適應多樣化軍事任務的醫院船醫療信息系統升級技術方案研究

曹保根，滿真真，喻錫成，倪健，劉勇

多樣化軍事任務是指以打贏信息化條件下局部戰爭為核心的各項任務的統稱，包括維護國家領土、領海、領空安全，維護海洋、太空、網絡電磁空間權益，維護國內社會穩定，參與國際維和、國際反恐、國際人道主義救援，參與搶險救災等[1]。

“和平方舟”號醫院船是中國海軍第一艘且現役的制式醫院船，是遂行多樣化軍事任務海上衛勤保障的大型骨干裝備，自2008年入列以來，在海上衛勤戰備訓練、災害救援醫學保障及國際人道主義援助醫療服務等任務中發揮了重要作用。醫院船醫療信息系統是醫院船衛勤保障的技術支撐，也是適應多樣化軍事任務與現代衛勤信息化體系發展要求的海軍裝備建設的重要內容。此次以該船中修為契機，對醫療信息系統進行技術、設備與勤務軟件等全面升級，進一步提升醫院船遂行多樣化軍事任務衛勤業務的信息化保障能力。

1 需求分析

1.1 基本概況

“和平方舟”號醫院船2008年入列時配置的醫療信息系統主要為戰時及突發事件應急救援批量傷員醫療救護設計，包括醫療局域網絡、視頻監控、遠程醫學系統及遠程通信系統，系統設備主要為2007年度的主流技術產品。醫療局域網絡的傷病員醫療后送專業勤務軟件系統由戰傷救治、醫技保障、組織指揮分系統組成，應用軟件系統按戰時海上醫療后送流程，使用電子傷票、手持終端(PDA)和網絡系統進行傷員醫療救護信息采集、處理、傳輸與集成運用，為批量傷員醫療后送的電子化流程操作、網絡化信息共享、一體化動態掌控提供了技術支撐[2-3]。

1.2 存在問題

1.2.1 使命任務擴展，未能同步升級 “和平方舟”號醫院船的使命任務從設計建造時的主要執行戰時與突發事件醫學救援批量傷員醫療后送，擴展了醫療服務、軍事醫學交流等多樣化軍事任務。每次開展醫療服務任務前都對醫療系統進行加改裝，如將部分病房改造為門診區、開設傷病員小艇換乘通道、加裝診檢設備等。而由于各種原因，醫療信息系統未進行同步升級改造，造成多年來原有醫療信息系統在醫療服務中不能正常使用[4]，而臨時使用的應用軟件系統因設計目標差異，造成數據結構不一，數據源各異，無法對多年的醫療服務數據進行歸并綜合統計與挖掘利用。

1.2.2 系統配置不足，設備損壞嚴重 計算機網絡類電子產品更新換代周期一般為3～5年，而原系統設備為10多年前的技術與產品，且長期處于海上“三高”及沖擊振動等惡劣環境。因此，原設備不能滿足現今諸多系統軟件與應用軟件的運行性能要求，且主要設備老化、損壞嚴重，雖正常維護與多次修理，仍無法使用，造成一些任務主體單位自帶服務器及終端等設備與應用軟件系統，臨時構建醫療信息系統的局面，這種現象一方面不符合艦船裝備使用規定，另一方面不同任務單位的應用軟件數據結構與數據源不一，造成難以進行數據統計分析與綜合利用[5]。據相關文獻報道與實船了解，美海軍現役的兩艘“仁慈”級醫院船每年對終端類設備約總量的三分之一進行更新。

1.2.3 技術應用滯后，制約功能發揮 原系統采用的為2000年代中后期的技術與產品，現相關領域信息技術及產品已多次升級換代，原有系統結構與設備不能適應當前使用要求或處于技術淘汰而不能使用。如原視頻系統采用的模擬信號傳輸的星型結構，既不能滿足高清視頻要求，也不能適應靈活擴展需要；原系統服務器性能不能滿足醫療網絡應用的虛擬機服務器的要求。此外，原醫療信息系統共用的船平臺通信系統通信能力不能滿足醫院船執行多樣化軍事任務醫療業務音視頻與數據等通信需要；原配置的一些通信系統設備已換代、淘汰，無法使用，需技術升級。

1.3 主要需求

一是系統勤務功能需適應醫院船執行多樣化軍事任務的需要，具有平戰時的傷員醫療后送、海上醫療救護戰備訓練、醫療服務和軍事醫學交流等信息綜合集成與保障能力。二是進行系統技術升級，同步使用現代信息技術，消除技術代差，采用網絡虛擬化、網絡化高清視頻、通信集成技術，增強系統擴展性，為醫療業務信息化提供與時俱進的技術支撐。三是運用系統融合與軟件工程等方法，在原有醫療后送專業勤務軟件的基礎上，通過一體化設計與模塊化代碼復用等技術途徑，實現醫療業務信息平戰一體化功能集成。

2 系統設計

2.1 設計原則

醫院船醫療信息系統升級設計主要遵循以下原則：以戰為主，平戰結合，滿足多樣化軍事任務勤務需要；嚴格控制技術狀態，盡量減少升級改造的牽連工程；采用成熟可靠技術，嚴控升級改造工程的技術風險；合理區別輕重緩急，優先解決急需的升級改造部分；強化設備性能控制，確保系統核心設備環境適應性；貫徹信息安全要求，全流程全面規范落實保密條例。

2.2 技術體系

采用軍事信息系統一體化技術體系結構(簡稱一體化平臺)的技術體系。局域網絡的物理結構為以太網形式，通信協議為TCP/IP、UDP等，遵循IEEE 802.3u、IEEE 802.11x等基本標準；音視頻采用網絡化數字模式進行采集處理與傳輸呈現，視頻解析度不低于1 080 P，編解碼與傳輸遵循H.265；遠程通信采用一體化平臺海上通信技術體制。

操作系統采用WINDOWS 準用中文版，數據庫采用ORACLE關系型數據庫。應用軟件系統主體采用JAVA和C系列中文版開發，數據采集、處理及底層接口軟件使用C系列開發；PDA/平板電腦(PAD)應用軟件使用WIN/LINIX CE、ARM、安卓等準用通用平臺開發；主要數據結構、數據源、界面風格、操作方式和數據接口等與海軍及全軍衛生信息化建設規范兼容。

2.3 系統組成

系統組成包括醫療局域網絡、視頻監控、遠程醫學與遠程通信及應用軟件系統。

2.3.1 醫療局域網絡系統 該系統由核心層交換機、高性能網絡服務器、存貯陣列、接入層交換機、網絡終端與外設、網絡延伸裝置與無線擴展組件以及網絡操作系統與管理系統軟件等組成。其中，根據戰傷救治、戰備訓練和醫療服務等需要，網絡終端配置包括臺式機、一體機、筆記本計算機、PAD、PDA和電子傷票與醫療信息卡讀寫裝置。電子傷票裝置包括全軍統一推行的電子傷票卡(或軍人標識牌副牌)、固定識讀設備和PDA。

2.3.2 醫療視頻監控系統 該系統包括音視頻服務器、存貯陣列、網絡多媒體視頻拼接器、音頻處理切換控制器、網絡多媒體大屏與高清快球攝像機，以及網絡視頻監控與管理系統軟件等。在檢傷分類區、各病房區域通道護士站處、輔助檢查室，以及術前準備室等設置網絡多媒體大屏；在醫療區域各層甲板通道、檢傷分類區、重癥監護病房、燒傷病房、隔離病房、各手術室，以及改裝為門診室的大病房等設置高清快球攝像機，并將醫院船平臺換乘區及桅桿的視頻監控信號轉換與接入。

2.3.3 遠程醫學系統 該系統主要以醫療局域網絡與視頻監控系統為基礎，在檢傷分類區、搶救室、手術區各手術室、重癥監護病房、重癥燒傷病房、隔離病房及加改裝為門診室的病房區等設置移動音視頻采集接口，配置集成有多媒體顯示器、高清攝像機、音視頻處理單元、有源音箱、多媒體網絡終端、網絡接入裝置的遠程醫學小車。遠程通信系統主要利用船平臺的海上國防通信裝備及公用通信系統設備，滿足醫院船醫療業務文電、語音、數據和音視頻等通信需要。

2.3.4 應用軟件系統 該系統包括升級的醫療后送軟件分系統、擴展的戰救訓練軟件分系統和拓展的醫療服務軟件分系統。其中，醫療后送軟件分系統由升級改造后的衛勤戰救子系統、手術與監護子系統、醫技保障軟件子系統、可視化衛勤組織指揮軟件子系統組成；戰救訓練軟件分系統由模擬傷員綜合數據庫子系統、電子傷票應用子系統、典型傷例戰救臨床路徑子系統組成；醫療服務軟件分系統由醫院船主平臺的門診子系統、傷病員收治子系統和體檢軟件子系統組成。

2.4 總體結構

醫院船醫療信息系統以具有熱備份匯聚層交換機及接入交換機的二級以太網絡為主干，設置網絡服務器、音視頻服務器、存貯陣列等核心層設備。一方面接入多種形式的網絡終端與外設，為醫療業務應用系統提供信息化服務平臺，并可擴展醫療區域的局域網絡無線接入；另一方面采用網絡化高品質音視頻技術，配置數字化音視頻采集處理、切換控制與傳輸呈現等設備器材，進行網絡傳輸，實現醫療視頻監控與遠程醫學信息的接轉聯通；同時還根據不同類別的遠程通信接入方式，采用多種數據共享機制，達成醫療系統與外部的信息互聯互通。

2.5 系統功能性能

2.5.1 局域網絡 核心設備雙機熱備、萬兆互聯，滿足國軍標B類加固要求，熱備切換時間≤60 s；1 000 M/100 M/10 M自適應到接入端口，關鍵/重要設備滿足工業級抗沖擊振動等要求，可擴展主要醫療區域無線局域網覆蓋。

2.5.2 視頻監控 采用1 080 P高清畫質進行視頻采集與處理，實現戰時傷員醫療后送、衛勤戰救訓練和平時醫療服務等主要過程和關鍵環節的實時視頻(≥24幀/s)監控，以及音視頻發布。

2.5.3 遠程醫學 根據通信條件，可在手術室、重癥監護病房、重癥燒傷及門診等重要區域提供包括實時(動態)音視頻、網絡數據與圖像、傳真、語音電話等形式的遠程醫學服務。

2.5.4 遠程通信 利用艦船平臺提供的共享通信資源，可與指揮所及前一級與后一級救治機構進行音視頻與網絡數據等雙向傳輸，實現醫院船衛勤組織指揮及業務信息的互聯互通。

2.5.5 應用軟件 滿足醫院船300張床位傷員收容量醫療后送和衛勤戰救訓練，以及醫療服務門診、體檢、收治等5 000人次/d流量負荷下傷病員預檢掛號、診斷治療、手術救治、藥材供應及組織指揮等信息化保障需要。

3 關鍵技術

3.1 網絡虛擬化技術

采用計算機網絡虛擬化技術，將網絡系統的服務器、內存、存貯陣列、網絡終端等資源，進行抽象、轉換、劃分、呈現及應用[6]，打破網絡系統物理結構的局限性，既滿足醫院船執行多樣化軍事任務不同模式下醫療業務系統部署與展開應用，又能充分利用系統資源，實現復雜醫療業務不同點位信息的多樣化需求，提高系統使用與管理效能。

3.2 網絡多媒體技術

運用網絡多媒體技術，進行各類音視頻的采集處理、壓縮存貯與傳輸、視頻拼接與音頻混響、切換控制與呈現，以及多媒體信息發布等。首先，滿足各類醫療業務及系統管理對視頻高清晰度的應用需求；其次，使音視頻多媒體系統具有便捷的擴展性；再次，可根據多樣化軍事任務的具體工作模式呈現傷員檢傷分類與轉送態勢、傷病員掛號分診隊列等信息。

3.3 射頻識別與條碼技術

采用無源射頻存貯介質作為戰傷救治的電子傷票和醫療服務傷病員識別卡，可按戰傷救治規范和醫療服務流程，快速識別傷病員身份、識讀下載傷病員戰救信息、記錄戰救概要，滿足各類信息響應即時性與操作便捷性要求[7]。利用條碼技術進行戰傷救治與醫療服務過程中檢驗標本、輸液與藥品耗材等自動識別與管理，提高保障過程信息化程度，全面提升保障效能。

3.4 軟件工程與系統融合技術

根據多樣化軍事任務醫院船衛勤保障需要，按照軟件工程的技術方法與步驟進行需求分析、系統設計[8]，采用平戰一體化功能集成、模塊化代碼復用的技術方式進行軟件開發與系統實現，并開展測試確認和海上試驗與部隊應用。采用系統融合技術，進行數據、模塊、接口與系統集成融合，實現醫療后送、戰救訓練和醫療服務等醫療業務信息的一體化集成。

4 系統實施

4.1 實施方式

醫院船醫療信息系統的升級由技術責任單位進行需求分析、方案論證及技術要求設計；醫院船中修總體實施單位遴選、確定醫療信息系統升級的工程實施機構，由該機構進行系統技術深化設計與施工設計，并按有關技術與工程要求開展設備采購與生產、軟件開發、系統驗證、安裝調試、軟件測評、系泊航行試驗等。

4.2 過程管理

全過程貫徹質量管理規定和保密條例。系統實施集成機構應具備艦船信息系統建設的核心能力，具有武器裝備承制資質、保密資質和完善的質量管理體系。實施過程的每個控制性節點應進行評審，確認問題歸零后方可開展后續工作；交付的系統應與技術文檔保持一致性，確保系統工程實施的技術可溯性。

4.3 試驗驗收

系統核心設備滿足國軍標B類加固要求，具有型式試驗證明及同型號同批次設備測試報告；工業級設備應具有測試證明；各類設備及應用軟件應進行陸上聯調試驗，驗證確認其功能性能。設備系統按艦船規范要求進行系泊試驗及航行試驗，應用軟件系統按C級軟件進行第三方測試。系統完成驗收交付前應進行綜合效用試驗。

5 小結

“和平方舟”號醫院船升級后的醫療信息系統首先應滿足執行多樣化軍事任務不同衛勤業務的綜合需要；其次，需采用成熟穩定、先進可靠的技術與設備器材，適應艦船環境與醫療臨床使用；再次，應實現與醫院船平臺遠程通信、音視頻及各類醫療儀器設備等接口的信息集成融合。因此，醫療信息系統在勤務要求的全面性、系統結構的復雜性、設備器材的環境適應性與品類多樣性等在艦船醫療信息系統領域具有典型性與代表性，其設計與實現對提升海上衛勤保障能力具有重要作用。

隨著以信息化為核心的新軍事變革不斷深入，基于信息系統的體系作戰與保障能力愈發顯現。醫院船是海上衛勤保障的中堅力量，醫療信息系統直接關系執行戰時傷員醫療后送、突發事件應急醫學救援、衛勤戰救實戰化訓練以及人道主義援助醫療服務等衛勤保障能力的發揮。由于醫院船醫療信息系統從論證設計，到配套實施及使用管理等涉及業務管理、科研設計、招標采購、建造施工、試驗驗收、使用維護等諸多環節，各相關部門應沖破本位主義科學種籓籬、摒棄條塊分割陋習，加強溝通、協調合作，凝神聚力，確保醫院船醫療信息系統高標準、高質量完成改造，在多樣化軍事任務中發揮應有的作用。