1. 简介
在此 Codelab 中，我们将学习如何使用 OHS (Open Health Stack) 和 Google Cloud Healthcare API 来创建安全、可扩缩且合规的创新型医疗保健解决方案。这些强大的工具相结合，可帮助医护人员和开发者创建数据驱动型解决方案，从而显著改善患者护理和治疗效果。
我们打算在移动应用中利用 Open Health Stack 和 Google Cloud Healthcare API 的强大功能，该应用使用 Android-FHIR SDK 来让用户管理 Google Cloud 中的 FHIR 患者记录。
下面我们来深入了解一下实现步骤。
构建内容
在此实现中，
- 我们将使用 Structured Data Capture Library 来呈现问卷，并使用 FHIR Engine 库来存储回答的 FHIR 内容
- 然后，系统会使用 Cloud Healthcare API 将数据上传到 Cloud FHIR 存储区
- 在上传之前，我们首先使用 Firebase 进行身份验证
上图显示了该流程。如需详细了解每个组件，请参阅此博客。
2. 要求
- 一个浏览器，例如 Chrome 或 Firefox
- 启用了结算功能的 Google Cloud 项目
- 最新版本的 Android Studio
- 已设置 Android 模拟器（您也可以使用实体 Android 设备）
创建项目
- 在 Google Cloud Console 的项目选择器页面上，选择或创建一个 Google Cloud 项目。
- 确保您的 Cloud 项目已启用结算功能。了解如何检查项目是否已启用结算功能。
- 启用必要的 API（BigQuery、Healthcare API）
激活 Cloud Shell
- 您将使用 Cloud Shell，这是一个在 Google Cloud 中运行的命令行环境，它预加载了 bq：
在 Cloud 控制台中，点击右上角的“激活 Cloud Shell”：
- 连接到 Cloud Shell 后，您应该会看到自己已通过身份验证，并且相关项目已设置为您的项目 ID。如果您的项目未设置，请使用以下命令进行设置：
gcloud config set project <YOUR_PROJECT_ID>
如需了解 gcloud 命令和用法，请参阅文档。
3. Healthcare API 设置
- 确保已启用 Healthcare API：前往 Google Cloud 控制台 API 库，搜索 Healthcare API，然后点击“启用”，系统将启用该 API 并将 Healthcare 服务账号添加到项目中
- 向服务账号授予 BigQuery 管理员权限在 Cloud Shell 终端中执行以下 gcloud 命令以授予权限：
gcloud projects add-iam-policy-binding <<YOUR_PROJECT_ID>> \
--member=serviceAccount:service-<<PROJECT_NUMBER>>@gcp-sa-healthcare.iam.gserviceaccount.com --role=roles/bigquery.admin
注意：您可以在控制台中找到 PROJECT_ID 和 PROJECT_NUMBER，请参阅文档以了解如何识别。
创建 Healthcare 数据集
在 Cloud Shell 中，运行以下命令以创建 Healthcare 数据集：
gcloud beta healthcare datasets create <<DATASET_ID>> --location=us-central1
将位置设置为某个区域。
创建 FHIR Datastore
在 Cloud Shell 中，运行以下命令以创建 FHIR 数据存储区：
gcloud beta healthcare fhir-stores create <<FHIR_STORE>> \
--dataset=<<DATASET_ID>> --location=us-central1 --version=r4
将位置设置为某个区域。
4. BigQuery 设置和流式传输
本部分介绍如何将 FHIR 存储区数据保存到 BigQuery 数据集中，以便利用 BigQuery 和 BQML 的强大功能来查询、编程和分析数据。
创建 BigQuery 数据集
BigQuery 数据集是表的集合。数据集中的所有表都存储在同一数据位置。您还可以附加自定义访问权限控制，以限制对数据集及其表的访问权限。
在 Cloud Shell 中，运行以下命令：
bq mk --location=us-central1 --dataset <<PROJECT_ID>>:<<BQ_DATASET>>
将位置设置为某个区域。
创建 BigQuery 流处理
如需在每次于 FHIR 存储区中创建、更新、修补或删除 FHIR 资源时将资源更改导出到 BigQuery，必须启用流式传输。每个存储区最多只能具有 10 项流处理配置。
- 前往 Google Cloud Healthcare 控制台的浏览器页面
- 点击新创建的数据集
- 点击新创建的数据存储区
- 点击“添加新的流式传输配置”
- 从列表中选择新创建的 BigQuery 数据集，从列表中选择“Analytics V2”作为架构类型和“Patient”作为资源类型（您可以选择任意数量的资源类型），然后点击“完成”
大功告成。您已准备就绪，可以保存 FHIR 存储区数据并将其流式传输到 BigQuery。
5. Cloud Functions（使用 Healthcare API 将 R4 数据写入 FHIR 数据存储区）
借助 Cloud Functions，您可以方便地编写代码并以无服务器方式部署到云端。在技术和语言支持方面，它具有可伸缩性、随用随付、事件驱动和开放的特点。如需了解更多功能，请参阅文档。
我们将编写的函数旨在对以 FHIR R4 格式传入的数据进行身份验证，并使用 Cloud Healthcare API 将数据写入 FHIR 数据存储区。如需创建 Cloud Functions 函数，请执行以下操作：
- 前往 Cloud Functions，然后点击“创建函数”
- 将名称设置为 fhir-datastore-proxy，将区域设置为 us-central1，并将身份验证选项设置为“需要身份验证”
- 展开“运行时、构建、连接和安全设置”。您将添加五个运行时环境变量：
名称：CLOUD_FUNCTIONS_ENDPOINT | 值：Cloud Functions 函数的网址端点。您会在上面的“身份验证”块中看到此值，其格式为：https://us-central1-PROJECT_ID.cloudfunctions.net/fhir-datastore-proxy
名称：PROJECT_ID | 值：您的项目 ID
名称：DATASET_LOCATION | 值：FHIR Datastore 的位置
名称：DATASET_ID | 值：Healthcare Datastore ID
名称：FHIR_STORE_ID | 值：FHIR 存储区 ID
- 按“下一步”前往下一页，我们将在该页中添加代码
- 现在应该会显示一个内嵌编辑器，选择 Java 17 作为语言，然后前往 HelloHttpFunction.java 类。将其重命名为 FhirDatastoreProxy.java。别忘了还将入口点重命名为 gcfv2.FhirDatastoreProxy
- 从代码库复制代码，并将其粘贴到内嵌编辑器中
- 前往 pom.xml 文件，然后将代码库中的 pom 文件复制到内嵌编辑器中
- 点击“部署”，您的函数很快就会创建并运行
注意：
- 此函数中使用的 Cloud Healthcare API 会使用应用默认凭据对发送到 Healthcare API 的请求进行身份验证
- 保存已部署的函数网址，以便能够从 Android 应用中调用该函数。到目前为止，我们已创建 Android 应用使用 Healthcare API 将 FHIR 数据独立写入 BigQuery 所需的所有组件。现在，让我们确保所有部分都已连接，并且在提交调查问卷时会调用 API。
6. Android 项目和 Firebase 设置
我们将使用最新版本的 Android Studio 和已设置好的 Android 模拟器（您也可以使用自己的 Android 设备）。准备就绪后，请按以下步骤操作：
- 克隆 FHIR 应用示例代码库：https://github.com/google/fhir-app-examples
- 打开 Android Studio，选择“Import Project (Gradle, Eclipse ADT, etc.)”，然后从之前下载的源代码中选择 cloudfunction/ 文件夹。打开 app/google-services.json。为空，需要填充。
使用 ./gradlew signingReport 生成 SHA-1 密钥，并记下调试变体下的 SHA1 字段
使用 Firebase 控制台（按照第 1 步和第 2 步操作）将应用添加到 Firebase。在“调试签名证书 SHA-1”字段中，填写上一步中的值
下载 google-services.json，并将 Firebase 中的内容替换为应用文件夹中的空文件
Firebase SDK 已添加到 build Gradle 文件中
- 打开 FhirApplication.kt，并将 baseUrl 字段设置为 Cloud Functions 函数的网址
- 从 Android Studio 工具栏中选择“将项目与 Gradle 文件同步”
我们现已完成实现中的设置和依赖项包含部分。
7. 问卷设置和回答
我们已在代码库中设置了问卷。不过，我们先来了解一下代码：
- 确保 app/src/main/res/layout/activity_main.xml 文件中的 ConstraintLayout 内存在 FragmentContainerView
- 确保 QuestionnaireFragment 具有 JSON 编码的 FHIR 问卷，以渲染 fragment
在本例中，我们将使用 JSON 文件“new-patient-registration-paginated.json”来呈现 fragment。检查文件 MainActivity.kt、AddPatientFragment.kt 和 AddPatientViewModel.kt
现在，我们已经验证了 fragment、JSON 和模型，接下来运行应用，尝试为问卷中的字段输入答案
您会注意到字符串、日期、数字字段和其他条件的验证
您可以运行应用并检查日志，看看是否已创建记录
如需详细了解如何使用 fragment，请点击此处。问卷 fragment 和回答设置就差不多完成了。
8. FHIRStore 和 BigQuery 数据集结果显示
现在，我们已完成所有设置和更新，请点击“Sync Project with Gradle Files”。完成后，
- 在 Android 模拟器上运行应用，并观看问卷加载
- 回答问题，然后点击顶部的“提交”
- 您应该会在应用中看到“患者已保存”消息
查看 FHIR 存储区结果
前往 Google Cloud Healthcare FHIRViewer 控制台
选择您的 FHIR 存储区和查询，然后点击“运行搜索”，您应该会在下方看到搜索结果。
查看 BigQuery 数据集结果
前往 Google Cloud BigQuery 控制台，然后在“探索器”窗格中，前往您为此项目创建的数据集。
点击“预览”，您应该会在 BigQuery 数据集中看到与医疗保健 FHIR 存储区中相同的数量和结果数据。
现在，您可以对刚刚保存到云数据集中的 FHIR 数据执行 BigQuery SQL、Analytics 和 ML。
9. 搜索和离线功能
为了确保 OHS 支持的 Android FHIR SDK 应用具备离线功能，请务必遵循我们在此处讨论的实现中需要启用的设计指南。
对于搜索 FHIR 资源，我们提供了两种方法：
- Google Cloud 控制台中的 FHIR 查看器
- 使用 GET 或 POST 请求的 FHIR 搜索方法
10. 应用演示
现在，我们的应用已开发完成，让我们来试用一下，看看云端的结果。
11. 清理
为避免系统因本博文中使用的资源向您的 Google Cloud 账号收取费用，请按照以下步骤操作：
- 在 Google Cloud 控制台中，进入管理资源页面
- 在项目列表中，选择要删除的项目，然后点击“删除”
- 在对话框中输入项目 ID，然后点击“关停”以删除项目
12. 恭喜
恭喜！在此项目中，我们仅用了 7 个步骤就成功创建了一个 Android 应用，用于使用 Cloud Healthcare API 在 Cloud Healthcare FHIR 存储区和 BigQuery 数据集中存储和查询患者 FHIR 数据：
- 设置 Android 应用
- 设置 Google Cloud Healthcare API
- 已创建医疗保健数据集和 FHIR 数据存储区
- 创建了 BigQuery 数据集
- 配置了 BigQuery 流，以将 FHIR Datastore 数据写入 BigQuery 数据集
- 部署了 Cloud Functions 函数以将 R4 数据写入 FHIR Datastore
- 在提交问卷回答时触发 Android 应用中的 Cloud Functions
现在，步骤已经很清楚了，您可以放心地尝试对患者 FHIR 编辑同步到云执行相同的步骤。