基于Web服務的遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)研究

張臘喜，陳鵬

解放軍第422醫(yī)院，廣東 湛江 524005

遠程醫(yī)療會診[1-2]是一種現(xiàn)代醫(yī)學、計算機技術和通信技術緊密結合的新型醫(yī)療服務模式，能在不受時空地域限制的情況下，通過遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)采集和傳輸患者病歷資料，運用視頻通話等手段實施疑難病例的遠程討論和指導。

通過網絡傳輸的病歷資料是會診專家診斷的客觀依據，全面采集和安全傳輸會診病歷信息既是遠程醫(yī)療服務質量的關鍵，也是遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)所要實現(xiàn)的主要功能。立足遠程醫(yī)學信息網以及全軍遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)建設現(xiàn)狀，充分考慮與醫(yī)院信息系統(tǒng)以及全軍正在推廣的新版電子病歷系統(tǒng)（EMRS）的綜合集成，設計了基于Web Services的遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)。

1 全軍遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)概述

1.1 全軍遠程醫(yī)學的發(fā)展

我國軍隊于20世紀90年代初開始進行遠程醫(yī)學研究與應用工作[3-4]，90年代中期總后衛(wèi)生部組織軍隊數十家醫(yī)院利用PSTN通信技術與桌面視頻會議系統(tǒng)開展相互間點對點方式的遠程醫(yī)療會診工作。21世紀初，軍隊借助已取得的經驗與成果,利用衛(wèi)星通信及相關信息技術開始在全軍范圍內大力發(fā)展軍隊遠程醫(yī)學事業(yè)。目前，依托基于衛(wèi)星通信[5]的全軍遠程醫(yī)學信息網（Telemedicine），開展了遠程醫(yī)療會診、遠程教學、遠程考試、視頻會議等多項業(yè)務。

1.2 全軍遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)的功能結構

全軍遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)主要包括以下4個子系統(tǒng)：

（1）衛(wèi)星通信子系統(tǒng)。通過衛(wèi)星天線、低噪聲放大器（LNB）、功率放大器（BUC）、數據鏈路調制解調器（RCST）、視頻鏈路調制解調器（SCPC Modem）、分合路器等設備協(xié)同作業(yè)，在接受信號過程中，將Ku波段衛(wèi)星信號轉換為數據及視頻信號；在發(fā)送信號過程中，將數據及視頻信號轉換為Ku波段衛(wèi)星信號。

（2）音視頻子系統(tǒng)。通過8005媒體網關、KDV7920視頻會議終端、高清攝像機、界面麥克風、高清電視機等設備，采集并接收高清視頻及音頻信號，為遠程會診提供實時交流平臺。

（3）遠程會診病歷采集子系統(tǒng)。主要功能是從醫(yī)院信息系統(tǒng)中自動采集遠程會診病號的病歷信息，生成圖片格式的遠程會診病歷，再通過存儲介質導入到本院衛(wèi)星遠程會診系統(tǒng)，上傳至專家端醫(yī)院，供專家查閱使用。遠程會診病歷采集子系統(tǒng)連接醫(yī)院內部局域網。

（4）遠程會診工作站。主要負責會診病歷和會診結果的傳輸、接收及存儲。申請方傳送會診資料以及接收方返回會診意見，都要首先上傳至本級會診服務器，然后提交到網管中心，最后由網管中心分發(fā)至目的站點。遠程會診工作站連接遠程醫(yī)學信息網。

其中，衛(wèi)星通信子系統(tǒng)和音視頻子系統(tǒng)屬于硬件平臺，是實現(xiàn)遠程會診的基礎。本文重點討論遠程會診病歷采集子系統(tǒng)及遠程會診工作站兩個軟件子系統(tǒng)。

1.3 全軍遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)的不足及改進對策

（1）會診病歷資料提取不全面。遠程會診病歷采集子系統(tǒng)從“軍衛(wèi)一號”數據庫中提取遠程會診病歷，主要包括病案首頁、病程記錄、檢驗報告、檢查報告、長期醫(yī)囑、臨時醫(yī)囑、體溫單等病人臨床信息，然而影像資料該系統(tǒng)無法自動采集，需人工采集并轉換成圖片格式后再上傳。

對策：將醫(yī)院HIS、LIS、PACS、EMRS等信息系統(tǒng)的功能進行分類，與遠程會診病歷采集相關的功能抽象成Web服務[6-7]，并部署到Web服務器上。遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)通過Web服務器統(tǒng)一接口調用相關系統(tǒng)提供的Web服務，同時也為其他系統(tǒng)提供相應的Web服務，如會診結果查詢等。

（2）異構網絡共用移動存儲介質存在安全隱患。由于遠程會診病歷資料采集是在醫(yī)院內部局域網環(huán)境中完成的，而會診病歷資料上傳是在遠程醫(yī)學信息網環(huán)境中進行的，通過U盤等移動存儲介質將采集到的遠程會診病歷資料導入到遠程會診工作站中存在安全風險。

對策：在異構網絡間增加安全隔離設備，既保證文件資料的共享，又能保證系統(tǒng)的安全。

（3）遠程會診工作站圖像處理功能薄弱。以往，基于HIS數據庫采集得到的會診資料中不包含原始影像資料，因而會診工作站也就只有簡單的圖片處理功能，不能滿足對影像資料瀏覽的需要。

對策：在遠程會診工作站中集成PACS中的影像處理與瀏覽功能。

2 基于Web服務的遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)

基于Web服務構建遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)與醫(yī)院現(xiàn)行系統(tǒng)良好的集成[8-9]，而且能全面翔實的采集到遠程會診病歷資料，是切實可行的解決方案。

2.1 系統(tǒng)體系結構

結合全軍遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)建設現(xiàn)狀，引入Web服務技術，提出基于Web服務的遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)體系結構，見圖1。

PACS、LIS、EMRS、HIS等信息系統(tǒng)為遠程會診提供患者檢查影像資料、檢驗信息、電子病歷、病人自然信息等信息查詢與提取服務[10]，統(tǒng)一部署在Web服務器上；遠程會診病歷采集系統(tǒng)根據需要調用相應的Web服務，從而可以全面地采集患者的各類信息，為遠程會診提供全面翔實的診斷依據；采集得到的信息經過安全隔離設備擺渡至會診工作站，申請端會診工作站將審核后的會診數據通過全軍遠程醫(yī)學網傳輸至接收端。資料傳輸完畢，可進行書面會診或者按照預約時間段組織視頻會診。強大的醫(yī)學影像處理功能確保會診專家可以直接在會診工作站上瀏覽醫(yī)學影像和其他電子病歷資料，極大地提高了會診效率。

2.2 基于角色的系統(tǒng)協(xié)作

Web 服務技術[11-12]是異構系統(tǒng)間實現(xiàn)數據和信息集成的有效機制，Web 服務體系結構是基于服務提供者、服務注冊中心和服務請求者3種角色[13-14]的交互操作?；诮巧膮f(xié)作關系，見圖2。

圖2 基于角色的協(xié)作示意圖

服務提供者把能提供的服務向服務注冊中心登記注冊，服務注冊中心把各系統(tǒng)能提供的服務項目以信息庫的形式進行統(tǒng)一管理，并根據服務請求者給出的所需目標服務的具體描述，通過匹配機制，找到能夠適合請求者需要的服務，并返回服務的名稱、位置等詳細信息，以方便用戶動態(tài)的綁定和調用其所需的服務；服務請求者和服務提供者進行協(xié)商，最終綁定服務。

遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)和醫(yī)院PACS、LIS等信息系統(tǒng)既是服務提供者也是服務請求者，根據實際需要，既可以為對方提供服務，又可以從對方獲得所需的服務，通過匹配算法，最終綁定服務，從而實現(xiàn)了數據和消息的共享，達到了綜合集成的目的。

2.3 遠程會診病歷采集子系統(tǒng)

遠程會診病歷采集是遠程會診的基礎也是關鍵，基于Web服務的會診病歷采集系統(tǒng)體系結構如圖3所示。

圖3 遠程醫(yī)療會診病歷采集系統(tǒng)體系結構

遠程醫(yī)療會診病歷采集系統(tǒng)中的Web服務主要包括以下三大類：

（1）信息采集類Web服務。通過Web服務器調用HIS、LIS、PACS、EMRS等外部系統(tǒng)提供的Web服務，包括DICOM服務集[15]和HL7服務集。

DICOM服務集包括以下一些服務：① 標準化服務，不符合DICOM標準的醫(yī)學影像轉換成DICOM標準的醫(yī)學影像；② 采集服務，符合DICOM標準的醫(yī)學影像的查詢、采集；③ 壓縮與加密服務；④ 即時瀏覽服務。

HL7服務集包括以下一些服務：① 信息標準化服務，將多種異構醫(yī)療信息系統(tǒng)間的相關信息轉換成符合HL7標準的信息；② 查詢服務；③ 存儲服務；④ 獲取服務；⑤加密服務；⑥ 預覽服務等等。

（2）信息回傳類Web服務。對外提供Web服務，供外部系統(tǒng)調用，用以瀏覽和查詢會診結果。

（3）業(yè)務邏輯類Web服務。通過與數據庫的交互，實現(xiàn)系統(tǒng)內部的業(yè)務功能，主要有會診申請、會診病歷文件的集成、會診病歷文件及會診結果導入數據庫等功能。

在用的遠程會診病歷采集系統(tǒng)（1.0版）和HIS之間是一種緊密耦合，它直接在HIS 數據庫中建立表結構并賦予用戶相應的權限，不利于軟件的維護和升級。基于Web服務的遠程會診病歷采集系統(tǒng)，建立專用的遠程會診數據庫用于存儲遠程醫(yī)療會診病人的各類病歷資料以及會診結果，實現(xiàn)與醫(yī)院信息系統(tǒng)的松散耦合，提高了系統(tǒng)的互操作性和易維護性。

2.4 安全隔離

遠程會診病歷的采集是在醫(yī)院內部局域網環(huán)境下進行的，遠程會診病歷的傳輸是在全軍遠程醫(yī)學信息網環(huán)境下進行，考慮到網絡安全問題，在數據采集端和會診工作站之間增加安全隔離設備，這樣在保證醫(yī)院內網和遠程醫(yī)學網物理斷開的基礎上支持文件的交換服務。

醫(yī)院內網為醫(yī)院內部提供服務，可信度較高，將其接入安全隔離設備的可信端；而全軍遠程醫(yī)學網是基于衛(wèi)星的通信，為全軍醫(yī)院提供服務，可信度較低，將其接入設備的非可信端。根據需求，對網絡隔離設備進行相應的配置即可實現(xiàn)物理斷開基礎上的文件交換，保證遠程會診病歷資料在異構網絡間安全傳輸。

2.5 遠程會診工作站

遠程會診工作站是遠程會診病歷資料及會診結果的收發(fā)平臺，其功能結構如圖4所示。

圖4 遠程會診工作站功能結構圖

遠程會診工作站主要實現(xiàn)以下6種功能：

（1）用戶登錄與驗證。改進的遠程會診工作站將對用戶的身份進行審核，在本地服務器上核對用戶名及密碼，保證會診工作站的安全。

（2）數據庫訪問。遠程會診工作站上裝有獨立的數據庫，用來存儲遠程會診病歷資料，其數據結構和病歷采集系統(tǒng)的數據結構互為備份。

（3）電子病歷導入和導出。采集得到的遠程會診病歷資料可以通過會診工作站導入到數據庫中，便于會診資料的本地備份與結構化存儲和查詢。資料傳輸完畢后，若還有新的會診資料需要傳輸，支持后續(xù)導入和傳輸功能。

（4）醫(yī)學影像處理系統(tǒng)。該功能可以將PACS系統(tǒng)客戶端功能集成進來，實現(xiàn)在會診工作站對醫(yī)學影像的及時快捷的瀏覽，方便診斷。

（5）文件遠程接收與傳輸。采集到的會診病歷資料最終是要傳輸至會診接收方的，考慮到目前遠程醫(yī)學網的帶寬較窄，因而接收與傳輸都要具備延時等待、斷點續(xù)傳等功能。

（6）音視頻實時錄制。將遠程視頻會診的過程實時的記錄下來，方便醫(yī)生參照會診進程執(zhí)行診療過程，也可以作為存檔與教學資料。

3 結語

基于Web服務的遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)，依托醫(yī)院內部局域網和全軍遠程醫(yī)學信息網等網絡平臺，會診病歷采集子系統(tǒng)和遠程會診工作站進行了重新設計，一方面實現(xiàn)了與醫(yī)院信息系統(tǒng)的良好集成；另一方面也實現(xiàn)了遠程會診病歷資料的全面采集和安全傳輸，大大提高了遠程會診質量。下一步全軍遠程醫(yī)學信息網帶寬增大以后，可以考慮將動態(tài)醫(yī)學圖像實時傳輸，為遠端專家提供更為翔實的診斷依據，將遠程會診的效能發(fā)揮到更大。

[1]崔曉燕,周麗娜,丁孟霞.淺析遠程醫(yī)療會診在醫(yī)院應用中的問題[J].中國實用醫(yī)藥,2010,36(5):274.

[2]陳疆,王建新,熊新貴.遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)的應用與實現(xiàn)方案[J].實用預防醫(yī)學,2007,14(4):1309-1310.

[3]連平.中國軍隊遠程醫(yī)學網絡技術建設、組織管理與應用研究[J].解放軍醫(yī)院管理雜志,2004,11(6):510-513.

[4]郭永平,張慶勇,喬金新,等.遠程醫(yī)療應用與發(fā)展[J].中國醫(yī)學裝備,2005,2(7):38-39.

[5]張渝,王放,李初民.基于衛(wèi)星通信的遠程醫(yī)療[J].醫(yī)療設備信息,2006,21 (10):54-55.

[6]余浩,保鵬飛.HIS系統(tǒng)Web Services接口設計與實現(xiàn)[J].中國醫(yī)療設備,2011,26(4):43-45.

[7]李迎新,謝志納.基于Web Service的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成研究[J].中國醫(yī)療設備,2011,26(11):33-35.

[8]陳金雄,蔡晉龍.醫(yī)院信息系統(tǒng)集成方案研究[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2008,29(1):43-47.

[9]陳金雄,余輪,劉雄飛,等.基于PACS和HIS的遠程醫(yī)療信息共享平臺研究[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2005,26(11):39-41.

[10]李學斯,楊宏橋,吳飛,等.基于Web服務的科間會診系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].中國數字醫(yī)學,2011,6(8):47-49.

[11]馬俊,丁曉明.基于SOA的異構系統(tǒng)集成研究[J].計算機工程與設計,2008,29(14):3638-3641.

[12]Sui Q,Yang D Q,Wang H Y.Smart Process: Service Oriented Business Process Management Pattern in E-hospital[A].Proceedings of 2008 IEEE International Symposium on IT in Medicine and Education[C].2008:401-404.

[13]The Open Group SOA Working Group.Service-Oriented Architecture(SOA)[R/OL].[2007-07-01].http://www.opengroup.org/projects/soa.

[14]葉鋒,蔡光東,潘林,等.基于SOA的遠程醫(yī)療信息共享平臺[J].福建中醫(yī)學院學報,2007,17(5):62-64.

[15]許園甫,黃廷磊,熊川.基于Web服務的DICOM應用實現(xiàn)[J].中國醫(yī)療設備,2010,25(4):39-40.