CN103136445A - 一种openEHR信息到关系数据库的转换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种openEHR信息到关系数据库的转换方法，包括以下步骤：解析openEHR原型并建立原型对象模型；根据原型对象模型生成数据库表创建SQL语句，执行生成的数据库表创建SQL语句，生成对应的数据库表；解析openEHR模板并建立模板对象模型；解析数据参数dADL文件并建立dADL对象模型；根据模板对象模型和dADL对象模型生成数据库表操作SQL语句；根据调用方需求运行数据库表操作SQL语句得到相应的数据操作结果；将数据操作结果生成新的数据结果dADL文件；返回数据结果dADL文件给调用方。本发明通过openEHR原型构建出对应数据库表存储数据，使每个openEHR原型实例的数据存储于对应的数据库表中，实现了数据分散存储，使数据访问可以针对特定的数据库表进行，从而提高了数据访问的性能，能够满足实际医疗业务的需求。
Description
技术领域
本发明涉及数据库信息技术领域，特别涉及医疗信息的数据库存储技术，具体为一种openEHR信息到关系数据库的转换方法。
背景技术
医学信息领域具有高度的复杂性和动态性。复杂性表现在医学信息概念繁多，人体是最复杂的系统之一，有关人体和人体健康的概念及概念之间的相互关系构成了一类最复杂的概念网。现代医学高度发达，已经获取了大量关于健康、疾病、诊疗、研究的信息，构成了一个超大的概念集合，精细的临床专科分工和多样的诊疗技术以及信息技术的应用在医疗过程中产生了大量多种多样的医疗信息需要记录、存储、分析和利用。动态性表现在现代医学的迅速发展，导致医学知识动态更新，信息广度不断扩张，如新的诊断方法不断出现，导致新的信息类别持续增加，信息深度不断加深，如医疗研究进步和信息获取能力增强，导致各类信息的细节特征持续增加，信息复杂度不断升高，如信息交叉研究的分析挖掘的进展，各种信息之间的关系持续增加。面对医疗信息的复杂性和动态性，传统信息建模和系统构建方法已经不能适应，将医疗信息中动态更新的部分和稳定不变的部分分离表达的分层建模方法逐渐成为主流的方法。
openEHR规范进一步明确了分层建模的概念。openEHR规范是由欧洲openEHR机构提出的一套开放的电子病历体系结构规范，其目标是实现电子病历系统内部以及电子病历系统之间的健康信息共享。欧洲标准化委员会(CEN)已经将openEHR规范的一个子集作为标准通过(CEN13606)。在国外，openEHR规范已经被积极应用于各种研究和商业活动，澳大利亚、瑞典、英国、美国等国家相继开展各种openEHR规范研究和实施项目，并开发了多种用于支持openEHR实施的工具。例如，澳大利亚Ocean Informatics公司开发了一系列基于openEHR规范的产品；瑞典
大学Rong Chen等人组织开展了openEHR Java参考实施项目，目标是实现完整的参考模型和原型对象模型，并支持基于原型的对象生成和验证；日本Akimihci Tatsukawa等人开展了openEHR Ruby实施项目。
openEHR采用分层方法对医学知识和概念进行描述，包括参考模型(RM)，和原型模型(AM)，原型模型由原型(Archetype)和模板(Template)组成。参考模型定义了一组表达医学知识和概念的通用基础数据类型和数据结构，原型通过对参考模型添加约束来描述每个具体的医学知识和概念，模板根据实际应用需求对原型进一步添加约束来描述具体的数据需求。
openEHR规范主要解决医学知识和数据需求不断变化导致的信息系统维护和更新的问题。通过分层方法，信息系统基于稳定不变的参考模型建立，医学知识和数据需求通过原型和模板表达。当医学知识和数据需求发生变化的时候，通过修改和制定新的原型和模板来表达变化的部分，信息系统通过解析原型和模板实现功能的变化，而不用进行修改。
目前，对基于openEHR规范进行信息存储的方法研究众多。openEHR官方机构公布了一种属性+路径(Node+Path)方法。openEHR原型具有与XML格式相似的结构，每个原型属性(Node)具有唯一的路径(Path)标识。根据这一特性，可构建一张包含有限字段的数据库表，其中包括原型属性路径字段，原型属性取值字段，原型名字段，以及原型实例标识字段。这样一张数据库表可以存储所有openEHR原型实例的数据。
属性+路径方法的数据访问可以通过特定的原型实例进行。利用原型名、原型实例标识和原型属性路径构造SQL语句，可以逐个针对一个原型实例在数据库中存储的所有属性值进行操作。
当医学知识变化时，对应会产生新原型，新原型与原有原型一样，实例数据按照属性+路径的方式存储到数据库中，数据访问通过原型实例进行。这种数据存储方法可以实现适应知识动态变化的效果，不会对数据访问者产生影响。
2010年CAIS JAIIO会议上发表的一篇论文《Traumagen:historiaclínica electrónica con acceso a estudios radiológicos digitales especializada enla atención de pacientes gravemente traumatizados》提出了一种参考模型对象关系映射(ORM)方法。参考模型是一组表达医学知识和概念的通用基础数据类型和数据结构，原型是通过对参考模型添加约束的方式进行定义，大部分的原型都是从少数固定的几个参考模型类派生，如表示临床观察结果的Observation类，临床评估结果的Evaluation类，临床计划的Instruction类，临床执行过程的Action类。将参考模型通过对象关系映射方法构建出一组对应的数据库表，能够达到存储所有openEHR原型实例数据的目的。
数据访问可以通过操作原型对应的参考模型类生成的数据库表进行。通过解析原型可以获得原型派生的参考模型类，利用原型派生的参考模型类，通过ORM方法可以对这个原型派生的参考模型类对应的数据库表进行数据操作。
当医学知识变化时，对应会产生新原型，新原型也是从少数固定的参考模型类派生，新原型的实例数据可以存储到参考模型类对应的数据库表中，数据访问通过ORM方法操作原型实例派生的参考模型类对应的数据库表进行。这种数据存储方法可以实现适应知识动态变化的效果，不会对数据访问者产生影响。
在上述两种方法中，通过有限的数据库表存储全部openEHR原型实例所表达的电子病历数据，将导致数据集中于少量数据库表，数据访问性能大大降低，无法满足实际医疗业务的需求。
《
Electronic Articles on Academic Policies and Trends》杂志2012年卷070发表了一篇名为《Performance of XML Databases forEpidemiological Queries in Archetype-Based EHRs》的论文，提出了使用XML数据库存储openEHR规范信息的方法，并进行了详细的评估。论文结论指出，XML数据库在效率方面远远不及关系型数据库，无法满足实际医疗业务的需求。
发明内容
本发明提供了一种openEHR信息到关系数据库的转换方法，解决了现有openEHR标准数据存储实现方法效率低，性能无法满足实际医疗环境业务需求的问题。
一种openEHR信息到关系数据库的转换方法，所述openEHR信息包括openEHR原型、openEHR模板、数据参数dADL文件和数据结果dADL文件，所述转换方法包括以下步骤：
(1)解析openEHR原型（Archetype）并建立原型对象模型；
(2)根据步骤（1）所述原型对象模型生成数据库表创建SQL语句，执行生成的数据库表创建SQL语句，生成对应的数据库表；
(3)解析openEHR模板（Template）并建立模板对象模型；
(4)解析数据参数dADL文件并建立dADL对象模型；
(5)根据步骤(3)所述模板对象模型和步骤(4)所述dADL对象模型生成数据库表操作SQL语句；
(6)针对步骤(2)生成的数据库表，根据调用方需求运行步骤(5)的数据库表操作SQL语句得到相应的数据操作结果；
(7)将所述数据操作结果生成新的数据结果dADL文件；
(8)将所述新的数据结果dADL文件返回给调用方。
本发明的openEHR信息到关系数据库的转换方法对每个openEHR原型进行单独解析，并构建相应的数据库表，每个openEHR原型的数据存储在独立的数据库表中，实现了数据的分散存储，数据访问性能大大提高，且当医学知识变化时，生成新的对应的数据库表，可实现系统动态适应知识变化。
所述步骤(1)解析openEHR原型并建立原型对象模型包括：
解析原型名；
解析基本类型属性的属性名、数据类型、数据长度；
解析集合类型属性的属性名、集合容纳的数据类型；
解析archetype slot类型属性的属性名、目标原型名。
基本类型、集合类型以及archetype slot类型均为Archetype中的基础数据类型。
所述步骤(2)根据原型对象模型生成数据库表创建SQL语句包括：
每个openEHR原型转换为一族数据库表，数据库表名为原型名；
如果是基本类型属性，每个属性转换为一个数据库表字段，字段名为属性名，字段类型为属性数据类型，字段长度为属性数据长度；
如果是集合类型属性，每个属性转换为一个单独的集合类型属性数据库表，数据库表名为“原型名_集合类型属性名”，集合类型属性数据库表包括主键字段，字段名为“原型名_集合类型属性名”，字段类型为整型自增，关联到原型对应的数据库表的外键字段，字段名为原型名，字段类型与原型对应的数据库表主键字段类型相同，集合类型属性对应的字段，字段名为集合类型属性名，字段类型为集合类型属性数据类型，字段长度为集合类型属性数据长度；
如果是archetype slot类型属性，每个属性转换为单独的archetype slot类型属性数据库表，数据库表名为“原型名_archetype slot属性名”，archetype slot数据库表包括主键字段，字段名为“原型名_集合类型属性名”，字段类型为整型自增，关联到原型对应的数据库表的外键字段，字段名为原型名，字段类型与原型对应的数据库表主键字段类型相同，archetype slot类型属性对应的字段，字段名为“archetype slot类型属性名”，并关联到目标原型对应的数据库表。
所述步骤(3)解析openEHR模板并建立模板对象模型包括：解析模板中的数据操作命令，如select、insert、update、delete；解析模板中的根原型及根原型包括的assertion类型的Rule节点和path类型的Rule节点；如果模板中根原型包括子原型，继续解析子原型及子原型包括的assertion类型的Rule节点和path类型的Rule节点。
所述步骤(4)解析数据参数dADL文件并建立dADL对象模型包括：解析dADL中原型名；解析dADL中原型属性名和属性值。
所述步骤(5)根据模板对象模型和dADL对象模型生成数据库表操作SQL语句包括：每个模板中的数据操作命令转换为一个对应的数据库表操作SQL语句，所述数据库表操作SQL语句为select、insert、update或delete。
如果是select类型语句，根原型名和子原型名转换为from部分的数据库表名，根原型和子原型的path类型Rule节点转换为返回字段名，根原型和子原型的assertion类型Rule节点转换为where部分，各个assertion之间以and关系连接，join部分根据根原型的archetype slot属性和对应子原型的主键生成；
如果是insert类型语句，根原型名转换为into部分数据库表名，根原型的path类型Rule节点转换为字段名，dADL中的属性值转换为values部分字段值；
如果是update类型语句，根原型名转换为数据库表名，根原型的path类型Rule节点转换为set部分字段名，dADL中的属性值转换为set部分字段值，根原型的assertion类型Rule节点转换为where部分，各个assertion之间以and关系连接；
如果是delete类型语句，根据根原型名转换为from部分的数据库表名，根原型的assertion类型Rule节点转换为where部分，各个assertion之间以and关系连接。
所述步骤(7)将数据操作结果生成数据结果dADL文件包括：每个数据库表转换为一类原型实例，每个数据库表记录转换为一个原型实例，根据数据库表名查找对应原型名，根据字段名找到对应属性名。
所述openEHR信息到关系数据库的转换方法中原型名的具体构造方法为原型namespace.原型对应参考模型类.原型领域概念.版本号；
所述openEHR信息到关系数据库的转换方法中属性名的具体构造方法为/根父属性编码/…/父属性编码/属性编码，属性编码格式为“at”+四位数字，如果属性编码不存在，用属性名替代。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
(1)通过openEHR原型构建出对应数据库表存储数据，从而使每个openEHR原型的数据存储于对应的数据库表中，实现了数据分散存储，使数据访问可以针对特定的数据库表进行，从而提高了数据访问的性能，能够满足实际医疗业务的需求；
(2)当医学知识变化时，导致新的原型产生，本方法可自动针对新原型生成对应数据库表存储新原型实例数据，针对新原型制作的模板可以访问新原型对应的数据库表，可实现系统动态适应知识变化。
附图说明
图1为本发明提供的一种openEHR信息到关系数据库的转换方法流程图；
图2为本发明解析openEHR原型并建立原型对象模型详细流程图；
图3为本发明根据openEHR原型对象模型生成数据库表创建SQL语句详细流程图；
图4为本发明解析openEHR模板并建立模板对象模型详细流程图；
图5为本发明解析数据参数dADL文件并建立dADL对象模型详细流程图；
图6为本发明根据模板对象模型和数据参数dADL对象模型生成数据库表操作SQL语句详细流程图；
图7为本发明根据数据操作结果生成新的数据结果dADL文件详细流程图。
具体实施方式
图1为本发明中openEHR信息到关系数据库的转换方法的流程图，下面结合图与具体实施例进一步阐释本发明。
其中，步骤S101为解析openEHR原型并建立原型对象模型。
图2示出了本发明步骤S101中解析openEHR原型并建立原型对象模型的详细流程为：S202解析原型名；如果是基本类型属性，S204解析基本类型属性的属性名，S205解析基本类型属性的数据类型，S206解析基本类型属性的数据长度；如果是集合类型属性，S208解析集合类型属性的属性名，S209解析集合容纳的数据类型；如果是archetype slot类型属性，S211解析archetype slot类型属性的属性名，S212解析archetype slot类型属性的目标原型名。
表1给出了一病人的openEHR原型；
表2给出了一病人就诊记录的openEHR原型。
分别对表1和表2给出的openEHR原型进行解析并建立原型对象模型，结果见表3和表4。
表1一病人的openEHR原型
表2一病人就诊记录的openEHR原型
表3病人openEHR原型的解析结果
表4病人就诊记录openEHR原型的解析结果
图1中的步骤S102为根据openEHR原型对象模型生成数据库表创建SQL语句，执行生成的数据库表创建SQL语句，生成对应的数据库表。
图3示出了本发明根据openEHR原型对象模型生成数据库表创建SQL语句的详细流程包括：S302根据原型创建对应数据库表，将原型名作为数据库表名；对于基本类型属性，S304创建对应的数据库表字段，将属性名作为字段名，将数据类型作为字段类型，将数据长度作为字段长度；对于集合类型属性，S306创建单独的集合类型属性数据库表，数据库表名为“原型名_集合类型属性名”，在集合类型属性数据库表中创建主键字段，字段名为“原型名_集合类型属性名”，S307创建外键字段关联到原型对应的数据库表，字段名为原型名，字段类型与原型对应的数据库表主键字段类型相同，创建集合类型属性对应字段，将集合类型属性名作为字段名，将集合类型属性数据类型作为字段类型，将集合类型属性数据长度作为字段长度；对于archetype slot属性，S309创建单独的archetype slot类型属性数据库表，数据库表名为“原型名_archetype slot属性名”，S310在archetype slot类型属性数据库表中创建主键字段，字段名为“原型名_集合类型属性名”，字段类型为整型自增，创建外键字段关联到原型对应的数据库表，字段名为原型名，字段类型与原型对应的数据库表主键字段类型相同，S311创建archetype slot类型属性对应字段，将archetype slot类型属性名作为字段名，并关联到目标原型对应的数据库表。
表5为病人原型生成的数据库表创建SQL语句实施例；
表6为病人就诊记录原型生成的数据库表创建SQL语句实施例。
表5病人原型生成的数据库表创建SQL语句实施例
表6病人就诊记录原型生成的数据库表创建SQL语句实施例
图1中，步骤S103为解析openEHR模板并建立模板对象模型。
图4示出了本发明解析openEHR模板并建立模板对象模型详细流程包括：S402解析模板中的数据操作命令，如select、insert、update、delete；S404解析模板中的根原型名；S406解析根原型的path类型的Rule节点；S408解析根原型的assertion类型的Rule节点；如果模板中根原型包括子原型，继续解析子原型及子原型包括的assertion类型的Rule节点和path类型的Rule节点。
表7给出了一查询病人就诊记录的解析openEHR模板并建立模板对象模型实施例。
表7一查询病人就诊记录的数据操作openEHR模板实施例
图1中，步骤S104为解析数据参数dADL文件并建立dADL对象模型。
图5示出了本发明解析数据参数dADL文件并建立dADL对象模型详细流程包括：S502解析dADL中原型名；S503解析dADL中原型属性名；S504解析dADL中原型属性值。
图1中，步骤S105为根据模板对象模型和dADL对象模型生成数据库表操作SQL语句。
图6示出了本发明根据模板对象模型和dADL对象模型生成数据库表操作SQL语句详细流程包括：每个模板中的数据操作命令转换为一个对应的数据库表操作SQL语句，数据库表操作SQL语句为select、insert、update或delete。
对于select类型语句，S603根据根原型名和子原型名生成from部分的数据库表名，S604根据根原型和子原型的path类型Rule节点生成返回字段名，S605根据根原型和子原型的assertion类型Rule节点组合生成where部分，各个assertion之间以and关系连接，根据根原型的archetypeslot属性和对应子原型的主键生成join部分；
对于insert类型语句，S607根据根原型名生成into部分数据库表名，根据根原型的path类型Rule节点值生成字段名，S608根据dADL中属性名生成values部分字段名，S609根据dADL中属性值生成values部分字段值；
对于update类型语句，S611根据根原型名生成数据库表名，S612根据根原型的path类型Rule节点生成set部分字段名，S613根据dADL中的属性值生成set部分字段值，S614根据根原型的assertion类型Rule节点组合生成where部分，各个assertion之间以and关系连接；
对于delete类型语句，S616根据根原型名生成from部分的数据库表名，S617根据根原型的assertion类型Rule节点组合生成where部分，各个assertion之间以and关系连接。
表8给出了一查询病人就诊记录的数据库表操作SQL语句生成实施例。
表8查询病人就诊记录的数据库表操作SQL语句生成实施例
图1中，步骤S106为连接到数据库服务器，执行数据库表操作SQL语句，得到数据操作结果。
图1中，步骤S107为根据数据操作结果生成新的数据结果dADL文件。
图7示出了本发明根据数据操作结果生成数据结果dADL文件详细流程包括：每个数据库表转换为一类原型实例，每个数据库表记录转换为一个原型实例，S702根据数据库表名创建对应原型的实例，S703根据字段名找到对应属性名，并将字段值赋给对应属性值，S704输出为dADL文件。
表9给出了一病人数据结果dADL生成实施例；
表10给出了一病人就诊记录数据结果dADL生成实施例。
表9一病人数据结果dADL生成实施例
表10一病人就诊记录数据结果dADL生成实施例
图1中，步骤S108为返回数据结果dADL文件给调用方。
综上所述，本发明通过openEHR原型构建出对应数据库表存储数据，从而使每个openEHR原型实例的数据存储于对应的数据库表中，实现了数据分散存储，使数据访问可以针对特定的数据库表进行，从而提高了数据访问的性能，能够满足实际医疗业务的需求。
Claims (8)
1.一种openEHR信息到关系数据库的转换方法，所述openEHR信息包括openEHR原型、openEHR模板、数据参数dADL文件和数据结果dADL文件，其特征在于，所述转换方法包括以下步骤：
(1)解析openEHR原型并建立原型对象模型；
(2)根据步骤(1)所述原型对象模型生成数据库表创建SQL语句，执行生成的数据库表创建SQL语句，生成对应的数据库表；
(3)解析openEHR模板并建立模板对象模型；
(4)解析数据参数dADL文件并建立dADL对象模型；
(5)根据步骤(3)所述模板对象模型和步骤(4)所述dADL对象模型生成数据库表操作SQL语句；
(6)针对步骤(2)生成的数据库表，根据调用方需求运行步骤(5)的数据库表操作SQL语句得到相应的数据操作结果；
(7)将所述数据操作结果生成新的数据结果dADL文件；
(8)将所述新的数据结果dADL文件返回给调用方。
2.如权利要求1所述的openEHR信息到关系数据库的转换方法，其特征在于，所述步骤(1)解析openEHR原型并建立原型对象模型包括：
解析原型名；
解析基本类型属性的属性名、数据类型、数据长度；
解析集合类型属性的属性名、集合容纳的数据类型；
解析archetype slot类型属性的属性名、目标原型名。
3.如权利要求1所述的openEHR信息到关系数据库的转换方法，其特征在于，所述步骤(2)根据原型对象模型生成数据库表创建SQL语句包括：
每个openEHR原型转换为一族数据库表，数据库表名为原型名；
如果是基本类型属性，每个属性转换为一个数据库表字段，字段名为属性名，字段类型为属性数据类型，字段长度为属性数据长度；
如果是集合类型属性，每个属性转换为一个单独的集合类型属性数据库表，数据库表名为“原型名_集合类型属性名”，集合类型属性数据库表包括主键字段，字段名为“原型名_集合类型属性名”，字段类型为整型自增，关联到原型对应的数据库表的外键字段，字段名为原型名，字段类型与原型对应的数据库表主键字段类型相同，集合类型属性对应的字段，字段名为集合类型属性名，字段类型为集合类型属性数据类型，字段长度为集合类型属性数据长度；
如果是archetype slot类型属性，每个属性转换为单独的archetype slot类型属性数据库表，数据库表名为“原型名_archetype slot属性名”，archetype slot数据库表包括主键字段，字段名为“原型名_集合类型属性名”，字段类型为整型自增，关联到原型对应的数据库表的外键字段，字段名为原型名，字段类型与原型对应的数据库表主键字段类型相同，archetype slot类型属性对应的字段，字段名为“archetype slot类型属性名”，并关联到目标原型对应的数据库表。
4.如权利要求1所述的openEHR信息到关系数据库的转换方法，其特征在于，所述步骤(3)解析openEHR模板并建立模板对象模型包括：
解析模板中的数据操作命令；
解析模板中的根原型及根原型包括的assertion类型的Rule节点和path类型的Rule节点；
如果模板中根原型包括子原型，继续解析子原型及子原型包括的assertion类型的Rule节点和path类型的Rule节点。
5.如权利要求1所述的openEHR信息到关系数据库的转换方法，其特征在于，所述步骤(4)解析数据参数dADL文件并建立dADL对象模型包括：
解析dADL中原型名；
解析dADL中原型属性名和属性值。
6.如权利要求1所述的openEHR信息到关系数据库的转换方法，其特征在于，所述步骤(5)根据模板对象模型和dADL对象模型生成数据库表操作SQL语句包括：
每个模板中的数据操作命令转换为一个对应的数据库表操作SQL语句，所述数据库表操作SQL语句为select、insert、update或delete。
7.如权利要求1所述的openEHR信息到关系数据库的转换方法，其特征在于，所述步骤(7)将数据操作结果生成数据结果dADL文件包括：
每个数据库表转换为一类原型实例，每个数据库表记录转换为一个原型实例，根据数据库表名查找对应原型名，根据字段名找到对应属性名。
8.如权利要求1~7任一所述的openEHR信息到关系数据库的转换方法，其特征在于：
所述openEHR信息到关系数据库的转换方法中原型名的构造方法为原型namespace.原型对应参考模型类.原型领域概念.版本号；
所述openEHR信息到关系数据库的转换方法中属性名的构造方法为/根父属性编码/…/父属性编码/属性编码，属性编码格式为“at”+四位数字，如果属性编码不存在，用属性名替代。
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