（2）规则库：是电子病历系统对各种关系规则的汇总，包括数据之间的关系，内容之间的关系。例如“心肌梗塞”的诊断应涉及心绞痛症状，心电图ST 段、T 波异常改变，心肌酶增高这三方面特定的异常改变，经系统设定的合成表达规则，可以作出“心肌梗塞”的诊断。
（3）知识获取模块：该模块可将医学领域已有的事实性知识、医学专家经验转化为计算机可以理解和处理的形式，并整合到知识库中，同时具有增、删、改的维护功能，以保持知识库的完整性、一致性。
（4）人机接口：主要功能是将要录入的知识转换为电子病历系统中结构化的标准化表达形式，以便系统能够处理；同时将输出的信息转换成易于理解和应用的外部形式，显示给医师、护士。
8.6.2病历知识库的建立
（1）病历知识库的建立应用了人工智能（Artificial Intelligence，AI）原理。人工智能是一门探索和模拟人的感觉和思维过程的规律，并设计出类似人某些智能的智能机器的科学，通常是指利用计算机模拟人（主要是专家）的思维和推理的一门科学。人工智能的工作原理主要包括：知识的表达、知识的获取、知识推理、系统构成技术等内容。知识的表达和知识的获取是建立病历知识库的基础，知识推理是临床决策支持的原理和方法（见下节），而系统构成属于计算机知识范畴，不在本书讨论范畴。
（2）知识的表达（knowledge representation），指知识的形式化和符号化。所谓知识是指一些事实、概念、规则、方法、技术以及应用它们的能力的综合体，所谓表达是指描述这些事物的知识的一组约定，是上述知识的符号化过程。具体的说，就是要将医学知识按其内在概念与原理进行分类与编码，形成标准化（详见第4章）。关于病历知识库中知识的表达，我们可以借用国际上已充分肯定和应用的医学知识分类系统，如SNOMED、ICD等，但仍有大量的病历知识未完成知识表达的工作，有待我们逐步完善，而决不要轻易地自行建立知识库。
（3）知识的获取（knowledge aeguisition）：是指从知识源发现、吸收、构造和组织知识，使之形成系统知识库的过程。
知识获取的主要方式有三种。第一是人工移植：通常通过人工智能设计师、计算机工程师与医学专家对话交流，将其医学知识（理论知识和实践经验）通过人机交互移植到知识库中。第二是机器学习：即在人工智能系统中，机器通过学习，获取知识，对知识库进行增加、删除、修改、更新。这种学习可以在人工示教监督之下进行，也可以由系统指导监督下自学。第三是机器感知：即人工智能系统在调试运行过程中，通过机器感觉（例如文字和图像识别）、机器听觉（例如语音识别）、机器触觉（例如温度识别）等途径，直接感知外部世界，输入自然信息，获得知识。
电子病历知识库的知识获取就是利用上述方法，将医学诸领域（解剖、生理、病理、诊断、治疗、预防……包括病历结构关系）的知识从其知识源（书籍、文献、专家经验）中抽取出来，进行表达，再组织到知识库中。
（4）知识推理技术（knowledge inference）：是指利用计算机技术，在知识表达基础上使用形式化的知识模型，进行机器思维，求解问题，从而实现知识推理的智能操作过程。
这是临床决策支持的主要方法，将在下节讨论。
总之，通过知识的表达和知识获取，我们可以构建知识库。其中的各医学领域的知识形成事实库；而医学知识（包括专家的经验）内含的本质性的关联和规律，形成了规则库。
人机接口的功能帮助我们将这些事实和规则“录入”到知识库里去，同时在应用电子病历系统时，它能以医生护士可以理解的和符合日常工作习惯的形式呈现出来。
这样，当我们向电子病历系统中录入患者的症状、体征、检查结果数据时，实际上是调用了知识库中的相关“事实”，再借助规则库，通过知识推理功能，可以通过“人机对话”形式，一步一步推向最终目标状态——疾病诊断和治疗方案。
8.7电子病历的临床决策支持功能
Wyatt和Spiegelhalter 对临床决策支持系统（Clinical Decision Support System，CDSS）提出了精辟的定义：根据两项或两项以上病人数据，主动生成针对具体病例的建议的知识系统。这个定义说明了CDSS 至少包含了三个主要元素：医学知识、病人数据和具体诊疗意见。关于决策支持的原理、方法、设计、开发与应用，在本书的第12章将做详细的介绍。本节重点介绍它与电子病历的关系及应用。
1）电子病历与CDSS 的内在关系
临床医生在对患者的治疗过程中必须不断地做出决策：需要进行哪种检查？诊断何种疾病？应用什么药物？是否选择手术？治疗效果怎么样……这些决策常以医嘱、病历分析、鉴别诊断等形式在病历上表达，并记录在案。这种内在关联决定了电子病历应含有CDSS，二者应整合在一起。
2）电子病历为CDSS 的实现提供可能性
前面介绍了CDSS 的三要素，其中医学知识和患者资料是诊疗建议的基础和前提，惟有电子病历完全具备了这二者。病历知识库中的事实库涵盖了医学知识和专家经验，而规则库则汇总了电子病历中各数据间、事件间的关系规则。电子病历中的患者数据库汇集和整合了患者的全面而详细信息：一般信息、症状、体征、实验室检查结果、诊断、治疗方案……只有这两类数据都是全面的、完整的、深入的、特别是结构化的，CDSS 的决策才可能产生，并且是正确的。
3）电子病历中的CDSS 功能作用
CDSS 在电子病历中的功能与作用是多方面的。下面介绍最基础的几种。
（1）CDSS 将各种疾病的诊疗指南融入电子病历中，提高了医务人员对正确诊疗方式的依从性，规范了他们的医疗护理行为，提高了医疗质量和安全性。“临床路径”和“临床指南”是两种基本的CDSS。
临床路径（clinical pathway）概念是：首先根据病种、病情进行分类，然后对每一类制定出规范的诊疗方案，形成规范化的医疗路径。
临床指南（clinical caideline）是指根据各专科、各病种特点，给予具体的指导意见，制定具体的治疗方案。例如建议用何种药物、多大剂量、使用频率和时间。
（2）提醒与警示。CDSS 另两项重要工具是提醒（reminder）和警示（alert）。它是将电子病历中患者的资料，与一系列预先设定的诊断、治疗规则进行比对，发现匹配的，则自动在屏幕上显示出提醒和警示。例如，长期服用“双氢克脲噻”的某病人本次血清钾的检查结果为3.0mmol/L，因为电子病历系统内已设定规则：血清钾的正常值为4.1-5.6mmol/L，“双氢克脲噻”为排钾利尿剂，低钾慎用。此时在该患者的医嘱栏将弹出对话框“患者血清钾降低，建议停用双氢克脲噻！”
提醒和警示的最大作用是它出现在医护人员诊疗的过程中，甚至在诊疗的初始阶段，能及时纠正错误的医嘱，依从正确的诊疗建议，防范了医疗差错与事故，这与纸质病历只能在事后发现问题和总结教训相比，将诊疗质量和安全的终末环节管理前移到中间环节管理。
（3）医学专家系统。医学专家系统是基于医学知识库的知识利用系统，是一种求解问题的计算机程序系统。它可以像具有某一医学领域知识、能力、经验的专家一样分析和判断复杂的临床问题，并利用专家推理方法来求解这些问题。早在1999年哈佛医学院Dreiseitl 于AMIA撰文，他选择了43个变量，使用了Logostoc 回归、逆传播神经网、贝叶斯神经网等多种方法，利用临床信息可以评价心肌梗塞的诊断。
8.8与电子病历相关的其他计算机信息技术
电子病历本身就是建立在计算机信息技术上的，我们在上述各小节作了相关介绍，本节将介绍其他几个关键技术HL7、XML、CDA、数据挖掘等，我们会重点介绍这些技术的基本原理和在电子病历中的应用，而将其技术实现留给计算机专业人员。
8.8.1HL7在电子病历中的应用
HL7（Health Level Seven）是标准化卫生消息传输协议，其目的是为不同异构的医疗卫生系统提供统一的信息交换接口，以利于信息的交换、系统的集成。
电子病历中的患者数据来源于各种不同的医疗信息系统，例如有来自HIS 的患者一般信息、医嘱信息，来自LIS的检验结果信息，来自PACS 的影像诊断信息……电子病历所包括的医学知识、诊疗规则要调用病历知识库中的多种医学分类系统的术语。而上述这些系统由于生产厂商不同、系统的组织架构不同、数据库逻辑组成不同、编码方式不同而互为异构系统，导致数据交换障碍。HL7接口引擎能将各个异构系统的数据提取出来，用XML语言表达，形成标准格式，传输到电子病历中。HL7还支持现行的多种经典的医学分类系统，如ICD 9、ICD 10、SNOMED 等，为知识库的利用提供便利。因此，在电子病历系统服务器中引入HL7引擎，使其具备HL7的所有功能是十分必要的。
8.8.2XML在电子病历中的应用
1）XML概念
XML（extensible markup language）即可延伸的标志语言。XML不仅是一种标识语言，还是一种结构化描述语言，是可以定义描述对象的元语言。XML文档自含结构，为不同系统间信息交换并互相“理解”提供了基础。
2）XML应用于电子病历的优势
XML技术特别适用于电子病历的描述、集成和存储，它有如下优势。
（1）XML采用了层次化的、面向对象的、结构化描述方法，十分适合于描述病历的复杂内容，能够使病历内容层次化地展开和结构化地处理。
（2）XML是一种元语言，可以定义描述对象的结构，适合于病历中不同内容结构的变化，并保持病历的历史状态。例如对于病程记录、手术记录的文本格式，影像资料的视频格式，都能进行恰当的处理。
（3）XML将内容与形式关联在一起，这不仅完整保留了病历的内容，而且保留了病历的外观格式，符合病历书写规范要求。
（4）XML与Internet 的天然联系，可以通过浏览器直接浏览病历内容，不仅有利于移动设备（手机、笔记本电脑）调阅、录入电子病历；有利于异地转诊、远程医疗；也有利于电子病历的开发和远程维护。
（5）XML具有继承病历的功能。它记录的是文本格式，不依赖于某一系统平台、软件或数据库格式，不因软硬件更新而被迫升级换代。通过DTD，无需修改现有的软件，就可以实现病历继承。
（6）XML作为商务时代的“标准语言”，拥有大量的开发应用工具，有利于病历内容的转换、传输、处理，具有持久生命力。
（7）XML是一种强势的语言，允许用户在不违背规范的前提下，根据新的需求进行扩充，具有很大的适应性和灵活性，有利于在医学飞速发展现状下的病历内容拓展。
3）XML在电子病历中的应用
（1）应用于电子病历的内容描述。在8.4节我们重点强调了结构化是电子病历的核心和灵魂，同时也分析了在近阶段实现完全结构化是难以企及的，半结构化或高度结构化是可行的，即对于现病史、病程记录中复杂病情的描述和分析，保留一部分非结构化的内容。XML独特的半结构化数据模型本身就具有的自描述性和扩展性，非常适合于对非结构化病历内容的描述。具体实现的方法如下：
如8.4节所述，对于病历模型设计是构架层次的，也就是结构化的。对于某一层次，如病程记录的复杂内容采用自由文本描述，形成一个医疗文档，这样就较好地达到了结构化与自由化的平衡，既能表达电子病历复杂多变的病历内容，又实现高度结构化的目的。
（2）应用于电子病历数据的存储。我们已知XML文档是电子病历存储管理的基本单位，然而采用XML文档记录病历并不排斥和取代患者信息数据库，它们各自有其适用范围，并互依互存。数据库系统用于采集患者数据，并不断被访问、检索和更新，但患者数据不宜在数据库长期保存。电子病历系统主要是从多个系统的数据库提取特定患者数据，并提供浏览，患者数据不能更改，需长期保存，所以电子病历数据用XML形式存储更合适。两种存储方式各有用途，它们相对独立、同时并存。
8.8.3CDA 在电子病历中的应用
1）CDA 概念
CDA （clinical document architecture）即临床文档结构，是一个适用于医疗保健领域内不同系统之间交换临床文档的标记标准，它可以对需要交换的临床文档的结构和语义制定标准，并定义如何在HL7中打包CDA 文档。
