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基于Web服务的远程医疗会诊系统研究

2012-11-19张腊喜陈鹏

中国医疗设备 2012年4期
关键词:全军病历工作站

张腊喜,陈鹏

解放军第422医院,广东 湛江 524005

远程医疗会诊[1-2]是一种现代医学、计算机技术和通信技术紧密结合的新型医疗服务模式,能在不受时空地域限制的情况下,通过远程医疗会诊系统采集和传输患者病历资料,运用视频通话等手段实施疑难病例的远程讨论和指导。

通过网络传输的病历资料是会诊专家诊断的客观依据,全面采集和安全传输会诊病历信息既是远程医疗服务质量的关键,也是远程医疗会诊系统所要实现的主要功能。立足远程医学信息网以及全军远程医疗会诊系统建设现状,充分考虑与医院信息系统以及全军正在推广的新版电子病历系统(EMRS)的综合集成,设计了基于Web Services的远程医疗会诊系统。

1 全军远程医疗会诊系统概述

1.1 全军远程医学的发展

我国军队于20世纪90年代初开始进行远程医学研究与应用工作[3-4],90年代中期总后卫生部组织军队数十家医院利用PSTN通信技术与桌面视频会议系统开展相互间点对点方式的远程医疗会诊工作。21世纪初,军队借助已取得的经验与成果,利用卫星通信及相关信息技术开始在全军范围内大力发展军队远程医学事业。目前,依托基于卫星通信[5]的全军远程医学信息网(Telemedicine),开展了远程医疗会诊、远程教学、远程考试、视频会议等多项业务。

1.2 全军远程医疗会诊系统的功能结构

全军远程医疗会诊系统主要包括以下4个子系统:

(1)卫星通信子系统。通过卫星天线、低噪声放大器(LNB)、功率放大器(BUC)、数据链路调制解调器(RCST)、视频链路调制解调器(SCPC Modem)、分合路器等设备协同作业,在接受信号过程中,将Ku波段卫星信号转换为数据及视频信号;在发送信号过程中,将数据及视频信号转换为Ku波段卫星信号。

(2)音视频子系统。通过8005媒体网关、KDV7920视频会议终端、高清摄像机、界面麦克风、高清电视机等设备,采集并接收高清视频及音频信号,为远程会诊提供实时交流平台。

(3)远程会诊病历采集子系统。主要功能是从医院信息系统中自动采集远程会诊病号的病历信息,生成图片格式的远程会诊病历,再通过存储介质导入到本院卫星远程会诊系统,上传至专家端医院,供专家查阅使用。远程会诊病历采集子系统连接医院内部局域网。

(4)远程会诊工作站。主要负责会诊病历和会诊结果的传输、接收及存储。申请方传送会诊资料以及接收方返回会诊意见,都要首先上传至本级会诊服务器,然后提交到网管中心,最后由网管中心分发至目的站点。远程会诊工作站连接远程医学信息网。

其中,卫星通信子系统和音视频子系统属于硬件平台,是实现远程会诊的基础。本文重点讨论远程会诊病历采集子系统及远程会诊工作站两个软件子系统。

1.3 全军远程医疗会诊系统的不足及改进对策

(1)会诊病历资料提取不全面。远程会诊病历采集子系统从“军卫一号”数据库中提取远程会诊病历,主要包括病案首页、病程记录、检验报告、检查报告、长期医嘱、临时医嘱、体温单等病人临床信息,然而影像资料该系统无法自动采集,需人工采集并转换成图片格式后再上传。

对策:将医院HIS、LIS、PACS、EMRS等信息系统的功能进行分类,与远程会诊病历采集相关的功能抽象成Web服务[6-7],并部署到Web服务器上。远程医疗会诊系统通过Web服务器统一接口调用相关系统提供的Web服务,同时也为其他系统提供相应的Web服务,如会诊结果查询等。

(2)异构网络共用移动存储介质存在安全隐患。由于远程会诊病历资料采集是在医院内部局域网环境中完成的,而会诊病历资料上传是在远程医学信息网环境中进行的,通过U盘等移动存储介质将采集到的远程会诊病历资料导入到远程会诊工作站中存在安全风险。

对策:在异构网络间增加安全隔离设备,既保证文件资料的共享,又能保证系统的安全。

(3)远程会诊工作站图像处理功能薄弱。以往,基于HIS数据库采集得到的会诊资料中不包含原始影像资料,因而会诊工作站也就只有简单的图片处理功能,不能满足对影像资料浏览的需要。

对策:在远程会诊工作站中集成PACS中的影像处理与浏览功能。

2 基于Web服务的远程医疗会诊系统

基于Web服务构建远程医疗会诊系统,不仅可以实现与医院现行系统良好的集成[8-9],而且能全面翔实的采集到远程会诊病历资料,是切实可行的解决方案。

2.1 系统体系结构

结合全军远程医疗会诊系统建设现状,引入Web服务技术,提出基于Web服务的远程医疗会诊系统体系结构,见图1。

PACS、LIS、EMRS、HIS等信息系统为远程会诊提供患者检查影像资料、检验信息、电子病历、病人自然信息等信息查询与提取服务[10],统一部署在Web服务器上;远程会诊病历采集系统根据需要调用相应的Web服务,从而可以全面地采集患者的各类信息,为远程会诊提供全面翔实的诊断依据;采集得到的信息经过安全隔离设备摆渡至会诊工作站,申请端会诊工作站将审核后的会诊数据通过全军远程医学网传输至接收端。资料传输完毕,可进行书面会诊或者按照预约时间段组织视频会诊。强大的医学影像处理功能确保会诊专家可以直接在会诊工作站上浏览医学影像和其他电子病历资料,极大地提高了会诊效率。

2.2 基于角色的系统协作

Web 服务技术[11-12]是异构系统间实现数据和信息集成的有效机制,Web 服务体系结构是基于服务提供者、服务注册中心和服务请求者3种角色[13-14]的交互操作。基于角色的协作关系,见图2。

图2 基于角色的协作示意图

服务提供者把能提供的服务向服务注册中心登记注册,服务注册中心把各系统能提供的服务项目以信息库的形式进行统一管理,并根据服务请求者给出的所需目标服务的具体描述,通过匹配机制,找到能够适合请求者需要的服务,并返回服务的名称、位置等详细信息,以方便用户动态的绑定和调用其所需的服务;服务请求者和服务提供者进行协商,最终绑定服务。

远程医疗会诊系统和医院PACS、LIS等信息系统既是服务提供者也是服务请求者,根据实际需要,既可以为对方提供服务,又可以从对方获得所需的服务,通过匹配算法,最终绑定服务,从而实现了数据和消息的共享,达到了综合集成的目的。

2.3 远程会诊病历采集子系统

远程会诊病历采集是远程会诊的基础也是关键,基于Web服务的会诊病历采集系统体系结构如图3所示。

图3 远程医疗会诊病历采集系统体系结构

远程医疗会诊病历采集系统中的Web服务主要包括以下三大类:

(1)信息采集类Web服务。通过Web服务器调用HIS、LIS、PACS、EMRS等外部系统提供的Web服务,包括DICOM服务集[15]和HL7服务集。

DICOM服务集包括以下一些服务:① 标准化服务,不符合DICOM标准的医学影像转换成DICOM标准的医学影像;② 采集服务,符合DICOM标准的医学影像的查询、采集;③ 压缩与加密服务;④ 即时浏览服务。

HL7服务集包括以下一些服务:① 信息标准化服务,将多种异构医疗信息系统间的相关信息转换成符合HL7标准的信息;② 查询服务;③ 存储服务;④ 获取服务;⑤加密服务;⑥ 预览服务等等。

(2)信息回传类Web服务。对外提供Web服务,供外部系统调用,用以浏览和查询会诊结果。

(3)业务逻辑类Web服务。通过与数据库的交互,实现系统内部的业务功能,主要有会诊申请、会诊病历文件的集成、会诊病历文件及会诊结果导入数据库等功能。

在用的远程会诊病历采集系统(1.0版)和HIS之间是一种紧密耦合,它直接在HIS 数据库中建立表结构并赋予用户相应的权限,不利于软件的维护和升级。基于Web服务的远程会诊病历采集系统,建立专用的远程会诊数据库用于存储远程医疗会诊病人的各类病历资料以及会诊结果,实现与医院信息系统的松散耦合,提高了系统的互操作性和易维护性。

2.4 安全隔离

远程会诊病历的采集是在医院内部局域网环境下进行的,远程会诊病历的传输是在全军远程医学信息网环境下进行,考虑到网络安全问题,在数据采集端和会诊工作站之间增加安全隔离设备,这样在保证医院内网和远程医学网物理断开的基础上支持文件的交换服务。

医院内网为医院内部提供服务,可信度较高,将其接入安全隔离设备的可信端;而全军远程医学网是基于卫星的通信,为全军医院提供服务,可信度较低,将其接入设备的非可信端。根据需求,对网络隔离设备进行相应的配置即可实现物理断开基础上的文件交换,保证远程会诊病历资料在异构网络间安全传输。

2.5 远程会诊工作站

远程会诊工作站是远程会诊病历资料及会诊结果的收发平台,其功能结构如图4所示。

图4 远程会诊工作站功能结构图

远程会诊工作站主要实现以下6种功能:

(1)用户登录与验证。改进的远程会诊工作站将对用户的身份进行审核,在本地服务器上核对用户名及密码,保证会诊工作站的安全。

(2)数据库访问。远程会诊工作站上装有独立的数据库,用来存储远程会诊病历资料,其数据结构和病历采集系统的数据结构互为备份。

(3)电子病历导入和导出。采集得到的远程会诊病历资料可以通过会诊工作站导入到数据库中,便于会诊资料的本地备份与结构化存储和查询。资料传输完毕后,若还有新的会诊资料需要传输,支持后续导入和传输功能。

(4)医学影像处理系统。该功能可以将PACS系统客户端功能集成进来,实现在会诊工作站对医学影像的及时快捷的浏览,方便诊断。

(5)文件远程接收与传输。采集到的会诊病历资料最终是要传输至会诊接收方的,考虑到目前远程医学网的带宽较窄,因而接收与传输都要具备延时等待、断点续传等功能。

(6)音视频实时录制。将远程视频会诊的过程实时的记录下来,方便医生参照会诊进程执行诊疗过程,也可以作为存档与教学资料。

3 结语

基于Web服务的远程医疗会诊系统,依托医院内部局域网和全军远程医学信息网等网络平台,会诊病历采集子系统和远程会诊工作站进行了重新设计,一方面实现了与医院信息系统的良好集成;另一方面也实现了远程会诊病历资料的全面采集和安全传输,大大提高了远程会诊质量。下一步全军远程医学信息网带宽增大以后,可以考虑将动态医学图像实时传输,为远端专家提供更为翔实的诊断依据,将远程会诊的效能发挥到更大。

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