面向農村遠程醫療的醫學數據壓縮與傳輸技術

央妮

遠程醫療是新興的醫學研究和計算機網絡技術相結合的學科，病人無論在何時何地，均可接受專家會診，從而縮短救治時間、降低醫療費用.建立了一種醫學專家和患者之間的全新服務模式，應盡量加快農村偏遠地區遠程醫療系統的建設。對于部分醫務人員技術水平偏低、醫療資源短缺等一系列問題?！斑h程醫療援助系統”運用遠程醫療技術、遠程監控與遠程診斷、建立遠程醫療信息平臺;開發急救手術監護一體流動車，實現遠程急救，大大增加危重病人的救治時間;預約掛號，“足不出戶”在網上預約掛號、看病、住院;遠程查房，可直接獲得專家點評指導;遠程檢驗，通過多種運輸方式將樣本送往醫院，病人可直接通過信息平臺在線查詢檢驗結果;遠程培訓，定期對農村醫務人員進行繼續教育培訓。大大縮短了患者的住院時間，減少醫療費用，提高診斷的效率。

1 國內外遠程醫療研究現狀

就遠程網絡管理體系結構而言，盡管國內外已經開始研究遠程醫療網絡的相關內容，但均未涉及建立各個醫院間的協同工作管理體系結構。雖然美國已經建立了遠程醫療網絡，但其網絡管理系統只能面對特定的網絡構成，總體結構還不是很完善。雖然遠程醫療實現了醫學信息的遠程傳輸和監控，但是在國內還沒有相關研究遠程醫療為農村提供遠程醫療服務、實現醫療資源共享等模式。目前，國內外普遍存在單一數據采集方式、低診斷準確率的問題，創新性地建立了遠程網絡與衛星網絡相結合的遠程網絡監控技術，實時的提高效率。

2 農村醫療信息化

農村遠程醫療技術是運用信息網絡等多種技術，遠距離實施醫療、教學等服務。就目前來看農村進程較落后，暫時還沒有相關的數據在數字醫療儀器數據采集、合成等技術研究方面出現交換標準，農民健康檔案的信息化管理十分困難。經濟條件好的地區建設相對較好，盡管大多跨越空間限制，實現了遠程會診及教育培訓，實現醫學信息共享。但是網絡化平臺的建設仍然落后，農村醫療員信息化水平有待進一步提高。

3 遠程醫療中的關鍵技術

3.1 數據壓縮

既高度分化，又高度綜合（以高度綜合為主）是現代科學技術發展的特點之一。通信、計算機和大眾傳播屬于三大技術，通過這三大技術使計算機進入了多媒體時代。隨著當代多媒體計算的迅速發展，它已經不單純是計算的工具，而成為處理圖形、文字、聲音等多種信息的工具，以最大化為人們提供幫助。這個過程屬于計算機多媒體化的過程。目前對媒體發展而言，除了需要內在硬件的完善和軟件的支持外，還需要重視的問題是海量數據的存儲、傳輸和處理，而數據壓縮技術的成熟為解決這一問題提供了至關重要的前提，是實現農村遠程醫療的重要所在。多媒體計算機的廣泛使用，農村遠程醫療的實現，離不開數據壓縮技術的發展。記錄信息的內容是通過數據說明，而信息的存在是對數據的解釋。無論媒體如何存在，都將以數據的形式儲存和傳輸。數據的存在對于信息來說非常重要。讓數據在多媒體計算器中傳輸和存儲就必須把它轉換為二進制數碼的形式。減少存儲和傳輸信息的位數是數據壓縮的關鍵之處。數據壓縮具體是指用最少的數據來表示最全的信息源信號，減少容納給定消息集合的信號空間。數據壓縮中信號空間這一陌生詞匯實際上就是壓縮對象，其中包括物理空間，如存儲器、磁盤和光盤等數據存儲介質;時間空間，如傳播過程中具體消息集合所需時間;電磁頻譜區域，如為傳輸給定消息集合所要求的帶寬等。信號空間是指某信號集合所占的空域、時域和頻域空間。信號空間中的形式存在著密不可分的關系，多媒體計算機中傳輸效率的提高和占用帶寬的節省可以看出存儲空間也在一定量減少。只要用一定的手段來降低信號空間的存儲量，就可達到屬于壓縮的最好效果。信源編碼的方法與理論是通過壓縮數學編碼碼率的方式為目的，“數據壓縮”與“信源編碼”在本質上存在相同的意義。數據壓縮技術和通信技術之間有著相輔相成的關系，把減少描述的信息集合所需要的信號空間當作目的，實現數據壓縮的作用。信號空間主要有三個方面：物理空間（數據存儲介質一存儲器、磁盤、光盤）、時間空間（如傳輸信息集合所需用的時間）以及電磁頻譜空間（如傳輸帶寬要求等）。

在計算機醫學信號的處理當中需要使用大量數據參考，但很難存儲和運輸，解決這一難題會進一步提升遠程醫療的發展。在這樣的情況下，需要解決數據存儲空間的大問題，解決這一問題的同時就可以在信號重建的同時保存最重要的臨床信息，為醫生會診提供了更好的幫助，在其他的醫學領域領域里還需要考慮數據壓縮和重建的實時性。這樣，數據壓縮被應用到醫學信號中，無疑提高了遠程醫療的發展。數據壓縮是通過減少原始信號中的冗余度來減少所需存儲代碼的數量。

3.2 通信技術

保證遠程醫療系統能夠正常運行的關鍵技術之一是通信技術。傳統的醫療系統建立在有線連接基礎上功耗及體積較為龐大，通常不方便攜帶，可能會導致錯過最佳治療時間，不僅增加了成本也將承擔一定的風險，更無法滿足時下，超負荷、不停歇檢查病人病情的醫療需求。而且在一些較為特殊的突發情況下，比如在地震、火災、交通事故等，傳統的醫療服務均無法滿足需求，都需要遠程醫療服務。但由于遠程醫療中的數據種類較為錯綜復雜，包括文本、音頻、動態影像和靜態圖形等一系列信息，在通信傳輸過程中必須要遵守相關的網絡傳輸協議。均需采取不同的網絡傳輸協議。如超文件傳輸協議、文本傳輸協議等。隨著當代通信業務的不斷需求和業務種類的不斷提高，我們需要節約使用有效資源，滿足大容量、高速率業務需求，同時需要不斷提高傳輸性。無線網絡的迅速發展讓遠程醫療通信不斷壯大，在遠程醫療中選擇無線網絡的傳輸途徑對遠程醫療服務至關重要。

4 農村遠程醫療援助系統設計及傳輸技術

4.1 醫療信息服務

由市、縣（區）、鄉鎮（街道）、社區（村）四級構成組織體系。為組織、指導和推進遠程醫療應用工作落實，特建設領導小組，組織宣傳組、專家指導組及資金統籌管理組。遠程急救，利用互聯網技術不僅能使急危重癥患者得到及時的救治，還可對缺乏技術力量的醫院在遇到緊急情況時給予最迅速的援助，遇有特殊緊急情況可隨時在急救車上緊急遠程會診，將急救專家與現場醫護人員緊密連接，實時對現場的情況進行傳輸和解決。使專家可以準確及時了解急救病人的生命體征，做到邊指揮邊搶救。并且第一時間送達醫院做進一步治療，實時多中心遠程會診。遠程心電監護是指利用網絡、通信、計算機等技術對病人進行長期、遠途的心電監護。遠程心電監護也是遠程醫療系統中的重要組成部分。遠程心電監護具有三點優勢：對于大多人而言，長期遠程心電監護，能盡早發現疾病的早期癥狀，將其扼殺在搖籃里，從而達到早發現早治療的目的;病人可在自己熟悉的生活環境中心電監護，活動范圍不必僅局限在醫院，既提高診斷結果的準確性，又能緩解病人心理壓力、煩躁不安的情緒;準確及時的治療，縮短醫生和患者之間距離，使病情及時得到有效控制，提高救治效率。

將遠程醫療援助系統建造在農村偏遠地區的是一項復雜、困難的工作。遠程醫療援助系統的開發應當考慮到當前醫改政策的影響，以及醫療過程中發生的不可控因素或涉及到醫療系統的應用環境，應將在實際推進中進一步修正和完善。但最終目的是實現醫學信息的遠程交換。在特殊場合下實現患者與醫生“面對面”的直接交流。將超越以往醫療服務的單一思維方式，成為一種全新的醫療模式。