基于醫(yī)療衛(wèi)生信息技術(shù)的模擬數(shù)字化醫(yī)院的研究與實現(xiàn)

張丹，沈小平

0 引言

在醫(yī)學(xué)漫長的發(fā)展歷程中，科技發(fā)展一直是重要推動力，為醫(yī)學(xué)數(shù)字化奠定基礎(chǔ)，醫(yī)學(xué)數(shù)字化過程是指從以往對復(fù)雜生命系統(tǒng)的定性判斷發(fā)展到精確量化，運(yùn)用現(xiàn)代科技方法尋找生命系統(tǒng)中本質(zhì)的差異變化及其變化規(guī)律。目前我國數(shù)字化醫(yī)院的建設(shè)重點(diǎn)是以“醫(yī)療數(shù)字化”為主，即著重發(fā)展醫(yī)院內(nèi)與醫(yī)療活動相關(guān)的各類信息的數(shù)字化管理和綜合應(yīng)用。高職院校是培養(yǎng)具有專業(yè)技能人才的職業(yè)教育基地，高職院校學(xué)生在校期間除接受該系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識教學(xué)之外，更重要的是培養(yǎng)較強(qiáng)的動手實踐能力，為今后從事專業(yè)技術(shù)工作打下良好的實踐基礎(chǔ)。如何加速實驗室建設(shè)與加強(qiáng)規(guī)范管理并充分發(fā)揮實驗室資源的效益，是實驗室建設(shè)與發(fā)展中急待解決的問題。比如上海思博職業(yè)技術(shù)學(xué)院的衛(wèi)生技術(shù)與護(hù)理學(xué)院立足現(xiàn)狀，先建立了護(hù)理實驗室并投入使用；任2008年由衛(wèi)生部全國醫(yī)療衛(wèi)生信息技術(shù)培訓(xùn)與認(rèn)證管理中心和上海思博學(xué)院衛(wèi)生技術(shù)與護(hù)理學(xué)院聯(lián)合舉辦的“全國醫(yī)療衛(wèi)生信息技術(shù)培訓(xùn)基地”落戶思博，它是長三角地區(qū)成立的第一家認(rèn)證與培訓(xùn)基地。本文對該實訓(xùn)“基地”的進(jìn)一步發(fā)展提出了新的設(shè)想。

1 實現(xiàn)實訓(xùn)基地的信息化管理

數(shù)字醫(yī)學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，它以現(xiàn)代信息技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生工作中的應(yīng)用為基礎(chǔ)，主要包括的關(guān)鍵技術(shù)有：信息獲取技術(shù)，超數(shù)據(jù)技術(shù)，信息儲存與管理技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可視化科學(xué)計算技術(shù)。在實訓(xùn)基地實現(xiàn)信息化管理和模擬的數(shù)字醫(yī)院，就是要將整個基地建成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立信息化的管理平臺和實驗資源數(shù)據(jù)庫，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)獲得與實驗有關(guān)的信息、傳遞信息、學(xué)生協(xié)作實驗、提交電子實驗報告等。教師可以通過網(wǎng)絡(luò)批改電子實驗報告、學(xué)生實驗成績記錄與分析、學(xué)生實驗監(jiān)控等。

實現(xiàn)實訓(xùn)基地的信息化管理，應(yīng)建立一個信息化管理系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1

管理中心和各實驗室組成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，構(gòu)建高速網(wǎng)絡(luò)主干，主干設(shè)備通過光纖連接并達(dá)到幾百兆帶寬，中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用高端路由交換機(jī)設(shè)備，管理中心設(shè)備配置有：服務(wù)器、交換機(jī)、路由器、UPS、計算機(jī)等，管理人員對系統(tǒng)進(jìn)行管理與維護(hù)，保證局域網(wǎng)的安全、可靠，保證各實驗室中的多臺計算機(jī)在權(quán)限許可的條件下，上網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、實驗作業(yè)。實驗教師給與最高的權(quán)限，只要在能夠上網(wǎng)的地方就能對學(xué)生傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

2 模擬數(shù)字化醫(yī)院（實訓(xùn)基地）建設(shè)總體構(gòu)思

2.1 模擬數(shù)字化醫(yī)院的研究背景

要培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素質(zhì)，信息的處理能力的提高是一個非常重要的方面，學(xué)生模擬實驗獲得的數(shù)據(jù)處理是信息處理的一部分，應(yīng)該運(yùn)用現(xiàn)代信息處理技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)字化處理。實訓(xùn)基地信息化管理系統(tǒng)應(yīng)該建立實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，使學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)的處理具有科學(xué)性和客觀性。由于醫(yī)院信息系統(tǒng)，特別是大、中醫(yī)院的系統(tǒng)穩(wěn)定安全的要求特別高，學(xué)生在醫(yī)院實習(xí)，很難進(jìn)行模擬實訓(xùn)。為此筆者提出：在醫(yī)療衛(wèi)生信息技術(shù)培訓(xùn)基地的全面信息化管理的基礎(chǔ)上，建立一個“模擬數(shù)字化醫(yī)院（實訓(xùn)基地）”的設(shè)想。模擬數(shù)字化醫(yī)院（實訓(xùn)基地）教學(xué)設(shè)計應(yīng)該以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，使學(xué)習(xí)者在意義豐富的情境中主動建構(gòu)知識。引進(jìn)目前醫(yī)院應(yīng)用廣泛的如HIS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)等。

HIS（Hospital Information System）是由計算機(jī)和一系列通信設(shè)備組成的，支持對醫(yī)療信息和管理信息的采集、存儲、處理和交換，并滿足各授權(quán)用戶功能需求的醫(yī)院局域網(wǎng)絡(luò)。醫(yī)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施齊全，通訊方便，同時，還可與院外局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)互聯(lián)，主要應(yīng)用于醫(yī)院信息系統(tǒng)，支持醫(yī)療信息的實時處理。整個模擬數(shù)字化醫(yī)院通過集成所有這些在核心層次和科室層次上的各類信息系統(tǒng)，再進(jìn)一步與負(fù)責(zé)醫(yī)院管理和財務(wù)的HIS系統(tǒng)互連，可以實現(xiàn)醫(yī)院所有業(yè)務(wù)的全數(shù)字化。

醫(yī)院信息系統(tǒng)是管理信息系統(tǒng)（MIS）在醫(yī)院環(huán)境的具體應(yīng)用，也是護(hù)理學(xué)院打算引進(jìn)的一個管理系統(tǒng)，因此，具有 MIS系統(tǒng)共有的特性，比如它們均是以數(shù)據(jù)庫為核心，以網(wǎng)絡(luò)為技術(shù)支撐環(huán)境，具有一定規(guī)模的計算機(jī)化的系統(tǒng)；都是以經(jīng)營業(yè)務(wù)為主線，以提高工作質(zhì)量與效率和輔助決策為主要目的，可以提高綜合管理水平；在系統(tǒng)內(nèi)部按一定原則劃分為若干子系統(tǒng)等。但是醫(yī)院信息系統(tǒng)的推出又具有不同于一般MIS系統(tǒng)的獨(dú)有特點(diǎn)和特殊的功能要求?，F(xiàn)在，醫(yī)院信息軟件已日益蓬勃發(fā)展，其他比如CIS/PACS/LIS等軟件已日益成熟，漸成體系。

2.2 模擬醫(yī)院信息系統(tǒng)的設(shè)計

我國的醫(yī)院信息系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用還處于初級階段，主要側(cè)重于事物處理和經(jīng)濟(jì)管理方面。目前，在各醫(yī)院已建立的醫(yī)院信息系統(tǒng)中主要包括的功能子系統(tǒng)有：門急診掛號系統(tǒng)、門急診計價收費(fèi)系統(tǒng)、住院病人（入、出、轉(zhuǎn)）管理系統(tǒng)、病房醫(yī)囑處理系統(tǒng)、藥品管理系統(tǒng)、財務(wù)核算系統(tǒng)、人事工資管理系統(tǒng)。目前，我國正在建立的醫(yī)院信息系統(tǒng)基本上涵蓋了醫(yī)院大部分的事務(wù)性的管理，而思博護(hù)理學(xué)院已經(jīng)引進(jìn)了 HIS系統(tǒng)，但是，還需在功能上不斷地完美和擴(kuò)充，并逐步過渡到以病人信息為中心的臨床診療信息系統(tǒng)，如可加入醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)（PACS）、電子病歷功能、計算機(jī)輔助診斷功能、科研管理子系統(tǒng)及多媒體輔助教學(xué)功能等。目前我國醫(yī)院管理信息系統(tǒng)主要由以下5個部分組成，見圖二。護(hù)理學(xué)院可以模擬醫(yī)院管理信息系統(tǒng)，建立一個微型的小系統(tǒng)，各個終端有一兩個端口，包括門診、住院等，給學(xué)生一個真實的模擬平臺，其主要模塊功能：

醫(yī)生工作站：能按醫(yī)療業(yè)務(wù)流程和規(guī)范實現(xiàn)長期醫(yī)囑和臨時醫(yī)囑的開立和管理，實施了解患者費(fèi)用情況，實時調(diào)閱醫(yī)學(xué)影像結(jié)果與圖像，包括檢驗、檢查報告等；

護(hù)士工作站：完成病房管理、核對執(zhí)行醫(yī)師電子醫(yī)囑等，自動打印藥單，并能錄入查詢業(yè)務(wù)甚至包括科室護(hù)理工作量排班等；

門診醫(yī)生工作站：醫(yī)師醫(yī)囑產(chǎn)生的相關(guān)項目的收入系統(tǒng)自動歸集到醫(yī)師的所在科室，開立遺囑公開給患者等；

住院收費(fèi)：按不同的結(jié)算類型靈活結(jié)算，出院打印費(fèi)用、業(yè)務(wù)報表實時打印等；

門診掛號收費(fèi)：一人一卡，專家門診排班表，刷卡自動歸屬費(fèi)用并產(chǎn)生費(fèi)用記錄、各種日結(jié)統(tǒng)計等；

還有藥庫、手術(shù)麻醉管理、病案與統(tǒng)計、醫(yī)務(wù)管理、設(shè)備物資管理、院長查詢、財務(wù)管理、影像管理等功能模塊，在模擬信息系統(tǒng)中也相應(yīng)完善。實訓(xùn)基地信息化管理系統(tǒng)的設(shè)備投入并不很高，關(guān)鍵是信息化管理平臺和實驗資源數(shù)據(jù)庫的建立，思博衛(wèi)生技術(shù)與護(hù)理學(xué)院有護(hù)理專業(yè)、衛(wèi)生信息管理專業(yè)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)、（醫(yī)療電子信息技術(shù)方向）和軟件技術(shù)專業(yè)（醫(yī)院信息管理系統(tǒng)維護(hù)方向），可以組織衛(wèi)生信息管理專業(yè)、計算機(jī)應(yīng)用專業(yè)和軟件技術(shù)專業(yè)的教師和學(xué)生，結(jié)合本專業(yè)的實際情況進(jìn)行設(shè)計和開發(fā)，這樣一方面可以節(jié)約經(jīng)費(fèi)，另一方面可以鍛煉學(xué)生，提高學(xué)生設(shè)計和開發(fā)能力。實現(xiàn)實驗室的信息化管理，對衛(wèi)生技術(shù)管理系而言，意義非常重大，學(xué)生可以在信息化的環(huán)境中，潛移默化的受到信息化教育，提高信息技術(shù)的素質(zhì)和素養(yǎng)。

圖2

2.3 模擬數(shù)字化醫(yī)院（實訓(xùn)基地）的建設(shè)

2.3.1 模擬數(shù)字化醫(yī)院（實訓(xùn)基地）建設(shè)可以從以下兩方面進(jìn)行：

（1）構(gòu)建醫(yī)院信息化局域網(wǎng)平臺------提高實訓(xùn)基地技術(shù)檔次

提高實訓(xùn)基地技術(shù)檔次，是指突破常規(guī)儀器設(shè)備配備標(biāo)準(zhǔn)，引進(jìn)具有實用價值的先進(jìn)儀器設(shè)備以擴(kuò)充實驗室裝備規(guī)模，改善實驗教學(xué)條件、手段和改革傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，提高實訓(xùn)基地的教學(xué)技術(shù)、實驗技術(shù)、管理技術(shù)檔次；探索性建立開放性實驗教學(xué)模式，發(fā)展并開創(chuàng)與社會進(jìn)行科研協(xié)作的能力和技術(shù)條件，使實訓(xùn)基地具備現(xiàn)代素質(zhì)教育所需要的教科研雙重職能。建立高檔次的實訓(xùn)基地，不僅可以培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型的大學(xué)生，也可以促進(jìn)專職教師的科研開發(fā)，做到教研并重、以研促教，帶動學(xué)院教職員工的整體素質(zhì)水平的提高。

（2）引進(jìn)醫(yī)院信息化主要應(yīng)用系統(tǒng)

建立模擬數(shù)字化醫(yī)院（實訓(xùn)基地），為在校學(xué)生提供一個真實的醫(yī)院信息化環(huán)境，模擬各種已有的信息化應(yīng)用環(huán)境，了解和熟悉各種應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)從源頭采集，按統(tǒng)一格式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化實現(xiàn)；信息載體數(shù)字化的存儲格式以實現(xiàn)信息存儲數(shù)字化；通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，通過用戶權(quán)限和應(yīng)用程序以保證信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化等等的一系列模擬實踐，模擬系統(tǒng)常見故障發(fā)生情況、引導(dǎo)學(xué)生查出故障、分析故障原因、提出解決故障方案、實施故障修復(fù)、評估排除故障的能力。讓學(xué)生進(jìn)行服務(wù)器操作系統(tǒng)安裝、集群服務(wù)器配置、存儲設(shè)備配置、交換機(jī)配置、防火墻配置、域控管理配置、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)殺毒配置、桌面系統(tǒng)管理應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理使用、VLAN配置、VPN配置、虛擬服務(wù)及虛擬存儲配置等實訓(xùn)。

2.3.2 實現(xiàn)資源系統(tǒng)的共享

資源共享系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。硬件系統(tǒng)由高性能的中心計算機(jī)或服務(wù)器、大容量的存儲裝置、遍布各用戶終端設(shè)備以及數(shù)據(jù)通信線路等組成信息資源共享的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。軟件系統(tǒng)采用具有面向多用戶和多種功能的計算機(jī)軟件系統(tǒng)，包括系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和軟件開發(fā)工具以及各種醫(yī)院信息數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

資源共享系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）模式和組件程序設(shè)計。C/S結(jié)構(gòu)是構(gòu)成分布式應(yīng)用系統(tǒng)的良好方式，這種結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式將應(yīng)用分工，客戶機(jī)執(zhí)行前臺功能，服務(wù)器執(zhí)行后臺功能，有效地發(fā)揮了客戶機(jī)的處理功能和作用，減少了服務(wù)器的壓力，形成多CPU分工處理的環(huán)境，提高了速度和效率。數(shù)據(jù)庫采用ORACLE，操作平臺則采取跨平臺方式，能夠在多種平臺上（如 Windows，Unix，Linux）運(yùn)行，支持微機(jī)系統(tǒng)、小型機(jī)系統(tǒng)等多個硬件平臺，采集點(diǎn)硬件可以分為檢查類儀器、檢驗類儀器、監(jiān)護(hù)類儀器、門診醫(yī)生工作站、護(hù)士工作站、住院醫(yī)生工作站、收費(fèi)工作站、統(tǒng)計數(shù)據(jù)錄入工作站等組成，采用光纜、10/100Mb網(wǎng)絡(luò)線路、PSTN、DDN等多種通訊手段，以形成高速交換帶寬，達(dá)到快捷的網(wǎng)絡(luò)速度，建立以局域網(wǎng)為骨干的資源共享系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采集點(diǎn)硬件將醫(yī)療過程中的信息數(shù)字化，為這些信息的數(shù)字化存儲、傳輸和共享提供數(shù)字跡出?？蛻舳朔植荚谀M醫(yī)院的各個機(jī)構(gòu)部門。通訊協(xié)議采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，能與各種開放網(wǎng)絡(luò)良好銜接。

軟件開發(fā)必須依照醫(yī)療行業(yè)規(guī)范，從實際出發(fā)，密切結(jié)合當(dāng)前醫(yī)院管理體制的改革趨勢，嚴(yán)格遵循軟件工程規(guī)范。各子系統(tǒng)互相連接、交織成網(wǎng)，應(yīng)充分考慮整個系統(tǒng)的模塊化和可拆卸性，模塊接口簡單清晰，充分考慮和醫(yī)療保險系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)范，提供與醫(yī)療保險系統(tǒng)的收費(fèi)結(jié)算系統(tǒng)的良好接口。由操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件四部分組成。操作系統(tǒng)管理硬件，提供運(yùn)行環(huán)境；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，確保數(shù)據(jù)的正確性、完整性、安全性，提供信息的共享是數(shù)字化醫(yī)院的“心臟”；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則是前端應(yīng)用系統(tǒng)與“心臟”連接的“血管”；應(yīng)用軟件完成具體的數(shù)據(jù)處理功能，提供接口，是數(shù)字化醫(yī)院的實用工具。采用誘導(dǎo)式編碼輸入法，并提供編碼查詢功能，具有完備字典功能。采用的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行國家現(xiàn)行的醫(yī)院管理制度、衛(wèi)生部《醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）軟件基本功能規(guī)范》、國家標(biāo)準(zhǔn)《計算機(jī)軟件工程規(guī)范》及國家、行業(yè)及系統(tǒng)級的信息分類與代碼。

2.3.3 開放培訓(xùn)基地的實驗室

開放實驗室也就是培訓(xùn)基地的開放，可以為學(xué)生提供更多的實踐學(xué)習(xí)條件，提高學(xué)生參與科學(xué)研究的興趣，促進(jìn)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，又可充分發(fā)揮培訓(xùn)基地現(xiàn)有資源，提高儀器設(shè)備的利用率。開放的具體形式可以是學(xué)生參與科研型、學(xué)生科技活動型、自選實驗課題型、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)提高型和人文素質(zhì)與能力培養(yǎng)型等，采取以學(xué)生為主體、教師加以啟發(fā)指導(dǎo)的實驗教學(xué)模式。為推動實訓(xùn)基地內(nèi)容的進(jìn)一步開放，學(xué)校可以專門設(shè)立了培訓(xùn)基地開放專項基金，以項目化形式開展培訓(xùn)基地開放活動，鼓勵和支持實驗技術(shù)人員和教師積極開展開放實驗工作。

同時進(jìn)行在職培訓(xùn)，為醫(yī)院工作人員進(jìn)行醫(yī)療衛(wèi)生信息技術(shù)培訓(xùn)，頒發(fā)醫(yī)療衛(wèi)生信息技術(shù)職業(yè)資格證書。有了模擬數(shù)字化醫(yī)院，可以更好的進(jìn)行在職人員的醫(yī)療衛(wèi)生技術(shù)培訓(xùn)，促進(jìn)各級各類醫(yī)院信息化發(fā)展，完成新醫(yī)改方案中的“盡快建立實用的醫(yī)藥衛(wèi)生信息系統(tǒng)”，配合新醫(yī)改方案的順利實現(xiàn)。

3 數(shù)字化醫(yī)院的發(fā)展趨勢

數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，使得數(shù)字醫(yī)院的未來向著數(shù)字醫(yī)療神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，正如人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一樣，未來的數(shù)字化醫(yī)院也包括3個部分：“神經(jīng)末梢”、“周圍神經(jīng)系統(tǒng)”、“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”。整個數(shù)字醫(yī)療神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核心是“可視化醫(yī)療”的醫(yī)療信息系統(tǒng)，它是電子病歷系統(tǒng)的終極形態(tài)，其內(nèi)涵是數(shù)字化、多視角與可視化。目標(biāo)是構(gòu)建基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的數(shù)字化醫(yī)院。

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