DOI: https://doi.org/10.3389/fmed.2026.1736785
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41767541
تاريخ النشر: 2026-02-12
المؤلف: Hanna Kätlin Ardel وآخرون
الموضوع الرئيسي: أنظمة السجلات الصحية الإلكترونية
نظرة عامة
تتناول ورقة البحث التحديات المرتبطة بتحويل البيانات السريرية بين معيار HL7 Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) ونموذج البيانات المشترك (CDM) لشراكة النتائج الطبية الملاحظة (OMOP). استخدم المؤلفون TermX، وهي منصة مفتوحة المصدر، لتطوير قواعد تحويل ثنائية الاتجاه تسهل رسم بيانات العلامات الحيوية. حققت الدراسة تغطية رسم قدرها 74% من FHIR إلى OMOP CDM و23% في الاتجاه المعاكس، مما يبرز الفروقات الهيكلية كسبب رئيسي للعناصر غير المرسومة. تؤكد النتائج على إمكانية التحويلات القابلة لإعادة الاستخدام والمعتمدة على المعايير لتعزيز الاستخدام الثانوي للبيانات السريرية لأغراض البحث، وبالتالي المساهمة في أهداف الفضاء الأوروبي للبيانات الصحية.
في الختام، يؤكد المؤلفون على ضرورة وجود تبادل بيانات موحد وقابل للقراءة بواسطة الآلات لدعم الاستخدام الثانوي للبيانات الصحية. قاموا بتطوير نموذج أولي يستخدم لغة رسم الخرائط FHIR (FML) ومحرر TermX البصري لإنشاء مكونات تحويل قابلة لإعادة الاستخدام. أكدت الاختبارات الأولية جدوى هذه التحويلات، محققة مستوى جاهزية التكنولوجيا (TRL) من 3. تحدد الورقة عدة تحديات تقنية ولفظية، بما في ذلك القضايا المتعلقة بالمعرفات وفقدان المعلومات ومحاذاة المصطلحات. ستركز الأعمال المستقبلية على تطبيق هذه المكونات التحويلية على مجموعات بيانات سريرية حقيقية، والتحقق من وظيفتها في سير العمل التشغيلي، وتوسيع قواعد التحويل لتشمل موارد FHIR إضافية وهياكل OMOP CDM. في النهاية، تهدف هذه الجهود إلى إنشاء قاعدة بيانات قوية تعتمد على OMOP CDM تدعم اتخاذ القرارات المستندة إلى البيانات والابتكار في الرعاية الصحية.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على القضية المهمة المتمثلة في عدم الاستفادة الكافية من بيانات الصحة التي تم جمعها خلال الرعاية السريرية، حيث تبقى حوالي 97% من بيانات المستشفى غير مستخدمة. يقيّد هذا الاستخدام المحدود الفوائد المحتملة لبيانات الصحة لأغراض ثانوية، والتي يمكن أن تعزز نتائج الرعاية الصحية وكفاءة العمليات ومبادرات الصحة العامة. تؤكد الورقة على أهمية الاستخدام الثانوي في دعم اتخاذ القرارات المستندة إلى الأدلة وتعزيز الابتكار، كما تم الإشارة إليه سابقًا في تقرير عام 2009 من PricewaterhouseCoopers، الذي دعا إلى الاستفادة من البيانات السريرية لتحسين نتائج العلاج وتقليل التكاليف.
يتم تأطير سياق هذا البحث ضمن الفضاء الأوروبي للبيانات الصحية (EHDS)، الذي يهدف إلى تسهيل التشغيل البيني الآمن لبيانات الصحة عبر دول الاتحاد الأوروبي. يركز EHDS على جودة البيانات والتوحيد والأمان، مع خدمة HL7 FHIR وOMOP CDM كإطارات رئيسية لتبادل البيانات وهيكلتها، على التوالي. توضح الورقة هيكلها، موضحة تعريف المشكلة، وطرق إنشاء قواعد التحويل بين HL7 FHIR وOMOP CDM، ونتائج قواعد التحويل الموحدة، والتقييم، والآثار، واقتراحات العمل المستقبلي.
طرق
تستخدم الدراسة منهجية علم تصميم (DS) لإنشاء وتقييم العناصر التقنية التي تعالج تحديات التشغيل البيني في بيانات الرعاية الصحية بشكل منهجي. تتبع الدراسة إطار بحث علم التصميم، الذي يتضمن ثلاث مراحل رئيسية: (1) تحديد المشكلة، حيث يتم تعريف قضايا التشغيل البيني؛ (2) تصميم العلاج، مما يؤدي إلى تطوير عنصر تحويل قابل لإعادة الاستخدام؛ و(3) التحقق من العلاج، الذي يقيم العنصر وفقًا لمعايير هيكلية ولفظية محددة. تتضمن العملية التكرارية تحسين قواعد التحويل بناءً على الملاحظات من اختبارات التحقق.
يتكون العنصر الرئيسي الذي تم تطويره في هذا البحث من قواعد تحويل قابلة لإعادة الاستخدام تسهل التحويل بين موارد HL7 FHIR وهياكل جدول OMOP CDM، والتي تم تنفيذها ضمن منصة TermX. يتم تعريف التحويل على أنه عملية تحويل البيانات مع الحفاظ على معناها اللفظي الأصلي، بينما توفر قواعد التحويل تعليمات محددة لهذه التحويلات. بالإضافة إلى ذلك، تمثل مكونات التحويل تمثيلات بصرية لهذه القواعد داخل محرر TermX البصري، مع تضمين كود FML لتنفيذ التحويلات اللازمة.
نتائج
تشير نتائج التقييم إلى أن TermX تسهل بنجاح التحويلات الثنائية الاتجاه المتسقة هيكليًا ولفظيًا بين FHIR (موارد التشغيل البيني للرعاية الصحية السريعة) وOMOP CDM (نموذج البيانات المشترك لشراكة النتائج الطبية الملاحظة) لحالات استخدام العلامات الحيوية. بينما تم ملاحظة بعض القضايا الطفيفة في ترجمة المصطلحات من FHIR إلى OMOP CDM، إلا أن هذه لم تؤثر على سلامة الخرائط الأساسية. حقق النموذج الأولي مستوى جاهزية التكنولوجيا (TRL) من 3، مما يدل على التشغيل الموثوق في بيئة خاضعة للرقابة.
في التحويل العكسي من OMOP CDM إلى FHIR، ظهرت تحديات بسبب الفروقات الهيكلية بين المعيارين، لا سيما الكمية الأكبر من المعلومات على مستوى المريض الموجودة في موارد FHIR مقارنة بـ OMOP CDM. أدت هذه الفجوة إلى عدم إمكانية استرداد بعض عناصر البيانات، مما أدى إلى فقدان المعلومات. على الرغم من هذه التحديات، تؤكد النتائج على الجدوى التقنية للتحويلات وتحقق من السلامة الهيكلية واللفظية لتمثيلات بيانات العلامات الحيوية. بشكل عام، تؤسس الدراسة قاعدة صلبة لتوسيع نهج TermX ليشمل مجموعات بيانات سريرية أكبر وأنظمة مصطلحات متنوعة.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة في هذه الورقة الضوء على المساهمات الكبيرة التي تم تحقيقها نحو تعزيز الاستخدام الثانوي للبيانات السريرية في الصحة الرقمية. تحدد التحدي المتمثل في أن الكثير من البيانات السريرية المجمعة ليست قابلة لإعادة الاستخدام بسهولة لأغراض البحث بسبب قيود أنظمة تخزين البيانات الحالية، التي تم تصميمها بشكل أساسي للرعاية الصحية بدلاً من البحث. يقترح المؤلفون مجموعة من قواعد التحويل الموحدة بين HL7 FHIR ونموذج البيانات المشترك OMOP (CDM)، مع معالجة قضايا الدقة وفقدان البيانات وقابلية الاستخدام والتشغيل البيني. تسهل هذه القواعد تحويل البيانات السريرية إلى تنسيقات جاهزة للبحث، مما يدعم الاستخدام الثانوي للسجلات الصحية ويحسن جودة الأدلة الواقعية. تساهم النتائج في مبادرة الفضاء الأوروبي للبيانات الصحية من خلال تعزيز التشغيل البيني وتمكين تطبيقات البحث الأكثر فعالية.
توضح الورقة أيضًا التحديات التقنية واللفظية المرتبطة بتحويل البيانات بين HL7 FHIR وOMOP CDM، مما يبرز الحاجة إلى منهجية رسم خرائط قابلة لإعادة الاستخدام تعتمد على القواعد. يتم تنفيذ هذه المنهجية باستخدام لغة رسم خرائط FHIR (FML) ضمن منصة TermX، التي تعمل كأداة لإدارة المعرفة لتعريف والتحقق من قواعد التحويل. يوضح المؤلفون عملية التحويل باستخدام بيانات العلامات الحيوية كدراسة حالة، موضحين كيف يمكن رسم موارد FHIR Observation بشكل منهجي إلى جداول قياس OMOP CDM. تؤكد النتائج على جدوى استخدام TermX للتحويلات المعتمدة على القواعد مع الحفاظ على المعنى اللفظي وسلامة الهيكل، مما يؤسس إطارًا قابلاً لإعادة الاستخدام لجهود تكامل البيانات المستقبلية.
القيود
تناقش قسم القيود التحديات المرتبطة برسم المصطلحات بين HL7 FHIR ونموذج البيانات المشترك OMOP (CDM). تؤكد على أن هذه العملية ليست ميكانيكية فقط، بل تتطلب تحليلًا لفظيًا ومحاذاة دقيقة للمصطلحات، حيث إن النظامين ليسا متوافقين تمامًا. تعترف الورقة بأنه بينما تتضمن مفردات OHDSI العديد من المصطلحات الطبية المقبولة على نطاق واسع المستخدمة في FHIR، إلا أن تحقيق توحيد شامل للمصطلحات لا يزال مهمة معقدة. يبرز المؤلفون أن اختيار ValueSets المناسبة لبيانات HL7 FHIR يمثل تحديًا خاصًا، حيث إن ValueSets محددة ليست دائمًا معرفة، مما يعقد إنشاء التحويلات القابلة لإعادة الاستخدام.
يستنتج المؤلفون أن تنفيذ رسم خرائط المصطلحات الثنائية الاتجاه يجب أن يعتمد على جداول رسم المفاهيم الصريحة بدلاً من حقول *_source_value، حيث تعزز هذه الطريقة التحكم والشفافية، مما يسهل إعادة الاستخدام والتحقق بشكل أفضل. ومع ذلك، تتطلب هذه الطريقة جهدًا يدويًا كبيرًا لمراجعة ورسم المصطلحات الخاصة بـ OHDSI جزئيًا لتلك المتوافقة مع HL7. بالإضافة إلى ذلك، تشير الورقة إلى أن التحويلات العكسية يجب أن تأخذ في الاعتبار تعقيدات حقول FHIR CodeableConcept، التي تشمل ليس فقط رموز المصطلحات ولكن أيضًا قيم النظام والنص. إن عدم القدرة على استرداد هذه القيم دون معرفة سياق التحويل ومصدر المصطلحات الأصلية يفرض قيودًا إضافية على تحقيق حل تحويل قابل لإعادة الاستخدام بالكامل.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmed.2026.1736785
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41767541
Publication Date: 2026-02-12
Author(s): Hanna Kätlin Ardel et al.
Primary Topic: Electronic Health Records Systems
Overview
The research paper addresses the challenges associated with the transformation of clinical data between the HL7 Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) standard and the Observational Medical Outcomes Partnership (OMOP) Common Data Model (CDM). The authors utilized TermX, an open-source platform, to develop bidirectional transformation rules that facilitate the mapping of vital signs data. The study achieved a mapping coverage of 74% from FHIR to OMOP CDM and 23% in the reverse direction, highlighting structural discrepancies as a primary cause for unmapped elements. The findings underscore the potential of reusable, standards-based transformations to enhance the secondary use of clinical data for research, thereby contributing to the objectives of the European Health Data Space.
In the conclusion, the authors emphasize the necessity for standardized, machine-readable data exchange to support secondary healthcare data use. They developed a prototype that utilizes the FHIR Mapping Language (FML) and TermX visual editor to create reusable transformation components. Initial testing confirmed the feasibility of these transformations, achieving a Technology Readiness Level (TRL) of 3. The paper identifies several technical and semantic challenges, including issues related to identifiers, information loss, and terminology alignment. Future work will focus on applying these transformation components to real clinical datasets, validating their functionality in operational workflows, and expanding the transformation rules to encompass additional FHIR resources and OMOP CDM structures. Ultimately, these efforts aim to establish a robust OMOP CDM-based database that supports data-driven decision-making and innovation in healthcare.
Introduction
The introduction highlights the significant issue of underutilization of health data collected during clinical care, with approximately 97% of hospital data remaining unused. This underuse restricts the potential benefits of health data for secondary purposes, which could enhance healthcare outcomes, operational efficiency, and public health initiatives. The paper emphasizes the importance of secondary use in supporting evidence-based decision-making and fostering innovation, as previously noted in a 2009 report by PricewaterhouseCoopers, which advocated for leveraging clinical data to improve treatment outcomes and reduce costs.
The context of this research is framed within the European Health Data Space (EHDS), which aims to facilitate secure interoperability of health data across EU Member States. The EHDS focuses on data quality, standardization, and security, with HL7 FHIR and OMOP CDM serving as key frameworks for data exchange and structuring, respectively. The paper outlines its structure, detailing the problem definition, methods for creating transformation rules between HL7 FHIR and OMOP CDM, results of standardized transformation rules, evaluation, implications, and future work suggestions.
Methods
The research employs the Design Science (DS) methodology to systematically create and evaluate IT artifacts that address interoperability challenges in healthcare data. The study follows the Design Science Research framework, which encompasses three key phases: (1) problem identification, where interoperability issues are defined; (2) treatment design, leading to the development of a reusable transformation artifact; and (3) treatment validation, which assesses the artifact against established structural and semantic criteria. The iterative process involves refining transformation rules based on feedback from validation tests.
The primary artifact developed in this research consists of reusable transformation rules that facilitate the conversion between HL7 FHIR resources and OMOP CDM table structures, implemented within the TermX platform. A transformation is defined as the process of converting data while preserving its original semantic meaning, while transformation rules provide specific instructions for these conversions. Additionally, transformation components are visual representations of these rules within the TermX Visual Editor, incorporating FML code to execute the necessary transformations.
Results
The evaluation results indicate that TermX successfully facilitates structurally and semantically consistent bidirectional transformations between FHIR (Fast Healthcare Interoperability Resources) and OMOP CDM (Observational Medical Outcomes Partnership Common Data Model) for vital sign use cases. While minor issues were noted in the terminology translation from FHIR to OMOP CDM, these did not affect the integrity of the core mappings. The prototype achieved a Technology Readiness Level (TRL) of 3, demonstrating reliable operation in a controlled environment.
In the reverse transformation from OMOP CDM to FHIR, challenges arose due to structural differences between the two standards, particularly the greater amount of patient-level information present in FHIR resources compared to OMOP CDM. This discrepancy resulted in certain data elements being unrecoverable, leading to information loss. Despite these challenges, the findings confirm the technical feasibility of the transformations and validate the structural and semantic integrity of the vital sign data representations. Overall, the study establishes a solid foundation for expanding the TermX approach to encompass larger clinical datasets and diverse terminology systems.
Discussion
The discussion section of this paper highlights the significant contributions made towards enhancing the secondary use of clinical data in digital health. It identifies the challenge that much of the clinical data collected is not readily reusable for research due to the limitations of existing data storage systems, which are primarily designed for patient care rather than research. The authors propose a set of standardized transformation rules between HL7 FHIR and the OMOP Common Data Model (CDM), addressing issues of accuracy, data loss, usability, and interoperability. These rules facilitate the conversion of clinical data into research-ready formats, thereby supporting the secondary use of health records and improving the quality of real-world evidence. The findings contribute to the European Health Data Space initiative by enhancing interoperability and enabling more effective research applications.
The paper also outlines the technical and semantic challenges associated with transforming data between HL7 FHIR and OMOP CDM, emphasizing the need for a rule-based, reusable mapping methodology. This methodology is implemented using the FHIR Mapping Language (FML) within the TermX platform, which serves as a knowledge management tool for defining and validating transformation rules. The authors demonstrate the transformation process using vital signs data as a case study, illustrating how FHIR Observation resources can be systematically mapped to OMOP CDM Measurement tables. The results confirm the feasibility of using TermX for rule-based transformations while preserving semantic meaning and structural integrity, thereby establishing a reusable framework for future data integration efforts.
Limitations
The section on limitations discusses the challenges associated with mapping terminologies between HL7 FHIR and OMOP Common Data Model (CDM). It emphasizes that this process is not merely mechanical but necessitates semantic analysis and careful alignment of terms, as the two systems are not fully compatible. The paper acknowledges that while the OHDSI vocabulary includes several widely accepted medical terminologies used in FHIR, achieving comprehensive terminology harmonization remains a complex task. The authors highlight that the selection of appropriate ValueSets for HL7 FHIR data is particularly challenging, as specific ValueSets are not always defined, complicating the creation of reusable transformations.
The authors conclude that implementing bidirectional terminology mappings should rely on explicit concept mapping tables rather than the *_source_value fields, as this approach enhances control and transparency, facilitating better reusability and validation. However, this method demands significant manual effort to review and partially map OHDSI terminology terms to those compatible with HL7. Additionally, the paper points out that reverse transformations must consider the complexities of FHIR CodeableConcept fields, which include not only term codes but also system and text values. The inability to recover these values without knowledge of the transformation context and original terminology source poses further limitations to achieving a fully reusable transformation solution.