基于物聯網的遠程醫療信息服務平臺示范及應用*

王能才 劉海珍 韋 哲

遠程醫療是依托現代通信技術和信息技術，構建網絡化平臺，聯通不同地區的醫療機構與患者，進行跨地域醫療診治與醫學專業交流等的醫療活動，而為了有效緩解看病難和看病貴的問題，國家大力支持遠程醫療[1-5]。基于此，本研究采用與5個縣級醫院合作診療的模式，均衡地域間醫療專家資源，提出建設遠程會診系統的惠民工程項目，建立基于物聯網的遠程醫療信息服務平臺，以有效緩解“看病難，看病貴”等問題。

1 遠程醫療信息系統

本研究建立的遠程醫療信息系統包含蘭州總醫院遠程會診平臺，內含1個主會診中心和5個分會診中心，能夠與縣級醫院高清診療室互通對接，滿足本院與其他醫院遠程醫療和研討等需求。

高清會診室進行遠程會診的質量需要實現會診各方以1080 P高清晰的視頻交流效果，同時以1080 P的分辨率采集、并傳遞與患者所有包括高清實時動態檢查數據在內的相關醫療數據，由患者通過遠程管理系統匯聚發送至醫院專家，保障專家在遠程管理系統中獲得患者全面的數據信息，使系統提供的高清醫療信息效果具有高度臨場感，實現了患者與醫生面對面接診的效果。

在遠程會診過程中，醫院遠程會診平臺能夠實現通過醫院信息系統(hospital information system，HIS)、影像歸檔及傳輸系統(picture archiving and communication systems，PACS)、檢驗信息系統(laboratory information system，LIS)和放射學信息系統(radiology information system，RIS)等信息平臺，讀取患者相關醫療檢查的影像類數據、檢查報告及病歷等記錄和報告，并將所有信息遠程共享到其他會診專家系統中。

2 遠程會診系統方案

2.1 總體架構

遠程會診系統以蘭州總醫院為中心，建立覆蓋醫院與5個縣級醫院的遠程會診系統，開展緊急聯合醫療會診、聯合醫學研討、醫療教學指導等業務，滿足輻射醫院周邊群眾的看病需求。通過遠程會診系統的建設，使遠程醫療真正的服務于百姓、均衡當地醫療資源，成為實實在在的民生工程[6-8]。依據醫院網絡現狀和建設要求，遠程會診系統基于醫院內部部署的互聯網IP網絡平臺，采用4 M IP帶寬組網，系統覆蓋醫院1個主會診中心和與其他5個縣醫院分會診中心。

2.2 系統架構

遠程會診系統是開放的系統，基于H.323/H.320標準架構，視頻協議采用最新且最成熟的技術，支持國際標準的H.263、H.264視頻協議和AAC-LD寬頻語音編碼協議；支持動態的1080P、720P圖像，圖像分辨率達到1920×1080，支持標準的H.239雙流應用。系統支持H.235加密協議，確保遠程會診和專家研討中患者信息的安全。系統支持對網絡超強糾錯功能，在丟失數據包20%情況下遠程會診視頻通話基本不受影響，并能夠根據網絡情況自動升降速，具有超強的網絡適應性和平滑升級能力，且擴展性強。

蘭州總醫院為主會診中心，配套部署1臺內置多點控制功能的高清視頻終端Group 550；在其他5家縣級醫院分別部署一體化單屏60寸高清終端Group 310。同時，主會診中心在網絡機房部署高清錄播服務器，對會診過程及專家醫療研討等進行錄制，生成相應的會診或研討記錄，以備日后查詢，并可作為醫療教學的素材，在醫療培訓中通過媒體播放器點播錄制內容實現醫療教學。

2.3 組網拓撲

(1)醫院為主會診中心，5個縣級醫院為分會診中心，用于醫院專家或其他縣級醫院參與醫院高難度的病理聯合會診，以及重大突發疑難雜癥的研究組織討論，或者用于醫院各科室聯合會診、醫療事務研討和相關醫學指導。

(2)系統滿足后續擴容和與其他醫療平臺整合對接能力，后續可以通過部署9630微控制器單元(micro control unit，MCU)，實現與上級主管單位或其他醫院級相關聯，整合遠程醫療資源。

(3)分會診中心系統滿足不同的醫療設備接口類型，采購的醫療影像設備需要具備對應的接口類型，如視頻圖形陣列(video graphic array，VGA)與YPbPr(色差分量)接口、高清晰度多媒體(high definition multimedia interface，HDMI)接口、數字視頻(digital visual interface，DVI)接口和高清數字視頻(high definition- visual interface，HD-DVI)接口，保證醫療影像能夠接入并傳輸給上級醫院進行綜合分析診療(如圖1所示)。

圖1 遠程會診系統組網拓撲圖

2.4 業務功能規劃

2.4.1 遠程會診功能

(1)遠程醫療會診平臺支持醫院主會診中心和5個分會診中心多地的多位專家進行清晰流暢的遠程會診交流，采用高清雙流編碼。高清主流幫助主會診中心和分會診中心的兩地醫生實現眼對眼、面對面的高臨場感醫學交流，還能實現遠端專家清晰觀察本端患者的氣色和體態，實現與親臨患者現場相同的診療效果。高清輔流配合專業醫療儀器對接高清編解碼器，使遠端專家能夠實時觀看患者醫學影像。

(2)遠程會診過程中需要醫學靜態圖像的傳輸，需要各參與端的醫療工作站配置醫學影像顯示器，對接醫學影像系統上傳和下載醫學影像圖片，同時可通過醫療工作站處理患者電子病歷。

2.4.2 遠程接診功能。

(1)遠程接診尤其適用于醫生資源緊缺或配置不高的地區，患者可通過遠程接診點獲得重點醫院專家“面對面”的優質醫療診斷服務。接診點和專家診療室均配置高清終端，專家通過音頻和視頻會話了解患者病情，通過高清終端圖像實時觀察患者癥狀[9]。應用集成推車配置醫學影像采集器連接醫療儀器，患者在接診點使用醫療儀器檢測，專家在遠端可實時觀看到儀器數據。

(2)遠程接診可便捷雙向轉診工作。遠程專家若診斷病情嚴重或需特殊醫療手段升級到專科醫院治療的患者，可在完成遠程診斷患者病情后直接辦理轉診工作[10]。當患者在專業醫院經過一定時間的治療，病情趨于穩定回到本地醫院康復治療時，專家可通過遠程接診指導患者在下級醫院的治療措施和手段(如圖2所示)。

圖2 遠程接診系統功能圖

3 遠程會診系統管理軟件設計及聯網

3.1 系統管理軟件設計

(1)系統為瀏覽器與服務器(browser/server，B/S)構架，所有子系統整合為一個界面，一個用戶名、密碼即可完成所有服務登錄；功能設計遵循安全、實用、先進、易維護、可擴展等原則；所提供軟硬件產品具備自主知識產權，系統的業務數據庫支持ORACLE 11G R2和服務器操作系統，支持Linux操作系統，保證其安全性[11]。

(2)功能模塊。模塊包括用戶管理、財務管理、權限管理、會診管理、質控管理、公告管理、醫保管理和統計管理功能。

(3)會診類型。會診具有普通會診、點名會診、急診會診、影像會診及心電會診等類型。

(4)系統接口。接口支持HIS、電子病歷、病理、影像和心電。

(5)擴展性。支持醫學數字成像及通信(digital imaging and communication of medicine，DICOM)3.0影像文件傳輸標準，支持二次開發，定制醫院用戶的個性化服務。

(6)安全性。具有數據與應用的備份、接口安全認證以及登陸系統的鑒權機制。

遠程醫療信息服務平臺軟件操作界面如圖3所示。

圖3 遠程醫療信息服務平臺軟件操作界面

3.2 互聯網帶寬接入要求

在高清1080 P視頻效果的情況下，醫院主會診中心至5個分會診中心的每個會場呼叫帶寬≥2 M的互聯網接入能力。在組織召開多方遠程視頻會診，5個分會診中心以及遠程醫療會診時媒體服務器都需要在主會診中心進行匯聚，因此主會診中心的網絡總出口帶寬至少保證＞10 M。

4 遠程會診系統應用效果分析

遠程會診系統平臺包含主診療中心和5個分會診中心建設，該平臺能夠與5個縣級醫院高清診療室互通對接，滿足醫院與其他醫院遠程療診和醫療研討等需求。

高清會診室進行遠程會診的質量能夠實現會診各方以1080 P高清晰的視頻交流效果的同時，也能以1080 P的分辨率采集，并傳遞患者所有相關的醫療數據，包括高清實時動態檢查數據的傳送，由分會診中心系統匯聚發送到遠程會診專家側，保障專家在遠程能獲取到患者全面的數據信息；系統提供的高清效果和高臨場感實現了與面對面接診一樣的效果[12-14]。

在遠程會診過程中，能有機結合實現通過HIS、PACS、LIS、RIS等信息平臺讀取患者相關的醫療檢查記錄和報告：影像類數據、檢查報告、病歷等所有信息均能遠程共享到其他會診專家系統[15-17](如圖4所示)。

圖4 遠程醫療信息服務平臺會診中心視頻效果圖

5 結語

基于物聯網的遠程醫療示范平臺的設計，實現了以醫院遠程會診系統為主，建立起與縣級醫院的聯合診療合作模式，均衡各醫院醫療專家水平，滿足了更好地服務于周邊人民群眾專業診療的需求。通過建設標準統一、獨立開放、互聯互通、資源共享和安全實用的遠程會診平臺，覆蓋周邊群眾，為遠程會診、遠程病理診斷、醫療專家研討等業務提供便利，并能實現遠程會診平臺之間的信息互聯互通和資源共享，促進優質醫療資源共享和醫療服務均衡化，有效加強基層醫療機構服務能力，提高疑難重癥救治水平，緩解群眾看病難的現狀。

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