服务于农村的现代信息技术远程诊疗系统的设计研究
摘要：目的 建立覆盖全省，主要面向乡镇的基于多媒体技术的农村远程诊疗信息系统，为解决医疗资源分配不均，社区居民和农民看病难、看病贵、看不好病提供一个好的手段和平台，将省级医院高效优质的医疗资源与农村城镇卫生院紧密连接，提高农村医疗水平，保障农民生活质量，致力于构建由医院、电信和病者三方组成的一个崭新的就医模式。方法 ①系统软件开发；②远程专家门诊医疗服务体系建设和示范基地标准建立；③网络信息平台建设；④技术和功能模块集成。结果 本项目将先进的多媒体信息技术、远程网络通信技术与医疗技术交叉结合，革新了传统医患模式，为“三农”服务。结论 远程医疗是近年来计算机网络技术和医学研究相结合的新兴学科，解决了广大农民和社区居民看病难、看病贵的问题。
关键词：现代信息技术；远程诊疗；农村
中图分类号：TP311.1 文献标识码：A 文章编号：1006-1959（2017）16-0012-03
远程医疗也称为远程医学（Telemedicine）[1]，它是通过数据、文本、语音和图像数据传输距离，应用计算机、通信、医疗技术和设备，使得专家和患者，专家和医务人员在不同地方进行实时或非实时信息交换。远程医疗不仅仅是医疗系统或临床专科问题，还包括数据库、通信网络以及信息科学等方面，并需要将其整合到网络系统。总之，远程医疗是利用“互联网+”思维，融合互联网信息技术和现代医疗的产品，一般包括远程咨询、远程诊断、远程教育和远程医疗信息交换等。目前，计算机和通信技术的快速发展和医疗科技服务的需求，远程医疗成为信息时代高科技的热点和医疗产业发展的新趋势。远程医疗在世界上越来越受欢迎，已成为医院信息工程的主要部分。通过远程咨询，在医疗专家和患者之间建立了新的服务模式。患者可以在原位，原始医院，甚至在家里接受远程专家咨询。这将大大减少医疗费用，缩短治疗时间，从而加快偏远农村地区远程医疗系统的建设势在必行。在医院信息化过程中，无论是离散的临床信号标志，还是医疗信号或图像信息，都将是海量的[2]。数字医疗信息为医疗信息处理提供了前提，所有的医疗信号和图像处理技术将用于远程医疗，这些应用不仅可以推动远程医疗的发展，还将会促进医学的进步[3]。
1系统设计
1.1目标原则
1.1.1建立交互式平台 具有良好的扩展性、互联性、开放性。远程医疗信息系统需要整合现有医院信息系统和区域卫生信息平台，系统结合国际国内相关标准，应具有良好的扩展性和开放性。
1.1.2任意两家或多家医疗机构不论机构级别，均可以开展远程医疗活动，打破传统金字塔结构。
1.1.3远程医疗中心具有上引内联的作用。远程医疗中心不仅限于某个区域内的医疗机构，还要能够支持同其他区域的医疗机构开展远程医疗活动。将先进的医疗诊治经验通过远程医疗中心传给基层医疗机构的医护人员，对提高区域内医疗水平有很大的帮助。
1.1.4对于远程医疗各项服务开展中数据量庞大的问题，需要充分考虑网络带宽及网络运营商的选择。
1.1.5充分考虑远程医疗网络系统软硬的备份特性及容灾方案。
1.1.6充分考虑远程医疗网络系统使用的易操作性和易维护性。
远程医疗应用系统的整体方案设计应体现安全、实用、先进、可操作性、可扩展等原则[4]。通过远程医疗信息系统开展远程会诊、远程诊断、远程监护、远程预约、双向转诊及互动式远程教育、远程学科合作、医学影像、心电实时传输和交互式操作、虚拟化病理切片等各项远程医疗业务。远程医疗应用对参与远程会诊的人员具有明确的角色界定及相应的权限分配，对所开展的服务项目有规范的业务流程和功能模块支撑，保障远程会诊各参与方实现信息对称和无障碍的沟通，以达到满意的应用效果。
1.2远程诊疗系统用户模型和语义模型的研究和建立
由于远程医疗涉及面广，包括内科、外科、皮肤医学、肿瘤学、放射医学、外科手术、心脏病学、精神病学和家庭医疗保健等。首先需要分析和建立在远程诊疗中医生和患者的交流方法，交流通道的组合形式，建立起多媒体远程诊疗中的用户模型和语义模型[5]，为上层框架和应用建立理论和方法基础。
1.3远程诊疗系统视频门诊
本系统是网络科技与医疗技术结合的产物，它包括：远程诊断、专家会诊、信息服务、在线检测和远程交流等几个主要部分，它以计算机和网络通信为基础，实现对医学资料和远程视频、音频信息的传输、存储、查询、比较、显示及共享。医生和患者可以通过视频进行安全、快速的交流，患者和医生在网上及时的交流能使得医生更好的了解患者的病情发展状况和发病时的表现；病历和X光片等资料通過双流技术实现会诊时的实时传输；多家医院的专家对一例病例进行远程会诊等[6]。
1.4远程专家门诊医疗服务体系建设和示范基地标准建设。
根据卫生部医疗机构标准规定，围绕远程专家门诊建设，建立了远程专家门诊示范基地。
1.5网络信息服务平台建设
1.5.1建设完成覆盖全省所有行政县区的视频门诊服务网络平台，同时支持宽带、智能网等多种通信方式的接入。
1.5.2建设视频门诊集成数据交换接口，作为一个全新的ASP平台即医疗行业的运营平台，视频门诊将整合电信一切相关资源共同完成服务。
2技术要求
2.1 Java EE架构[7]
Java EE架构平台通过一个基于“容器”（container）的结构提供必要的系统服务。容器向使用Java编写的面向对象应用程序组件提供运行环境，并提供一系列的底层服务，本项目采用Java EE服务器端体系结构大致可分为：客户层、表示逻辑层、业务逻辑层、数据资源层，下面分布予以介绍。
2.1.1客户层 主要是指网络浏览器，它是用户与系统进行交互管理与访问的界面，用户使用它通过Web应用服务器存取核心系统的数据和进行业务处理。其基本功能是接受并验证用户输入，显示从Web应用服务器返回给用户的结果。
2.1.2表示逻辑层 主要包括：网络负载均衡器（Load Balancer），它用于均衡网络负载，提高网站的可用性和站点的响应速度。当需要满足更多的动态处理需求时，只需再增加服务器即可；网络服务器（WWW Server）提供高效的安全的Web网页的访问服务；外网Web应用服务器，提供业务逻辑的实现，处理外部客户提交的业务。
2.1.3业务逻辑层 主要包括核心应用服务器，是整个应用系统的核心部分，提供社区卫生服务系统的各类业务；应用系统监控，负责监控核心系统的运行状态，通过系统监控，获得系统当前的运行的健康状况，帮助系统的运营维护人员及时发现和排除系统故障；企业应用集成（EAI），EAI服务器提供核心系统与外部系统之间的数据集成和应用集成；目录服务器，它作为统一的内部用户管理和认证平台，主要提供了标准的LDAP服务。
2.1.4数据/资源层 主要包括数据库服务器，用于配置数据库管理系统，本系统数据库系统采用Oracle10g；运算库服务器，用于配置数据库管理系统，数据库存储过程程序。
2.2数据库模型
远程医疗信息系统的数据模型是实现远程医疗数据库的核心。在这个数据管理模型中，通过对对象模式中的实例类中的数据进行访问。用户只需接触可视化的对话框或图形化的界面，不必了解数据库的数据结构和模型。后台数据库采用当今主流的大型关系数据库Oracle 10g[8]，Oracle 10g 具有极强的数据安全性和稳定性。
2.3 Web
Web Service技术是一种软件组件，它通过Web通讯协议及数据格式的开放式标准（如HTTP，XML及SOAP等）来为其它的应用程序提供服务[9]。从技术的角度来看，Web Service技术可以被认为是一种部署在Web上的对象（Web Object），因此，具有对象技术所承诺的所有优点。同时，Web Service技术的基石是以XML为主的、开放的Web规范技术，具有比任何现有对象技术更好的开放性。
2.4 XML
XML是可扩展标记语言（Extensible Markup Language）的缩写，它基于一种成熟的标记语言--标准通用标记语言SGML（Standard Generalized Markup.Language），并且是它的子集。XML在与SGML保持兼容的情况下更加简单、并且与网络紧密结合。
2.5中间件技術
使用中间件可以简化开发，保证多层结构体系下的部级综合信息查询系统的运行稳定、可靠、高效，并使开发人员集中于业务逻辑的实现，而不必为底层细节而耗费精力。
3功能实现
农村偏远地区远程医疗信息系统的设计解决以下几个技术。
3.1远程医疗服务
系统突破了全人全程健康服务信息库的动态整合与维护技术的技术难点，解决了基于医疗工作流技术与基于IHE架构技术的医疗系统集成[10]。在国内首批建立了农村偏远地区远程医疗信息平台，创新性地提出并实现了农村偏远地区远程急救、远程查房、远程检验、远程预约挂号、远程培训、远程管理6项医疗服务。
3.2远程医疗技术
由于远程专家工作站上难以直观、准确显示患者电子病历，同时远程医疗组织、医疗机构链流程的可操作性差[11]。系统填补了多功能电子病历规范，模板设计和医疗机构链的发展空白，实现了城乡高效医疗资源的有效管理和共享，保障了会诊患者资料完整性、实时性和交互性。
3.3远程医疗临床路径技术
由于临床路径技术实施过程中，存在与患者、医务人员、医院系统等相关因素的某些变异，现有临床路径技术难以实现对变异的处理以及系统反馈[12]。该系统攻克了主要疾病筛查和系统的技术难题，建设了基于远程医疗临床路径技术的主要疾病筛查系统，明显缩短了平均住院天数，减低了医疗费用。
3.4远程监控与诊断
由于传统远程医疗监控系统主要利用传统有线网络，存在监控区域范围小、可伸缩性差、传输手段单一等许多问题，很多远离干线的用户可能被放弃，无法满足远程医疗用户对远程医疗援助的需求[13]。该系统解决了远程医疗网络监控和诊断的技术难题，创新提出并实现了有线网络、无线网络和卫星网络的远程医疗网络诊断方法，提高了诊断的效率和实时性。
3.5农村数字医疗仪器应用关键技术
目前农村数字医疗仪器功能相对单一，又缺乏统一的质控体系，操作也不规范。主要表现在仪器设备质量不可靠、环境适应性差、技术人员水平低下。迫切需要研究农村三级医疗卫生机构各种数字医疗仪器应用的关键技术[14]。系统建立了六大类农村数字医疗设备质量控制技术规范，提出了适当医疗端的创新设计理念，并开发了合适的基层智能终端设备，填补了中国数字化的临床应用环境中医疗设备质量控制没有技术规范和手段的空当，也弥补了传统医疗设备在信息支持方面的缺陷。
4讨论
党中央、国务院于2009年发布《关于深化医药卫生体制改革的意见》和《医药卫生体制改革近期重点实施方案（2009～2011年）》，即“新医改”方案，明确提出“利用网络信息技术，促进城市医院与社区卫生服务机构的合作”，要求整合城市卫生资源，充分利用城市现有一、二级医院及国有企事业单位所属医疗机构和社会力量举办的医疗机构等资源，发展和完善社区卫生服务网络。当前国内医疗领域存在医疗卫生资源分布和患者就医需要之间存在不相匹配，患者合理、正常的流通无法实现。一方面，三级甲等医院医疗资源长期处于供不应求的状态；另一方面，基层医疗服务机构经常因无法满足患者需求而使得医疗资源闲置。我院作为本地区最大的区域集团医疗中心，积极响应国家“新医改”建设指导方针及正常，开展远程医疗项目的建设。通过远程医疗合作，以强带弱、以全带面等方式，进一步加强医院与基层医疗机构之间的协作，充分体现我院的医疗特点和优势特色，遍及地区医疗机构，最终提高其医疗水平，整体社会医疗成本将下降。
医疗信息的高效访问，特征提取，聚类分析和知识获取是技术问题。 随着存储技术的进步，存储容量的矛盾将会减轻。对于数据库技术，不仅有数据库，还有数据仓库和数据挖掘技术来解决这个问题。同时，医疗信息处理技术将在远程医疗中发挥重要作用，为了提高接入，检索，传输的效率，人们还加快了对医疗诊断数据和图像压缩技术的研究。
5结论
作为远程诊疗系统的全新设计和构造，笔者在设计过程中充分利用TOGAF方法，准确定义了系统的构建目标；分析了系统的作用，各个功能要求之间的关系的作用，设计系统功能模块，并根据医院的实际工作情况，制定了系统的实际业务流程；并在充分考虑系统建设成本、规范性和可扩展性的基础上，进行了逻辑结构和物理结构部署。整个系统设计清晰，数据准备充分，技术支持到位，大大降低了系统的建设风险，确保系统的成功实施。同时，也为其他系统提供了良好的建设经验。
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编辑/李桦