基于Web的遠程醫(yī)療數據庫系統(tǒng)的研究

徐潭 徐來 林勤

（1.南京鼓樓醫(yī)院計算機中心 江蘇省南京市 210008 2.南京鼓樓醫(yī)院互聯網醫(yī)院與遠程會診中心 江蘇省南京市 210008）

（2.平安銀行南京分行 江蘇省南京市 210009）

1 背景

隨著社會的發(fā)展，生活水平的提高，帶來的最直接問題就是人口的老齡化。人口老齡化伴隨著越來越多的老齡人口的醫(yī)療健康需求，更加劇了醫(yī)療資源的緊缺程度。中國作為世界上的人口大國，醫(yī)療資源的分配也是極度不均衡。邊遠地區(qū)由于經濟，交通的不便，當地人想得到優(yōu)質醫(yī)療資源往往需要跋山涉水去發(fā)達的城市就醫(yī)。伴隨著新冠疫情的爆發(fā)和大流行，醫(yī)療資源的緊缺更是達到了前所未有的程度。在國家衛(wèi)健委的要求和指導下，各實體醫(yī)院相繼建立了互聯網醫(yī)院。這極大地方便了患者的就醫(yī)，也一定程度上緩解了醫(yī)療資源的緊張。然而，除了電子病歷等少數通用的信息系統(tǒng)是由醫(yī)院采購，其他各個科室的信息系統(tǒng)的采購通常是由專科自己完成，各個系統(tǒng)各自為政，數據交互困難，這也是目前互聯網醫(yī)院受到的最大阻力[1]。對于各個醫(yī)療系統(tǒng)數據的整合和管理是目前互聯網醫(yī)院遠程醫(yī)療需要解決的主要問題。

2 基于Web的遠程醫(yī)療數據庫系統(tǒng)的的概述

2.1 基于Web的遠程醫(yī)療數據庫系統(tǒng)的簡介和意義

通常農村或邊遠地區(qū)的患者由于經濟，交通等原因得到的醫(yī)療資源遠遠不如城市地區(qū)。而遠程診療能給這些患者提供一些相對較高的醫(yī)療服務質量。遠程醫(yī)療目前主要的存在方式是互聯網醫(yī)院診斷模式和遠程視頻會診等。互聯網醫(yī)院作為遠程醫(yī)療的基礎，通常由數據存檔（電子病歷、pacs）和通訊系統(tǒng)構成。患者通過這些系統(tǒng)可以調取既往病史病歷，影像、病理報告等。遠程醫(yī)療系統(tǒng)由采集子系統(tǒng)、 數據查詢子系統(tǒng)、視頻會診子系統(tǒng)、 通訊子系統(tǒng)、數據庫管理子系統(tǒng)等五個子系統(tǒng)組成。第一個子系統(tǒng)是采集子系統(tǒng)，該系統(tǒng)用來采集多媒體醫(yī)療信息然后將其轉換為標準格式（如DICOM ）。第二個是數據查詢子系統(tǒng)。它可以調閱圖像和其他醫(yī)學信息。第三個是視頻會診子系統(tǒng)，可以通過它進行遠程交互會診。第四個是通信子系統(tǒng)，通常包括醫(yī)院局域網，醫(yī)院內網，當地網絡（LAN）和廣域網（WAN）等進行內外網交互來傳輸和接收數據。而遠程傳輸的患者資料通常包括患者投訴、病歷病史、體檢、檢查診斷圖像和檢驗等。而這些醫(yī)療信息的類型包括文本、語音、圖像（例如 X 射線、計算機斷層掃描 (CT) 或磁共振成像 (MRI) 和動態(tài)視頻如血管造影和內窺鏡檢查）。而醫(yī)院的這些系統(tǒng)通常都是由相應科室自己采購引進，數據相對分散。由于這些數據是異構數據，統(tǒng)一數據庫管理的方法可能會使歸檔操作且在并發(fā)訪問時引起數據不一致問題。同時，將視頻、文本和圖像等異構的數據集成在互聯網醫(yī)院遠程醫(yī)療系統(tǒng)時也是個難題。因此，需要設計一個信息數據庫來管理這些醫(yī)療信息。為了解決這些問題，本文提出了一種基于Web的遠程醫(yī)療數據庫管理方法——即本文設計的數據庫管理子系統(tǒng)[2]。該系統(tǒng)通過統(tǒng)一的Web 界面來操作和訪問上文提到的所有不同類型的異構的醫(yī)療數據信息。這樣互聯網醫(yī)院在遠程醫(yī)療接診時，也可以通過基于Web的遠程醫(yī)療數據庫管理系統(tǒng)調閱各種異構系統(tǒng)里的數據信息。

2.2 基于Web的遠程醫(yī)療數據庫系統(tǒng)的功能與結構設計

在本文中，我們開發(fā)的基于Web的遠程醫(yī)療數據庫系統(tǒng)能滿足互聯網醫(yī)院的遠程診療需求。互聯網醫(yī)院作為衛(wèi)健委指導下的新興產物，包含了遠程咨詢，遠程復診，專科聯盟和遠程會診等。其中，重點發(fā)展的專科聯盟是國家衛(wèi)健委定下的分級診療的醫(yī)聯體構建路徑。以專科聯盟為例，目前，傳統(tǒng)的數據庫是根據醫(yī)生在診療中記錄的患者當時的病情狀況。這些記錄一般是電子病歷，檢驗，圖像診斷等。他們每一個都是在單獨的文電中，這種方式雖然比較容易維護，但是難以追溯特定的病史，很多醫(yī)療數據又是多媒體形式，所以本系統(tǒng)的重點是建立一個醫(yī)療信息數據庫系統(tǒng)來管理這些異構數據[3]。

在專科聯盟板塊中低級別醫(yī)院可將患者遠程轉診至高級別醫(yī)院，由高級別醫(yī)院的專家提供第二診療意見。期間，低級別醫(yī)院的專科醫(yī)生需要提供高質量的數據和圖像以便上級醫(yī)院的專家實現準確診療判斷同時還能兼顧上下級醫(yī)院專科會診分析學習。這就要求我們的數據庫需要先建立一個面向患者的文件夾，內部包含患者的全部信息，在復診時可以方便調閱，同時要建立一個特定病歷的文件夾，作為專科討論，學習時使用。關系數據庫能夠提供強大的工具來操作數據，但是它的預定義的數據類型模板限制了它管理大型數據的能力。本文將Video 和Images 的屬性定義為FILE 類型。電子病歷、檢查檢驗報告、出院小結等屬性定義為 TEXT 類型。以上數據都可以在SQL 查詢中統(tǒng)一操作。

除了數據整合外，數據檢索速度也是影響遠程診療的一個重要因素。考慮到這個原因，本文設計的數據庫是三層的分層數據庫。該數據庫由主數據庫，長期數據庫和本地數據庫組成。主數據庫存儲最近一年內內接診過的患者的醫(yī)療信息。超過這段時間的數據則被轉移到長期數據庫中。長期數據庫的服務器根據創(chuàng)建數據的時間整合鏡像數據并在 DICOM 媒體存儲目錄中進行管理。這些圖像最后上傳至云端進行異地備份[4]。本地數據庫則是為患者提供短期的病歷、影像等數據的存儲及訪問。它的作用是減少數據庫服務器的工作量和網絡流量的負載，防止高并發(fā)的訪問造成互聯網醫(yī)院的訪問卡慢。這些最常用的數據合并整合在本地數據庫，服務器設在本院信息中心[5]。在專科聯盟會診期間，醫(yī)生在做出診斷前可以訪問短期內既往醫(yī)療記錄，低級別醫(yī)院可以先將患者數據存在本地數據庫中，以保持通信數據安全可靠性，數據在通信通道成功轉發(fā)后即可刪除。這樣可以避免由于通信通道故障而造成的數據丟失，同時也節(jié)省了低級別醫(yī)院有限的存儲空間[6]。

圖1為基于Web的遠程醫(yī)療系統(tǒng)及其數據庫的搭建與互聯網醫(yī)院遠程醫(yī)療系統(tǒng)的交互圖。該圖反應了我們醫(yī)院數據庫整合各軟件異構數據庫后經過內外網交互穿越到公網，與互聯網醫(yī)院的外網單元進行數據采集與交互。患者也可以通過一些可穿戴信號采集裝備和攝像頭等將數據采集后上傳互聯網醫(yī)院與醫(yī)生端進行數據交互。

圖1

3 基于Web的遠程醫(yī)療數據庫系統(tǒng)的應用

在使用互聯網醫(yī)院遠程診療時，需要注冊相關的賬號。在患者端，患者在注冊后可以成為互聯網醫(yī)院網絡門戶的成員。使用互聯網醫(yī)院的患者需要通過有效的手機號碼和身份證進行識別，然后網站向注冊手機發(fā)送消息以激活他/她的帳戶。同時還會向互聯網醫(yī)院數據庫管理員發(fā)送一條新患者已注冊的消息。接著患者可以添加基本信息和病史，進入遠程醫(yī)療鏈接，然后按“添加/查看病史”，接著選擇所需的鏈接以查看/添加數據（基本信息、疾病、癥狀、藥物、手術、檢驗、檢查影像圖片等）。

在醫(yī)生端，醫(yī)生進行遠程醫(yī)療服務時需要先激活該醫(yī)生的賬號，管理員進入服務帳戶然后按“添加/管理遠程醫(yī)療服務”鏈接激活。

圖2為遠程醫(yī)療數據庫整合后的內網Web 界面，從圖中可以看出，輸入某個患者的信息，即可調閱既往的異構醫(yī)療信息系統(tǒng)里的檢驗、檢查、病歷等數據。

圖2

圖3為患者手機端的畫面。該互聯網醫(yī)院遠程診療APP 交互了從醫(yī)院內網整合過的數據庫。從中既可以查看自己的既往病歷，檢驗檢查等，也可以上傳自己在其他地方做的檢驗、檢查報告，從而供專科聯盟上下級醫(yī)院的醫(yī)生會診使用。

圖3

圖4為患者客戶端調閱病理圖像的畫面。可以看到互聯網醫(yī)院遠程診療中調閱的數據與內網數據庫中整合的病理系統(tǒng)里的所上傳的病理圖一樣。

圖4

4 總結

在互聯網、大數據、虛擬化、云計算、及物聯網飛速發(fā)展的時代，醫(yī)療信息化的發(fā)展依托于此也是日新月異。隨著智慧醫(yī)院的興起，醫(yī)療信息化的不斷發(fā)展及在新冠疫情世界大流行等多重因素的影響下，遠程醫(yī)療線上問診已經逐漸成為了一種趨勢。互聯網醫(yī)院作為遠程醫(yī)療的一個主要診療方式，正被越來越多人患者接受和采用。互聯網醫(yī)院線上咨詢和復診是目前遠程醫(yī)療的主要方式，專科聯盟是醫(yī)聯體遠程醫(yī)療發(fā)展的方向。基于此，遠程醫(yī)療對于數據的調閱依賴性極大。本文所設計的基于Web的遠程醫(yī)療系統(tǒng)，其數據庫整合了異構的醫(yī)療系統(tǒng)信息數據，同時，為了保證數據檢索的速度，將其計成主數據庫，長期數據庫和本地數據庫的三層的數據庫系統(tǒng)。這種分層的數據庫系統(tǒng)調閱近遠期的數據方式為分布式，極大地保證了互聯網醫(yī)院遠程診療系統(tǒng)的運行速度。雖然互聯網醫(yī)院遠程診療系統(tǒng)整合了多項異構數據庫，并保證了運行速度，但是其數據推送的穩(wěn)定性的完善仍需要一段時間。未來隨著智能穿戴設備的大范圍使用，物聯網的發(fā)展，移動端數據交互會得到更廣泛的使用，的本系統(tǒng)的發(fā)展仍值得期待。