膀胱鏡遠程會診系統的設計和實現

洪志輝，趙思佳，王婷彧，柯佳偉，崔巖

1.哈爾濱醫科大學，黑龍江 哈爾濱 150081；2.哈爾濱醫科大學附屬腫瘤醫院 泌尿外科，黑龍江 哈爾濱 150081

0 引言

膀胱鏡作為內窺鏡的一種，自1804年應用于臨床以來已經有約200年的歷史，是目前泌尿外科領域應用最為廣泛的腔內外科技術，膀胱鏡檢查也是泌尿外科醫師必須掌握的基本操作[1]。膀胱鏡廣泛地應用于泌尿外科臨床工作中，既可以診斷膀胱病變、尿道病變和周圍器官病變對膀胱的影響，還可以進行病理活檢、輸尿管置管及取管、經膀胱鏡手術等操作和治療。隨著膀胱鏡設備的不斷發展和更新，目前絕大多數膀胱鏡檢查設備均關聯膀胱鏡醫學影像工作站[2]，膀胱鏡醫學影像工作站暨“膀胱鏡醫學影像管理與傳輸系統”，其主要功能是對檢查的影像進行數字化采集及存儲并可打印紙質報告，但目前大多數膀胱鏡醫學影像工作站均不支持膀胱鏡檢查視頻數據的存儲和遠程調閱。

遠程會診最早出現于20世紀50年代的美國，醫師通過互聯網技術為患者提供遠程的會診服務，高質量醫療服務的需求推動遠程醫療進入臨床[3-4]。我國的遠程醫療起步相對較晚，在20世紀80年代遠程醫療開始在我國應用，很多醫療機構都建立了遠程會診中心，通過遠程會診可以為偏遠地區的患者提供高水平的醫療服務，同時為醫師學習和交流建立了良好的平臺[5-6]。但我國地域遼闊且人口眾多，對遠程醫療的需求巨大，這使我國的遠程醫療發展迅速。特別是隨著通信技術的快速發展，遠程醫療可以為患者提供更便捷的高質量醫療服務。因此，遠程醫療具有廣闊的發展前景，據測算到2023年我國遠程醫療行業的市場規模將突破230億元[7]。

1 設計背景

我國醫療資源分布不均衡，優質資源集中于大中城市。為了合理配置醫療資源，促進基本醫療衛生服務均等化，國家推進了分級診療制度的建設[8]。首先，隨著分級診療的開展，基層醫院逐漸普及膀胱鏡檢查設備。但仍存在基層醫院檢查醫師缺乏培訓和膀胱鏡設備使用率低的問題。此外，目前膀胱鏡檢查主要集中于三級醫院，存在人員集中、等待時間長、增加就醫經濟負擔等難題[9]，特別是在新型冠狀病毒肺炎疫情防控期間，增加了人員跨地區流動，不利于疫情防控。另外，目前膀胱鏡報告多為紙質版，缺乏視頻數據，很難反映膀胱鏡檢查的全面信息[10]，患者轉診或更換醫院就醫時，可能需要重復膀胱鏡檢查[11]，給患者增加了痛苦和經濟負擔。因此，為解決上述問題，我們需要設計開放一種膀胱鏡檢查遠程會診系統，既可以有效利用基層醫院的膀胱鏡設備使患者就近就醫，還可以快速提高基層醫院醫生膀胱鏡檢查技術水平，同時推動膀胱鏡檢查報告視頻化建設。

2 設計目標

2.1 遠程膀胱鏡會診

依托5G通信技術實現遠程膀胱鏡檢查，將膀胱鏡檢查音視頻數據實時傳輸給會診醫師，同時會診醫師通過會診系統指導膀胱鏡操作醫師進行膀胱鏡檢查及相關操作。由于5G通信技術的快速發展，5G網絡也逐漸覆蓋，利用5G網絡低延時及大帶寬的特點[12]，膀胱鏡檢查音視頻數據和會診信息可以實現實時傳輸，這是遠程會診系統實現的基礎。隨著會診系統和網絡的不斷完善，還可以實現多方遠程會診。

2.2 視頻化及網絡化報告

依托于膀胱鏡會診系統的存儲功能，實現膀胱鏡檢查結果視頻化及網絡化，減少重復膀胱鏡檢查。為解決紙質版報告無法全面反映膀胱鏡檢查情況的問題，探索紙質報告和視頻化報告相結合的解決辦法，通過紙質報告中的關聯二維碼可以查閱膀胱鏡檢查的視頻數據，更好地了解膀胱鏡檢查的情況。同時也可以通過會診系統進行報告的網絡查詢，實現報告的網絡化，可以為患者和醫師帶來極大的便利。

2.3 遠程膀胱鏡教學及培訓

依托膀胱鏡會診系統進行泌尿外科?？漆t師膀胱鏡檢查及操作的培訓，通過遠程培訓可以快速提高基層醫師膀胱鏡診斷水平和操作能力?；鶎俞t師可以在實際工作中獲得指導和培訓，減少了現場培訓的時間和經濟成本，同時獲得更多的操作機會，可以獲得比現場培訓更好的效果。同時在臨床教學過程中，遠程會診系統可以解決因學生眾多無法同時現場膀胱鏡檢查教學的問題[13-14]，在臨床教學中也有比較大的優勢。

3 架構組成

基于5G的膀胱鏡檢查遠程會診系統的組成主要包括膀胱鏡設備、WiFi圖傳模塊、平板電腦（手機）、會診終端（電腦或手機）、遠鏡系統（云服務器）等組成（圖1）。膀胱鏡設備由膀胱鏡檢查系統和膀胱鏡攝像系統組成。膀胱鏡檢查系統由鏡鞘、觀察鏡、高強度冷光源、活檢鉗、異物鉗等組成。膀胱鏡攝像系統由顯示器、攝像頭等組成，目前絕大多數膀胱鏡均配套攝像系統。“遠鏡系統”為遠程會診系統的云服務器，是整個系統的核心。

圖1 遠程會診系統構成圖

4 系統功能

4.1 遠程會診功能

通過視頻信號線將膀胱鏡設備與WIFI圖傳模塊相連，將膀胱鏡檢查視頻數據傳輸至云服務器（遠鏡系統），同時會診端可以通過平板電腦或手機進入會診系統觀看膀胱鏡檢查視頻，操作端和會診端可以通過遠程會診系統進行音視頻交流。由于會診系統依托于5G 網絡，因此數據傳延時輸低，可以實現流暢的實時交流[7,15-16]，會診端還可以進行操作指導，實現膀胱鏡檢查的遠程會診，為臨床提供了一種新的臨床腔鏡檢查展示方法。由于5G網絡的廣泛覆蓋，會診端可以通過手機等移動終端進行會診，為遠程會診創造了快捷和便利的條件。同時操作端也可以把膀胱鏡檢查實時情況，通過會診系統反饋給會診醫師，更好地完成膀胱鏡檢查。

4.2 報告視頻化功能

通過會診系統云服務器的存儲功能實現膀胱鏡檢查視頻數據的存儲，患者和醫師可以通過膀胱鏡報告中的系統關聯二維碼調取膀胱鏡檢查的視頻，實現報告的視頻化。視頻化報告與紙質診斷報告相結合，可以更好地展現膀胱鏡檢查的具體情況。根據會診系統的臨床應用情況，可以將視頻數據的存儲時間進行調整。

4.3 報告網絡化功能

膀胱鏡檢查的視頻數據及診斷報告存儲于會診系統的云服務器，患者和醫師可以通過系統調取患者的膀胱鏡檢查報告。報告網絡化可以減少因報告丟失等情況造成重復檢查的問題。同時可以通過系統調閱既往檢查報告及視頻數據，為診斷和隨訪提供參考信息。

4.4 遠程培訓功能

通過會診系統可以遠程指導膀胱鏡的操作，實現膀胱鏡的遠程培訓。膀胱鏡檢查的操作者為被培訓人員，其操作過程全程在會診專家的指導下完成，可以快速地掌握膀胱鏡檢查操作。

4.5 遠程教學功能

課堂上可以通過網絡進入會診系統，既可以調取典型的膀胱鏡檢查和操作視頻，也可以觀看實時的膀胱鏡檢查。通過系統的優化和數據的積累，可以建立典型病例的教學視頻庫，更好地服務于臨床教學。

4.6 拓展遠程手術功能

基于現有膀胱鏡檢查遠程會診系統的基本功能，可以拓展遠程手術功能。遠程手術功能主要表現為經膀胱鏡手術過程中的指導和會診，相對于遠程檢查，其對技術水平和系統穩定性的要求更高。因此拓展功能作為會診系統的儲備功能，待系統在臨床實踐中獲得穩定運行后，基于臨床應用的反饋數據將進一步拓展遠程手術功能。

5 應用效果

5.1 解決臨床困局

借助低延時、大帶寬的5G技術實現遠程膀胱鏡檢查會診，可以有效解決基層醫院膀胱鏡設備使用率低而三級醫院膀胱鏡檢查人員集中且等待周期長的難題。首先，對于患者來說，可以就近就醫行膀胱鏡檢查，三級醫院醫師可以通過遠程會診系統進行會診和操作指導，使患者及家屬既減少異地就醫的奔波和經濟負擔又獲得了良好的醫療服務。其次，對于基層醫院和基層醫師，不僅提高膀胱鏡設備的使用率進而提高醫院的收入，又可以快速地提高基層醫師的診查水平，減少外出學習的時間和經濟成本。再次，對于會診醫師，通過自然流暢的實時會診，可以實時地觀察膀胱鏡檢查情況，并進行膀胱鏡檢查操作指導，同時可以減少部分檢查前的準備工作，可以提高工作效率、減小工作強度，進而為更多的患者提供高質量的醫療服務。隨著國家分級診療制度的建立，合理地配置和有效地利用醫療資源是改革的關鍵[17]，膀胱鏡檢查遠程會診系統依托5G通信技術，通過整合利用醫療資源有利于推動分級診療的改革。特別是在新型冠狀病毒肺炎疫情防控期間，通過應用遠程會診系統可以減少膀胱鏡檢查人員及陪檢人員的流動和集中，有利于疫情的防控。

5.2 提供新的報告模式

改變傳統膀胱鏡紙質報告模式，全息瀏覽膀胱鏡檢查視頻影像，實現檢查報告的視頻化，給患者和醫師均帶來了便利。首先，視頻化報告更有利于病情的分析和治療方案的討論，以往膀胱鏡檢查信息一般以紙質報告或檢查醫師的匯報的形式展現，參與討論的醫師很難了解檢查時具體情況。但是利用會診系統后，可以通過視頻信息展示，讓更多的醫師參與膀胱鏡檢查結果的分析，更好地參加疾病的診斷和治療方案的制定，有利于患者的診治。其次，患者及家屬可以通過視頻信息直觀地了解病情，有利于醫患之間就病情的溝通，有利于患者對治療方案的理解。此外，視頻化報告便于患者轉診或更換醫院就醫，減少了因紙質報告信息不全或描述不清造成的重復膀胱鏡檢查的問題，減少了患者的痛苦和經濟負擔。再次，網絡化的報告可以給患者就醫帶來極大的便利，患者可以通過系統調閱診斷報告及視頻信息，給患者就醫帶來新的體驗。同時醫師也可以調閱既往檢查信息，回顧病史及比較病情變化，有利于疾病的診斷和治療方案的制定?？傊碌膱蟾婺Ｊ皆谂R床應用中具有明顯的優勢，隨著社會信息化的不斷發展，這種新的報告模式具有良好的發展前景。

5.3 提供新的教學方法

為臨床提供了一種新的膀胱鏡培訓模式和教學方法。以往膀胱鏡檢查培訓及教學一般在膀胱鏡檢查室進行，由于場地限制及感染防控的要求，每次培訓人員數量有嚴格的限制，更不適合大班制的臨床教學[18]。此外，膀胱鏡檢查的時間相對分散，學員需要花費大量時間進行培訓。膀胱鏡遠程會診系統可以解決上述問題，學員可以通過會診系統瀏覽膀胱鏡檢查的實時視頻信息，直觀地了解膀胱鏡檢查的全過程和相關的操作過程，解決了場地對人員限制的問題。同時學員可以通過系統進行自學和復習，有效地提高了學習效率。本系統也可以用于臨床本科教學和住院醫師規范化培訓的教學，實現教學的信息化和網絡化，既讓學生全面直觀地了解膀胱鏡檢查過程又鞏固了理論教學知識，取得了良好的教學效果?；鶎俞t院的醫師還可以利用系統獲得實時的操作指導，快速提高膀胱鏡診查水平。

6 結語

5G通信技術的進步推動了遠程醫療的快速發展。依托于5G的膀胱鏡檢查遠程會診系統整合了設備資源和技術資源，為患者提供便捷的就醫服務，為醫師提供了更高效的工作模式，為臨床教學培訓提供了全新的方法。作為遠程醫療的代表，膀胱鏡檢查遠程會診系統具有很大的潛力和應用價值，其為醫療行業帶來了良好的用戶體驗，未來在胃腸鏡等其他腔鏡檢查領域也有廣泛的應用前景。