面向農(nóng)村遠(yuǎn)程醫(yī)療的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)壓縮與傳輸技術(shù)

央妮

遠(yuǎn)程醫(yī)療是新興的醫(yī)學(xué)研究和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的學(xué)科，病人無論在何時(shí)何地，均可接受專家會(huì)診，從而縮短救治時(shí)間、降低醫(yī)療費(fèi)用.建立了一種醫(yī)學(xué)專家和患者之間的全新服務(wù)模式，應(yīng)盡量加快農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的建設(shè)。對(duì)于部分醫(yī)務(wù)人員技術(shù)水平偏低、醫(yī)療資源短缺等一系列問題?！斑h(yuǎn)程醫(yī)療援助系統(tǒng)”運(yùn)用遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控與遠(yuǎn)程診斷、建立遠(yuǎn)程醫(yī)療信息平臺(tái);開發(fā)急救手術(shù)監(jiān)護(hù)一體流動(dòng)車，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程急救，大大增加危重病人的救治時(shí)間;預(yù)約掛號(hào)，“足不出戶”在網(wǎng)上預(yù)約掛號(hào)、看病、住院;遠(yuǎn)程查房，可直接獲得專家點(diǎn)評(píng)指導(dǎo);遠(yuǎn)程檢驗(yàn)，通過多種運(yùn)輸方式將樣本送往醫(yī)院，病人可直接通過信息平臺(tái)在線查詢檢驗(yàn)結(jié)果;遠(yuǎn)程培訓(xùn)，定期對(duì)農(nóng)村醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行繼續(xù)教育培訓(xùn)。大大縮短了患者的住院時(shí)間，減少醫(yī)療費(fèi)用，提高診斷的效率。

1 國內(nèi)外遠(yuǎn)程醫(yī)療研究現(xiàn)狀

就遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)而言，盡管國內(nèi)外已經(jīng)開始研究遠(yuǎn)程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)內(nèi)容，但均未涉及建立各個(gè)醫(yī)院間的協(xié)同工作管理體系結(jié)構(gòu)。雖然美國已經(jīng)建立了遠(yuǎn)程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)，但其網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)只能面對(duì)特定的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，總體結(jié)構(gòu)還不是很完善。雖然遠(yuǎn)程醫(yī)療實(shí)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)信息的遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)控，但是在國內(nèi)還沒有相關(guān)研究遠(yuǎn)程醫(yī)療為農(nóng)村提供遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)、實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源共享等模式。目前，國內(nèi)外普遍存在單一數(shù)據(jù)采集方式、低診斷準(zhǔn)確率的問題，創(chuàng)新性地建立了遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)時(shí)的提高效率。

2 農(nóng)村醫(yī)療信息化

農(nóng)村遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)是運(yùn)用信息網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)，遠(yuǎn)距離實(shí)施醫(yī)療、教學(xué)等服務(wù)。就目前來看農(nóng)村進(jìn)程較落后，暫時(shí)還沒有相關(guān)的數(shù)據(jù)在數(shù)字醫(yī)療儀器數(shù)據(jù)采集、合成等技術(shù)研究方面出現(xiàn)交換標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)民健康檔案的信息化管理十分困難。經(jīng)濟(jì)條件好的地區(qū)建設(shè)相對(duì)較好，盡管大多跨越空間限制，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程會(huì)診及教育培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)信息共享。但是網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)的建設(shè)仍然落后，農(nóng)村醫(yī)療員信息化水平有待進(jìn)一步提高。

3 遠(yuǎn)程醫(yī)療中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 數(shù)據(jù)壓縮

既高度分化，又高度綜合（以高度綜合為主）是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)之一。通信、計(jì)算機(jī)和大眾傳播屬于三大技術(shù)，通過這三大技術(shù)使計(jì)算機(jī)進(jìn)入了多媒體時(shí)代。隨著當(dāng)代多媒體計(jì)算的迅速發(fā)展，它已經(jīng)不單純是計(jì)算的工具，而成為處理圖形、文字、聲音等多種信息的工具，以最大化為人們提供幫助。這個(gè)過程屬于計(jì)算機(jī)多媒體化的過程。目前對(duì)媒體發(fā)展而言，除了需要內(nèi)在硬件的完善和軟件的支持外，還需要重視的問題是海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸和處理，而數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的成熟為解決這一問題提供了至關(guān)重要的前提，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)村遠(yuǎn)程醫(yī)療的重要所在。多媒體計(jì)算機(jī)的廣泛使用，農(nóng)村遠(yuǎn)程醫(yī)療的實(shí)現(xiàn)，離不開數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的發(fā)展。記錄信息的內(nèi)容是通過數(shù)據(jù)說明，而信息的存在是對(duì)數(shù)據(jù)的解釋。無論媒體如何存在，都將以數(shù)據(jù)的形式儲(chǔ)存和傳輸。數(shù)據(jù)的存在對(duì)于信息來說非常重要。讓數(shù)據(jù)在多媒體計(jì)算器中傳輸和存儲(chǔ)就必須把它轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)碼的形式。減少存儲(chǔ)和傳輸信息的位數(shù)是數(shù)據(jù)壓縮的關(guān)鍵之處。數(shù)據(jù)壓縮具體是指用最少的數(shù)據(jù)來表示最全的信息源信號(hào)，減少容納給定消息集合的信號(hào)空間。數(shù)據(jù)壓縮中信號(hào)空間這一陌生詞匯實(shí)際上就是壓縮對(duì)象，其中包括物理空間，如存儲(chǔ)器、磁盤和光盤等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì);時(shí)間空間，如傳播過程中具體消息集合所需時(shí)間;電磁頻譜區(qū)域，如為傳輸給定消息集合所要求的帶寬等。信號(hào)空間是指某信號(hào)集合所占的空域、時(shí)域和頻域空間。信號(hào)空間中的形式存在著密不可分的關(guān)系，多媒體計(jì)算機(jī)中傳輸效率的提高和占用帶寬的節(jié)省可以看出存儲(chǔ)空間也在一定量減少。只要用一定的手段來降低信號(hào)空間的存儲(chǔ)量，就可達(dá)到屬于壓縮的最好效果。信源編碼的方法與理論是通過壓縮數(shù)學(xué)編碼碼率的方式為目的，“數(shù)據(jù)壓縮”與“信源編碼”在本質(zhì)上存在相同的意義。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和通信技術(shù)之間有著相輔相成的關(guān)系，把減少描述的信息集合所需要的信號(hào)空間當(dāng)作目的，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮的作用。信號(hào)空間主要有三個(gè)方面：物理空間（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)一存儲(chǔ)器、磁盤、光盤）、時(shí)間空間（如傳輸信息集合所需用的時(shí)間）以及電磁頻譜空間（如傳輸帶寬要求等）。

在計(jì)算機(jī)醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理當(dāng)中需要使用大量數(shù)據(jù)參考，但很難存儲(chǔ)和運(yùn)輸，解決這一難題會(huì)進(jìn)一步提升遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展。在這樣的情況下，需要解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的大問題，解決這一問題的同時(shí)就可以在信號(hào)重建的同時(shí)保存最重要的臨床信息，為醫(yī)生會(huì)診提供了更好的幫助，在其他的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)域里還需要考慮數(shù)據(jù)壓縮和重建的實(shí)時(shí)性。這樣，數(shù)據(jù)壓縮被應(yīng)用到醫(yī)學(xué)信號(hào)中，無疑提高了遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展。數(shù)據(jù)壓縮是通過減少原始信號(hào)中的冗余度來減少所需存儲(chǔ)代碼的數(shù)量。

3.2 通信技術(shù)

保證遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一是通信技術(shù)。傳統(tǒng)的醫(yī)療系統(tǒng)建立在有線連接基礎(chǔ)上功耗及體積較為龐大，通常不方便攜帶，可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)過最佳治療時(shí)間，不僅增加了成本也將承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，更無法滿足時(shí)下，超負(fù)荷、不停歇檢查病人病情的醫(yī)療需求。而且在一些較為特殊的突發(fā)情況下，比如在地震、火災(zāi)、交通事故等，傳統(tǒng)的醫(yī)療服務(wù)均無法滿足需求，都需要遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)。但由于遠(yuǎn)程醫(yī)療中的數(shù)據(jù)種類較為錯(cuò)綜復(fù)雜，包括文本、音頻、動(dòng)態(tài)影像和靜態(tài)圖形等一系列信息，在通信傳輸過程中必須要遵守相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。均需采取不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。如超文件傳輸協(xié)議、文本傳輸協(xié)議等。隨著當(dāng)代通信業(yè)務(wù)的不斷需求和業(yè)務(wù)種類的不斷提高，我們需要節(jié)約使用有效資源，滿足大容量、高速率業(yè)務(wù)需求，同時(shí)需要不斷提高傳輸性。無線網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展讓遠(yuǎn)程醫(yī)療通信不斷壯大，在遠(yuǎn)程醫(yī)療中選擇無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸途徑對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)至關(guān)重要。

4 農(nóng)村遠(yuǎn)程醫(yī)療援助系統(tǒng)設(shè)計(jì)及傳輸技術(shù)

4.1 醫(yī)療信息服務(wù)

由市、縣（區(qū)）、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）、社區(qū)（村）四級(jí)構(gòu)成組織體系。為組織、指導(dǎo)和推進(jìn)遠(yuǎn)程醫(yī)療應(yīng)用工作落實(shí)，特建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，組織宣傳組、專家指導(dǎo)組及資金統(tǒng)籌管理組。遠(yuǎn)程急救，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅能使急危重癥患者得到及時(shí)的救治，還可對(duì)缺乏技術(shù)力量的醫(yī)院在遇到緊急情況時(shí)給予最迅速的援助，遇有特殊緊急情況可隨時(shí)在急救車上緊急遠(yuǎn)程會(huì)診，將急救專家與現(xiàn)場醫(yī)護(hù)人員緊密連接，實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場的情況進(jìn)行傳輸和解決。使專家可以準(zhǔn)確及時(shí)了解急救病人的生命體征，做到邊指揮邊搶救。并且第一時(shí)間送達(dá)醫(yī)院做進(jìn)一步治療，實(shí)時(shí)多中心遠(yuǎn)程會(huì)診。遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)是指利用網(wǎng)絡(luò)、通信、計(jì)算機(jī)等技術(shù)對(duì)病人進(jìn)行長期、遠(yuǎn)途的心電監(jiān)護(hù)。遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)也是遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)中的重要組成部分。遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)具有三點(diǎn)優(yōu)勢：對(duì)于大多人而言，長期遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)，能盡早發(fā)現(xiàn)疾病的早期癥狀，將其扼殺在搖籃里，從而達(dá)到早發(fā)現(xiàn)早治療的目的;病人可在自己熟悉的生活環(huán)境中心電監(jiān)護(hù)，活動(dòng)范圍不必僅局限在醫(yī)院，既提高診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性，又能緩解病人心理壓力、煩躁不安的情緒;準(zhǔn)確及時(shí)的治療，縮短醫(yī)生和患者之間距離，使病情及時(shí)得到有效控制，提高救治效率。

將遠(yuǎn)程醫(yī)療援助系統(tǒng)建造在農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的是一項(xiàng)復(fù)雜、困難的工作。遠(yuǎn)程醫(yī)療援助系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)當(dāng)考慮到當(dāng)前醫(yī)改政策的影響，以及醫(yī)療過程中發(fā)生的不可控因素或涉及到醫(yī)療系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，應(yīng)將在實(shí)際推進(jìn)中進(jìn)一步修正和完善。但最終目的是實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)信息的遠(yuǎn)程交換。在特殊場合下實(shí)現(xiàn)患者與醫(yī)生“面對(duì)面”的直接交流。將超越以往醫(yī)療服務(wù)的單一思維方式，成為一種全新的醫(yī)療模式。