基于.NET的心電網絡系統的設計與實現

皇甫立夏 陸宇宏 施 琦 許 楊

目前，隨著信息技術(information technology，IT)的廣泛應用，醫療信息化也在快速發展，醫院需要通過整合IT來提升業務技能和業務管理水平，發展成為現代數字化醫院。醫院信息系統(hospital information system，HIS)是利用電子計算機和通訊設備，為醫院所屬各部門提供患者診療信息和行政管理信息的收集、存儲、處理、提取和數據交換的能力，并滿足授權用戶的功能需求的平臺[1]。醫院在實施基于Caché數據庫及B/S架構的HIS的基礎上，逐步開始建設住院電子病歷系統(electronic medical record，EMR)、護理管理系統、移動醫療、門診工作站系統等，并不斷進行功能完善和升級，并和醫院現有的影像存檔與通訊系統(picture archiving and communication systems，PACS)、檢驗信息系統(laboratory information system，LIS)等進行整合，實現信息共享，為醫療行為提供了極大的方便[2]。

心電網絡系統是數字化醫院的重要組成部分，目前心電檢查仍采用全手工操作，不符合數字化醫院的規范要求[3]。為此，本研究開發一套利用網絡傳輸心電檢查數據，用來解決實現心電床旁檢查，心電資料的存儲、共享及科研再利用等問題[4]。

1 心電網絡系統功能分析

心電圖機通過局域網(local area networks，LAN)或者無線局域網連接，以美國食品藥品監督管理局(Food and Drug Administration，FDA)制定的XML格式作為心電圖數據傳輸標準，將采集的12導聯或15導聯、心電向量等數據傳輸到服務器集中存儲和管理，心電醫生集中診斷，在醫院與下級醫院、醫聯體之間傳輸和共享心電檢查數據[5]。心電網絡系統設計為9大模塊菜單和1個Web瀏覽功能：①HIS接口模塊包含從HIS提取患者基本信息、醫囑信息及報告內容回傳至HIS等；②預約登記模塊包括掃碼登記、手工登記；③心電數據采集模塊包含患者心電數據采集并通過網絡傳輸到心電服務器[6]；④報告診斷模塊作為診斷醫生的主界面，診斷模塊可以查看患者的波形圖及給患者下診斷，包括常用診斷知識庫等；⑤系統管理模塊有增加、修改用戶權限，系統的配置參數設置、模板設置等功能；⑥查詢統計模塊可以按個人、科室、患者來源等條件來查詢數據；⑦數據存儲管理模塊主要是心電數據存儲在服務器上的管理；⑧遠程會診和其他接口作為以后系統升級備用模塊；⑨Web瀏覽提供臨床醫生在網絡內心電圖報告隨時查詢下載打印等功能(如圖1所示)。

圖1 心電網絡系統功能模塊框圖

2 心電網絡系統業務流程分析

通過與HIS的無縫整合，實現心電檢查的申請、預約及登記的自動化操作，免去醫生手動輸入患者信息、手動設置心電檢查申請等操作的繁瑣[7]。同時，數據通過網絡發送到心電服務器，心電報告醫師集中診斷，實現心電檢查的網絡化、自動化及規范化，并能與醫院的EMR等實現心電數據的信息交換和資源共享。住院患者心電檢查流程如圖2所示。

圖2 住院患者心電檢查流程圖

3 心電網絡系統設計

針對醫院的數字化影像傳輸和管理的建設規劃，以及心電網絡化建設需要，在系統方案中，將以保障開放性、先進性、信息共享以及適應醫院信息化管理等為依據，并根據醫院的實際情況進行設計。建立具有醫院服務管理特色的心電網絡系統，以大量心電檢查為基礎建立心電圖診斷中心，實現心電圖數據網絡化傳輸和數字化存儲與管理，實現心電檢查的網絡共享[8]。從HIS獲取患者申請信息，連接EMR，實現電子付費，網絡查詢心電報告，集成院內所有臨床科室的床旁心電圖采集傳輸，建立心臟病患者資料庫，為心電檢查建立全新的集中式工作模式。心電系統網絡架構如圖3所示。

圖3 心電網絡系統架構圖

4 心電網絡系統數據庫建立

數據庫設計是指對于給定的應用環境，構造最優的數據庫模式，建立數據庫及其應用系統，使之能夠有效地存儲數據，滿足各種應用需求[9]。數據庫是心電網絡系統的核心和基礎，把系統中的數據按照一定模型組織起來，提供數據存儲、檢索、管理等一系列功能，使開發的系統能方便、準確及快速的從數據庫獲取所需的所有數據[10]。

心電數據庫采用關系型的數據庫模型，建立多個用戶數據表、視圖及存儲過程，在管理上設定數據庫維護計劃，數據庫完整性檢查、定時備份數據庫文件等等。具備連接各種心電圖機的功能，通過以太網絡接收存儲心電圖數據。心電數據庫系統建有患者信息維護表(PATIENT_MST)、權限大類表(RIGHT_CLASS_MST)、用戶角色表(ROLE_OF_USER_MST)、申請表(ORDER_TBL)、檢查表(STUDY_TBL)、報告表(REPORT_TBL)以及數據表(DATA_TBL)等。

5 心電網絡系統實現

系統要求基于高可靠性、穩定性及開放性的設計思想，采用模塊化開發方法，保證系統具備良好的可擴展性。系統主要功能采用客戶端與服務器(client/server，C/S)架構，WEB瀏覽功能采用瀏覽器與服務器(browser/server，B/S)架構[11]。Visual Studio 2008作為前端界面開發工具，SQL Server 2008 R2作為后臺數據庫管理平臺，界面友好，操作方便，功能完備，使心電診斷醫師能快速投入工作[12-13]。系統主要有采集工作站、診斷工作站和瀏覽工作站模塊。

(1)采集工作站。掃碼確認患者信息，采集心電圖數據并與患者信息匹配。檢查完畢將心電數據通過網絡發送到心電服務器。

(2)診斷工作站。工作站主要對心電波形圖的顯示、處理和診斷，通過各種條件選擇患者，選中后可以調出該患者的心電圖波形，書寫報告并審核，審核后可打印。診斷結果保存到心電服務器中同時發送到HIS。

(3)瀏覽工作站。工作站為了便于心電診斷報告的快速查看，在HIS增加了檢查結果查看按鈕，醫生在查看患者信息時可以很方便的調取心電圖報告，并可通過ID等條件查詢特定患者的心電圖檢查報告。

6 心電網絡系統測試

(1)功能測試。心電網絡系統測試是軟件開發過程中的重要環節，軟件系統在交付前必須要經過嚴格的測試，以保證其在各種使用環境下的堅固性。系統的測試重點為功能測試，以保證系統的各個功能可以滿足前期的設計，主要采用黑盒測試的方法對所有功能模塊進行詳細的測試[14-15]。

(2)性能測試。系統還需要性能測試，軟件的性能測試目的是評價系統當前性能，判斷系統是否滿足預期的性能需求。心電網絡系統的性能需求主要是系統的穩定性和用戶訪問的響應時間。

(3)測試結果分析。通過對心電網絡系統各方面的測試結果分析，得出系統的設計可以滿足需求分析的要求，可以為醫院的心電檢查提供完善的服務。系統在功能、安全性、實用性、性能等方面均達到了預期的目的。

7 結語

心電網絡系統開發設計完成和實施后，實現了預設的功能模塊，提高了心電檢查的工作效率，緩解了患者排隊的現象，并可減輕檢查醫生的工作量，提高檢查診斷的準確性。通過數字接口獲取患者相關信息，減少了手工錄入的錯誤，并且通過網絡共享，使患者的電子病歷更加完整，臨床醫生調用更加方便。日常檢查數據的歸檔可為日后的教學、科研保存大量寶貴的臨床數據資料，能夠有效提高醫院的診療水平。