基于ArcEngine的急救中心應急平臺設計與實現(xiàn)

郭婧

摘要：隨著人口老齡化和城市規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)人工接打電話來進行醫(yī)療急救的處理方式已經(jīng)難以滿足工作需要，雖然很多醫(yī)院急救中心都擁有了數(shù)字化的急救應急系統(tǒng)，但大多基于文本查詢，在直觀性和空間查詢方面有很大欠缺。為此，提出一種基于GIS技術的急救中心應急平臺解決方案。采用Visual C#2008和ArcEngine集成化開發(fā)平臺進行二次開發(fā)，集成人工接打電話、地圖顯示定位、緩沖區(qū)分析、最短路徑分析等核心功能，使得醫(yī)療急救中心能夠對突發(fā)醫(yī)療事件作出快速反應，因而節(jié)省寶貴的搶救時間。該系統(tǒng)已應用到山西省某市三甲醫(yī)院急救中心，效果良好。

關鍵詞：GIS；ArcEngine；急救中心應急平臺；二次開發(fā)；緩沖區(qū)分析；最短路徑分析

DOIDOI：10.11907/rjdk.161035

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2016）005-0118-03

0 引言

近年來，我國城市化速度越來越快，城市人口比以往任何時期增長都快。同時，人口老齡化問題越來越突出，我國大多城市醫(yī)院急救中心都面臨著空前的工作強度和壓力[1-2]。目前，我國醫(yī)院數(shù)字化建設正在不斷深入，其系統(tǒng)功能不斷完善，覆蓋范圍不斷擴大，但是大部分系統(tǒng)都局限于文本錄入、查詢和修改。醫(yī)院急救中心工作流程一般是人工接打電話，然后口頭告知出勤人員患者具體地理位置，同時將患者信息錄入相關系統(tǒng)，出勤人員出動救護車接患者到醫(yī)院進行搶救，醫(yī)護人員再將醫(yī)囑和處理結果錄入系統(tǒng)。從接電話到患者搶救的過程中，信息處理都是基于文本的，醫(yī)院對患者所處地理位置并沒有空間上的認識，更無從談起通過最短路徑作出快速響應，這樣就會形成信息孤島，無法快速處理突發(fā)醫(yī)療事件[3-4]。從某種角度講，急救中心處理是否快速、得當，關系到患者后續(xù)治療，甚至生命，因此如何整合現(xiàn)有醫(yī)院醫(yī)療軟硬件設施，更好地支持醫(yī)院臨床科室的各項工作，建立一個基于可視化平臺的急救中心快速反應系統(tǒng)具有重要的實際意義[5]。

通過分析實際需求，本文提出結合文本信息管理和空間信息管理的急救快速反應平臺解決方案，可以將醫(yī)院周邊的空間地物以圖形的方式顯示出來，集成了空間檢索、空間定位、緩沖區(qū)分析、最短路徑分析等功能，使得急救中心作出快速反應，從而大大縮短急救時間。

1 GIS在醫(yī)療行業(yè)中的應用

GIS（Geographic Information System）是地理信息系統(tǒng)的英文縮寫，GIS在醫(yī)療行業(yè)應用廣泛，歐美等發(fā)達國家起步早而且成熟，我國起步較晚，最近幾年取得了長足進步[7]。本文所提出的基于GIS的醫(yī)療應急平臺系統(tǒng)主要適用于規(guī)模較小的城市。本系統(tǒng)采用GIS和GPS定位技術，通過接口與現(xiàn)有的文本管理系統(tǒng)相結合，建立一種集空間數(shù)據(jù)輸入、查詢、精準定位、緩沖區(qū)分析、最短路徑分析、文本信息處理于一體的綜合醫(yī)療應急管理平臺，大大提高了醫(yī)務人員的工作效率。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)總體設計

GIS開發(fā)一般有3種方式：獨立開發(fā)、集成開發(fā)、組件式開發(fā)。第一種方式對人力物力要求極高，而且開發(fā)出來的成品穩(wěn)定性差；第二種方式雖然相對第一種來說技術要求有所降低，開發(fā)出來的成品穩(wěn)定性好，但是可擴展性差。目前，一般采用組件式開發(fā)，開發(fā)靈活性好、可擴展性強、穩(wěn)定性也非常好。基于此，本系統(tǒng)采用微軟公司的Visual C#2008和ESRI公司的ArcEngine作為開發(fā)平臺進行二次開發(fā)。首先，進行相關數(shù)據(jù)預處理，在本系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)是ESRI公司的基于矢量格式的shape文件。具體流程為：①利用ESRI公司的ArcMap對山西省某市規(guī)劃局1∶2000市區(qū)規(guī)劃CAD圖進行Shape文件格式轉換；②對原始數(shù)據(jù)進行圖層提取、拼接和拓撲矯正；③對系統(tǒng)中所用的核心圖層進行著色并且符號化。通過以上數(shù)據(jù)準備，便達到了源數(shù)據(jù)處理的目的[8]。具體數(shù)據(jù)處理流程如圖1所示。

醫(yī)院急救中心對數(shù)據(jù)的實時性要求很高，而且對數(shù)據(jù)庫穩(wěn)定性和安全性也有較高要求。因此，本系統(tǒng)采用基于C/S模式的三層架構，即即客戶/UI層、業(yè)務/邏輯層、數(shù)據(jù)層[9]。系統(tǒng)硬件總體架構如圖2所示。

本系統(tǒng)實現(xiàn)GIS軟件所特有功能，包括：地圖顯示、地圖放大、縮小、漫游、圖層編輯、專題制圖和地圖打印、網(wǎng)絡分析等核心功能，同時與相關行業(yè)具體應用相兼容。圖3為系統(tǒng)總體功能。

系統(tǒng)工作流程為：①接線員接到電話，將患者地理位置輸入系統(tǒng)，進行查詢得到患者在地圖中的準確定位；②點擊路徑分析，得到從醫(yī)院到目的地的最佳路徑；③顯示出勤醫(yī)務人員路徑信息，醫(yī)務人員根據(jù)最佳路徑將患者接到醫(yī)院進行搶救，同時將患者的基本醫(yī)療信息錄入醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）。具體流程如圖4所示。

2.2 系統(tǒng)關鍵模塊演示

本系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù)主要分為屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)兩類。本系統(tǒng)后臺采用 SQL Server2008，屬性數(shù)據(jù)根據(jù)范式規(guī)則設計成一定的邏輯模式存儲在其中。而空間數(shù)據(jù)則通過ESRI公司所開發(fā)的ArcSDE存儲在SQL Server2008中，屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)通過一個公用字段FID相關聯(lián)，實現(xiàn)系統(tǒng)所涉及的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間的雙向查詢。圖5為系統(tǒng)邏輯結構。

系統(tǒng)核心的圖層顯示模塊主要利用ArcEngine開發(fā)套件當中的MapControl控件進行圖層顯示，同時關聯(lián)axTOCControl控件對圖層進行增、刪、改操作。在系統(tǒng)主界面當中主要有3個核心功能區(qū)：主地圖顯示及全局俯瞰區(qū)、系統(tǒng)功能區(qū)、空間數(shù)據(jù)分析區(qū)。這3個區(qū)域構成了系統(tǒng)功能的全部，圖6為系統(tǒng)主界面。

以某一急救事件為例，話務員接到山西省長治市城區(qū)某小區(qū)患者電話，在系統(tǒng)主界面的菜單欄上調出空間查詢窗口，輸入患者位置信息并點擊查詢，具體位置在窗口處高亮顯示，點擊可顯示患者位置的文本信息。其具體實現(xiàn)主要是靠前述FID關聯(lián)字段，首先系統(tǒng)通過SQL語句查詢到患者相關的FID值，然后利用ArcEngine中的QueryFilter對象找到相關FID，這樣就可以實現(xiàn)從患者位置的屬性值到空間數(shù)據(jù)的映射。圖7為查詢結果。

查到患者位置的空間信息和屬性信息后，從主界面調出最短路徑分析窗口，然后將患者位置屬性信息輸入條件查詢文本框，點擊網(wǎng)絡分析按鈕，圖層就會以一條高亮的線路標注出從醫(yī)院到患者位置的最短路徑。主要利用ArcEngine中的網(wǎng)絡分析組件，結合已有的Dijkstra通過算法得到相應的結果。在程序中定義一個查詢路徑函數(shù)Search_shortpathO，這個函數(shù)的功能主要是遍歷前述預處理所得數(shù)據(jù)中的每個節(jié)點，然后再定義一個名為get_find_shortpath的函數(shù)，以便獲取起始節(jié)點和目的節(jié)點之間的最短路徑，最終所得最短路徑被ArcEngine相關組件高亮顯示在道路圖層當中。圖8為最短路徑查詢結果。

本系統(tǒng)的另一亮點是利用GIS的緩沖區(qū)功能來統(tǒng)計醫(yī)院周邊居民居住情況，以便醫(yī)院決策者能及時優(yōu)化配置醫(yī)療資源。圖9為系統(tǒng)緩沖區(qū)分析結果，圖中高亮顯示部分便是以醫(yī)院為中心，半徑50公里范圍內(nèi)居民區(qū)分布，從圖中看出有60個居民區(qū)分布點。

3 結語

本系統(tǒng)已在山西省長治市某三甲醫(yī)院運行半年多，收到了良好效果。首先，解決了以往急救中心醫(yī)務人員接到緊急電話時對患者的具體位置不能快速、準確確定的問題；其次，最佳路徑分析使得出勤醫(yī)務人員能快速到達目

的地點，因此大大節(jié)省了搶救時間。由于本系統(tǒng)的應用，

接診效率有了明顯提高，爭取了寶貴的搶救時間，從而為提高院前急救救治率發(fā)揮了非常重要的作用。

圖9 緩沖區(qū)查詢結果

參考文獻：

[1]馬寧，丁峰，楊海東.淺談IT外包服務在醫(yī)院的應用[J].中國醫(yī)療設備，2008，23（9）：78-80.

[2]陳曉紅，寧艷文.醫(yī)院IT運維服務托管模式的探討[J].信息技術，2012，6（2）：20.

[3]史洪飛，夏蕾.醫(yī)院應急指揮平臺的信息集成實踐[J].中國數(shù)字醫(yī)學，2014，9（7）：57-58.

[4]徐業(yè)昌，李樹祥，俞守義.地理信息系統(tǒng)及其在醫(yī)學領域的應用[J].北京生物醫(yī)學工程，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.

[6]彭義春，王云鵬.云GIS及其關鍵技術[J].計算機系統(tǒng)應用，2014，23（8）：10.

[7]楊明龍，朱大明，蒲榮昆，等.基于GIS/GPS/GSM的昆明市120急救系統(tǒng)的設計與研究[J].測繪工程，2007，16（1）：66-67.

[8]周楊.基于GIS的交巡警平臺的選址方法研究[J].重慶文理學院學報：自然科學版，2011，30（5）：64.

[9]張興國，劉學軍，陳建兵.基于GIS青藏公路基礎信息平臺的設計與實現(xiàn)[J].計算機應用與軟件，2013，30（2）：94.

（責任編輯：陳福時）