基于ArcEngine的急救中心应急平台设计与实现

2016-05-14郭婧

软件导刊 2016年5期

郭婧

摘要：随着人口老龄化和城市规模的不断扩大，传统人工接打电话来进行医疗急救的处理方式已经难以满足工作需要，虽然很多医院急救中心都拥有了数字化的急救应急系统，但大多基于文本查询，在直观性和空间查询方面有很大欠缺。为此，提出一种基于GIS技术的急救中心应急平台解决方案。采用Visual C#2008和ArcEngine集成化开发平台进行二次开发，集成人工接打电话、地图显示定位、缓冲区分析、最短路径分析等核心功能，使得医疗急救中心能够对突发医疗事件作出快速反应，因而节省宝贵的抢救时间。该系统已应用到山西省某市三甲医院急救中心，效果良好。

关键词：GIS；ArcEngine；急救中心应急平台；二次开发；缓冲区分析；最短路径分析

DOIDOI：10.11907/rjdk.161035

中图分类号：TP319

文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2016）005-0118-03

0 引言

近年来，我国城市化速度越来越快，城市人口比以往任何时期增长都快。同时，人口老龄化问题越来越突出，我国大多城市医院急救中心都面临着空前的工作强度和压力[1-2]。目前，我国医院数字化建设正在不断深入，其系统功能不断完善，覆盖范围不断扩大，但是大部分系统都局限于文本录入、查询和修改。医院急救中心工作流程一般是人工接打电话，然后口头告知出勤人员患者具体地理位置，同时将患者信息录入相关系统，出勤人员出动救护车接患者到医院进行抢救，医护人员再将医嘱和处理结果录入系统。从接电话到患者抢救的过程中，信息处理都是基于文本的，医院对患者所处地理位置并没有空间上的认识，更无从谈起通过最短路径作出快速响应，这样就会形成信息孤岛，无法快速处理突发医疗事件[3-4]。从某种角度讲，急救中心处理是否快速、得当，关系到患者后续治疗，甚至生命，因此如何整合现有医院医疗软硬件设施，更好地支持医院临床科室的各项工作，建立一个基于可视化平台的急救中心快速反应系统具有重要的实际意义[5]。

通过分析实际需求，本文提出结合文本信息管理和空间信息管理的急救快速反应平台解决方案，可以将医院周边的空间地物以图形的方式显示出来，集成了空间检索、空间定位、缓冲区分析、最短路径分析等功能，使得急救中心作出快速反应，从而大大缩短急救时间。

1 GIS在医疗行业中的应用

GIS（Geographic Information System）是地理信息系统的英文缩写，GIS在医疗行业应用广泛，欧美等发达国家起步早而且成熟，我国起步较晚，最近几年取得了长足进步[7]。本文所提出的基于GIS的医疗应急平台系统主要适用于规模较小的城市。本系统采用GIS和GPS定位技术，通过接口与现有的文本管理系统相结合，建立一种集空间数据输入、查询、精准定位、缓冲区分析、最短路径分析、文本信息处理于一体的综合医疗应急管理平台，大大提高了医务人员的工作效率。

2 系统实现

2.1 系统总体设计

GIS开发一般有3种方式：独立开发、集成开发、组件式开发。第一种方式对人力物力要求极高，而且开发出来的成品稳定性差；第二种方式虽然相对第一种来说技术要求有所降低，开发出来的成品稳定性好，但是可扩展性差。目前，一般采用组件式开发，开发灵活性好、可扩展性强、稳定性也非常好。基于此，本系统采用微软公司的Visual C#2008和ESRI公司的ArcEngine作为开发平台进行二次开发。首先，进行相关数据预处理，在本系统所采用的数据是ESRI公司的基于矢量格式的shape文件。具体流程为：①利用ESRI公司的ArcMap对山西省某市规划局1∶2000市区规划CAD图进行Shape文件格式转换；②对原始数据进行图层提取、拼接和拓扑矫正；③对系统中所用的核心图层进行着色并且符号化。通过以上数据准备，便达到了源数据处理的目的[8]。具体数据处理流程如图1所示。

医院急救中心对数据的实时性要求很高，而且对数据库稳定性和安全性也有较高要求。因此，本系统采用基于C/S模式的三层架构，即即客户/UI层、业务/逻辑层、数据层[9]。系统硬件总体架构如图2所示。

本系统实现GIS软件所特有功能，包括：地图显示、地图放大、缩小、漫游、图层编辑、专题制图和地图打印、网络分析等核心功能，同时与相关行业具体应用相兼容。图3为系统总体功能。

系统工作流程为：①接线员接到电话，将患者地理位置输入系统，进行查询得到患者在地图中的准确定位；②点击路径分析，得到从医院到目的地的最佳路径；③显示出勤医务人员路径信息，医务人员根据最佳路径将患者接到医院进行抢救，同时将患者的基本医疗信息录入医院信息系统（HIS）。具体流程如图4所示。

2.2 系统关键模块演示

本系统所涉及的数据主要分为属性数据和空间数据两类。本系统后台采用 SQL Server2008，属性数据根据范式规则设计成一定的逻辑模式存储在其中。而空间数据则通过ESRI公司所开发的ArcSDE存储在SQL Server2008中，属性数据和空间数据通过一个公用字段FID相关联，实现系统所涉及的空间数据和属性数据之间的双向查询。图5为系统逻辑结构。

系统核心的图层显示模块主要利用ArcEngine开发套件当中的MapControl控件进行图层显示，同时关联axTOCControl控件对图层进行增、删、改操作。在系统主界面当中主要有3个核心功能区：主地图显示及全局俯瞰区、系统功能区、空间数据分析区。这3个区域构成了系统功能的全部，图6为系统主界面。

以某一急救事件为例，话务员接到山西省长治市城区某小区患者电话，在系统主界面的菜单栏上调出空间查询窗口，输入患者位置信息并点击查询，具体位置在窗口处高亮显示，点击可显示患者位置的文本信息。其具体实现主要是靠前述FID关联字段，首先系统通过SQL语句查询到患者相关的FID值，然后利用ArcEngine中的QueryFilter对象找到相关FID，这样就可以实现从患者位置的属性值到空间数据的映射。图7为查询结果。

查到患者位置的空间信息和属性信息后，从主界面调出最短路径分析窗口，然后将患者位置属性信息输入条件查询文本框，点击网络分析按钮，图层就会以一条高亮的线路标注出从医院到患者位置的最短路径。主要利用ArcEngine中的网络分析组件，结合已有的Dijkstra通过算法得到相应的结果。在程序中定义一个查询路径函数Search_shortpathO，这个函数的功能主要是遍历前述预处理所得数据中的每个节点，然后再定义一个名为get_find_shortpath的函数，以便获取起始节点和目的节点之间的最短路径，最终所得最短路径被ArcEngine相关组件高亮显示在道路图层当中。图8为最短路径查询结果。

本系统的另一亮点是利用GIS的缓冲区功能来统计医院周边居民居住情况，以便医院决策者能及时优化配置医疗资源。图9为系统缓冲区分析结果，图中高亮显示部分便是以医院为中心，半径50公里范围内居民区分布，从图中看出有60个居民区分布点。

3 结语

本系统已在山西省长治市某三甲医院运行半年多，收到了良好效果。首先，解决了以往急救中心医务人员接到紧急电话时对患者的具体位置不能快速、准确确定的问题；其次，最佳路径分析使得出勤医务人员能快速到达目

的地点，因此大大节省了抢救时间。由于本系统的应用，

接诊效率有了明显提高，争取了宝贵的抢救时间，从而为提高院前急救救治率发挥了非常重要的作用。

图9 缓冲区查询结果

参考文献：

[1]马宁，丁峰，杨海东.浅谈IT外包服务在医院的应用[J].中国医疗设备，2008，23（9）：78-80.

[2]陈晓红，宁艳文.医院IT运维服务托管模式的探讨[J].信息技术，2012，6（2）：20.

[3]史洪飞，夏蕾.医院应急指挥平台的信息集成实践[J].中国数字医学，2014，9（7）：57-58.

[4]徐业昌，李树祥，俞守义.地理信息系统及其在医学领域的应用[J].北京生物医学工程，1997（4）：249-253.

[5]KARSENTG E，LEVENTHAL A.Health geographic information system（HGIS）-a tool for planning and epidemiology[J].Hearfuah，2012：16-18.