HL7 임상문서구조를 사용한 병원정보시스템과 무선 PDA 간 전송

A  Transmission with the Personal Digital Assistants from the Hospital Information System using HL7 CDA

Hwa Sun Kim, Kyoung Wook Hwang, Hune Cho, Yun Sik Kwak

Department of Medical Informatics, Kyungpook National University and                                                    Medical  Informatics Research Center, 700-422, hunecho@knu.ac.kr

Abstract: In general, hospital information system should provide interoperability hat usually and operate independence of other HIS. This study proposes HIS-content on mobile devices like Personal Digital Assistants (PDA)that can be implemented within HL7 CDA and XML schema design. CDA has proved to be a powerful standard for a structured exchange of clinical documents between heterogeneous software systems like HIS. We report on the design goals, implemented functionality, interoperability and availability on different devices like mobile computers. In this study, by storing and extracting the medical data related with the discharge of the hospital  through the CDA, for the effective interchange and sharing of the information, maximum utilization of the in formation can be achieved. Also, propose method for electronic patient records of CDA base.

Keyword: Hospital Information System, HL7 CDA, PDA.

I. 배  경

Fig.  Generic Structure of a CDA document

HL7임상문서구조(Clinical Document Architecture, CDA)는 다양한 의료정보시스템 간 정보의 교환을 위하여 미국표준원(ANSI)이 인증한 표준으로 미국을 비롯한 영국, 호주, 뉴질랜드, 일본, 대만, 독일 등의 의료 선진국에서는 이미 표준으로 사용하고 있다[1]. 정보통신에 있어서 다양한 통신방식과 기술응용으로 개발된 제품 간의 이식성(portability), 확장성(scalability), 상호 운용성의 문제가 발생하여 통신서비스의 보급과 이용에 제약을 가하게 되므로 표준화의 목표는 전술한 일련의 문제를 해결하고 국가정보산업을 보호하여 국제화에 대비하는 것이라 할 수 있다. 본 연구는 CDA를 기반으로 하는 병원정보시스템에서 이동형 디바이스와 같은 개인형 무선 단말기로의 정보전송의 위한 설계를 제안한다. 선행 연구로는 독일의 SCIPHOX [2](Standardization of communication between Information Systems in Physician Offices and Hospital using XML)가 연계된 무선 모바일 컴퓨팅(Wireless Mobile Computing)을 퇴원요약지와 더불어 다양한 임상문서의 전송을  시도한 바 있다.

II.  재  료

Clinical Document Architecture (CDA)

CDA문서는 표준임상문서구조로서 구조와 의미를 가지며 교환을 목적으로 하는 헤더(Header)와 다양한 임상적 서비스를 가지는 바디(Body)로 구성된다.  있다[3]. CDA는 XML(extensible Markup Language) 기반의 계층적 구조를 가지므로, 확장성과 유연성이 뛰어나며, 특정 XSLT 스타일시트를 사용하여 HTML 같은 사람이 읽기 쉬운(human readable) 형태로 자유롭게 변형할 수 있다. 그리고 CDA 표준은 상이(相異)한 시스템 간에 영속성(永續性)을 가진 임상문서를 교환할 수 있도록 설계되었다[4]-[6]. 실제적으로 CDA는 퇴원요약지, 진단검사결과지, 진단 또는 시술 목록지, 방사선결과지와 이미지 등과 같은 HIS와 연관된 문서를 포함하고 있다. 본 연구에서는 기존에 연구된 CDA기반의 HIS에서 퇴원요약 및 진단검사결과CDA를 적극적으로 활용할 수 있는 방법을 가상 시나리오를 통하여 구현하였다.

Personal Digital Assistants (PDA)

의사 또는 간호사에게 있어 모바일 컴퓨터는 현장진료에 있어 점점 많은 역할과 중요한 임무를 담당하고 있다.

그 중에서 1990년대 초기에 소개된 PDA는 의료현장에서 다양한 영역에서 증가추세에 있다[7]. 초기에는 약물참조, 특정질환의 위험사정, 약물용량계산, 환자기록 또는 진단코드(ICD)의 데이터베이스의 사용을 위해 활용되었다.

Fig. 2  Web-based HIS architecture

이 연구를 위한 병원에서 무선 네트워크를 사용을 증가시키기 위한 두 가지의 기본 시나리오와 기본 준비가 중요하다.

첫째, 이동형 PC 또는 노트북은 무선 네트워크에 연결되어야 하며, 사용자는 HIS에서 자료를 받아 노트북 자체에서나 터미널 서버에서 실행시켜 사용할 수 있다. 하지만 노트북의 크기, 무게와 임상 환경에 따른 문제점으로 사용성에 한계가 있다.

둘째, 무선 PDA는 임상전문가의 활동성에 방해가 되지 않을 정도의 크기로 주머니에 들어가며 즉시성이 있어 필요시 사용 가능하여 임상 환경에 적합하여야 한다.

Ⅲ. 방  법

Hospital Information System (HIS)

기존 연구에서 보고한 바 있는 그림 2의 웹 기반의 HIS를 기반으로 하였다. 단, 국내 병원의 대부분이 사용하고 있는 관계형 데이터베이스의 복잡성을 해결하기 위한 유연한 저장소를 위해 EAV-type (Entity-Attribute-Value) 데이터베이스 스키마를 사용하였다[8]-[10].

CDA 서버(Server)

HIS에서 CDA로 연결과 문서를 변환하고 PDA로 전송하기 위해서 CDA 서버를 설계하였다. CDA 서버는 HIS와 CDA간의 연결을 위해 CDA server engine, HIS retrieval engine, CDA conversion engine, XSLT engine, Set of XSLT style sheet의  총 5개의 컴포넌트(component)로 구성하였다. 표준 기술인 XQuery, XPath 등의 XSLT style sheet는 CDA를 HTML형태로 변환하여 다양하게 디스플레이 된다[11].

Fig. 4 Communication Architecture of CDA server

Fig. 3 CDA generating of XSLT style sheet

본 연구에서는 퇴원요약지, 진단검사결과지, 서술문을 포함한 판독결과지의 각 3개의 문서 타입에 적합한 PC용과 PDA용의 스타일시트를 개발하였다 (그림 3). 그림 4는 CDA 서버의 전체 구조도로 다음과 같은 순서로 커뮤니케이션이 생성된다.

PDA에서 요구하는 질의는 HIS Database로 전달하고 쿼리는 해당되는 문서를 추출한다.

HIS에서 추출된 데이터는 CDA conversion engine 에 의해 CDA string 으로 변환된다.

XSLT transformation engine은 각각 적합한 디바이스 타입에 설정된 HTML string의 형태로 변형된다.

HTML string은 네트워크를 통해 PDA로 전송된다.

CDA server engine, HIS retrieval engine, CDA conversion engine은 C#으로 구현하였으며, XSLT Transformation engine은 COM+(Component Object Model) 을 사용하여 CDA engine에 의해 외부 애플리케이션(external application)에서 제어할 수 있다.

Design of the XSLT style sheets

XSLT 스타일 시트는 CDA/XML 를 다양한 형태로 변환하여 사용자의 뷰(View)에 HTML로 보낸다. 그림 5와 같이 전체 브라우저의 Navigation에 서브 메뉴를 설계하였다.

즉, XSLT transformation engine은 문서의 일반적인 부분은 동일한 HTML의 형태로 나타날 수 있게 하고, CDA 문서의 특정한 부분 혹은 임상 전문가에 의해 중요하게 선택되어진 부분은 CDA의 구조와 맞는 특정 스타일시트를 사용하게끔 한다.

Ⅳ. 결 과

이 연구는 가상시나리오에 의해 퇴원환자가 다른 지역의 병원을 방문할 경우 수진병원의 진단검사결과 및 방사선 이미지를 전송하는 시스템의 설계와 프로토타입(protype)을 구현하였다. 그림 5와 같이 임상 전문가는 재방문한 환자의 진단검사결과와 방사선이미지를 쉽게 전송받아 환자 진료에 적극적인 자료로 활용될 수 있다[12]. PDA의 애플리케이션은 Visual CE Ver.8.1로 구현하였다. 프로토타입의 구현 중 2대의 PC와 1대의 PDA의 플랫폼에서 주요한 문제점은 발견되지 않았으며, 다양한 스타일시트로 서로 다른 디바이스에 적용하는 데 별 어려움이 없었다.

Fig. 5 PDA Screenshots of a patient's lab results and PC Serrenshot of a discharge summary

Ⅴ.  논 의

PDA 애플리케이션을 활용한 임상 데이터의 접근에 대한 표준적 방법이 구체적으로 제시된 바는 없으나, 임상 현장에서 PDA를 비롯한 각종 무선 컴퓨팅 방법은 환자에게 환자 기록을 쉽게 접할 수 있게 함은 물론 향후 보건산업발전의 무한한 잠재력을 가지고 있는 분야 중 하나이다.

무선 컴퓨팅 기술과 임상 데이터의 접근을 다룬 몇몇 기존 문헌에서는 PDA 기술이 빠른 진보를 나타내지만, HIS와 같은 복잡하고 방대한 애플리케이션에는 적당하지 않다고 한다.

현재까지는 HIS와 PDA와의 데이터 연결을 위한 구현에는 객체지향언어이며 플랫폼에 독립적인 Java 언어로 몇몇 부분에만 적용되어져 있다.

그동안 임상 현장에서 PDA는 사용자가 읽을 수 있는 HTML 형식으로만 표현하므로 상대적으로 웹 기반 솔루션에 약한 프로세서라 여겼다.

하지만, 이 연구를 통해서 HIS를 PDA에 가져와 표현되는 것이 CDA를 활용하므로 가능함과 동시에 CDA는 형식이 없는 환경에서 조차 가치 있고 유연성 있는 임상문서구조의 표준임을 구현하고 증명하였다.

향후 연구에서는 CDA의 코드화된 데이터가 아닌 non-CDA XML 문서들에 대해서도 연구가 이루어져야 할 것이다. 그리고 데이터 필드와 멀티미디어를 포함한 다양한 임상문서의 조회 및 수정, 삽입 같은 애플리케이션의 기능적 확장에 대한 기술을 더욱 발전시켜 휴대폰 같은 무선 모바일 출력 디바이스에 쉽게 이식 할 수 있을 것이다.

참고 문헌

1. Yun Sik, Kwak Health and IT making the most ofthe match. in ISO FOCUS, 2004 pp. 26-28

2. Bludau HB, Wolff A, Hochlehnert AJ. Presenting XML-based medical discharge letters according to CDA. Methods Info Med. 2003; 42(5): 552-555.

3. CDA Release 2.0 Committee Ballot #2, HL7, 2000.

4. Eric Van Der Vlist, XML Schema, O'Reily & Assocates : 10-53, 2001.

5. XML Schema, Avalilable at:http://www.w3.org /XML/Schema/, Accessed Jan. 10, 2005.

6. ILuyin Zhao, MS, Kwok Pun Lee, PhD, Jingkun Hu,  Generating XML Schemas for DICOM, 2004.

7. Fischer S, Stewart TE, Mehta S, Wax R, and Lapinsky SE. Handheld computing in medicine. J Am Med Inform Assoc. 2003;10(2): 139-149

8. Nadkarni PM, Brandt C. Data extraction and ad hoc query of an entity-attribute-value database. J Am Med Inform Assoc. 1998; 5(6):511-527.

9 .Kuhn KA, Lenz R, Elstner T, Siegele H, and Moll R. Experiences with a generator tool for building clinical application modules. Method Inf. Med. 2003; 42(1): 37-44.

10.Muller ML, Ganslandt T, Eich HP, Lang K, Ohmann C, and Prokosch HU. Integrating knowledge based functionality in commercial hospital information systems. Stud. Health Technol. Inform. 2000; 77:817-821.

11.Extensible Stylesheet Language. Avalilable at: http://www.w3.org/Style/XSL/, Accessed Dec. 24, 2004.

12.Marcel M., Thomas F., Thomas G., Thomas B., Hans Ulrich P. T. The CDA enables EMR to wireless mobile computing IMIA 2003:1448-1452.