基于.NET的心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

皇甫立夏 陸宇宏 施 琦 許 楊

目前，隨著信息技術(shù)(information technology，IT)的廣泛應(yīng)用，醫(yī)療信息化也在快速發(fā)展，醫(yī)院需要通過(guò)整合IT來(lái)提升業(yè)務(wù)技能和業(yè)務(wù)管理水平，發(fā)展成為現(xiàn)代數(shù)字化醫(yī)院。醫(yī)院信息系統(tǒng)(hospital information system，HIS)是利用電子計(jì)算機(jī)和通訊設(shè)備，為醫(yī)院所屬各部門提供患者診療信息和行政管理信息的收集、存儲(chǔ)、處理、提取和數(shù)據(jù)交換的能力，并滿足授權(quán)用戶的功能需求的平臺(tái)[1]。醫(yī)院在實(shí)施基于Caché數(shù)據(jù)庫(kù)及B/S架構(gòu)的HIS的基礎(chǔ)上，逐步開(kāi)始建設(shè)住院電子病歷系統(tǒng)(electronic medical record，EMR)、護(hù)理管理系統(tǒng)、移動(dòng)醫(yī)療、門診工作站系統(tǒng)等，并不斷進(jìn)行功能完善和升級(jí)，并和醫(yī)院現(xiàn)有的影像存檔與通訊系統(tǒng)(picture archiving and communication systems，PACS)、檢驗(yàn)信息系統(tǒng)(laboratory information system，LIS)等進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)信息共享，為醫(yī)療行為提供了極大的方便[2]。

心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是數(shù)字化醫(yī)院的重要組成部分，目前心電檢查仍采用全手工操作，不符合數(shù)字化醫(yī)院的規(guī)范要求[3]。為此，本研究開(kāi)發(fā)一套利用網(wǎng)絡(luò)傳輸心電檢查數(shù)據(jù)，用來(lái)解決實(shí)現(xiàn)心電床旁檢查，心電資料的存儲(chǔ)、共享及科研再利用等問(wèn)題[4]。

1 心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能分析

心電圖機(jī)通過(guò)局域網(wǎng)(local area networks，LAN)或者無(wú)線局域網(wǎng)連接，以美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)制定的XML格式作為心電圖數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，將采集的12導(dǎo)聯(lián)或15導(dǎo)聯(lián)、心電向量等數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器集中存儲(chǔ)和管理，心電醫(yī)生集中診斷，在醫(yī)院與下級(jí)醫(yī)院、醫(yī)聯(lián)體之間傳輸和共享心電檢查數(shù)據(jù)[5]。心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為9大模塊菜單和1個(gè)Web瀏覽功能：①HIS接口模塊包含從HIS提取患者基本信息、醫(yī)囑信息及報(bào)告內(nèi)容回傳至HIS等；②預(yù)約登記模塊包括掃碼登記、手工登記；③心電數(shù)據(jù)采集模塊包含患者心電數(shù)據(jù)采集并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫碾姺?wù)器[6]；④報(bào)告診斷模塊作為診斷醫(yī)生的主界面，診斷模塊可以查看患者的波形圖及給患者下診斷，包括常用診斷知識(shí)庫(kù)等；⑤系統(tǒng)管理模塊有增加、修改用戶權(quán)限，系統(tǒng)的配置參數(shù)設(shè)置、模板設(shè)置等功能；⑥查詢統(tǒng)計(jì)模塊可以按個(gè)人、科室、患者來(lái)源等條件來(lái)查詢數(shù)據(jù)；⑦數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理模塊主要是心電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器上的管理；⑧遠(yuǎn)程會(huì)診和其他接口作為以后系統(tǒng)升級(jí)備用模塊；⑨Web瀏覽提供臨床醫(yī)生在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)心電圖報(bào)告隨時(shí)查詢下載打印等功能(如圖1所示)。

圖1 心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能模塊框圖

2 心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程分析

通過(guò)與HIS的無(wú)縫整合，實(shí)現(xiàn)心電檢查的申請(qǐng)、預(yù)約及登記的自動(dòng)化操作，免去醫(yī)生手動(dòng)輸入患者信息、手動(dòng)設(shè)置心電檢查申請(qǐng)等操作的繁瑣[7]。同時(shí)，數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到心電服務(wù)器，心電報(bào)告醫(yī)師集中診斷，實(shí)現(xiàn)心電檢查的網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化及規(guī)范化，并能與醫(yī)院的EMR等實(shí)現(xiàn)心電數(shù)據(jù)的信息交換和資源共享。住院患者心電檢查流程如圖2所示。

圖2 住院患者心電檢查流程圖

3 心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)醫(yī)院的數(shù)字化影像傳輸和管理的建設(shè)規(guī)劃，以及心電網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)需要，在系統(tǒng)方案中，將以保障開(kāi)放性、先進(jìn)性、信息共享以及適應(yīng)醫(yī)院信息化管理等為依據(jù)，并根據(jù)醫(yī)院的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。建立具有醫(yī)院服務(wù)管理特色的心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以大量心電檢查為基礎(chǔ)建立心電圖診斷中心，實(shí)現(xiàn)心電圖數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化傳輸和數(shù)字化存儲(chǔ)與管理，實(shí)現(xiàn)心電檢查的網(wǎng)絡(luò)共享[8]。從HIS獲取患者申請(qǐng)信息，連接EMR，實(shí)現(xiàn)電子付費(fèi)，網(wǎng)絡(luò)查詢心電報(bào)告，集成院內(nèi)所有臨床科室的床旁心電圖采集傳輸，建立心臟病患者資料庫(kù)，為心電檢查建立全新的集中式工作模式。心電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)圖

4 心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建立

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是指對(duì)于給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足各種應(yīng)用需求[9]。數(shù)據(jù)庫(kù)是心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，把系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)按照一定模型組織起來(lái)，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索、管理等一系列功能，使開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)能方便、準(zhǔn)確及快速的從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取所需的所有數(shù)據(jù)[10]。

心電數(shù)據(jù)庫(kù)采用關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)模型，建立多個(gè)用戶數(shù)據(jù)表、視圖及存儲(chǔ)過(guò)程，在管理上設(shè)定數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)計(jì)劃，數(shù)據(jù)庫(kù)完整性檢查、定時(shí)備份數(shù)據(jù)庫(kù)文件等等。具備連接各種心電圖機(jī)的功能，通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)接收存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)。心電數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建有患者信息維護(hù)表(PATIENT_MST)、權(quán)限大類表(RIGHT_CLASS_MST)、用戶角色表(ROLE_OF_USER_MST)、申請(qǐng)表(ORDER_TBL)、檢查表(STUDY_TBL)、報(bào)告表(REPORT_TBL)以及數(shù)據(jù)表(DATA_TBL)等。

5 心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)要求基于高可靠性、穩(wěn)定性及開(kāi)放性的設(shè)計(jì)思想，采用模塊化開(kāi)發(fā)方法，保證系統(tǒng)具備良好的可擴(kuò)展性。系統(tǒng)主要功能采用客戶端與服務(wù)器(client/server，C/S)架構(gòu)，WEB瀏覽功能采用瀏覽器與服務(wù)器(browser/server，B/S)架構(gòu)[11]。Visual Studio 2008作為前端界面開(kāi)發(fā)工具，SQL Server 2008 R2作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)，界面友好，操作方便，功能完備，使心電診斷醫(yī)師能快速投入工作[12-13]。系統(tǒng)主要有采集工作站、診斷工作站和瀏覽工作站模塊。

(1)采集工作站。掃碼確認(rèn)患者信息，采集心電圖數(shù)據(jù)并與患者信息匹配。檢查完畢將心電數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到心電服務(wù)器。

(2)診斷工作站。工作站主要對(duì)心電波形圖的顯示、處理和診斷，通過(guò)各種條件選擇患者，選中后可以調(diào)出該患者的心電圖波形，書(shū)寫報(bào)告并審核，審核后可打印。診斷結(jié)果保存到心電服務(wù)器中同時(shí)發(fā)送到HIS。

(3)瀏覽工作站。工作站為了便于心電診斷報(bào)告的快速查看，在HIS增加了檢查結(jié)果查看按鈕，醫(yī)生在查看患者信息時(shí)可以很方便的調(diào)取心電圖報(bào)告，并可通過(guò)ID等條件查詢特定患者的心電圖檢查報(bào)告。

6 心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測(cè)試

(1)功能測(cè)試。心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測(cè)試是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，軟件系統(tǒng)在交付前必須要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試，以保證其在各種使用環(huán)境下的堅(jiān)固性。系統(tǒng)的測(cè)試重點(diǎn)為功能測(cè)試，以保證系統(tǒng)的各個(gè)功能可以滿足前期的設(shè)計(jì)，主要采用黑盒測(cè)試的方法對(duì)所有功能模塊進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試[14-15]。

(2)性能測(cè)試。系統(tǒng)還需要性能測(cè)試，軟件的性能測(cè)試目的是評(píng)價(jià)系統(tǒng)當(dāng)前性能，判斷系統(tǒng)是否滿足預(yù)期的性能需求。心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能需求主要是系統(tǒng)的穩(wěn)定性和用戶訪問(wèn)的響應(yīng)時(shí)間。

(3)測(cè)試結(jié)果分析。通過(guò)對(duì)心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各方面的測(cè)試結(jié)果分析，得出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足需求分析的要求，可以為醫(yī)院的心電檢查提供完善的服務(wù)。系統(tǒng)在功能、安全性、實(shí)用性、性能等方面均達(dá)到了預(yù)期的目的。

7 結(jié)語(yǔ)

心電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)完成和實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)了預(yù)設(shè)的功能模塊，提高了心電檢查的工作效率，緩解了患者排隊(duì)的現(xiàn)象，并可減輕檢查醫(yī)生的工作量，提高檢查診斷的準(zhǔn)確性。通過(guò)數(shù)字接口獲取患者相關(guān)信息，減少了手工錄入的錯(cuò)誤，并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享，使患者的電子病歷更加完整，臨床醫(yī)生調(diào)用更加方便。日常檢查數(shù)據(jù)的歸檔可為日后的教學(xué)、科研保存大量寶貴的臨床數(shù)據(jù)資料，能夠有效提高醫(yī)院的診療水平。