I.

온톨로지 기반의 유해사례 보고 시스템

Ontology-based Adverse Event Reporting System

Senator Jeong*, Hong-Gee Kim*

* Center for Healthcare Ontology R&D, Seoul National University, Seoul 110-799, senator@snu.ac.kr

Abstract: Patient safety is one of the most significant issues not only to medical providers but also to the general public. Despite the widespread recognition of the adverse event reporting for patient’s safety, there is no widely accepted or standardized way to request and report the information of adverse events. We proposed the Ontology-based adverse Event Reporting System (ONTERS). The ONTERS consists of two components: the Adverse Event Ontology to describe adverse event in semantically interoperable way and the Adverse Event Reporting Schema (AERS) to envelope and deliver the content of adverse event report request and report. The Adverse Event Ontology is built based on existing adverse event taxonomies. The AERS is designed for common adverse event messaging interface in the form of XML Schema. The ONTERS is expected to allow semantic interoperability in sharing and exchange of patient safety information within and among various health information systems.

Keyword: adverse event reporting system, ontology

서 언

1. 연구배경

모든 의료환경에서 환자의 안전은 의료제공자뿐만 아니라 일반대중에게 매우 중요한 사안이다.  유해사례(adverse event)란 다시는 일어나지 않기를 바라는 환자의 안전을 위협하는 모든 이벤트를 일컫는다.[1]. 유해사례보고(adverse event reporting)의 개념은 보고할 만한 유해사례가 발생할 경우, 지정된 수신자에게 보고하는 것을 의미한다. 이 때문에 사례보고를 포함한 리포팅기능이 EHR 시스템의 8개 핵심 기능중 하나로 포함되었다[2]. 유해사례를 보고하는 목적은 해당 유해사례의 원인을 이해하고 그 발생가능성을 예측함으로써 올바른 진료와 예방수단을 도출하기 위함이다[3].

많은 유해사례보고시스템이 의료과오[4-6], 의료제품관련 유해사례[7], 부작용[8, 9]에 관한 정보를 수집하거나 특정 도메인이나[1] 조직[10]의 정보수요를 충족시키기 위해 개발되어왔다. 이들 시스템에서 사용되는 보고형식은 자유서술 방식에서부터 복잡한 형식에 이르기까지 매우 다양하다.

그러나 지금까지 유해사례를 표현하거나 코딩하기 위한 정형화된 공통의 스키마를 찾아보기 어렵다. 유해사례를 의미하는 용어 또한 다양하고 그 명명법(nomenclature)도 각기 다르기 때문에 서로 다른 의료정보시스템간에 유해사례정보를 교환하고 공유하기가 여의치 않다.

물론 세계보건기구(WHO)에서 환자안전사례분류(Interational Patient Safety Event Taxonomy)[11] 사업에 착수했지만 이제 막 시작단계에 있다.

유해사례보고서를 교환하고 공유하기 위한 메시징 형식 또한 국제적으로 통용되는 표준을 찾아보기 어렵다. 이처럼 공통으로 사용가능한 메시지 인터페이스가 없기 때문에 결과적으로 유해사례를 기록하여 전달하는 방법도 보고요청기관(자), 유해사례수집기관, 유해사례조사자마다 달라질 수 밖에 없다.

2. 연구목표

본 연구는 유해사례에 대한 보고요청서(Report Request)와 보고서(Report)를 생성하고 전달하는 과정을 표준화함으로써 유해사례 정보의 공유와 교환의 편의성, 시의성, 정확성, 완전성을 향상시키는데 그 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해 본 연구에서는 첫째, 유해사례 온톨로지 (Adverse Event Ontology)를 구축하여 의료정보시스템간에 유해사례 정보를 공유하고 교환하는데 있어 의미상의 불일치 및 비호환성문제를 해소하고자하였다. 둘째, 서로 다른 의료정보시스템간 유해사례정보를 전송할 때 발생할 수 있는 메시징 문제를 해결하기 위해 XML기반의 유해사례 보고 스키마(Adverse Event Reporting Schema: AERS)를 설계하였다. AERS는 지리적으로 분산되어있고 시스템적으로 상이한 의료 정보시스템간의 유해사례 보고요청서와 보고서를 표현하는데 목적을 두고 있다.

한편, 의료제공자, 보험사, 정부 등 많은 조직이 환자의 안전정보를 필요로 한다. 이들 조직이 선호하는 보고양식은 그 용도와 분야에 따라 다양할 수 있다. 어떤 이용자 집단은 최소한의 데이터만을 요구하는데 비해 어떤 집단은 보다 상세한 정보를 필요로 한다. 관심사항 또한 각 정보수요자마다 다를 수 있다.의료제공자가 유해사례정보를 교환하고 공유함으로써 환자의 안전을 향상시키는 것에 관심을 두는 것에 비해 일반 대중은 유해사례의 책임소재에 더 관심을 가질 수 있다. 이상과 같이 유해사례 보고요청자 (Report Requester)의 다양한 정보요구를 수용하기 위해 이 연구에서는 유해사례 보고항목(Report Item Set)을 설계하였다. 이 유해사례 보고항목에서 사용되는 개념과 그 속성은 유해사례 온톨로지로부터 추출되며, 유해사례의 종류와 항목을 지정하는데 활용된다. 마지막으로 유해사례 온톨로지와 유해사례 보고 스키마를 이용하여 유해사례 보고시스템(Adverse Event Reporting System: ONTERS)의 프로토타입을 설계․구축하였다.

III. 유해사례 온톨로지

유해사례 온톨로지는 JCAHO Patient Safety Event Taxonomy와 Interational Patient Safety Event Taxonomy[11, 12]를 확장하여 온톨로지로 구축하였으며, Protégé의 OWL plug-in으로 모델링 하였다. 온톨로지는 [11, 12]에 정의된 최상위 분류에 따라 5개의 최상위 기본영역(Impact, Type, Domain, Cause, and Prevention and Mitigation)을 갖게 되며 이 5개의 기본영역 아래 제2차,3차4차 클래스와 그 하위 필드로 세분화된다. Impact는 의료과오나 시스템 실패로 발생하는 효과환자에게 유해한 결과를 일컫는다. Type은 잘못되거나 실패한 암묵적 또는 가시적 절차를 말한다. Cause는 사고로 이어지는 원인을 말한다. Prevention & Mitigation은 유해사건과 그 결과를 줄이기 위해 취해지거나 제안되는 수단을 의미한다. 분류표의 각 축의 개념과 하위개념은 [그림 1]과 같이 protégé의 필요조건을 이용하여 클래스와 하위클래스로 정의되었다. 온톨로지는 hasInput, hasLevel, hasCheck 등의 속성을 가지며, 어떤 클래스는 Disjoint관계를 갖는다.

[그림 1] 유해사례 온톨로지

IV. 유해사례 보고 스키마 (AERS)

유해사례정보를 공유하고 교환하기 위해서는 유해사례 온톨로지 뿐만 아니라 다양한 의료주체간 유해사례정보를 교환하기 위한 수단이 필요하다. 이벤트 리포팅은 기본적으로 특정한 이벤트가 미리규정된 특정조건에서 발생하면 지정된 수신자에게 리포팅하는 개념이다. 유해사례정보의 교환체계는 이러한 이벤트 리포팅의 기본 개념을 따르며, 다양한 주체간에 유해사례정보를 요청하고 전달받기 위해서는 공통의 메시징 인터페이스가 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라 본 연구에서는 XML기반의 유해사례 보고 스키마(Adverse Event Reporting Schema: AERS)를 개발하였다. 즉, AERS는 의료소비자, 의료제공자, 정책입안가 등 의료환경에 종사하는 각 주체가 유해사례정보를 교환할 때 필요한 공통의 메시징 도구로서 활용될 목적으로 개발되었다.

[그림 ] 유해사례 보고요청을 위한 XML 스키마

AERS는 [ReportRequest]와 [Report] 부분으로 구성된다. [ReportRequest]의 목적은 보고해야할 유해사례의 종류 등을 기술하고 보고서의 수신자를 지정하며, 보고서에서 보고서의 실제 내용이 될 보고항목(ReportItem Set)을 지정하는 틀을 제공하는 것이다.

1. ReportRequest

[ReportRequest]는 [그림 2]와 같이 [ReportRequestHeader], [ReportSpecification], [ReportCondition] 등 세 부분으로 나누어진다. [ReportRequestHeader]는 ReportRequest의 우선순위, 유효기간 등 일반적인 패러미터를 제공한다. [ReportSpecification]은 보고서의 내용에 포함되어야할 보고항목(ReportItemSet)을 지정할 수 있도록 해준다. 예컨대, 보고요청자는 보고서 생성자가 지정하는 보고항목(ReportItemSet)의 xml 스키마가 위치한 URI를 지정할 수 있다. [ReportCondition]은 유해사례 온톨로지에 정의된 사례와 시간 등 유해사례 보고서가 보고되는 조건을 정의한다.

2. Report

[Report]도 세부분으로 구성된다. [ReportHeader]는 [ReportRequest]에서와 마찬가지로 보고서에 대한 일반적인 내용을 기술한다. [ReportItemSet]은 Report의 페이로드를 포함시킬 위치를 제공하며, [ReportRequest]에 지정된 [ReportItemSet]과 상응한다. [EmbeddedReportRequest]에 ReportRequest나 그 참조 URI를 포함시킬 수 있다.

3. ReportItemSet

유해사례정보의 교환을 위한 전체적인 메시징 구조는 동일하다하더라도 리포팅에 포함되어야 할 정보요구는 정보수요자(보고요청자, 수집가, 조사자), 커뮤니케이션 상대와 범위, 의료환경, 보고유형에 따라 다를 수 있다. 따라서 보고요청자(기관)는 자신들의 정보요구를 가장 잘 만족시킬 수 있는 보고대상 항목을 선택할 수 있어야 한다. [ReportItemSet]은 보고서 메시지에 포함될 보고대상 데이터의 템플릿 기능을 수행한다. 각 커뮤니케이션 주체는 유해사례 온톨로지로부터 보고제목, 보고자, 유해사례 발생시점, 위치 등 정보요구에 맞는 보고항목을 추출하여 [ReportItemSet] 스키마를 생성한다. 스키마 생성은 보고항목(Report Item Set) 생성기를 이용한다. 본 연구에서는 가상의 보고항목을 임의로 설정하여 스키마를 구축하였다. 예시적인 보고항목 스키마는 http://chord.snu.ac.kr/~senator/safety/schema/reportitemset001.xsd에서 확인할 수 있다.

V. ONTERS

유해사례정보는 관계되는 당사자에게 즉시 배포되고 공유되어 유용한 조치와 예방전략을 세울 수 있도록 해야 한다. 이러한 요구사항을 고려하여 온톨로지 기반의 유해사례보고 시스템 (Ontology-based Adverse Event Reporting System: ONTERS)의 프로토타입을 설계하였다. ONTERS는 보고서 저장소에 접근할 수 있는 보고요청자 (공공보건관리자, 의료품질개선관리자), 보고요청서에 지정된 유해사례 보고서를 저장하는 유해사례 보고서 저장소, 보고요청서와 보고서를 생성하는데 참조하는 보고항목 라이브러리로 구성된다.

ONTERS는 [그림 3]의 순서대로 작동한다. 보고요청자(Report Requester)는 보고요청서 생성기를 이용하여 보고항목 라이브러리에서 보고항목을 선택하여 보고요청서(GH-RR-001)를 생성한다. 여기서 보고 조건은 [그림 3]의 예와 같이 “2006년 1월 5일부터 10일동안 발생한 모든 유해사례”이고 유해사례 조건은 "사망"으로 설정할 수 있다. 보고요청서에는 복수의 보고서 수신자(SH, SPE-RP-003)를 설정하여 전송할 수 있다. 보고요청서를 받으면 보고자(Reporter)는 내부적인 조사절차를 완료한 유해사례(예:사망)를 수집한다. 보고자는 보고요청서가 지정한 보고항목 스키마를 임포트하여 유해사례 보고서를 생성한다.

유해사례 보고서 저장소는 요청자에게 제공될 모든 정보를 수집한다. 저장소는 누가적인 유해사례 통계를 수집하는데 이용될 수도 있다. 정보의 종류는 전체적인 유해사례의 추세가 될 수도 있고 보고되는 유해사례의 유형, 보고자의 유형이 될 수도 있다. 보고 요청자는 유해사례 보고서 저장소를 탐색하여 관심대상의 보고 데이터를 검색할 수 있다.

ONTERS의 이용자 인터페이스에는 보고요청서 생성기와 보고서 생성기가 있으며, GUI는 XSLT를 이용하여 구축되었다.

[그림 ] 온토롤지 기반의 유해사례 보고 시스템(ONTERS)의 전체구조

[그림 ] 유해사례보고요청서 생성기 화면

VI. 결 론

이 연구는 환자의 안전향상이라는 취지에서 유해사례에 대한 정보를 보다 효율적으로 공유할 수 있도록 유해사례 온톨로지를 구축하고 이에 기반하여 유해사례 보고시스템(ONTERS)의 프로토타입을 설계․구축하였다. 이 시스템에서는 유해사례정보를 교환하기 위한 공통의 스키마(AERS)를 활용한다. 또, 특정 보고요청자의 정보수요를 충족시키기 위해 보고항목 라이브러리로부터 보고항목을 선택할 수 있다. ONTERS는 다양한 의료정보시스템간에 유해사례정보를 공유하고 교환하기 위한 인프라로 활용될 것으로 기대된다.

본 논문에서 제안하는 ONTERS 모델의 적절성을 검증하고 완전한 프레임웍을 추축하기 위해 실제현장 테스트가 필요하다. 뿐만 아니라 본 연구에서 다룬 유해사례 온톨로지의 잠재력을 충분히 발휘하기 위해서는 그 수록범위를 더욱 확장할 필요가 있다.

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