基于OCR識別的醫院信息化自助報告系統設計與實現

摘要：為了幫助患者靈活便捷地領取報告，更好地保護患者隱私，本文應用光學字符識別（OpticalCharacterRecognition， OCR）技術，完成對醫院信息化自助報告系統的設計。首先，本文介紹了OCR技術原理和OCR軟件運行原理相關概念，完成對系統技術架構和系統數據庫設計。其次，在設計系統硬件基礎上，分別設計和實現虛擬機打印驅動、OCR處理、報告虛擬打印、數據集中存儲、條碼識別管理等多個模塊，保證系統功能模塊實現效果。最后，測試系統性能。結果表明，在OCR技術應用背景下，本系統具有報告領取時間靈活、方便快捷、患者隱私保密性強、就醫流程簡化、醫院運營成本低等特點，符合預期設計標準和要求。

關鍵詞：OCR識別；醫院信息化；自助報告

一、引言

目前，原報告存在領取困難、領取時間不靈活、患者隱私信息易泄露等問題，不滿足現代化醫院發展需求[1]。而醫院信息化自助報告系統設計與實現可以解決以上問題，該系統運用OCR技術，可以從電子膠片影像信息中智能化識別患者ID號、檢查號[2]。然后，從醫院信息系統中查找和匹配患者的檢查報告，并完成存檔工作，保證報告打印的精確性和高效性。所以，在OCR技術應用背景下，強化對醫院信息化自助報告系統設計與實現顯得尤為重要。

二、OCR技術概述

（一）OCR技術原理

OCR技術是指運用掃描儀、數碼相機等電子設備，對紙上打印好的字符進行檢查，然后結合字符明暗程度，確定其形狀，并采用字符識別模式，將識別好的形狀進行翻譯，使其翻譯成相應的計算機文字。OCR技術應用原理包含以下環節：

1.文本檢測。通過文本檢測，可以快速識別和確定所需文字在圖片中的位置信息[3]。

2.文本識別。文本識別是指確定文字位置后，精確識別文字信息。

3.端到端模型檢測與識別。該環節中，運用端到端模型，可以快速尋找和識別文本位置。

總之，應用OCR技術，可以使專家對圖片中文字信息的精確化、高效化檢測和識別，該技術在醫院信息化自助報告系統設計中具有較高的應用價值[4]。

（二）OCR軟件運行流程

OCR軟件運行流程如圖1所示。

1.圖像輸入。輸入圖像時，選用合適的圖像格式，對圖像進行輸入。

2.二值化處理。應用攝像頭，可以拍攝彩色圖像，彩色圖像含有海量的信息量，將該信息量劃分為前景色和背景色。為了確保計算機第一時間快速識別圖片中的文字信息，需要對彩色圖片進行二值化處理，從而形成二值化圖。在二值化圖中，含有黑色前景信息和白色背景信息[5]。

3.噪聲去除。結合不同噪聲特征，對相應的文檔信息進行去噪處理。

4.傾斜校正。用戶拍照文檔圖片時，由于拍照動作不規范，容易出現圖片傾斜問題。此時，利用文字識別軟件，對文檔圖片進行校正處理。

5.版面分析。版面分析是指對校正好的文檔圖片進行分段落、分行處理。

6.字符切割。利用OCR軟件的字符切割功能，解決字符粘連問題[6]。

7.字符識別。對切割好的字符進行字符內容的精確化識別。

8.為了確保識別的字符能夠以原文檔排列順序進行排列，并輸出到相應的文檔中，保證版面恢復效果。

9.后處理、校對。結合特定語言之間的邏輯關系，校正處理最終文字識別結果。

三、系統總體設計

（一）系統技術架構設計

醫院信息化自助報告系統技術架構如圖2所示，系統包含以下三個層次：

1.展示層。展示層在設計時，采用應用程序開發工具，以保證界面展示實現效果。該開發工具具有可拓展性高、重用性高等特點。通過配置可視組件庫，可以促使編寫好的程序變得更有序化，無需繁瑣地編程標簽、對話框等部件。另外，該開發工具含有若干個可重用的部件，方便用戶對界面展示效果進行調整。

2.邏輯處理層[7]。業務邏輯層設計目的是實現對數據的操作，如數據篩選、數據清洗、數據分析和數據處理等。本文系統與醫院信息系統分別屬于兩套相互獨立的系統，所以在設計業務邏輯層時，運用基于網絡的模塊化組件，對數據進行直接訪問和操作。為了保證該系統具有較高的互動性，基于網絡的模塊化組件平臺運用可拓展置標語言，將使用不同編程語言開發的不同系統進行交互和連接。

3.數據存儲層。數據存儲層在設計時，選用了關系型數據庫管理系統，方便系統管理員統一監控和管理多個數據表，保證本系統開發質量和效率。

（二）系統數據庫設計

為方便用戶實時添加、刪除、修改和查看系統數據，實現對系統數據的統一存儲和管理，技術人員要重視對系統數據庫的設計。設計系統數據庫時，重點設計門診病人登記表、門診醫生處方表，其中門診病人登記表包含門診流水號、門診號、姓名、性別、身份證號、掛號類別、科室編碼、就診測試等屬性。門診醫生處方表包含醫生處方號、開處方時間、詳細診斷、是否打印過、收費情況等屬性。

四、系統硬件設計

設計系統硬件時，重點添加和設置了兩臺服務器，方便系統利用打印工作站發送300多個打印請求，并以200MB/S速度進行數據打印。另外，結合打印系統軟件，完成對虛擬打印機的搭建，并對CT設備發送的數字圖像進行實時接收。此外，還安裝和部署了10臺自助終端相機，并將該相機與打印服務器進行連接，從而達到實時接收和執行打印指令的目的，方便患者結合實際需要打印報告。

五、系統軟件設計

本文系統軟件在設計時選用了瀏覽器/服務器模式（Browser/Server，B/S）架構，包含打印服務系統和自助取片終端兩個組成部分。此外，選用了Windows操作系統、Sqlserver2010數據庫。醫院信息化自助報告系統主要是由虛擬機打印驅動、OCR處理、報告虛擬打印、數據集中存儲、條碼識別管理等多個模塊組成。系統功能模塊如圖3所示。

（一）虛擬機打印驅動模塊

虛擬機打印驅動模塊在設計時，需要利用傳輸控制協議/網際協議（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，TCP/IP）通信模式，將影像數據安全、可靠地傳輸和發送至虛擬膠片打印機，由該打印機自動生成相應的電子膠片，然后對該電子膠片進行存檔。該打印驅動模塊具有雙向通信功能，在本文系統中主要承擔服務類提供端角色和使用端角色。當用戶需要打印任務時，利用服務類提供端可以接收所需要的電子膠片，該電子膠片包含打印排版等信息[8]。當取片終端需要提交打印任務時，利用服務類使用端，將打印指令發送和傳輸至取片終端，由取片終端對含有打印參數的電子膠片進行打印，從而形成相應的實體膠片。

（二）OCR處理模塊

應用虛擬打印機所打印的電子膠片并顯示患者的標識信息，如患者ID號、患者檢查號等。電子膠片在進行傳輸和存儲期間，需要對數據和影像進行合成，使其被統一合成為相應的排版信息和灰階影像。虛擬打印機在具體應用中，存在一定的局限性，無法直接識別和歸檔處理無標識信息的電子膠片，而OCR處理模塊的設計和實現，可以解決以上問題。通過應用OCR技術，可以從電子膠片中快速識別出患者ID號、檢查號等標識信息，然后利用醫院信息系統，查找與其對應的患者檢查報告信息，并對其進行存儲和歸檔。打印工作站不同，所設置的標識信息也存在一定的差異。因此，需要將頁眉添加和設置至相應電子膠片上，并在電子膠片的固定位置標注相應的標識信息，如患者ID號、檢查號等，從而達到提高OCR識別準確率的目的。如果部分OCR無法識別電子膠片的標識信息，則系統會自動彈出相應的提示框，方便相關人員進行手動識別和處理。

（三）報告虛擬打印模塊

應用打印監控器，可以自動抓取由醫生工作站書寫的報告，并將紙質報告轉化為相應的PDF文檔，其文檔名稱包含患者ID號、檢查號等標識信息，應用自助打印服務器，與醫院信息系統所登記的信息進行匹配，以保證報告最終打印結果的精確性和高效性。

（四）數據集中存儲模塊

該模塊在設計時需要利用SQLServer2010數據庫，完成對多張數據表的構建，然后采用視圖的方式，與醫院信息系統進行連接，保證信息表登記的同步性和實時性。此外，采用建立關聯索引的方式，統一存儲和管理OCR識別數據、打印影像數據、報告數據等，確保患者檢查報告與圖像信息完全相同。

（五）條碼識別管理模塊

條碼識別管理模塊內部設置條碼掃描槍，當患者ID條碼掃描后，患者ID條碼自動轉換為患者檢查ID號，然后利用數據集中存儲模塊，存儲患者檢查ID號、機器IP地址，數據集中存儲模塊對這些信息進行統一解析處理后，將最終處理結果傳輸和發送至自助服務終端，由自助服務終端打印和輸出相應的報告。

（六）終端打印管理服務模塊

終端打印管理服務模塊包含以下組成部分：

1.工作列表。工作列表用于顯示報告打印進程和狀態，方便患者以報告形式進行重復打印，有利于患者及時補打丟失的報告。

2.終端監控。終端監控設計目的是方便相關人員實時監控和查看自助打印機的運行狀態以及報告紙張剩余情況，一旦發現打印機出現故障或者報告紙張使用完畢，相關人員要在第一時間內對其維護。

（七）自助服務終端模塊

自助服務終端模塊采用人機交互模式，方便患者借助自助相機屏幕，查看報告的打印進程。通過掃描ID號條形碼，完成對相應報告的打印，在患者領取報告的同時，該系統會以語言、圖文等形式自動提示。患者只需要借助自助服務終端上的掃描功能，掃描檢查報告對應的ID號條形碼，即可打印所需報告。

六、系統應用效果分析

將醫院信息化自助報告系統安裝和部署于放射科中，并安排一名專職人員幫助患者利用該系統自助打印報告。該系統在近兩年的運行中，始終保持正常、穩定地運行狀態，不僅創新了報告打印模式，促使報告領取變得更加方便化、快捷化，支持多個科室同時打印多種報告，避免患者因打印不同的報告模式而奔跑于不同的檢查科室。另外，應用該系統，可以保護患者隱私，患者只需要借助自助服務終端上的掃描功能，掃描檢查報告對應的ID號條形碼，即可打印所需報告，實現了對患者隱私信息保護的功能。

七、結束語

綜上所述，本文應用OCR技術設計的醫院信息化自助報告系統不僅簡化了患者打印流程，保證了患者報告領取的精確性和高效性，還實現了對患者隱私信息的有效保護，為患者提供高效、便捷的醫療服務。總之，本文系統完全符合實際應用需求，極大地提高了患者的就醫體驗，提升了醫院服務水平。

作者單位：倪章靈 福州市第一總醫院

參考文獻

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