄日常生理健康量測紀錄，進行自我健康管理，如能遵循相關的醫療資訊標準，龐大及複雜的資料就能夠方便分享及重複應用。近年來，快速健康照護互操作性資源(Fast Healthcare Interoperability Resources, FHIR)用來做為健康資料交換標準，本研究蒐集國際標準的發展情形，以實作轉換系統的方式，將個人健康資料，包含衛生福利部公告之電子病歷單張，如醫療影像及報告單張、門診病歷單張、

門診用藥紀錄單張、血液檢驗單張，或是健康存摺與生理量測等十幾類，透過本研究所建置之轉換工具轉為FHIR格式，並且以HL7公告的XML schema進行驗證，確保格式的正確性，希望能協助個人健康歷的推行，使資料保持一致性及完整性，提供社會大眾更優質的照護品質。

關鍵字：醫療資訊交換、快速健康照護互操作性資源、個人健康紀錄

(5)

Abstract

Healthcare information technologies can help simplify a caregiver’s routine work and allow more time for care services. Currently, many medical records are saved in the information systems of various institutions. Having a format that follows international standards would allow for improved sharing and representation of medical information. Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) was introduced as a health information exchange standard format. This study aims to collect information on the development of international exchange standards. We developed a software tool for the transfer of personal health records to the FHIR format including for medical image reports, outpatient medical records, medical administration, blood examination reports, discharge notes, my health bank notes and physiological signal data. The health data can be correctly converted to the FHIR format through the tools, and utilizes the official released XML schema files for validation.

We hope that the tool will be widely used and helpful in Personal Health Records (PHR) promotion. Application would help maintain data consistency and completeness in order to provide an improved quality of health care.

Keywords: Medical Information Exchange, Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR), Personal Health Records (PHR)

(6)

致謝 --- II 論文摘要 --- III Abstract --- IV 目錄 --- V 圖目錄 --- VII 表目錄 --- VIII 縮寫表 --- IX

緒論 --- 1

第一節研究背景 --- 1

第二節研究動機 --- 2

第三節研究目的 --- 3

文獻探討 --- 4

第一節電子病歷實施狀況 --- 4

第二節個人健康歷(Personal Health Record, PHR) --- 5

第三節臨床文件架構(Clinical Document Architecture, CDA) --- 7

第四節快速健康照護互操作性資源(Fast Healthcare Interoperability Resources, FHIR) --- 8

研究方法 --- 11

第一節研究步驟與流程 --- 11

第二節系統需求分析與設計 --- 12

(一) 定義實作範圍 --- 12

(二) 系統實作 --- 26

第三節相關技術及開發工具 --- 32

(7)

研究結果 --- 33 討論與結論 --- 45 參考文獻 --- 51 附錄一、論文發表：電子病歷交換之HL7/FHIR 格式轉換工具實作 -- 55 附錄二、期刊論文：結合電子地圖及衛星定位的長期照顧管理系統之研究-以偏遠地區餐飲配送服務之路徑規劃為例 --- 61 附錄三、期刊論文：遠距居家照護資訊系統發展現況與挑戰 --- 75 附錄四、期刊論文：健康檢查報告單之HL7/CDA標準格式轉換服務系統建置 --- 86 附錄五、論文發表：以Web APP建置長期照顧資訊系統創新之研究 100 附錄六、期刊論文：行動通訊於疾病通報應用系統建置之研究--- 107 附錄七、論文發表：智慧型行動裝置在健康資料分析系統之應用研究 --- 120

(8)

圖目錄

圖 1、衛生福利部制訂的電子病歷發展藍圖(取自[2]) ... 7

圖 2、研究流程圖 ... 11

圖 3、FHIR標準的Patient 元件之UML圖(取自[24]) ... 13

圖 4、FHIR標準的medication元件之 UML圖 ... 16

圖 5、FHIR標準的observation元件之 UML圖 ... 19

圖 6、HL7釋出之驗證 schema，使用fhir-single或 fhir-all為驗證主檔 24 圖 7、使用fhir-single.xsd驗證 ... 25

圖 8、使用Notepad++軟體驗證，加入XML Tools 套件方法 ... 25

圖 9、個人健康歷格式轉換平台工具架構圖 ... 26

圖 10、個人健康歷格式轉換平台工具循序圖 ... 27

圖 11、上傳模組之使用者案例圖 ... 28

圖 12、路徑對應模組之路徑資料庫關聯圖 ... 29

圖 13、資料庫模組之小型 PHR資料表欄位 ... 30

圖 14、下載呈現模組之使用者案例圖 ... 31

圖 15、個人健康歷格式轉換平台工具系統畫面圖 ... 41

圖 16、上傳檔案至工具，進行解碼 ... 41

圖 17、進行編碼成為 FHIR，資料也一併存入至 PHR資料庫中 ... 42

圖 18、轉換出的 FHIR樣板使用XML-Spy軟體驗證成功結果 ... 43

圖 19、轉換出的 FHIR樣板使用Notepad++軟體驗證成功結果 ... 43

圖 20、生理量測 CDA個案基本資料欄位(約121行) ... 47

圖 21、生理量測 CDA轉出個案基本資料欄位的FHIR格式(約26行) 47 圖 22、生理量測 CDA檔案與FHIR檔案大小的比較 ... 48

(9)

表目錄

表 1、FHIR 標準的 patient 元件之 XML 樣板 ... 13

表 2、patient 參考資料 ... 15

表 3、FHIR 標準的 patient 元件之 XML 範例 ... 15

表 4、FHIR標準的medication元件之 XML樣板 ... 16

表 5、medication參考資料 ... 17

表 6、FHIR標準的medication元件之 XML範例 ... 17

表 7、FHIR標準的observation元件之 XML樣板 ... 19

表 8、observation參考資料 ... 20

表 9、FHIR標準的observation元件之 XML範例 ... 20

表 10、個人健康資料欄位之 Xpath路徑對照範例 ... 22

表 11、以生理量測單張的體重欄位作為資料來源之 FHIR 標準文件編碼範例 ... 23

表 12、路徑資料庫解碼資料欄位與內容範例 ... 33

表 13、路徑資料庫編碼資料欄位與內容範例 ... 38

(10)

縮寫表

英文縮寫英文全名中文全名

AHIMA

American Health

Information Management Association

美國健康資訊管理學會

AMIA American Medical

Informatics Association 美國醫學資訊學會 API Application Programming

Interface 應用程式介面

CDA Clinical Document

Architecture 臨床文件架構

FHIR Fast Healthcare

Interoperability Resources 快速健康照護互操作性資源

HL7 Health Level Seven 健康資訊交換第七層協定

REST Representational State

Transfer 具象狀態傳輸

SMART

Substitutable Medical Applications and Reusable Technologies

可替代的醫療應用和可重複使用技術

UML Unified Modeling

Language 統一塑模語言

URL Uniform Resource Locator 網頁地址

XML eXtensible Markup

Language 可擴展標記語言

(11)

緒論

第一節研究背景

醫療技術的進步，使人類壽命延長，民眾越來越注重自我健康狀況，

希望能夠早期發現病徵並及早進行治療，避免疾病惡化造成死亡或傷殘。

善用發達的資訊科技，不僅能協助醫護人員簡化工作與投入更多時間於照護服務，還可以協助民眾查詢與記錄個人的日常生理健康量測紀錄、疾病就醫診斷、用藥資訊、住院手術治療和醫學影像資料，進行自我健康管理。電子病歷的紀錄除了需要系統性、完整性的考量之外，管理非常龐大及複雜的資訊，需整合分散在不同系統的各種異質資料，擁有將資訊正確傳送給健康照護服務提供者的能力，有效支援醫療決策和減少醫療人工作業的疏失[1]，所以重要的就是要能夠遵循互操作性的標準。

依據衛生福利部所制訂的加速推動電子病歷的發展藍圖，2013 至 2016 年是以全面運用電子病歷提升醫療服務品質，2017 至 2020 年將提升到發展個人化之健康紀錄與加值服務的目標，希望提升醫療品質、促進病人安全、減少醫療資源浪費、增進民眾健康自主管理、精進公共衛生和強化醫療體系[2]，臺灣已發展電子病歷多年，近年來跟隨國際醫療標準臨床文件架構(Clinical Document Architecture, CDA)的實施，政府成立跨

(12)

院際、跨區域的電子病歷交換互通平台，並且核發大筆經費補助醫院實施電子病歷交換，至 2017年 6月份通過電子病歷跨院交換互通者已有 402 家醫院、5872 間診所及 352 家地方衛生所[3]，為了能提供病人持續性完整照護與提升照護品質，各國政府皆積極以健康資訊技術為基礎，推動國內醫療院所實施跨院互通分享[4]，遵循相關的醫療資訊標準，龐大及複雜的資料就能夠方便分享及重複應用。

第二節研究動機

國內目前是使用健康資訊交換第七層協定協會(Health Level Seven，

HL7)制定的臨床文件架構作為電子病歷資料交換的標準，藉由該標準，

衛生機關及醫療院所能夠跨院、跨系統交流病歷資料，降低醫療成本以及提升健康照護品質。臨床文件架構標準的格式資料量龐大且欄位固定，對於生理量測之小型個人健康資料會造成額外的資料傳輸負擔。國際 HL7 協會近年來積極推動快速健康照護互操作性資源(Fast Healthcare Interoperability Resources, FHIR)作為資料交換標準，本研究欲了解現行臨床文件架構，以實作轉換系統的方式，能將個人健康的資料如：遠距照護 CDA單張、電子病歷 CDA單張、健康存摺以及生理量測等等，轉換為快速健康照護互操作性資源標準格式文件，並分析使用快速健康照護互操作性資源標準作為交換格式的優缺點，希望能提高可讀性及使用者接受

(13)

度，協助個人健康歷(Personal Health Record, PHR)的推行，使資料保持一致性及完整性，提供社會大眾更優質的照護品質。

第三節研究目的

本研究欲建置快速健康互操作性資源轉換程式，將個人健康歷資料對應到FHIR標準元件，產生標準交換格式，利用發達的資訊科技協助資料交換，提升健康照護品質。本研究之具體目的如下所述：

1.蒐集國際標準的發展情形與國內使用標準作為交換格式的相關資料。

2.建立個人健康歷欄位與 FHIR欄位的XPath 路徑對照表。

3.實作快速健康照護互操作性資源(FHIR)的轉換工具。

4.針對轉換平台編碼之 FHIR進行驗證，確保格式之正確性。

(14)

文獻探討

第一節電子病歷實施狀況

現今電子健康紀錄(Electronic Health Record, EHR)的採用已漸漸增加，

提升健康照護的品質及安全性，但病歷在不同系統之間尚未能順利介接，

造成已於甲醫院檢查之資料無法在乙醫院檢視，導致患者必須重複檢查，

也造成醫療資源的浪費[5]。

由於資訊系統的介入，資料輸入的動作就會落在第一線醫護人員身上，要多花更多時間完成病歷輸入作業，要解決目前電子病歷紀錄面臨的問題，美國醫學資訊學會(American Medical Informatics Association, AMIA) 提出五個解決方法：簡化並加速文件、調整規範、增加透明度和簡化認證、

推動創新、未來電子病歷服務以人為中心[6]，病歷資料須遵循規範執行，

各醫療院所之間能互相傳輸，使病歷紀錄有連續性，讓病歷資料可以帶著走，提高資料交換的互操作性，且簡化工作流程和資料的登打作業。推動創新或研究出更好的系統，使民眾能夠參與自己的健康照護，最近熱門的快速健康照護互操作性資源標準即是HL7 推動最新的交換標準，期待與其他團體、政府機構和專業組織合作，尋找創新的方式，來解決目前所面臨電子健康紀錄的問題，將繼續制定政策，使國家傾向使用電子健康紀錄，

推動個人健康歷。

(15)

在資料交換方面，美國退伍軍人事務部與私人機構及國防部曾實施三方交換虛擬終身電子健康紀錄，監測和評估2009年 12月至2012年 10 月電子紀錄資料交換的狀況，實施電子病歷交換之後，使用者能感受到資訊交換的重要性，且能改善資料品質與整合工作流程，提升照護連續性和及時性，使健康紀錄完善[7]。

第二節個人健康歷(Personal Health Record, PHR)

在資訊通訊科技的進步現今，民眾透過網路存取或查詢個人健康資料的需求增加，於是個人健康紀錄(Personal Health Record, PHR)的觀念因而產生。時代的變遷與科技進步突飛猛進，資訊技術應該要被更廣泛的應用在健康促進和預防疾病上[8, 9]。馬克爾基金會(Markle Foundation)定義 PHR 的目的為提供病患連續與持續性的醫療照護，是一份完整及隱密安全且所有權是屬於病患自己的個人電子健康紀錄[10]。紐澤西州的 Mathematica Policy Research Inc.認為個人健康紀錄是一種透過紙本或是電子檔案的方式來記錄個人的健康相關訊息，醫療提供者與病患雙方皆可輸入資料，而病患則擁有個人健康檔案的所有權與存取控制權[11]。

美國健康資訊管理學會(American Health Information Management

Association, AHIMA)將 PHR 擴充定義為：「個人終生所需，隨時隨地可

以取得，並且提供電子化的健康管理決策」。PHR 是一個電子化且個人隨

(16)

時可以運用的終身健康資訊資源。PHR 的資料可由健康照護者自己本身與來提供資料，並由使用者本身擁有與管理。PHR 資訊必須存放在一個安全且能保護個人隱私的環境中，並且由 PHR 擁有者來決定資料的存取權[12]。根據美國醫學資訊學會的研究指出，在美國每年約花費將近2 兆美元在醫療成本以及處理民眾對變化不定的照護品質產生的不滿[13]。顯示出PHR 具有相當大的潛力。

美國Kaiser Permanente 所設計的健康紀錄，是世界上最大的民用電

子健康記錄資料庫，並於2009 年獲得美國國家衛生研究院54 萬美元的捐贈來進行健康研究，研究項目包括：各項疾病治療、防止老化、增強自我免疫能力、護理與復健等，期望能透過研究成果實踐個人化的健康照護

[14]。Google 以及 Microsoft 也注意到這個未來趨勢，兩者皆提供一般使

用者將個人病歷等各種健康紀錄存於網路介面中，並將所有健康紀錄資料加密來保護隱私權，讓使用者可以自由選擇紀錄的項目及限制查閱者的身分[15]。

個人健康歷係用來保存個人的健康照護資訊，是電子健康紀錄發展上的重要應用。在病患授權之下，PHR 上的資訊可在健康照護服務提供者和病患間自由的流通，目的在提供資源，讓使用者可以儲存和追蹤過往的健康相關資料，可以同時和家人、醫護人員、保險公司、雇主等等共享其健康資訊[16]。

(17)

依據圖 1 衛生福利部所制訂的加速推動電子病歷的發展藍圖，2013 年至 2016 年是以全面運用電子病歷提升醫療服務品質，2017 年至 2020 年將提升到發展個人化之健康紀錄與加值服務的目標，希望提升醫療品質、促進病人安全、減少醫療資源浪費、增進民眾健康自主管理、精進公共衛生和強化醫療體系[2]。未來除了可以跨醫院調閱病歷資料之外，還希望透過健康雲端技術，儲存、查詢和交換個人健康紀錄，個人健康紀錄的內容除了醫院的病歷之外，也包括各種健康檢查報告和日常的生理量測紀錄，資料內容比目前實施的病歷單張更加複雜。

圖 1、衛生福利部制訂的電子病歷發展藍圖(取自[2])

第三節臨床文件架構(Clinical Document Architecture, CDA)

臨床文件架構(Clinical Document Architecture, CDA)為健康資訊交換第七層協定(Health Level Seven, HL7)第三版針對臨床文件所制定的一套

(18)

標準，CDA 文件是由Header和Body所組成，並使用標準詞彙來進行編碼[17, 18]。

近幾年來衛生福利部推展的電子病歷交換計畫都是以 CDA R2 作為標準格式，它以可擴展標記語言(eXtensible Markup Language, XML)之結構撰寫文件，定義圖片、文字、影像等多媒體訊息內容，Header 是從

ClinicalDocument 作為根元素進行描述，主要內容是用來識別文件分類，

包含提供病人與參與醫療服務人員等資訊；Body 則是從 StructuredBody 元素開始，包含醫囑、醫令、檢驗報告等臨床文件，並針對每個區塊的內容加以描述[19]。

第四節快速健康照護互操作性資源(Fast Healthcare

Interoperability Resources, FHIR)

快速健康照護互操作性資源(Fast Healthcare Interoperability Resources,

FHIR)於技術上是設計在網頁環境中使用，採用 XML或 JSON 的資料格

式，每一個資源都有一個URL網址，因此可以在開放的網際網路環境中呈現資料。FHIR 是基於 RESTful，能在網頁環境中使用，採用 XML 或 JSON的資料格式，以 http為基礎的RESTful的協定，每一個資源都有一個 URL 網址，所以可以在開放的網際網路環境中呈現資料[20]。具象狀

(19)

態傳輸(Representational State Transfer, REST)是Roy Thomas Fielding 博士於2000年在研究中所提出的全球資訊網軟體架構風格，目的為不同軟體間能在網際網路中交換訊息[21]，符合 REST的設計就稱作RESTful，是一種開發理念，REST特點的特點就是將參數通過網址傳到伺服器，get 與 post可用來新增或是更新資源，是表單提交較常見的兩種基本方式。使用 REST可以利用快取記憶體(cache)來提高響應速度，提高伺服器的擴展性與相容性，使用瀏覽器執行，也降低了軟體需求。

FHIR 聲稱結合了先前 HL7 標準的優點與功能，同時提升效率而且易於執行實施應用，它所建立的模組元件稱為資源，這些資源可以被自由組合以解決臨床及管理上的問題，資源是一個實體，使用已知的URL網址作為ID，可以在規範書中被定義，說明書訂定的資料結構及資源型態，

可以使用XHTML來表示資源的內容，且資源的ID有版本的區別，如果

內容改變，版本就會跟著改變[20]。

FHIR 可以與現行使用的電子病歷交換格式 CDA 欄位進行轉換，將 CDA編碼成為 FHIR標準，研究指出大部分欄位都可正確對應[22]，此標準由HL7 協會積極制訂，是未來醫療資訊標準的方向，應用目前HL7 幾個成功的產品，如 HL7 第二版、HL7 第三版與 CDA 等產品的特性，同時利用最新的網頁標準，致力於系統建置的應用，比起其他替代品相對花費較少的代價。FHIR 支援 XML、JSON、HTTP 等網頁標準，適用於各

(20)

種環境，包括行動通訊App、雲端傳輸、大型機構的電子病歷資料分享的伺服器等，可以在開放的網際網路環境中，呈現健康資訊或電子病歷相關資料。

(21)

研究方法

本章節將依序說明研究流程、定義實作範圍和相關技術及開發工具。

第一節研究步驟與流程

基於研究背景、動機及目的，本研究於文獻中先探討電子病歷實施狀況、個人健康歷、臨床文件架構以及快速健康照護互操作性資源，在系統建置方面，首先了解FHIR標準後建立XPath 路徑對照表，根據路徑對應產生FHIR文件，最後驗證FHIR格式的正確性，圖 2為本研究之研究流程圖。

圖 2、研究流程圖

(22)

第二節系統需求分析與設計

本研究先以 FHIR 標準的統一塑模語言(Unified Modeling Language,

UML)圖來進行 FHIR 文件之編碼，將標準製成樣板元件的方式，提供使

用者自由組合應用，每一項交換的訊息或文件，可以很方便的從資源中，

選擇樣板填入資料就完成編碼。

(一) 定義實作範圍

1. 探討FHIR標準

HL7 的快速健康互操作性資源標準，是將各種健康資訊分離成各種不同的元件，提供元件的UML Diagram、傳遞欄位表格、XML 和 JSON 格式的樣版等，供使用者參考或直接套用，以下說明範例擷取自HL7 官方網站[23]，為幫助解讀，在下方 XML 的部分新增中文註解，以 FHIR 標準傳遞病人(patient)模板、用藥(medication)模板、檢驗(observation)模板之格式範例，並分別呈現。如圖 3即為病人(patient)模板的 UML圖，以便支援產生後續資料格式的綱要(schema)與模板，patient元件模板之XML

格式如表 1，參考表 2 之參考資料，將其值填入樣板後如表 3。

(23)

(1) 病人模板(patient template)

圖 3、FHIR標準的 Patient元件之 UML圖(取自[24])

表 1、FHIR 標準的 patient 元件之 XML 樣板

<Patient xmlns="http://hl7.org/fhir">

<identifier></identifier>

<active value="[boolean]"/>

<name></name>

<telecom></telecom>

<gender value="[code]"/>

<birthDate value="[date]"/>

<deceased[x]></de

ceased[x]>

<address></address>

<maritalStatus></maritalS

tatus>

(24)

<multipleBirth[x]><

/multipleBirth[x]>

<photo></photo>

<contact>

<relationship></relationship>

<name></name>

<telecom></telecom>

<address></address>

<gender value="[code]"/><!-- 0..1聯絡人性別(男性[male]、女性[female]、其他

[other]、未知[unknown]) -->

<organization><!-- 0..1 Reference(Organization) 與該聯絡人相關聯的組織--

></organization>

<period></period>

</contact>

<animal>

<species></spec ies>

<breed><!-- 0..1 CodeableConcept 品種(例如：貴賓犬[Poodle]、安格斯[Angu

s]) --></breed>

<genderStatus><!-- 0..1 CodeableConcept 狀態(例如：結紮[Neutered]、完整[I

ntact]) --></genderStatus>

</animal>

<communication>

<language></language>

<preferred value="[boolean]"/>

</communication>

<generalPractitioner><!-- 0..* Reference(Organization|Practitioner) 個案的保險

提供者--></generalPractitioner>

<managingOrganization>

</managingOrganization>

<link>

<other><!-- 1..1 Reference(Patient|RelatedPerson) 連結到所指的個案或相關

人員資源 --></other>

<type value="[code]"/>

</link>

</Patient>

(25)

表 2、patient 參考資料

欄位名稱參考值欄位名稱參考值

病歷號 12345 聯絡人-行動電話 0922-456789

病歷號分配醫院台大醫院北護分院病歷號分配日期 20150129

常用名張三全名張三

行動電話-工作用 0916-345678 住宅電話 (02) 1234-5678 出生日期 19800225 性別男性

工作地址 112 台北市北投區明德

路365號是否死亡否聯絡人-關係兄弟聯絡人-全名張二

表 3、FHIR 標準的 patient 元件之 XML 範例

<?xml version="1.0" standalone="no"?>

<!-- from DomainResource: text, contained, extension, and

modifierExtension -->

<name>

</name>

</telecom>

</address>

</relationship>

<name>

(26)

</name>

</telecom>

</contact>

</managingOrganization>

</Patient>

(2) 用藥模板(medication template)

如圖 4 為用藥(medication)的 UML 圖，以便支援產生後續資料格式的綱要(schema)與樣板，medication 的樣板如表 4。如表 5

medication 參考資料填入樣板以後就產生如表 6 的 FHIR 標準之

XML格式範例。

圖 4、FHIR標準的 medication元件之 UML圖

表 4、FHIR標準的medication元件之 XML樣板

(27)

</ingredient>

</product>

</content>

</package>

</Medication>

表 5、medication參考資料

欄位名稱參考值欄位名稱參考值

藥品名

青黴素 VK 口服懸浮液125毫克/5毫升

藥物劑型口服液

表 6、FHIR標準的medication元件之 XML範例

<text>

</text>

(28)

<code>

</coding>

</coding>

</code>

<form>

</coding>

</form>

</product>

</Medication>

(3) 檢驗模板(observation template)

如圖 5為檢驗(observation)的 UML圖，以便支援產生後續資料格式的綱要(schema)與樣板，observation 的樣板如表 7。如表 8

observation 參考資料填入樣板以後就產生如表 9 的 FHIR 標準之

XML格式範例。

(29)

圖 5、FHIR標準的observation元件之 UML圖

表 7、FHIR標準的observation元件之 XML樣板

SampledData|string|time 實際結果 --></value[x]>

<applies[x]><!-- 0..1 dateTime|Period

Physiologically Relevant time/time-period for observation --></applies[x]>

(30)

<performer><!-- 0..* Reference(Practitioner|Device|Organization|Patient|

RelatedPerson) 觀測者 --></performer>

<encounter><!-- 0..1 Reference(Encounter) Healthcare event related to the observation --

></encounter>

</referenceRange>

<target><!-- 1..1 Reference(Observation) Observation that is related to this one --

></target>

</related>

</Observation>

表 8、observation參考資料

欄位名稱參考值欄位名稱參考值量測項目身高量測值 168

量測單位公分

表 9、FHIR標準的observation元件之 XML範例

<name>

(31)

</coding>

</coding>

</coding>

</name>

</valueQuantity>

</subject>

</Observation>

(32)

首先，本研究整理了 PHR相對應的 FHIR 欄位之 XPath 路徑，參考圖 5 的 UML 圖進行轉換工具的實作，以編碼成符合 HL7/FHIR 標準文件的資料格式。如表 10的CDA 及FHIR各欄位之 XPath路徑對照範例，

以電子健康照護記錄摘要的生理量測 CDA 單張為例，左欄為 CDA 文件

的XPath 路徑，右欄為相對應之FHIR標準文件的 XPath路徑。

表 10、個人健康資料欄位之 Xpath路徑對照範例

項

次欄位名稱輸入路徑輸出路徑

1 身分證號

/hl7:ClinicalDocument/hl7:re cordTarget/hl7:patientRole/hl 7:id/@extension

/Patient/id/@value

2 姓名

/hl7:ClinicalDocument/hl7:re cordTarget/hl7:patientRole/hl 7:patient/hl7:name

/Patient/name/text/@value

3 性別

/hl7:ClinicalDocument/hl7:re cordTarget/hl7:patientRole/hl 7:patient/hl7:administrativeG enderCode/@code

/Patient/gender/@value

3. 對應FHIR標準格式模板

根據 XPath 路徑實作出能夠擷取各個欄位值的程式以完成解碼；最

後，根據FHIR文件的XPath 路徑進行編碼並填入已擷取出的欄位值，編

碼後的範例如表 11，共分為 observation、patient 兩種 XML 文件，即完成FHIR轉換。

(33)

表 11、以生理量測單張的體重欄位作為資料來源之 FHIR標準文件編碼範例

Observation Patient

<?xml version="1.0"

standalone="no"?>

<Observation

xmlns="http://hl7.org/fhir"

xmlns:xsi="http://www.w3.org /2001/XMLSchema-instance"

xsi:schemaLocation="http://h l7.org/fhir fhir-

single.xsd">

<reference

value="Patient/A123456789"

/>

</subject>

</valueQuantity>

</Observation>

<?xml version="1.0"

standalone="no"?>

<Patient

xmlns="http://hl7.org/fhir"

xmlns:xsi="http://www.w3.org /2001/XMLSchema-instance"

xsi:schemaLocation="http://h l7.org/fhir fhir-

single.xsd">

<system

value="urn:oid:2.16.886.101.

20003.20001" />

<value value="A123456789"

/>

</identifier>

<name>

</name>

</contact>

</Patient>

4. 驗證FHIR格式

(34)

衛生福利部所推動之電子病歷CDA單張目前使用XML schema 作為驗證方式，本研究編碼之 FHIR 利用市面上的套裝軟體 XML-Spy 與

Notepad++，配合 HL7 官方網站上提供之 XML schema 驗證檔案如圖 6

[23]，在要驗證的FHIR文件中加入「xsi:schemaLocation="http://hl7.org/fhir fhir-single.xsd」程式碼如圖 7，並將XML以及 XML schema驗證檔放在同一根目錄下執行，則完成檔案驗證；若使用Notepad++軟體驗證需先安

裝XML tool套件如圖 8，以驗證XML交換資料的格式和內容的正確性。

圖 6、HL7釋出之驗證 schema，使用fhir-single或 fhir-all為驗證主檔

(35)

圖 7、使用fhir-single.xsd驗證

圖 8、使用 Notepad++軟體驗證，加入 XML Tools套件方法

(36)

(二) 系統實作

本研究之個人健康歷格式轉換平台工具架構圖如圖 9，分為上傳模組、路徑對應模組、解碼模組、資料庫模組、編碼模組以及下載呈現模組，

使用者將個人健康歷相關之XML檔案上傳或自行輸入資料，系統會依照欄位至路徑對應模組的路徑資料庫查詢對應之 XPath 路徑，解碼模組根據查詢的解碼路徑解碼，將欄位資料值存入資料庫模組的PHR資料庫中，

再由編碼模組至 PHR 資料庫取值，配合路徑對應模組取出的編碼路徑，

於下載呈現模組產出FHIR文件，並能讓使用者下載 FHIR文件檔案，編碼之格式模板將通過 XML schema 驗證，以確保提供給使用者之資料格式的正確性。

圖 9、個人健康歷格式轉換平台工具架構圖

(37)

圖 10為個人健康歷格式轉換平台工具之循序圖，由使用者輸入或上傳資料至上傳模組，上傳模組回傳給使用者資料傳輸成功訊息，並至路徑對應模組查詢相對應欄位的編碼路徑與解碼路徑，分別傳送給解碼模組和編碼模組，解碼模組把上傳的個人健康資料，如：生理量測CDA 單張解碼後，將欄位值存入資料庫中，而編碼模組接收到由路徑對應模組傳送過來的編碼路徑之後，向資料庫模組取出欄位值，對應路徑欄位編碼產出 FHIR文件給下載呈現模組，讓使用者可以下載或瀏覽FHIR文件結果。

圖 10、個人健康歷格式轉換平台工具循序圖

(38)

1. 上傳模組

在上傳模組中，如圖 11使用者可以由輸入資料、上傳檔案或修改資料的方式，將資料傳送至個人健康歷格式轉換平台，再進行後續的路徑對應、編碼、存取資料庫、解碼和呈現動作。

圖 11、上傳模組之使用者案例圖

2. 路徑對應模組

路徑對應模組係由上傳模組之後執行，使用者將個人健康資料，如：

生理量測CDA單張檔案上傳後，至路徑對應模組中對應解碼路徑與編碼路徑，資料庫關聯圖如圖 12，由欄位名稱(fieldname)作為主鍵串聯兩張資料表，資料表rawPath存放原始檔案的解碼路徑，而資料表newPath 存放欲產出之FHIR文件的編碼路徑。fieldname為欄位名稱，rawpath為解碼路徑，raw_attribute 為屬性，fhirpath 為轉換至 FHIR 的編碼路徑，

(39)

new_attribute則為轉換至 FHIR的欄位屬性。由此模組對應路徑後將編碼與解碼路徑值分別傳送給解碼模組與編碼模組，再進行接下來的處理動作。

圖 12、路徑對應模組之路徑資料庫關聯圖

3. 解碼模組

解碼模組接收路徑對應模組傳送對應之解碼路徑，將上傳的個人健康資料，如：生理量測CDA單張，依照路徑解碼之後，取出各欄位資料值，將這些欄位資料值傳至資料庫模組，存入資料庫中。

4. 資料庫模組

資料庫模組存取由解碼模組依照路徑解碼的欄位值，本研究定義為小型的PHR資料庫，資料表欄位如圖 13，可在此資料庫中查詢個案的欄

rawPath

fieldname PK

rawpath raw_attribute

newPath

fieldname PK

fhirpath new_attribute

(40)

位值，編碼模組會來資料庫模組查詢欄位值，並取出資料值做FHIR的編碼。主表僅存三個欄位，包含身份證字號、檢驗項目代碼以及檢查項目結果，以身份證字號欄位與基本資料表對應，得知個案的姓名、性別、出生日期、地址、電話與聯絡人等基本資料；以檢查項目代碼欄位與項目代碼表對應，項目代碼資料表欄位有檢查項目代碼、檢查項目名稱以及檢查項目單位。

圖 13、資料庫模組之小型PHR資料表欄位 phrdb

PK身份證號檢查項目代碼檢查項目結果

基本資料表 PK身份證號

地址

項目代碼表檢查項目代碼 PK

檢查項目單位檢查項目名稱姓名

出生日期性別

聯絡人姓名電話

聯絡人電話聯絡人關係

1

(41)

5. 編碼模組

編碼模組接收路徑對應模組傳送對應之編碼路徑，由解碼模組解碼之後，將欄位資料值存至資料庫，編碼時，至資料庫模組中將值取出，並依對應之編碼路徑編碼，產出FHIR格式文件，後續能至下載呈現模組供使用者使用。

6. 下載呈現模組

由編碼模組產生FHIR格式文件後，至下載呈現模組供使用者檢視或下載所需檔案，圖 14 為此下載呈現模組的使用者案例圖，使用者可以檢視或下載已轉換完成之FHIR文件做使用，完成個人健康資料轉換。

圖 14、下載呈現模組之使用者案例圖檢視

下載使用者

(42)

第三節相關技術及開發工具

本研究使用的作業系統、開發環境、開發工具、資料庫、開發語言以及驗證工具如下列所示：

 作業系統：Microsoft Windows 8.1

 開發環境：Google Chrome

 開發工具：Microsoft Visual Studio 2012

 資料庫：Microsoft Access

 開發語言：VB.NET

 驗證工具：XML-Spy、Notepad++

(43)

研究結果

本研究蒐集國際標準的發展情形以及了解現行臨床文件架構，用實作轉換系統的方式，將XML格式之生理量測等遠距照護個人健康資料，

透過本研究之轉換工具，轉換為快速健康照護互操作性資源(FHIR)標準格式文件，並能將資料存入資料庫中。

首先分析個人健康資料欄位的 Xpath 路徑，製作路徑對照資料表如表 12與表 13，表 12 是路徑資料庫解碼路徑資料表內容，表 13 是路徑資料庫編碼路徑資料表內容，以建置快速健康照護互操作性資源標準轉換工具平台，將個人健康資料檔案上傳或自行輸入資料，即可編碼成為 FHIR 格式，因 PHR 非常廣泛，本研究範圍為衛生福利部公告的五類電子病歷單張以及六個遠距照護單張作為欄位建置的依據，只要有路徑資料庫中含有路徑資料，即可以完成轉換，不僅限於生理量測單張，而產出的 FHIR文件使用 HL7 釋出之驗證 schema，驗證編碼出的 FHIR 符合標準。

表 12、路徑資料庫解碼資料欄位與內容範例

fieldname rawpath raw_attribute

1 身分證號 /hl7:ClinicalDocument/hl7:recordTarge

t/hl7:patientRole/hl7:id extension 2 姓名 /hl7:ClinicalDocument/hl7:recordTarge

(44)

3 性別

/hl7:ClinicalDocument/hl7:recordTarge t/hl7:patientRole/hl7:patient/hl7:admini strativeGenderCode

code

4 出生日期

/hl7:ClinicalDocument/hl7:recordTarge t/hl7:patientRole/hl7:patient/hl7:birthTi me

value

5 地址

/hl7:ClinicalDocument/hl7:recordTarge t/hl7:patientRole/hl7:addr/hl7:streetAd dressLine

6 電話 /hl7:ClinicalDocument/hl7:recordTarge

t/hl7:patientRole/hl7:telecom value 7 聯絡人姓名

/hl7:ClinicalDocument/hl7:participant/

hl7:associatedEntity/hl7:associatedPers on/hl7:name

8 聯絡人關係 /hl7:ClinicalDocument/hl7:participant/

hl7:associatedEntity/hl7:code code 9 聯絡人電話 /hl7:ClinicalDocument/hl7:participant/

hl7:associatedEntity/hl7:telecom value

10 身高

/hl7:ClinicalDocument/hl7:component/

hl7:structuredBody/hl7:component/hl7:

section/hl7:code[@code='8716-

3']/../hl7:entry/hl7:organizer/hl7:compo nent/hl7:observation/hl7:code[@code=' 8302-2']/../hl7:value

value

11 身高量測單位

unit

12

身高量測日期時間

3']/../hl7:entry/hl7:organizer/hl7:compo

value

(45)

fieldname rawpath raw_attribute nent/hl7:observation/hl7:code[@code='

8302-2']/../hl7:effectiveTime

13 體重

3']/../hl7:entry/hl7:organizer/hl7:compo nent//hl7:observation/hl7:code[@code=

'3141-9']/../hl7:value

value

14 體重量測單位

unit

15

體重量測日期時間

3']/../hl7:entry/hl7:organizer/hl7:compo nent/hl7:observation/hl7:code[@code=' 3141-

9']/../hl7:effectiveTime/hl7:@value

value

16 BMI

value

17

BMI 量測日期

時間

3']/../hl7:entry/hl7:organizer/hl7:compo nent/hl7:observation/hl7:code[@code=' 39156-5']/../hl7:effectiveTime

value

18 體溫

value

(46)

fieldname rawpath raw_attribute 3']/../hl7:entry/hl7:organizer/hl7:compo

nent/hl7:observation/hl7:code[@code=' 35095-9']/../hl7:value

19 體溫量測單位

unit

20

體溫量測日期時間

value

21 脈搏/心跳

value

22

脈搏/心跳量測日期時間

value

23 血氧

3']/../hl7:entry/hl7:organizer/hl7:compo nent/hl7:observation/hl7:code[@code=' 431314004']/../hl7:value

value

(47)

24

血氧量測日期時間

3']/../hl7:entry/hl7:organizer/hl7:compo nent/hl7:observation/hl7:code[@code=' 431314004']/../hl7:effectiveTime

value

25 飯前血糖

value

26

血糖量測日期時間

value

27 收縮壓

value

28

收縮壓量測單位

unit

29 舒張壓

value

(48)

30

舒張壓量測單位

unit

表 13、路徑資料庫編碼資料欄位與內容範例

fieldname fhirpath new_attribute

1 身分證號 /Patient/id value

2 姓名 /Patient/name/text value

3 性別 /Patient/gender value

4 出生日期 /Patient/birthDate value

5 地址 /Patient/address/text value

6 電話 /Patient/telecom/value value

7 聯絡人姓名 /Patient/contact/name/text value 8 聯絡人關係 /Patient/contact/relationship/text value 9 聯絡人電話 /Patient/contact/telecom/text value

10 身高 /Observation/code[@id='身高

']/../valueQuantity/value

value

11 身高量測單位 /Observation/code[@id='身高 value

(49)

fieldname fhirpath new_attribute ']/../valueQuantity/unit

12 身高量測日期時間 /Observation/code[@id='身高 ']/../effectiveDateTime

value

13 體重 /Observation/code[@id='體重

value

14 體重量測單位 /Observation/code[@id='體重 ']/../valueQuantity/unit

value

15 體重量測日期時間 /Observation/code[@id='體重 ']/../effectiveDateTime

value

16 BMI

/Observation/code[@id='BMI']/..

/valueQuantity/value

value

17 BMI量測日期時間 /Observation/code[@id='BMI']/..

/effectiveDateTime

value

18 體溫 /Observation/code[@id='體溫

value

19 體溫量測單位 /Observation/code[@id='體溫 ']/../valueQuantity/unit

value

20 體溫量測日期時間 /Observation/code[@id='體溫 ']/../effectiveDateTime

value

21 脈搏/心跳 /Observation/code[@id='脈搏/心 value

(50)

fieldname fhirpath new_attribute 跳']/../valueQuantity/value

22

脈搏/心跳量測日期

時間

/Observation/code[@id='脈搏/心跳']/../effectiveDateTime

value

23 血氧 /Observation/code[@id='血氧

value

24 血氧量測日期時間 /Observation/code[@id='血氧 ']/../effectiveDateTime

value

25 飯前血糖 /Observation/code[@id='血糖 ']/../valueQuantity/value

value

26 血糖量測日期時間 /Observation/code[@id='血糖 ']/../effectiveDateTime

value

27 收縮壓 /Observation/code[@id='收縮壓

value

28 收縮壓量測單位 /Observation/code[@id='收縮壓 ']/../valueQuantity/unit

value

29 舒張壓 /Observation/code[@id='舒張壓

value

30 舒張壓量測單位 /Observation/code[@id='舒張壓 ']/../valueQuantity/unit

value

(51)

系統畫面如圖 16所示，首先上傳 XML文件檔案，系統將至路徑資料庫查詢對應欄位之路徑，解碼呈現於平台如圖 17 所示，最後點選編碼按鈕執行編碼成為FHIR的格式，呈現結果如圖 18。

圖 15、個人健康歷格式轉換平台工具系統畫面圖

圖 16、上傳檔案至工具，進行解碼

(52)

圖 17、進行編碼成為 FHIR，資料也一併存入至 PHR資料庫中

CDA 目前使用 XML schema 作為驗證方式，本研究編碼之 FHIR 利

用市面上的套裝軟體XML-Spy或 Notepad++，配合HL7 官方網站上提供

之XML schema驗證檔案[23]，以驗證XML交換資料的格式和內容的正

確性，圖 18 與圖 19 為生理量測單張轉換出的 FHIR observation樣版範例，該單張之patient也能通過驗證。

(53)

圖 18、轉換出的 FHIR樣板使用XML-Spy軟體驗證成功結果

圖 19、轉換出的FHIR樣板使用 Notepad++軟體驗證成功結果

國立臺北護理健康大學資訊管理研究所碩士論文

National Taipei University of Nursing and Health Sciences Graduate Institute of Information Management

指導教授：黃衍文 博士 Advisor: Ean-Wen Huang Ph.D.

以快速健康照護互操作性資源(FHIR)標準建置個人健康 紀錄格式轉換平台之研究

研究生：鄭文欣 撰 Name: Wen-Hsin Cheng

中華民國一○六年七月

July, 2017

以快速健康照護互操作性資源(FHIR)標準建置 個人健康紀錄格式轉換平台之研究

指導教授：黃衍文博士 Advisor: Ean-Wen Huang Ph.D.

以快速健康照護互操作性資源(FHIR)標準建置個人健康紀錄格式轉換平台之研究

研究生：鄭文欣撰 Name: Wen-Hsin Cheng

以快速健康照護互操作性資源(FHIR)標準建置個人健康紀錄格式轉換平台之研究