基于Web的遠(yuǎn)程醫(yī)療數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究

徐潭 徐來 林勤

（1.南京鼓樓醫(yī)院計(jì)算機(jī)中心 江蘇省南京市 210008 2.南京鼓樓醫(yī)院互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院與遠(yuǎn)程會(huì)診中心 江蘇省南京市 210008）

（2.平安銀行南京分行 江蘇省南京市 210009）

1 背景

隨著社會(huì)的發(fā)展，生活水平的提高，帶來的最直接問題就是人口的老齡化。人口老齡化伴隨著越來越多的老齡人口的醫(yī)療健康需求，更加劇了醫(yī)療資源的緊缺程度。中國作為世界上的人口大國，醫(yī)療資源的分配也是極度不均衡。邊遠(yuǎn)地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)，交通的不便，當(dāng)?shù)厝讼氲玫絻?yōu)質(zhì)醫(yī)療資源往往需要跋山涉水去發(fā)達(dá)的城市就醫(yī)。伴隨著新冠疫情的爆發(fā)和大流行，醫(yī)療資源的緊缺更是達(dá)到了前所未有的程度。在國家衛(wèi)健委的要求和指導(dǎo)下，各實(shí)體醫(yī)院相繼建立了互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院。這極大地方便了患者的就醫(yī)，也一定程度上緩解了醫(yī)療資源的緊張。然而，除了電子病歷等少數(shù)通用的信息系統(tǒng)是由醫(yī)院采購，其他各個(gè)科室的信息系統(tǒng)的采購?fù)ǔＪ怯蓪？谱约和瓿?，各個(gè)系統(tǒng)各自為政，數(shù)據(jù)交互困難，這也是目前互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院受到的最大阻力[1]。對(duì)于各個(gè)醫(yī)療系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合和管理是目前互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院遠(yuǎn)程醫(yī)療需要解決的主要問題。

2 基于Web的遠(yuǎn)程醫(yī)療數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的的概述

2.1 基于Web的遠(yuǎn)程醫(yī)療數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的簡(jiǎn)介和意義

通常農(nóng)村或邊遠(yuǎn)地區(qū)的患者由于經(jīng)濟(jì)，交通等原因得到的醫(yī)療資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如城市地區(qū)。而遠(yuǎn)程診療能給這些患者提供一些相對(duì)較高的醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。遠(yuǎn)程醫(yī)療目前主要的存在方式是互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院診斷模式和遠(yuǎn)程視頻會(huì)診等。互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院作為遠(yuǎn)程醫(yī)療的基礎(chǔ)，通常由數(shù)據(jù)存檔（電子病歷、pacs）和通訊系統(tǒng)構(gòu)成?；颊咄ㄟ^這些系統(tǒng)可以調(diào)取既往病史病歷，影像、病理報(bào)告等。遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)由采集子系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)、視頻會(huì)診子系統(tǒng)、 通訊子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)等五個(gè)子系統(tǒng)組成。第一個(gè)子系統(tǒng)是采集子系統(tǒng)，該系統(tǒng)用來采集多媒體醫(yī)療信息然后將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式（如DICOM ）。第二個(gè)是數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)。它可以調(diào)閱圖像和其他醫(yī)學(xué)信息。第三個(gè)是視頻會(huì)診子系統(tǒng)，可以通過它進(jìn)行遠(yuǎn)程交互會(huì)診。第四個(gè)是通信子系統(tǒng)，通常包括醫(yī)院局域網(wǎng)，醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)，當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)（LAN）和廣域網(wǎng)（WAN）等進(jìn)行內(nèi)外網(wǎng)交互來傳輸和接收數(shù)據(jù)。而遠(yuǎn)程傳輸?shù)幕颊哔Y料通常包括患者投訴、病歷病史、體檢、檢查診斷圖像和檢驗(yàn)等。而這些醫(yī)療信息的類型包括文本、語音、圖像（例如 X 射線、計(jì)算機(jī)斷層掃描 (CT) 或磁共振成像 (MRI) 和動(dòng)態(tài)視頻如血管造影和內(nèi)窺鏡檢查）。而醫(yī)院的這些系統(tǒng)通常都是由相應(yīng)科室自己采購引進(jìn)，數(shù)據(jù)相對(duì)分散。由于這些數(shù)據(jù)是異構(gòu)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫管理的方法可能會(huì)使歸檔操作且在并發(fā)訪問時(shí)引起數(shù)據(jù)不一致問題。同時(shí)，將視頻、文本和圖像等異構(gòu)的數(shù)據(jù)集成在互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)時(shí)也是個(gè)難題。因此，需要設(shè)計(jì)一個(gè)信息數(shù)據(jù)庫來管理這些醫(yī)療信息。為了解決這些問題，本文提出了一種基于Web的遠(yuǎn)程醫(yī)療數(shù)據(jù)庫管理方法——即本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)[2]。該系統(tǒng)通過統(tǒng)一的Web 界面來操作和訪問上文提到的所有不同類型的異構(gòu)的醫(yī)療數(shù)據(jù)信息。這樣互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院在遠(yuǎn)程醫(yī)療接診時(shí)，也可以通過基于Web的遠(yuǎn)程醫(yī)療數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)調(diào)閱各種異構(gòu)系統(tǒng)里的數(shù)據(jù)信息。

2.2 基于Web的遠(yuǎn)程醫(yī)療數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在本文中，我們開發(fā)的基于Web的遠(yuǎn)程醫(yī)療數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能滿足互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的遠(yuǎn)程診療需求?；ヂ?lián)網(wǎng)醫(yī)院作為衛(wèi)健委指導(dǎo)下的新興產(chǎn)物，包含了遠(yuǎn)程咨詢，遠(yuǎn)程復(fù)診，專科聯(lián)盟和遠(yuǎn)程會(huì)診等。其中，重點(diǎn)發(fā)展的?？坡?lián)盟是國家衛(wèi)健委定下的分級(jí)診療的醫(yī)聯(lián)體構(gòu)建路徑。以?？坡?lián)盟為例，目前，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫是根據(jù)醫(yī)生在診療中記錄的患者當(dāng)時(shí)的病情狀況。這些記錄一般是電子病歷，檢驗(yàn)，圖像診斷等。他們每一個(gè)都是在單獨(dú)的文電中，這種方式雖然比較容易維護(hù)，但是難以追溯特定的病史，很多醫(yī)療數(shù)據(jù)又是多媒體形式，所以本系統(tǒng)的重點(diǎn)是建立一個(gè)醫(yī)療信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來管理這些異構(gòu)數(shù)據(jù)[3]。

在專科聯(lián)盟板塊中低級(jí)別醫(yī)院可將患者遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)診至高級(jí)別醫(yī)院，由高級(jí)別醫(yī)院的專家提供第二診療意見。期間，低級(jí)別醫(yī)院的?？漆t(yī)生需要提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和圖像以便上級(jí)醫(yī)院的專家實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確診療判斷同時(shí)還能兼顧上下級(jí)醫(yī)院?？茣?huì)診分析學(xué)習(xí)。這就要求我們的數(shù)據(jù)庫需要先建立一個(gè)面向患者的文件夾，內(nèi)部包含患者的全部信息，在復(fù)診時(shí)可以方便調(diào)閱，同時(shí)要建立一個(gè)特定病歷的文件夾，作為?？朴懻?，學(xué)習(xí)時(shí)使用。關(guān)系數(shù)據(jù)庫能夠提供強(qiáng)大的工具來操作數(shù)據(jù)，但是它的預(yù)定義的數(shù)據(jù)類型模板限制了它管理大型數(shù)據(jù)的能力。本文將Video 和Images 的屬性定義為FILE 類型。電子病歷、檢查檢驗(yàn)報(bào)告、出院小結(jié)等屬性定義為 TEXT 類型。以上數(shù)據(jù)都可以在SQL 查詢中統(tǒng)一操作。

除了數(shù)據(jù)整合外，數(shù)據(jù)檢索速度也是影響遠(yuǎn)程診療的一個(gè)重要因素?？紤]到這個(gè)原因，本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫是三層的分層數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫由主數(shù)據(jù)庫，長(zhǎng)期數(shù)據(jù)庫和本地?cái)?shù)據(jù)庫組成。主數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)最近一年內(nèi)內(nèi)接診過的患者的醫(yī)療信息。超過這段時(shí)間的數(shù)據(jù)則被轉(zhuǎn)移到長(zhǎng)期數(shù)據(jù)庫中。長(zhǎng)期數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器根據(jù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)的時(shí)間整合鏡像數(shù)據(jù)并在 DICOM 媒體存儲(chǔ)目錄中進(jìn)行管理。這些圖像最后上傳至云端進(jìn)行異地備份[4]。本地?cái)?shù)據(jù)庫則是為患者提供短期的病歷、影像等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及訪問。它的作用是減少數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的工作量和網(wǎng)絡(luò)流量的負(fù)載，防止高并發(fā)的訪問造成互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的訪問卡慢。這些最常用的數(shù)據(jù)合并整合在本地?cái)?shù)據(jù)庫，服務(wù)器設(shè)在本院信息中心[5]。在?？坡?lián)盟會(huì)診期間，醫(yī)生在做出診斷前可以訪問短期內(nèi)既往醫(yī)療記錄，低級(jí)別醫(yī)院可以先將患者數(shù)據(jù)存在本地?cái)?shù)據(jù)庫中，以保持通信數(shù)據(jù)安全可靠性，數(shù)據(jù)在通信通道成功轉(zhuǎn)發(fā)后即可刪除。這樣可以避免由于通信通道故障而造成的數(shù)據(jù)丟失，同時(shí)也節(jié)省了低級(jí)別醫(yī)院有限的存儲(chǔ)空間[6]。

圖1為基于Web的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)庫的搭建與互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的交互圖。該圖反應(yīng)了我們醫(yī)院數(shù)據(jù)庫整合各軟件異構(gòu)數(shù)據(jù)庫后經(jīng)過內(nèi)外網(wǎng)交互穿越到公網(wǎng)，與互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的外網(wǎng)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與交互。患者也可以通過一些可穿戴信號(hào)采集裝備和攝像頭等將數(shù)據(jù)采集后上傳互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院與醫(yī)生端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

圖1

3 基于Web的遠(yuǎn)程醫(yī)療數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用

在使用互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院遠(yuǎn)程診療時(shí)，需要注冊(cè)相關(guān)的賬號(hào)。在患者端，患者在注冊(cè)后可以成為互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)門戶的成員。使用互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的患者需要通過有效的手機(jī)號(hào)碼和身份證進(jìn)行識(shí)別，然后網(wǎng)站向注冊(cè)手機(jī)發(fā)送消息以激活他/她的帳戶。同時(shí)還會(huì)向互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院數(shù)據(jù)庫管理員發(fā)送一條新患者已注冊(cè)的消息。接著患者可以添加基本信息和病史，進(jìn)入遠(yuǎn)程醫(yī)療鏈接，然后按“添加/查看病史”，接著選擇所需的鏈接以查看/添加數(shù)據(jù)（基本信息、疾病、癥狀、藥物、手術(shù)、檢驗(yàn)、檢查影像圖片等）。

在醫(yī)生端，醫(yī)生進(jìn)行遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)時(shí)需要先激活該醫(yī)生的賬號(hào)，管理員進(jìn)入服務(wù)帳戶然后按“添加/管理遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)”鏈接激活。

圖2為遠(yuǎn)程醫(yī)療數(shù)據(jù)庫整合后的內(nèi)網(wǎng)Web 界面，從圖中可以看出，輸入某個(gè)患者的信息，即可調(diào)閱既往的異構(gòu)醫(yī)療信息系統(tǒng)里的檢驗(yàn)、檢查、病歷等數(shù)據(jù)。

圖2

圖3為患者手機(jī)端的畫面。該互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院遠(yuǎn)程診療APP 交互了從醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)整合過的數(shù)據(jù)庫。從中既可以查看自己的既往病歷，檢驗(yàn)檢查等，也可以上傳自己在其他地方做的檢驗(yàn)、檢查報(bào)告，從而供?？坡?lián)盟上下級(jí)醫(yī)院的醫(yī)生會(huì)診使用。

圖3

圖4為患者客戶端調(diào)閱病理圖像的畫面?？梢钥吹交ヂ?lián)網(wǎng)醫(yī)院遠(yuǎn)程診療中調(diào)閱的數(shù)據(jù)與內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中整合的病理系統(tǒng)里的所上傳的病理圖一樣。

圖4

4 總結(jié)

在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、虛擬化、云計(jì)算、及物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的時(shí)代，醫(yī)療信息化的發(fā)展依托于此也是日新月異。隨著智慧醫(yī)院的興起，醫(yī)療信息化的不斷發(fā)展及在新冠疫情世界大流行等多重因素的影響下，遠(yuǎn)程醫(yī)療線上問診已經(jīng)逐漸成為了一種趨勢(shì)?；ヂ?lián)網(wǎng)醫(yī)院作為遠(yuǎn)程醫(yī)療的一個(gè)主要診療方式，正被越來越多人患者接受和采用?；ヂ?lián)網(wǎng)醫(yī)院線上咨詢和復(fù)診是目前遠(yuǎn)程醫(yī)療的主要方式，專科聯(lián)盟是醫(yī)聯(lián)體遠(yuǎn)程醫(yī)療發(fā)展的方向?；诖耍h(yuǎn)程醫(yī)療對(duì)于數(shù)據(jù)的調(diào)閱依賴性極大。本文所設(shè)計(jì)的基于Web的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)庫整合了異構(gòu)的醫(yī)療系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)，同時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)檢索的速度，將其計(jì)成主數(shù)據(jù)庫，長(zhǎng)期數(shù)據(jù)庫和本地?cái)?shù)據(jù)庫的三層的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。這種分層的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)調(diào)閱近遠(yuǎn)期的數(shù)據(jù)方式為分布式，極大地保證了互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院遠(yuǎn)程診療系統(tǒng)的運(yùn)行速度。雖然互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院遠(yuǎn)程診療系統(tǒng)整合了多項(xiàng)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫，并保證了運(yùn)行速度，但是其數(shù)據(jù)推送的穩(wěn)定性的完善仍需要一段時(shí)間。未來隨著智能穿戴設(shè)備的大范圍使用，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動(dòng)端數(shù)據(jù)交互會(huì)得到更廣泛的使用，的本系統(tǒng)的發(fā)展仍值得期待。