I.

CDA의 문서 제약사항을 이용한 유방암센터 수술기록지의 구조적 표현 방법

Method of Structured Presentation for Operation Note of Breast Cancer Center using Document Constraints of Clinical Document Architecture

Hwa Jeong Seo*, Sung Tae Youn*, Ki Tae Hwang†, Ju Han Kim‡

*Graduate School of Public Health Gachon Medical School, Inchon 405-760, Korea hjseo@gachon.ac.kr

†Dept. of Surgery and  ‡Seoul National University Biomedical Informatics (SNUBI), Seoul National University College of Medicine, Seoul 110-799, Korea

Abstract:  As the needs for medical information has been increasing, the construction of an EMR (Electronic Medical Record) or CIS (Clinical Information System) spreads out rapidly across the country. These systems aim for performance of the studies on clinical trial including information on multifaceted treatment progress, prediction and customized medical treatments by analyzing relationships between biological and hereditary information in the long run. We present a methodology supporting systematically a variety of forms of document and its acquirement changeable from time to time which are required for clinical studies and the construction of information system on clinical demonstration based on formalization and international standards. By doing that, the new way of tracing down the relevance of a cancer and bad disease by using hereditary information is suggested, which is not detectable through a patient’s clinical test or measurements.

Keyword: HL7, CDA, operation note, standard, XML

배 경

초기의 병원정보시스템(HIS)은 처방 전달 체계 등 대부분 원무행정 및 보험청구 등을 위한 시스템이었다. 최근에는 전자의무기록 시스템이 주요 대학병원에서 빠르게 구축되고 있으며 전자의무기록(EMR)을 비롯한 모든 임상정보의 체계적 정보화는 국민건강 향상을 위한 핵심 정보원으로 기대된다. 그러나 각각 개발되고 상이한 자료를 상이한 목적으로 다루는 전자의무기록 (EMR;Electronic Medical Record), 처방전달시스템 (OCS;Order Communication System), 의료영상정보처리시스템 (PACS;Picture Archiving and Communication System), 임상병리정보시스템 (LIS;Laboratory Information System) 등의 시스템 통합이 차세대 최대 현안과제로 대두되고 있다. 분산된 독립 시스템인 EMR, OCS, PACS, LIS 의 유기적 통합은 매우 어려운 과제이다. 따라서 호환성이 없는 상이한 정보 시스템간의 임상문서를 주고받기 위한 방안책으로 임상문서의 표준화가 제안되었다[1].

임상문서의 표준화를 통해 도출된 구조화된 임상문서는 의료기관간 환자 의뢰 및 협진 진료의 수행을 활성화시킬 수 있다. 상이한 정보시스템간의 의료정보의 교환을 위해서는 임상문서구조의 표준인 CDA(Clinical Document Architecture)를 기반으로 각 전문 영역, 기관, 지역에 맞는 임상문서의 구조적 특성을 수용할 수 있는 임상문서의 공통항목을 추출하는 과정이 선행되어야 한다.

임상문서는 데이터의 형태로 되어 있으나 상당부분이 흔히 문서(DOCUMENT) 형식을 가진다. HL7의 CDA는 문서 교환을 목적으로 한 임상문서를 구조적으로 정의한 문서 표준으로써 이것은 텍스트, 이미지, 사운드와 다른 멀티미디어 컨텐츠를 포함한다.

CDA는 2002년에 Release 1.0이 개발되었고, 현재 Release 2.0에 대한 개발이 진행 중에 있다. 임상정보의 문서 교환(document exchange)를 위한 XML-based CDA는 3-level의 문서구조로 구성되며 각 레벨이 높아짐에 따라 좀 더 상세화된다[2][3]. 그러나 CDA는 아직 Level 1만이 정의되어 있으며, Level 2, Level 3의 전문가 정의는 완료되지 않은 상태이다.

그러므로, 문서 지향적 임상정보의 교환을 위해서는 임상문서를 전자적으로 표현하고 문서의 구조화를 위한 기술적인 방법론이 필요하다. 이러한 CDA Level Two/Three 정의 과정 중에 하나인 전자적 표현 방법을 위하여 선행 연구로 서울대학교병원 내과 분과별 1166개의 퇴원요약지를 분석하여 의료기관간 의료정보 교환을 가능하게 하는 구조화된 퇴원요약지의 제약사항(Structural constraints)을 제안하였다[4].

본 논문에서는 병원정보시스템에서 사용되고 있는 임상문서(서식)를 CDA 표준에 맞게 전문가 정의를 수행하여 유방암 센터 수술기록지의 임상문서의 구조적 제약사항(Structural constraints)을 정의하였다.

II. 방 법

1.  유방암 환자의 임상정보의 발생 및 흐름도

유방암 환자의 치료 전 과정이 순차적으로 입력되고 전자적으로 표현될 수 있도록 하기 위해 진료 흐름에 따른 개념도를 마련하였다. Figure 1은 유방암 환자의 임상정보의 발생 및 기본 흐름도이다.

본 유방암 환자의 임상정보 발생 흐름도는 1) 서울대병원 유방암센터 암임상연구 입력 폼과 discharge summary 그리고 한국 유방암학회 유방암등록사업의 summary report와 같은 서식을 분석하였고, 2)국립암센터의 암임상연구시스템(C-CRIS:Cancer-Clinical Research Information System)의 암임상정보 입력항목을 참조하였으며, 3) NCI CDE(Common Data Element)와 CTEP(Cancer Therapy Evaluation Program)과 같은 국제적 표준을 바탕으로 환자의 진료와 연구에 활용이 가능하다고 예상되는 임상정보를 개념도에 따라 목록화하였으며 각 임상 항목 과정에서 기록되어지는 서식지를 추출하였다

Figure . Flow of breast cancer patient's clinical information

1) 유방암 관련 임상서식지

한국유방암학회 유방암 환자 병록기록지, Intercostobrachial Nerve (ICBN)  Saving Study Sheet와 Discharge Summary(Breast) 등과 같은 임상서식지에서 공통항목들을 추출하였다.

2) 암임상연구시스템의 암임상정보 입력항목

현재 국립암센터 병원정보시스템에 대한 파악을 통하여  환자 기초 정보, 진단, 치료, 재발 관리 및 암 관련 정보의 입/출력, 환자 개인정보 보호 체계를 갖춘 암임상연구시스템에서 암 임상정보의 입력항목을 참조하였다.

Figure . Clinical document in breast cancer

.

Figure . Cancer Information Item in C-CRIS

3) NCI의 CDE와 CTEP

미국 암연구소(NCI) CDE는 암 관련 임상실험에서의 데이터 엘리먼트 (Data Element)를 메타 데이터 저장을 위한 표준인 ISO/IEC 11179 형식으로 정의해 놓은 암 연구를 위한 사전이다. CDE는 임상실험에서의 데이터 엘리먼트를 정의해 놓은 것이지만 CDE의 대부분의 내용은 암을 어떻게 기술할 것인가에 귀결되어 있다[5][6].

CTEP은 1982년, NCI에서 암치료를 위하여 개발한 암치료 요법 프로그램(CTEP, 역주: 정확하게는 ´암치료 요법 평가 프로그램´임)이다. Figure 4는 CTEP이 제공하고 있는 입력 폼이다.

Figure . CTEP(Cancer Therapy Evaluation Program)

2.  수술기록지의 구성요소

임상문서를 전자적으로 표현하기 위해서는 표현하고자 하는 문서의 구조화를 위한 기술적인 방법론이 필요하다. 그러나 CDA Level One은 문서형식에 맞는 구조적인 제약사항(Structural constraint)이 구체적으로 제안되지 않았기 때문에 본 논문에서는 유방암 환자의 임상정보를 표현하기 위한 문서 제약사항을 항목 (Section), 상세사례 (Specific instance), 이미지 마커 (Image marker) 등으로 구분하여 정의하였다[4].

1) 항목

임상문서의 구조를 상세화하는 핵심적 구성 요소이다. 예를 들어, 환자의 과거력(History of past illness), 활력징후(Vital sign), 진단(Diagnosis)과 같이 퇴원요약지와 같은 문서의 형식을 결정짓는 핵심적 정보를 항목(Section)이라고 정의하였다.

2) 상세사례

활력징후(Vital sign)와 같은 Section에 혈압(Blood pressure), 맥박(Pulse rate), 키(Height), 몸무게(Weight), 체온(Temperature)과  같이 Section의 실례로서 값을 가지는 정보를 상세사례(Specific instance) 라 정의하였다.

3) 이미지 마커

영상학적 검사 정보, 예를 들어 MMG 혹은 USG 검사에서 병변(region)을 이미지로 표시할 경우에는 전자화되었을 시에 검색이 용이하지 않다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위한 방책으로 유방암의 위치를 ① 좌우선택, ② 시계방향, ③ nipple과의 거리,  ④ 깊이 등으로 표시한다. 이와 같이 해당 이미지 마킹을 통해 입력되는 정보를 구조화하여 텍스트 형태로 추출한 정보를 이미지 마커(Image marker) 라 정의하였다.

Figure . Example of image marker

III. 결 과

본 연구에서는 유방암센터에서 필요한 임상정보 항목을 세 단계를 통하여 추출하였다. 유방암 환자의 임상정보의 분석 결과를 기반으로, 환자기본정보 (Patient data), Epidemiologic data,  과거력 (past history), 가족력(Family history)같은 Section과 환자기본정보 중 과거력 Section 대한 실례 값을 가지는 결혼여부, 첫출산 및 초경과 같은 specific instance 등으로 유방암센터의 수술기록지를 상세화하였다.

Step 1 : 문서의 형식을 결정짓는 항목(section) 추출

환자기본정보, 진단, 수술, 추적검사, 재발, 재수술, 사망등과 같이 문서의 형식을 결정짓는 퇴원요약지의 핵심적 구성요소를 추출하였다.

Step 2: 항목의 실례로 값을 가지는 상세사례(specific instance) 추출

수술 Section 에서는 수술명, TNM, Stage, Histology type과 같이 상세사례을 추출하였다.

Step 3: 이미지 마커(image marker) 추출

영상학적 검사 정보 중에서 ‘MMG’ 섹션의 Mass location에 해당하는 이미지에서 Right/Left, Direction ( ) o’clock, Distance from nipple ( ) cm from nipple와 같이 이미지 마커를 추출하였다.

그림 6은 항목과 상세사례로 구조화된 유방암센터 수술기록지의 프로토타입이다. 구조화된 수술기록지는 XML기반 CDA 구조를 수용하고 있기 때문에 광범위하게 확장되고 응용될 수 있다.

Figure . Structured CDA-based Operation note

IV. 결론 및 고찰

의료정보화의 급속한 진행으로 주요 의료기관에서 EMR 및 임상연구 정보시스템 (CIS)의 구축이 빠르게 확산되고 있다.  EMR 구축은 궁극적으로 추구하는 진화의 방향은 다음과 같다: (1) 최적의 임상진료 서비스 제공한다 (2) 임상진료 현장의 정보취득을 통한 실시간 임상연구를 수행할 수 있다. (3) 복합적 치료과정 정보를 포괄하는 임상시험 연구 수행 및 생물학적 유전체학적 정보와의 통합 분석을 통한 예후 예측 및 개인별 맞춤의학을 가능하게 한다. 그러나 현재의 EMR은 주로 임상진료과정 및 청구 등 행정절차 중심으로 설계되어 있고, 통일된 (국제표준에 따르는) 용어나, 온톨로지, 형식화된 문서구조, 자료구조와 전송 표준 등이 지원되지 않는다. 그러므로 진료 챠트에 기록하는 문서정보만을 담게 되어서 각 임상진료단위별로 수행되는 각종의 임상연구 정보를 체계적으로 처리하는 방법을 제공하고 있지 않다.

본 연구에서는 임상연구 및  임상시험 정보 시스템 구축을 위한 형식화되고 국제표준에 기반하여 임상연구 및 임상시험 수행에 필요한 시시각각 변화하는 다양한 문서양식 및 자료취득 양식 등을 시스템적으로 지원할 수 있는 Rapid Prototyping System 개발하고자 하였다.

대용량의 XML 문서에 대한 효율적인 저장, 관리 및 검색을 지원하는 XML 저장관리 시스템은 많은 기존의 자료중심 통합에서 문서중심 통합으로의 새로운 패러다임(from data-centric to document-centric integration)을 제시하고 있다[7]. 의료정보의 상당부분은 진료챠트의 예처럼 의학적, 법률적 효력을 갖는 문서의 형식으로 생성되며, 이러한 특성은 기존의 관계형 데이터베이스 (Relational Database, RDB) 용의 DBMS를 적용한 자료관리시스템으로 처리하는 데에는 근원적인 한계가 있다. 그러므로 문서중심 XML 기술은 이러한 대규모 의료정보의 문서중심 통합을 가능하게 하는 기술로 평가되고 있다.

본 논문에서는 기존의 자료중심 통합에서 문서중심 통합의 일환으로 핵심적인 임상정보를 담은 CDA기반의 수술기록지를 항목, 상세사례 및 이미지 마커의 정의를 통해 전자적 문서로 표현할 수 있는 기술적 방법론을 제안하였다. 앞으로 본 연구는 다른 임상문서를 분석함과 동시에 도출된 임상문서의 프로토타입의 유용성을 평가하는 방법을 제시하고자 한다.

감사의 글

This study was supported by a grant from Korea Health 21 R&D Project, Ministry of Health & Welfare, Rep. of Korea (0412-MI01-0416-0002).

참고문헌

Health Level 7, Inc. http://www.hl7.org/

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Heitmann KU, Schweiger R, Dudeck J., Discharge and referral data exchange using global standards--the SCIPHOX project in Germany, Int J Med Inf. 2003 Jul;70(2-3):195-203

서화정, 홍승권, 이정애, 박유랑, 김주한. 임상문서구조 표준을 따르는 구조화된 퇴워요약지의 문서 제양사항 표현. 대한의료정보학회지 2004:10(Sup1):55-9.

박유랑, 박지연, 김세영, 서화정, 이정애, 김주한. 암 연구 Common Data Element에 기반한 Microarray Gene Expression Object Model과 Clinical Document Architecture의 연동. 대한의료정보학회지 2004;10(Suppl 1):s41-5.

Covitz PA, Hartel F, Schaefer C, De Coronado S, Fragoso G, Sahni H, Gustafson S, Buetow KH. caCORE: a common infrastructure for cancer informatics. Bioinformatics. 2003; 12;19(18): 2404-12

Dolin RH, Alschuler L, Beebe C, Biron PV, Boyer SL, Essin D, Kimber E, Lincoln T, Mattison JE., The HL7 Clinical Document Architecture. J Am Med Inform Assoc. 2001 Nov-Dec;8(6):552-69.