I.

웹 서비스 기반의 뉴 패러다임 병원정보시스템 구조 설계

Architecture design of new paradigm hospital information system

based on web service

Hwa-Sun Kim, Jong-Hyuk Lee, In-Hyuk Song1,

II-Kon Kim1, Yun-Sik Kwak1, Hyung-Hoi Kim2,

Dept. of Medical Informatics, Kyungpook National University

Intelligent Health Information sharing system Development Center1

Dept. of Laboratory Medicine, Pusan National University College of Medicine2

Abstract: As old age population increases by fast that low birthrate and increase of average life, enlarged interest about people's health caused much changes to health medical treatment. However, hospital information system until now geographical and Regional, became independent by time. So, We have encountered unexpected difficulties to achieve information sharing and standard. Therefore, though constructed application programs and system handle organic connection business so far, much problems were caused. Request of public ownership between medical institution of patient medical examination and medical information and practical use of health medical information system that is spreading rapidly the latest here require smoothness among several other medical information system mutually. The Goal of this research is that develop doing to support a health recording administration of patient center while service system or component itself supports necessary presence at a laboratory information, PACS, various body signal informations, prescription information, diagnosis information, admission, discharge information and transcript so that part, whole correction is available by maintenance and real time adaptively on hospital a requirement  early system.

Keyword: Hospital information system, Information sharing, Standard

연구배경

의료 환경 변화의 대응방안으로 의료의 정보화와 지식화가 최근 강조되고 있으며 의료의 국제화 추세에 대비하기 위해 의료정보의 표준화 또한 활발히 진행되고 있다. 이는 급속한 저출산과 평균수명의 연장으로 인해 노령인구비율이 증가 함으로서 대다수의 국민이 건강에 대한 관심이 증대되었기 때문이다. 그러나 병원정보시스템은 지리적, 시간적으로 독립되어 정보공유와 표준이라는 문제에 있어 한계점에 도달하였다. 급격히 확산되고 있는 환자진료정보의 의료기관간 공유의 요구와 보건의료정보시스템의 활용은 여러 다른 의료정보 시스템 간의 원활한 상호 운용성을 요구하고 있는데 반하여, 지금까지 구축되어온 응용 프로그램들과 시스템이 유기적인 연관성 업무를 처리하기에는 역부족이였다. 이 상호 운용성을 보장하기 위하여 보건의료정보의 표준화는 필수적인 사항이 되었다[1]. 국제적으로 이를 위하여 ISO TC 215, Health Informatics가 1998년에 시작되었으며, 현재 가장 활발히 연구되고 있는 표준화 작업은 데이터 교환을 위한 새로운 표준 규약인 HL7(Health Level 7)으로, HL7의 L7 부분은 ISO의 OSI(Open System Interconnection) 모델의 제7 계층인 응용계층과 상응하는 개념이며 표준으로서의 HL7은 의료 환경에서의 전자적 데이터 교환을 위한 애플리케이션 프로토콜을 의미한다. HL7은 다양한 보건의료정보시스템 간 정보의 교환을 위하여 미국국립표준  구소(ANSI)가 인증한 표준으로 현재 미국을 비롯한 영국, 호주, 뉴질랜드, 일본, 대만 등의 국가에서는 이미 HL7을 국가 표준으로 정하여 사용해 오고 있다[2]. 전 국민 평생건강관리 체계를 구축하려는 국가적 중, 장기계획에 맞추기 위해서는 먼저 이러한 평생 의무 기록 환경의 구축을 위한 새로운 골격이 있어야 한다. 즉, HL7 표준 프로토콜에 의해 전송되어질 CDA(Clinical Document Architecure)기반을 위한 구조 설계가 있어야만 한다. 이는 곧 효율적으로 환자의 정보들을 저장하고, 검색, 관리할 수 있도록 하기 위해서는 우선적으로 환자의 퇴원요약지(Dis charge Summary)를 기반으로 한 진료정보를 공유하는 것이 선행되어야 한다. 이는 국가적으로 질환관리, 진료지원, 건강관리, 전염병관리 등에 관한 각종 보건의료정보를 신속, 정확하게 보건의료사업의 기획, 수행 및 평가에 필요한 정보를 수시로 제공함으로서 보건의료의 질적 향상을 도모할 수 있다. 또한 통합된 환자 정보로부터 산출된 보건통계는 정부기관의 보건의료 정책 수립시 의사결정을 위한 중요한 자료로 사용될 수 있다. 미국에서는 1974년부터 퇴원환자 표준자료세트(Uniform Hospital Discharge Da tasets)을 채택하여, 1979년 공식적인 자료세트로 승인하였다. 우리나라의 경우도 퇴원환자정보의 표준화를 위한 연구가 여러 차례 수행되어왔으나, 국제적 표준에 맞춘 CDA의 연구에는 아직 못미치고 있다. CDA는 XML로 이루어진 도큐멘트(Document) 명세(Specification)로서 HL7에서 정해진 데이터 교환을 위한 문서들이다. 그러므로 환자 진료시에 필요한 정보를 지원하기 위한 필수적 사항들을 CDA라는 틀(Format)에 담아 HL7메시지로 전송한다. HL7 V3에서는 HL7 2.X때와는 달리 메시지 도큐멘트도 XML로 구성되어 있다. CDA는 현재 국내 임상학회가 그룹을 형성하여 진행 중에 있다.

[Fig.1] HL7 V2.X와 V3

본 연구에서는 기존의 병원정보시스템에서 과감히 탈피한 웹 서비스(Web Services)기반의 새로운 병원정보시스템을 2차병원중심의 시나리오를 통하여, 표준화작업을 마친 표준들을 사용하여 개발하고자 한다. 그 첫 단계인 구현단계에 앞서 요구사항분석과 구조 설계를 통하여 새로운 패러다임의 병원정보시스템 모델을 제시하였다.

II. 설 계 및 방 법

1. CDA의 구성

CDA 문서는 헤더(Header)와 바디(Body)로 구성되어 있다. 헤더는 문서를 구분, 확인해주고, 인증이나 진료(Encounter), 환자(Targets)와 의료인(Actors)에 관 련된 정보를 담고 있으며, 바디는 임상진료기록을 담고 있다. 개념적으로 바디 구조와, 바디 엔트리들(Body Entries), 그리고 외부 참조로 나뉘어져 있다. 이 중에서 CDA 헤더의 목적은, 병원 간 혹은 병원내에서 임상 기록의 교환이 가능하게 하는데 있고, 이와 더불어 관리를 용이하게 하며, 각 환자의 임상기록을 평생의무기록으로 취합하는 것을 용이하게 해주는 매우 큰 역할을 한다. CDA 스키마는 CDA Hierarchical Description으로부터 만들어졌고, CDA Hierarchical Description은 CD A R-MIM으로부터, CDA R-MIM은 HL7 Refere nce Information Model로부터 만들어졌다. HL7 V2.x나 V3의 관점에서 보면 CDA 문서는 encapsulated datatype(ED)으로 enc ode되었고, Multipurpose Inter net Mail Extensions (MIME, RFC 2046) package 로 교환될 멀티미디어 개체이다.

[Fig.2] CDA의 구조

[Fig.3] CDA R-MIM

2.  스키마(Schema) 설계

미국에서 입원환자에 사용되는 퇴원환자 표준자료세트(UHDDS)에 근거한 대한의무기록협회에서 정의한 퇴원요약기록에 기초하여, 퇴원요약기록 CDA를 설계하였다. 이는 임상학회에서 결정된 사항에 대해서 수정가능하도록 유연적이며, 향후 전자의무기록(EH R)의 부분으로서 표준화시켜야 할 필요성이 있다. [Fig.4]는 퇴원요약기록지의 스키마로서 HL7의 CDA 표준 포맷팅을 지원하고 있다.

[Fig.4] discharge.xsd

스키마는 DTD와 달리 그 자체에 유효성 검증을 위한 규칙이 포함되어 있다. 그래서 일일이 데이터의 형식이나 각종 규칙들에 대한 검증을 해주지 않아도 XML문서를 스키마와 상호 검증하는 단계에서 자동으로 제공된다. 여기서 discharge 스키마는 퇴원요약기록지의 유효성을 검증할 뿐만 아니라 애플리케이션(Application)개발의 기본 구조가 된다. 즉. 일관된 구조를 정의하므로서 다양한 정보를 장소와 시간에 구애 없이 재사용 및 재가공될 수 있는 큰 장점을 가진다. [Tbl.1]은 discharge 스키마에 유효한(Valid)한 XML문서인 dischage.xml이다.

[Tbl.1]dischage.xml

[Fig.6] 의사처방시스템의 유즈케이스

이는 반복적 정제작업을 거치면서 개발단계까지 계속적으로 수정 혹은 삭제될 것이다.

4. 시스템 유즈케이스(Usecase)

유스케이스 모델에서는 요구사항 기술서를 통해서 도출되는 각 액터와 관련 유즈케이스를 식별하는 것을 목적으로 하므로 매우 추상적이다. [Fig.5]에서는 가상시나리오상 소화기외과병동간호사가 담석증환자를 통해 행해지는 간호수행을 유즈케이스로 나타낸 것이다.

[Fig.5] 간호정보시스템의 유즈케이스

요구사항분석결과 로그인, 간호정보조사, 전과전실처리, 수술처리, 처방 확인, 처방실행결과등록,활력증후, Intake/Output, 혈당 및 뇨당, 간호기록, 퇴원간호계획등이 있었다. 의사처방시스템에서는 가장 중요한 처방 및 진단을 비롯하여, 결과조회, 환자정보조회, 진료기록등이 유즈케이스에 도출되었다.

5. 아키텍쳐(Architecture) 설계

아키텍쳐는 외부, 내부로 구성된다. 내부에는 OC S(Order Communication System), NIS(Nursing Inf ormation System)등 병원 업무를 처리하는 애플리케이션이 배치되어 있고 각 애플리케이션에서 처리하는 데이터는 병원의 중앙 집중 데이터 저장소(Rep ository)인 HIS Repository와 로컬 저장 공간인 Lo cal Registry에 저장된다.

[Fig.7] 전체 아키텍쳐 설계

애플리케이션은 자신이 처리하는 데이터를 Local Repository에 저장하며, 동시에 HIS Repository에도 저장하므로서 지속적인 업무 수행을 지원한다. 외부에서는 크게 정보를 저장하고 검색을 지원하는 CDR (Clinical Document Repository)과 MPI(Message Passing Interface)가 있으며, 그 외 Vocabulary Ser ver, HIS(Hospital Information System) Component System, UDDI(Universal Desc ription, Discovery a nd Integration)가 있다. UDDI는 서비스 제공자가 서비스를 웹에 홍보할 수 있도록 하며, 서비스 소비자가 UDDI 레지스트리에서 자신이 원하는 서비스를 카테고리 정보를 이용해서 찾아낼 수 있도록 해준다. 중요한 점은 UDDI는 서비스 기술 인터페이스에 대한 정보를 포함한다는 것이다. 일련의 SOAP(Simple Object Access Protocol)기반 XML API(application programming interface)호출을 통해 디자인타임과 런타임시 모두 UDDI와 상호 작용하여 기술데이터를 검색함으로써 이러한 서비스를 호출하고 사용할 수 있도록 할 수 있다. CDR은 병원 내부에 저장된 환자 진료 정보를 저장하고 여러 가지 형태의 검색을 제공한다. MPI는 여러 지역에 분산된 CDR로부터 검색에 필요한 정보들을 저장하여 환자 정보 검색을 지원한다. 웹 서비스를 위한 뉴 패러다임 병원정보시스템의 상세 시스템 내부 구조는 아래와 같다.

(1) 병원 내부 시스템

□ 외부로부터 XML기반의 SOAP, ebXML등의 메시지를 주고 받는 전송 레이어인 Transport Manager, Message Dispatcher, Mapper가 있다. 그리고 시스템의 기능을 실제로 수행하는 애플리케이션 로직 부분인 SEED Application Logic이 있다.

□ 기본적으로 SEED 컴포넌트로부터 구성된다. 이는 시스템에 필요한 기본 기능을 명시하고 있는 컴포넌트로서 설치시 다운로드 받은 컴포넌트를 연결하여 컴포넌트를 실행하여 주어진 기능을 동작시키는 방식으로 동작한다.

□ Component Manager는 SEED 애플리케이션 로직에 필요한 컴포넌트 및 버전 관리를 수행한다.

(2) HIS Repository

□ 발생한 데이터를 저장하고 관리하며, CDR에 환자 진료 정보를 전송하는 역할을 수행하며 웹 서비스 형태로 기능을 제공한다.

□ Transport Manager, Message Dispatche, Applica tion Logic부분이 있다.

□ 병원내 시스템으로부터의 저장 또는 반환 요청을 처리하는 Data Manager와 CDR에 문서를 전송하는 CDR Manager, 그리고 Event의 흐름을 제어하는 E vent Manager로 구성된다.

(3) HIS Component Provider

□ SEED 기반의 시스템에 필요한 컴포넌트를 제공하는 제공자이다.

□ 웹서비스를 통해서 자신이 제공하는 컴포넌트의 기능을 열람하게 하여 필요시 해당 컴포넌트를 필요한 시스템에게 전송할 수 있다.

(4) Vocabulary Server

□ 질병 또는 처방정보를 입력시 손쉽게 표준화된 코드를 입력하므로, 오류 발생을 줄인다.

□ 용어의 검색 또는 검증을 제공하는 프로그램이 필수로서 이는 웹서비스 형태로 제공한다.

□ 시스템 구조는 HIS Repository와 동일하다.

III. 결 론

전 세계는 매우 빠른 속도로 정보시스템의 도입하면서 네트워크화된 의료정보를 국가적인 차원에서 국민보건 및 행정자료로 이용하고 있다. 각 병원 및 의료 기관간을 연결할 초고속 정보망이 가동되면 우리에게 공개될 정보의 양은 급격히 증가하게 될 것이며 이러한 정보의 교환과 공유만이 재원의 낭비를 막고 효율극대화의 지름길이 될 것이다. 따라서 의료정보망의 효율적 구축과 적용을 위한 의료정보 표준안이 확립되어야 한다. 그리고 이러한 의료정보 표준안을 기반으로 하기 위해서는 기존의 병원정보시스템에서 벗어난 새로운 패러다임의 구조로의 방향을 전환하는 연구도 활발히 진행되어야 한다고 본다.

Acknowledgment

본 연구는 보건복지부의 보건의료기술연구개발 사업으로부터 지원을 받아 진행되는 연구작업 중의 하나이다(연구과제 번호02-PJ1-PG6-HI03-0004).

참고 문헌

1. 정혜정 □통합 보건의료정보 체계에 대한 이해□,    IT법 연구회, 2003

2. 곽연식 □통합 보건의료정보 체계□, 대한의료정보   학회 초록집, 2003:추계, p11-49

4. David S.Platt. Introducing Microsoft.Net 3rd Edi  ion, Microsoft.Net, 2003

5. HL7,

6. 대한의무기록협회, http://kmra.or.kr

7. 김한중, □의료환경의 변화□, 대한의료정보학회 초  록집, 2001:춘계, p. 120

8. Charles F.Goldfarb and Paul Prescod. The  XML      Handbook. Prentice Hall, 2001

9. J. Shanmugasundaram, E. Shekita, R. Barr, M.Carey,  B. Lindsay, H. Pirahesh. Efficiently Publishing Relat ional Data as XML Documents, VLDB, 2002