高雄榮總以國際新一代醫療資料交換標準FHIR和個人健康記錄概念,打造一款醫療資訊萬事通App,讓民眾一手掌握88項生理指標和健康風險指數。(圖片來源/高雄榮總)

「高榮要用FHIR打下雲端原生EMR的基礎!」高雄榮總研創中心創新長暨放射線部專任主治醫生楊宗龍說道。他,就是高雄榮總數位發展的關鍵推手,早在兩年前將全院152支HIS系統全數網頁化,現在更逐步將這些系統上雲,未來還要往雲端原生(Cloud-native)邁進。在他眼中,新一代國際醫療資料交換標準FHIR,正是未來雲端原生電子病歷(EMR)系統的必要關鍵。

高雄榮總醫療數位化發展,可從醫院初創時期說起。1990年高雄榮總成立,即以大型主機來發展醫療資訊系統(HIS)架構,第一代醫療影像儲傳系統(PACS)也採主從式伺服器架構。

2006年,楊宗龍看準網頁化(Web-based)趨勢,先將院內PACS全面網頁化,讓臨床醫生可直接在網頁上檢視醫療影像。這個階段,正是高雄榮總2.0。

接著,2018年,楊宗龍繼續擴大網頁化工程,將原本建置於大型主機的系統也全數網頁化,讓全院152支系統都能支援網頁式電子病歷,這就是高雄榮總3.0時期。自此之後,楊宗龍馬也不停蹄地推動雲端優先(Cloud-first)策略,正逐步將各種EMR相關系統上雲,來實現高雄榮總4.0。

不過,「從網頁化系統走向雲端,就必須考慮公私雲間的資源分配,以及資料交換作業。」楊宗龍指出,為方便日後於雲端交換醫療資料和後續資料分析,他選擇FHIR,決定以它作為資料互通標準,替接下來的雲端原生EMR打基礎,也就是2025年即將展開的高雄榮總5.0雲端原生計畫。

看上FHIR三大優勢:彈性高、行動化和工具多

高雄榮總研創中心創新長楊宗龍指出,醫院資訊系統雲端化時,得考慮資料交換和公私雲資源配置,而FHIR就是其中關鍵。(攝影/洪政偉)

FHIR究竟有什麼本事,讓楊宗龍視為醫院下一步轉型的關鍵?

首先,FHIR彈性高。楊宗龍解釋,比起臺灣現行採用的資料交換標準CDA R2,FHIR可支援臨床和非臨床類型的資料,像是財務、行政、研究等資料,甚至是數位病理、基因工程和醫療影像的AI標註。而且,FHIR支援的檔案格式不只XML,還包括其他醫療作業常用的格式如JSON、Turtle等。

第二,FHIR緊跟醫療行動化趨勢。FHIR在互通架構上,不僅遵從國際電子病歷交換作業標準IHE XDS,還支援了國際行動裝置健康資料交換架構IHE MHD,因此,可讓醫療資料在行動裝置或資源受限的系統上存取,像是手機、平板、Kiosk事務機或醫療儀器等。此外,FHIR還採用行動App常用的RESTful API來傳送資料,楊宗龍認為,這與行動化技術一致性高。

他的第三個原因是,FHIR已有許多開源工具和加值應用資源,像是開源的FHIR資料庫伺服器軟體HAPI FHIR,或是醫療平臺SMART發展出的FHIR應用程式市集SMART App Gallery,不只目前規模最大,上面還提供各種App,如健康風險預測、疾病管理、資料視覺化等類型供醫院採用。

楊宗龍強調,SMART也提供了一套App開發框架SMART on FHIR API,使用這套前端API框架,程式碼只要寫一次,就能在不同地方使用,比如App、HIS網頁等。

正因為這些優勢,2017年,楊宗龍與高雄榮總資訊室,找來專攻FHIR的醫資廠商矽塔資訊,先在院內建置FHIR執行環境與基礎架構。例如,高榮採用不少國外醫院都採用的HAPI FHIR來建置FHIR伺服器,並設計一套轉檔工具,將高雄榮總院內資料庫的標準化病人資料,轉換為FHIR格式,以便匯入到FHIR資料庫。同時,高雄榮總也導入主流容器技術Docker,來提高現有主機資源的利用率。

有了這些基礎建設,高榮也陸續導入結構化醫療資料和各種資料探勘工具,以及一系列FHIR相關應用,在這之中,他們挑出FHIR最熱門的個人健康記錄(PHR)應用,來作為第一個概念驗證應用。

以LOINC和FHIR標準化資料,打造個人健康記錄App驗證可行性

於是,高榮希望透過FHIR串接各種醫院資料,讓民眾透過單一App,就能掌握自己所有的醫療記錄,像是生理量測數值、就醫記錄、檢查檢驗,以及健康風險分析等。楊宗龍將高榮打造的這款個人健康記錄App,命名為醫療資訊萬事通。

由於高榮病人病歷資料和檢驗資料仍儲存在現有HIS中,於是,為了盡量不更動現有程式,高雄榮總資訊室透過RESTful API,將院內資料串接到FHIR轉換工具,透過排程工具,定期擷取資料、轉換為FHIR檔案,同步寫入院內FHIR伺服器中。

打通App的資料串接流程只是第一步,為了利用這些資料來計算個人化的健康風險指數,高榮團找來醫療數據分析廠商,將原生FHIR格式資料去識別化之後,傳送至廠商的健康風險分析AI模型,來計算風險,再將結果視覺化後整合至App中,供用戶檢視。

這款App串接了88個生理指標的資訊,包含常規檢查、凝血功能、血液、血糖、血脂、癌症、酵素、肥胖因子、發炎因子、離子、肝功能、肺功能、心跳血壓、腎功能、糞便檢查、甲狀腺功能、尿液檢查等不同類別的數據,每個類別又各自包含不同指標。

在這當中,團隊也遇到不少挑戰。矽塔資訊執行長楊宇凡指出,為了讓風險指數AI模型更準確,得用大量資料來訓練,但各醫院的HIS格式、疾病院內碼和醫令碼等編碼系統都不一樣,「特別是生理量測指標,同樣的檢驗項目,會因檢驗設備和方法不同,而產生不同的檢驗碼,甚至連單位都不一樣,」他說。

為解決這個問題,開發團隊決定將這88個生理指標編碼標準化。高雄榮總資訊室找來病檢部與廠商共同討論,決定採用國際檢驗資訊交換標準LOINC,來搭配FHIR資料結構,將原本的資料換為採用這兩種標準的結構化資料。

如此一來,不僅利於模型訓練和分析,再加上FHIR、LOINC都是國際通用標準,未來與其他醫療機構或保險業者進行資料交換時,就能有效互通。目前,他們也完成了橫跨高雄榮總、臺中榮總、臺北榮總所用到206項生理指標的LOINC編碼標準化工程。

而現階段,這款App正進行最後的資安驗證,「很快就能上線了。」楊宗龍強調,這款App不只是概念性驗證,最後還會整合到實體就醫流程,結合更多資料,要來提供更好的醫療照護服務給民眾,甚至對醫院來說,也能降低醫療成本。

高雄榮總資訊室和病檢部聯手FHIR廠商,開發出一套個人健康記錄(PHR)應用程式:醫療資訊萬事通App,可讓民眾透過單一App,掌握所有就醫記錄。圖片來源/矽塔資訊

 

另一方面,醫療萬事通App還介接健康風險預測AI模型,可根據民眾的醫療資料和88項生理指標,計算出多種慢性病風險,供民眾參考。圖片來源/矽塔資訊

再接再厲,今年打造雲端原生FHIR數位病理平臺

有了FHIR App的嘗試經驗,今年,高雄榮總轉而瞄準腫瘤病理資料。在FHIR標準中,衍生出一個利用FHIR格式實作的癌症資料結構化格式mCODE(Minimal Common Oncology Data Elements),可以用來描述腫瘤的各種電子健康記錄(EHR),內容涵蓋數位病理、病人基本資料、影像標記、生理量測、處方用藥和基因資料等。mCODE的設計目標是,建立這類腫瘤資料的互通,來找出最合適每位病人的癌症治療方法。

高榮計畫先從mCODE中的數位病理模組下手,以3年時間來打造在雲端原生的數位病理平臺,作為高雄榮總邁向5.0階段的第一步。為此,高雄榮總找來緯創醫學,自今年3月開始打造平臺,負責開發的緯創資通價值創新中心專案負責人許駿鵬指出,團隊首先鎖定肝癌和頭頸癌,將工作分為影像和病理報告兩部分來進行。

就影像來說,團隊先將高雄榮總院內的肝臟、頭頸部組織玻片掃描、數位化,並將資料格式轉換為國際資料標準DICOM,儲存至PACS資料庫中。

這次病理報告數位化作業,是高雄榮總mCODE數位病理平臺專案的第一步,不只要將舊有報告標準化、編碼化,專案團隊還根據病理醫生報告內容,設計一套標準介面,將原本醫生自由輸入的報告說明(Free text)轉換為勾選式表單,讓醫生以勾選方式來註記病理切片特徵,利於後續資料分析。此外,這個平臺也串接了AI辨識模型,可從數位病理影像中標示出疑似病灶,縮短醫生檢驗時間。

在資料整合上,開發了32支API來串接醫院EMR系統與新的mCODE數位病理平臺,以進行EMR資料拋轉。未來,楊宗龍希望,能以一支FHIR接收程式,就能打通數位病理平臺至EMR的資料流,「讓資料雙向流通。」

不過,許駿鵬坦言,資料遷移工程是開發過程中的一大挑戰。由於新完成的mCODE數位病理平臺,不會馬上取代原本舊有的HIS,因此,「得將舊系統長年累積的資料,拋轉到FHIR格式資料庫,不僅欄位要對齊,工作流程也要能串連,」他說。

而明年,高榮要將資料流進一步整合相關的硬體設備(比如掃描機、條碼輸入機等),來完善「一個玻片的旅行史,」也就是從玻片進入病檢部刷條碼開始,經過掃描機掃描、掃描資訊進入系統,再由醫生診斷、打報告、存檔等,最後透過三位病理醫生處理報告,包括初審、複審和決審等流程。「下一年的目標,就是要將資料流程與病理工作流程串接起來,」許駿鵬說。

今年,高雄榮總進一步聯手緯創醫學,利用FHIR mCODE概念打造一套數位病理平臺,利用32支API串接院內EMR系統、彙整資料,同時也將原有的病理報告標準化,打下後續分析基礎。圖片來源/高雄榮總

為保持FHIR數位病理平臺的運作,並同時確保新舊病理資料庫的工作不中斷,高雄榮總與緯創資通除了以API來介接報告資料至新舊資料庫,還得一一將舊系統資料對應到FHIR資料庫中。圖片來源/緯創資通

下一步聯手臺北榮總,要建立跨院數位病理環境

有了新的院內數位病理平臺之後,高雄榮總下一步,就是要以FHIR mCODE平臺,與臺北榮總病檢部建置一個跨院數位病理環境,先從兩家總院的遠距數位病理聯測開始著手。

楊宗龍表示,由於臺北榮總數位病理儀器與高雄榮總不同,因此為確保資料格式的一致性,需要藉聯測來了解互通程度。屆時,他們計畫請籌辦過臺灣首屆FHIR聯測的臺灣醫療影像資訊標準協會(MISAT)做為第三方裁判,來評估雙方資料轉換的能力。

之後,「我們還要把其他榮總分院也納入,一起進行遠距數位病理聯測。」楊宗龍的最終目標,是要參加國際聯測,來證明數位病理平臺符合國際標準,並申請美國食品藥物管理局(FDA)認證,將技術商品化。「希望能將高雄榮總和臺北榮總的病檢部,從成本中心變成利潤中心,」他說。

不只如此,楊宗龍還有更遠大的目標,希望藉著打造這套雲端原生數位病理平臺的經驗,來推動高雄榮總發展更多雲端原生EMR系統。他認為,在這個基礎上,就能以FHIR串接更多醫療資訊系統,而且也能進一步擴大到醫療以外的領域,像是醫政、法政、戶政,打造出真正的智慧照護城市。

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