服務于農村的現代信息技術遠程診療系統的設計研究

肖樂強　李偉　付建華　張發明　盧穎杰　廖懷偉　涂峻　文輝才

摘要：目的 建立覆蓋全省，主要面向鄉鎮的基于多媒體技術的農村遠程診療信息系統，為解決醫療資源分配不均，社區居民和農民看病難、看病貴、看不好病提供一個好的手段和平臺，將省級醫院高效優質的醫療資源與農村城鎮衛生院緊密連接，提高農村醫療水平，保障農民生活質量，致力于構建由醫院、電信和病者三方組成的一個嶄新的就醫模式。方法 ①系統軟件開發；②遠程專家門診醫療服務體系建設和示范基地標準建立；③網絡信息平臺建設；④技術和功能模塊集成。結果 本項目將先進的多媒體信息技術、遠程網絡通信技術與醫療技術交叉結合，革新了傳統醫患模式，為“三農”服務。結論 遠程醫療是近年來計算機網絡技術和醫學研究相結合的新興學科，解決了廣大農民和社區居民看病難、看病貴的問題。

關鍵詞：現代信息技術；遠程診療；農村

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1959（2017）16-0012-03

遠程醫療也稱為遠程醫學（Telemedicine）[1]，它是通過數據、文本、語音和圖像數據傳輸距離，應用計算機、通信、醫療技術和設備，使得專家和患者，專家和醫務人員在不同地方進行實時或非實時信息交換。遠程醫療不僅僅是醫療系統或臨床專科問題，還包括數據庫、通信網絡以及信息科學等方面，并需要將其整合到網絡系統。總之，遠程醫療是利用“互聯網+”思維，融合互聯網信息技術和現代醫療的產品，一般包括遠程咨詢、遠程診斷、遠程教育和遠程醫療信息交換等。目前，計算機和通信技術的快速發展和醫療科技服務的需求，遠程醫療成為信息時代高科技的熱點和醫療產業發展的新趨勢。遠程醫療在世界上越來越受歡迎，已成為醫院信息工程的主要部分。通過遠程咨詢，在醫療專家和患者之間建立了新的服務模式。患者可以在原位，原始醫院，甚至在家里接受遠程專家咨詢。這將大大減少醫療費用，縮短治療時間，從而加快偏遠農村地區遠程醫療系統的建設勢在必行。在醫院信息化過程中，無論是離散的臨床信號標志，還是醫療信號或圖像信息，都將是海量的[2]。數字醫療信息為醫療信息處理提供了前提，所有的醫療信號和圖像處理技術將用于遠程醫療，這些應用不僅可以推動遠程醫療的發展，還將會促進醫學的進步[3]。

1系統設計

1.1目標原則

1.1.1建立交互式平臺 具有良好的擴展性、互聯性、開放性。遠程醫療信息系統需要整合現有醫院信息系統和區域衛生信息平臺，系統結合國際國內相關標準，應具有良好的擴展性和開放性。

1.1.2任意兩家或多家醫療機構不論機構級別，均可以開展遠程醫療活動，打破傳統金字塔結構。

1.1.3遠程醫療中心具有上引內聯的作用。遠程醫療中心不僅限于某個區域內的醫療機構，還要能夠支持同其他區域的醫療機構開展遠程醫療活動。將先進的醫療診治經驗通過遠程醫療中心傳給基層醫療機構的醫護人員，對提高區域內醫療水平有很大的幫助。

1.1.4對于遠程醫療各項服務開展中數據量龐大的問題，需要充分考慮網絡帶寬及網絡運營商的選擇。

1.1.5充分考慮遠程醫療網絡系統軟硬的備份特性及容災方案。

1.1.6充分考慮遠程醫療網絡系統使用的易操作性和易維護性。

遠程醫療應用系統的整體方案設計應體現安全、實用、先進、可操作性、可擴展等原則[4]。通過遠程醫療信息系統開展遠程會診、遠程診斷、遠程監護、遠程預約、雙向轉診及互動式遠程教育、遠程學科合作、醫學影像、心電實時傳輸和交互式操作、虛擬化病理切片等各項遠程醫療業務。遠程醫療應用對參與遠程會診的人員具有明確的角色界定及相應的權限分配，對所開展的服務項目有規范的業務流程和功能模塊支撐，保障遠程會診各參與方實現信息對稱和無障礙的溝通，以達到滿意的應用效果。

1.2遠程診療系統用戶模型和語義模型的研究和建立

由于遠程醫療涉及面廣，包括內科、外科、皮膚醫學、腫瘤學、放射醫學、外科手術、心臟病學、精神病學和家庭醫療保健等。首先需要分析和建立在遠程診療中醫生和患者的交流方法，交流通道的組合形式，建立起多媒體遠程診療中的用戶模型和語義模型[5]，為上層框架和應用建立理論和方法基礎。

1.3遠程診療系統視頻門診

本系統是網絡科技與醫療技術結合的產物，它包括：遠程診斷、專家會診、信息服務、在線檢測和遠程交流等幾個主要部分，它以計算機和網絡通信為基礎，實現對醫學資料和遠程視頻、音頻信息的傳輸、存儲、查詢、比較、顯示及共享。醫生和患者可以通過視頻進行安全、快速的交流，患者和醫生在網上及時的交流能使得醫生更好的了解患者的病情發展狀況和發病時的表現；病歷和X光片等資料通過雙流技術實現會診時的實時傳輸；多家醫院的專家對一例病例進行遠程會診等[6]。

1.4遠程專家門診醫療服務體系建設和示范基地標準建設。

根據衛生部醫療機構標準規定，圍繞遠程專家門診建設，建立了遠程專家門診示范基地。

1.5網絡信息服務平臺建設

1.5.1建設完成覆蓋全省所有行政縣區的視頻門診服務網絡平臺，同時支持寬帶、智能網等多種通信方式的接入。

1.5.2建設視頻門診集成數據交換接口，作為一個全新的ASP平臺即醫療行業的運營平臺，視頻門診將整合電信一切相關資源共同完成服務。

2技術要求

2.1 Java EE架構[7]

Java EE架構平臺通過一個基于“容器”（container）的結構提供必要的系統服務。容器向使用Java編寫的面向對象應用程序組件提供運行環境，并提供一系列的底層服務，本項目采用Java EE服務器端體系結構大致可分為：客戶層、表示邏輯層、業務邏輯層、數據資源層，下面分布予以介紹。

2.1.1客戶層 主要是指網絡瀏覽器，它是用戶與系統進行交互管理與訪問的界面，用戶使用它通過Web應用服務器存取核心系統的數據和進行業務處理。其基本功能是接受并驗證用戶輸入，顯示從Web應用服務器返回給用戶的結果。

2.1.2表示邏輯層 主要包括：網絡負載均衡器（Load Balancer），它用于均衡網絡負載，提高網站的可用性和站點的響應速度。當需要滿足更多的動態處理需求時，只需再增加服務器即可；網絡服務器（WWW Server）提供高效的安全的Web網頁的訪問服務；外網Web應用服務器，提供業務邏輯的實現，處理外部客戶提交的業務。

2.1.3業務邏輯層 主要包括核心應用服務器，是整個應用系統的核心部分，提供社區衛生服務系統的各類業務；應用系統監控，負責監控核心系統的運行狀態，通過系統監控，獲得系統當前的運行的健康狀況，幫助系統的運營維護人員及時發現和排除系統故障；企業應用集成（EAI），EAI服務器提供核心系統與外部系統之間的數據集成和應用集成；目錄服務器，它作為統一的內部用戶管理和認證平臺，主要提供了標準的LDAP服務。

2.1.4數據/資源層 主要包括數據庫服務器，用于配置數據庫管理系統，本系統數據庫系統采用Oracle10g；運算庫服務器，用于配置數據庫管理系統，數據庫存儲過程程序。

2.2數據庫模型

遠程醫療信息系統的數據模型是實現遠程醫療數據庫的核心。在這個數據管理模型中，通過對對象模式中的實例類中的數據進行訪問。用戶只需接觸可視化的對話框或圖形化的界面，不必了解數據庫的數據結構和模型。后臺數據庫采用當今主流的大型關系數據庫Oracle 10g[8]，Oracle 10g 具有極強的數據安全性和穩定性。

2.3 Web

Web Service技術是一種軟件組件，它通過Web通訊協議及數據格式的開放式標準（如HTTP，XML及SOAP等）來為其它的應用程序提供服務[9]。從技術的角度來看，Web Service技術可以被認為是一種部署在Web上的對象（Web Object），因此，具有對象技術所承諾的所有優點。同時，Web Service技術的基石是以XML為主的、開放的Web規范技術，具有比任何現有對象技術更好的開放性。

2.4 XML

XML是可擴展標記語言（Extensible Markup Language）的縮寫，它基于一種成熟的標記語言--標準通用標記語言SGML（Standard Generalized Markup.Language），并且是它的子集。XML在與SGML保持兼容的情況下更加簡單、并且與網絡緊密結合。

2.5中間件技術

使用中間件可以簡化開發，保證多層結構體系下的部級綜合信息查詢系統的運行穩定、可靠、高效，并使開發人員集中于業務邏輯的實現，而不必為底層細節而耗費精力。

3功能實現

農村偏遠地區遠程醫療信息系統的設計解決以下幾個技術。

3.1遠程醫療服務

系統突破了全人全程健康服務信息庫的動態整合與維護技術的技術難點，解決了基于醫療工作流技術與基于IHE架構技術的醫療系統集成[10]。在國內首批建立了農村偏遠地區遠程醫療信息平臺，創新性地提出并實現了農村偏遠地區遠程急救、遠程查房、遠程檢驗、遠程預約掛號、遠程培訓、遠程管理6項醫療服務。

3.2遠程醫療技術

由于遠程專家工作站上難以直觀、準確顯示患者電子病歷，同時遠程醫療組織、醫療機構鏈流程的可操作性差[11]。系統填補了多功能電子病歷規范，模板設計和醫療機構鏈的發展空白，實現了城鄉高效醫療資源的有效管理和共享，保障了會診患者資料完整性、實時性和交互性。

3.3遠程醫療臨床路徑技術

由于臨床路徑技術實施過程中，存在與患者、醫務人員、醫院系統等相關因素的某些變異，現有臨床路徑技術難以實現對變異的處理以及系統反饋[12]。該系統攻克了主要疾病篩查和系統的技術難題，建設了基于遠程醫療臨床路徑技術的主要疾病篩查系統，明顯縮短了平均住院天數，減低了醫療費用。

3.4遠程監控與診斷

由于傳統遠程醫療監控系統主要利用傳統有線網絡，存在監控區域范圍小、可伸縮性差、傳輸手段單一等許多問題，很多遠離干線的用戶可能被放棄，無法滿足遠程醫療用戶對遠程醫療援助的需求[13]。該系統解決了遠程醫療網絡監控和診斷的技術難題，創新提出并實現了有線網絡、無線網絡和衛星網絡的遠程醫療網絡診斷方法，提高了診斷的效率和實時性。

3.5農村數字醫療儀器應用關鍵技術

目前農村數字醫療儀器功能相對單一，又缺乏統一的質控體系，操作也不規范。主要表現在儀器設備質量不可靠、環境適應性差、技術人員水平低下。迫切需要研究農村三級醫療衛生機構各種數字醫療儀器應用的關鍵技術[14]。系統建立了六大類農村數字醫療設備質量控制技術規范，提出了適當醫療端的創新設計理念，并開發了合適的基層智能終端設備，填補了中國數字化的臨床應用環境中醫療設備質量控制沒有技術規范和手段的空當，也彌補了傳統醫療設備在信息支持方面的缺陷。

4討論

黨中央、國務院于2009年發布《關于深化醫藥衛生體制改革的意見》和《醫藥衛生體制改革近期重點實施方案（2009～2011年）》，即“新醫改”方案，明確提出“利用網絡信息技術，促進城市醫院與社區衛生服務機構的合作”，要求整合城市衛生資源，充分利用城市現有一、二級醫院及國有企事業單位所屬醫療機構和社會力量舉辦的醫療機構等資源，發展和完善社區衛生服務網絡。當前國內醫療領域存在醫療衛生資源分布和患者就醫需要之間存在不相匹配，患者合理、正常的流通無法實現。一方面，三級甲等醫院醫療資源長期處于供不應求的狀態；另一方面，基層醫療服務機構經常因無法滿足患者需求而使得醫療資源閑置。我院作為本地區最大的區域集團醫療中心，積極響應國家“新醫改”建設指導方針及正常，開展遠程醫療項目的建設。通過遠程醫療合作，以強帶弱、以全帶面等方式，進一步加強醫院與基層醫療機構之間的協作，充分體現我院的醫療特點和優勢特色，遍及地區醫療機構，最終提高其醫療水平，整體社會醫療成本將下降。

醫療信息的高效訪問，特征提取，聚類分析和知識獲取是技術問題。 隨著存儲技術的進步，存儲容量的矛盾將會減輕。對于數據庫技術，不僅有數據庫，還有數據倉庫和數據挖掘技術來解決這個問題。同時，醫療信息處理技術將在遠程醫療中發揮重要作用，為了提高接入，檢索，傳輸的效率，人們還加快了對醫療診斷數據和圖像壓縮技術的研究。

5結論

作為遠程診療系統的全新設計和構造，筆者在設計過程中充分利用TOGAF方法，準確定義了系統的構建目標；分析了系統的作用，各個功能要求之間的關系的作用，設計系統功能模塊，并根據醫院的實際工作情況，制定了系統的實際業務流程；并在充分考慮系統建設成本、規范性和可擴展性的基礎上，進行了邏輯結構和物理結構部署。整個系統設計清晰，數據準備充分，技術支持到位，大大降低了系統的建設風險，確保系統的成功實施。同時，也為其他系統提供了良好的建設經驗。

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編輯/李樺