基于IOS的超聲遠程醫療操控軟件的設計與實現

何偉強，楊偉鴻，龔偉藝

珠海市人民醫院 (廣東珠海 519000)

近年來，隨著移動通訊技術的不斷發展，互聯網已從傳統模式逐漸過渡到移動設備接入模式，給人們的工作、生活帶來了極大的便利。在這種社會背景下，移動醫療、遠程醫療獲得了廣泛的應用前景。在醫用超聲領域，各種超聲檢查設備均具有體積大且搬運不便的特點，使得臨床醫師在對患者進行超聲檢查時，只能在超聲設備前開展操作，具有一定的局限性[1]。鑒于此，超聲遠程醫療系統應運而生，成為了臨床醫師或患者與超聲設備的一種交互方式[2]。設備科人員嘗試將移動醫療與遠程醫療相結合，提出應用移動通信設備對超聲設備進行遠程控制，以期為今后的超聲診斷工作帶來實質性的便捷。

1 設計方案

整個系統由客戶端(平板電腦)、超聲設備及設備上的服務端程序組成。超聲科醫師應用客戶端軟件，通過將互聯網與服務器建立連接，或者通過藍牙控制超聲診斷系統，通過客戶端的接口訪問受檢者的檔案，了解受檢者的信息，同時能夠自由控制超聲設備，且在超聲檢查過程中，相關儀器的反饋信息會實時顯示在客戶端，便于超聲科醫師進行操作診斷。遠程超聲系統設計見圖1。

注：實線為藍牙連接，虛線為網絡連接器

2 系統實現與關鍵技術

基于IOS的超聲遠程醫療操控系統主要是應用C/S網絡架構和MySQL數據庫，ThinkPHP框架為APP提供接口，各個連接遵循http協議，而且在Xcode開發環境下，應用Objective-C與C語言的混合編程方式進行系統開發，同時采用iPhone simulator、iPhone 8、iPad air 2真機對系統進行測試。該系統主要包括遙控器模塊、超聲設備圖像遠程共享模塊、遠程文件管理模塊3大模塊，各個模塊獨立運作并相互融合。

2.1 遙控器模塊

遙控器模塊主要是通過手機客戶端APP遠程控制醫療超聲設備的運行，臨床醫師可遠程操作設備對受檢者完成檢查，這可為疾病診療提供新的選擇；通過建立Socket連接和模擬按鍵輸入來實現遙控器功能，即將醫療超聲設備與移動終端設備置于同一局域網，輸入醫療超聲設備IP地址使其與移動終端設立相應連接。移動設備與設備連接成功后，可對設備發出指令信號，設備在接收到信號后可根據信號內容做出操作，見圖2；最后，對該模塊的功能進行功能性測試，客戶端應用iPhone手機設備，服務端因無超聲設備應用取ipad平板代替，端口號6500，IP地址10.1.1.103，連接建立后點擊客戶端上的音量鍵，服務端會出現相應的反應，且經多次測試證實功能穩定性較好。

圖2 遙控器功能實現流程

2.2 超聲設備圖像遠程共享模塊

在移動設備上遠程遙控超聲設備完成檢查后，醫師需對檢查結果進行判斷，這就需要在移動設備上查看超聲顯示屏上的內容，在此需求下就需設計超聲圖像遠程共享模塊，將超聲設備上的超聲圖像、相關參數都清晰顯示到移動設備的客戶端。超聲設備開機后，打開屏幕共享功能，監聽相關響應的端口，當移動設備通過WiFi與超聲設備接入后會向設備發出請求，超聲設備響應請求后開始收集屏幕信息，并用硬件編碼成H.264視頻流，經壓縮處理后，應用相關協議對其進行打包，增加頭文件信息發送到移動設備，移動設備經解包、解碼等操作后就可顯示超聲設備顯示屏的圖像信息。該模塊實現的流程見圖3。該模塊設計后分別對WebSocket協議的屏幕共享合實時流協議的屏幕共享模式進行功能測試，顯示客戶端(2560×1440)與服務端(2048×1536)的屏幕分辨力均較高。

圖3 屏幕共享實現流程圖

2.3 遠程文件管理模塊

遠程文件管理模塊主要是通過在超聲設備上建立FTP服務器來對患者的病歷、超聲圖像、視頻等相關檢查信息進行管理。患者、醫護人員在移動設備客戶端上登錄賬號即可獲取超聲設備上的文件目錄信息，并可對其進行預覽、下載、打印等操作，大大方便了醫師和患者使用病歷。此外，在設計該功能時考慮到用戶的個人隱私，故添加賬號管理板塊，且對每個賬號的權限進行設定，即在賬號登錄后方可閱讀其所屬目錄內容，這既保證了個人隱私，又增加了醫療超聲設備的安全性。臨床醫師、患者在應用遠程文件管理模塊前需在超聲設備上注冊賬號，設置專屬的用戶名、登錄密碼及其相應的目錄文件。在應用遠程文件管理時，超聲設備會開啟FTP服務，開始監聽端口等候移動終端連接；在移動終端輸入相應的用戶名、密碼后會發出連接請求；超聲設備接收請求后會在數據庫中尋找與用戶名、密碼相匹配的信息發送給移動終端；移動終端會形成一個虛擬目錄供用戶選擇和操作，最終實現文件的遠程獲取與管理，見圖4。模塊設計依次進行了用戶名注冊、登錄驗證、文件目錄顯示、文件下載、預覽等操作測試，操作簡單且通暢，文件顯示清晰度高。

圖4 遠程文件管理模塊實現流程圖

總之，在IOS平臺的移動終端上設計了遠程超聲醫療操控流程并經過多次性能測試，證實臨床醫師在iPhone、iPad等移動設備上即可遠程操控超聲設備，并可看到檢查內容，大大簡化了疾病診療流程[3]。