電子信息技術(shù)在醫(yī)療控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

李冰

關(guān)鍵詞：電子信息技術(shù)；醫(yī)療控制系統(tǒng)；電子病歷；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；CDR技術(shù)

1引言

根據(jù)近年來我國(guó)醫(yī)院內(nèi)部管理情況來看，電子信息工程是醫(yī)院管理的重要組成部分，在了解傳統(tǒng)醫(yī)院管理體系和基本功能的基礎(chǔ)上，工作人員要根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)理論優(yōu)化設(shè)計(jì)管理框架，集中處理醫(yī)院各部門的信息資料，建設(shè)推廣安全高效的工作模式，以此為醫(yī)院革新發(fā)展提供技術(shù)支撐。為在醫(yī)院管理工作中充分發(fā)揮電子信息技術(shù)的重要作用，當(dāng)前醫(yī)院工作人員在廣泛關(guān)注各方面管理需求的同時(shí)確定了框架層級(jí)結(jié)構(gòu)，主要從醫(yī)院門診和臨床系統(tǒng)、績(jī)效考核管理體系、藥房醫(yī)生和護(hù)理管理系統(tǒng)等方面人手，建設(shè)推廣功能完善、覆蓋面廣、高效科學(xué)的醫(yī)院信息工程結(jié)構(gòu)，以此引導(dǎo)我國(guó)醫(yī)院管理工作向智能化和數(shù)字化穩(wěn)步前進(jìn)。本文主要研究在醫(yī)療控制系統(tǒng)中電子信息技術(shù)的應(yīng)用方向。

2概述

2.1醫(yī)療控制系統(tǒng)

從本質(zhì)上講，醫(yī)療控制系統(tǒng)作為綜合性醫(yī)療系統(tǒng)，應(yīng)用物理學(xué)方法和計(jì)算機(jī)，為預(yù)防治療人類疾病提供了全新的技術(shù)手段。在現(xiàn)代醫(yī)院管理發(fā)展中，醫(yī)療控制系統(tǒng)的作用體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）分析辨識(shí)和建模生物體系統(tǒng)；（2）檢測(cè)提取和處理生物體信號(hào)；（3）讓常規(guī)醫(yī)療步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化處理；（4）真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)診斷和醫(yī)護(hù)監(jiān)管；（5）提供人工器官和康復(fù)工程。由于醫(yī)療控制系統(tǒng)與一般控制系統(tǒng)不同，生物體內(nèi)的控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，傳遞信息的載體具有多樣性，信息處理的方式也有所不同，所以控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)屬于非線性，且是多極控制的大系統(tǒng)。應(yīng)用已有的控制系統(tǒng)理論和技術(shù)方法研究生物醫(yī)學(xué)中的參數(shù)模型難度較高，因此，科研學(xué)者提出要構(gòu)建定量分析的局部系統(tǒng)，并建立符合條件的簡(jiǎn)化模型，整合控制系統(tǒng)知識(shí)和已有生物系統(tǒng)知識(shí)，重點(diǎn)研究既定輸入輸出條件下的可辨識(shí)性問題。同時(shí)，因?yàn)槿梭w系統(tǒng)研究很難無(wú)損傷檢測(cè)系統(tǒng)信息號(hào)傳遞過程，實(shí)踐操作會(huì)增加系統(tǒng)辨識(shí)的難度，所以目前各國(guó)學(xué)者提出利用電子信息技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新。

2.2電子信息技術(shù)

在電子信息產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展中，社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)逐漸進(jìn)入信息化時(shí)代。電子信息技術(shù)作為市場(chǎng)中滲透力最強(qiáng)和發(fā)展最為活躍的科技，隨著我國(guó)科技水平的不斷提升，逐漸成為人們生活和日常生產(chǎn)必不可少的內(nèi)容。從本質(zhì)上講，電子信息技術(shù)具有電子技術(shù)和信息系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，是目前我國(guó)應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。

隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的不斷發(fā)展，目前電子信息技術(shù)逐漸呈現(xiàn)出以下特征。首先，智能化和自動(dòng)化。為進(jìn)一步擴(kuò)大電子信息技術(shù)的應(yīng)用范圍，提高社會(huì)普及程度，目前有關(guān)電子信息技術(shù)的理論研究開始向智能化和自動(dòng)化方向發(fā)展，尤其是在進(jìn)人大數(shù)據(jù)時(shí)代后，這項(xiàng)特征必然會(huì)對(duì)人們的生活和工作帶來更多改變。其次，集成化和微小化。這項(xiàng)特征在電子信息技術(shù)發(fā)展初期就得到了科研學(xué)者的重視，并在實(shí)踐探究中提出了半導(dǎo)體技術(shù)，其原理主要是集成化處理電子元件內(nèi)部的電路，縮小整體應(yīng)用體積，提高實(shí)踐應(yīng)用性能。在當(dāng)前電子市場(chǎng)中，電子元件內(nèi)部的傳感器通常會(huì)選用高分子復(fù)合型材料和納米技術(shù)進(jìn)行研發(fā)制作，且從整體發(fā)展角度來看，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)可以有效控制電子源元件的體積，但信息承載性能卻在不斷增加，這也是電子產(chǎn)品向智能化和精細(xì)化發(fā)展的主要原因。最后，數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。在電子信息技術(shù)廣泛應(yīng)用中，數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的特征得到了充分體現(xiàn)。在醫(yī)療控制系統(tǒng)中，可以通過建立數(shù)字化的信息儲(chǔ)存模式，在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)有效連接通信領(lǐng)域，讓各項(xiàng)信息在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)安全傳輸，同時(shí)有關(guān)部門可以應(yīng)用云技術(shù)將數(shù)據(jù)資料上傳到虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存，以此滿足自身的業(yè)務(wù)需求，從而提高信息技術(shù)的應(yīng)用效率。

3應(yīng)用

3.1信息識(shí)別技術(shù)

從當(dāng)前醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的電子設(shè)備角度來看，在應(yīng)用信息識(shí)別技術(shù)前，要先確定醫(yī)院系統(tǒng)的組織架構(gòu)，掌握和電子設(shè)備有關(guān)的各項(xiàng)信息，以此為結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)提供有效依據(jù)。在這一過程中，各部門工作人員可以利用信息技術(shù)收集所需內(nèi)容，并為業(yè)務(wù)操作提供有效依據(jù)?；谛畔⒆R(shí)別的應(yīng)用途徑分為兩種：一方面，利用設(shè)備條形碼和二維碼分別進(jìn)行識(shí)別，快速獲取所需的信息內(nèi)容；另一方面，結(jié)合計(jì)算機(jī)控制器的運(yùn)行過程向各部門傳輸設(shè)備信息，確保系統(tǒng)的自動(dòng)控制功能可以發(fā)揮作用。

如今，醫(yī)院的機(jī)械設(shè)備占據(jù)內(nèi)部固定資產(chǎn)的50%，實(shí)際經(jīng)濟(jì)效應(yīng)達(dá)到門診和住院病人資金收入的67%，越來越多的日常醫(yī)療診斷活動(dòng)開始依賴電子設(shè)備。由于醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)成為醫(yī)院實(shí)施醫(yī)療活動(dòng)的基礎(chǔ)條件，電子設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量直接決定醫(yī)療診斷和護(hù)理質(zhì)量，因此，基于醫(yī)療設(shè)備提出有效的質(zhì)量控制方案，是目前保障醫(yī)療電子設(shè)備質(zhì)量的有效手段。信息技術(shù)將現(xiàn)代通信和電子計(jì)算機(jī)看作獲取信息和處理信息的主要手段，在醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量管控中，可以引導(dǎo)醫(yī)療工作向著智能化和數(shù)字化的方向發(fā)展，建立醫(yī)療設(shè)備計(jì)量和質(zhì)量控制的管理系統(tǒng)，逐步提升醫(yī)院質(zhì)量的綜合管理水平。其中，最為關(guān)鍵的就是條形碼技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)，前者有效集成了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)識(shí)別、編碼印刷等多項(xiàng)技術(shù)理論，而后者作為一種新型自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，利用無(wú)線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)，并獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，不需要識(shí)別系統(tǒng)和特定目標(biāo)相接觸。

3.2電子病歷系統(tǒng)

電子病歷系統(tǒng)作為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的專用軟件，可以利用電子化的方式記錄分析病人就診的信息資料，其中既包含結(jié)構(gòu)化信息，又涉及非結(jié)構(gòu)化的自由文本。如今，電子病歷作為醫(yī)療診斷護(hù)理的主要信息源，不僅可以提供超越紙張病歷的服務(wù)功能，還可以滿足管理、法律、醫(yī)療等多方面要求。從實(shí)踐應(yīng)用角度來看，電子病歷內(nèi)容通過集成化的方式呈現(xiàn)給系統(tǒng)用戶，利用圖形界面展示患者的診療信息，避免工作人員多次啟動(dòng)不同系統(tǒng)進(jìn)行重復(fù)操作，可以直觀對(duì)比和查詢不同階段的診療信息，進(jìn)而可以快速提高實(shí)踐工作效率，成為醫(yī)護(hù)人員提供、獲取患者信息的有效途徑。

一方面，實(shí)現(xiàn)電子病歷。電子病歷會(huì)將患者看作系統(tǒng)管理的核心，在構(gòu)建一系列數(shù)字化醫(yī)院信息集成系統(tǒng)后，將所有與患者疾病有關(guān)的信息儲(chǔ)存到規(guī)定位置。在醫(yī)院信息化建設(shè)管理中，與傳統(tǒng)意義上的紙質(zhì)病歷相比，電子病歷能幫助醫(yī)護(hù)人員快速查詢和科學(xué)儲(chǔ)存信息資料，因此，如何建設(shè)、管理電子病歷系統(tǒng)是目前醫(yī)院工作人員探討的主要問題。在我國(guó)電子信息技術(shù)革新發(fā)展中，大部分醫(yī)院都已建構(gòu)具有個(gè)性化和智能化的電子病歷管理系統(tǒng)，為醫(yī)護(hù)人員的日常工作提供了便利條件，有效避免了人工處理引發(fā)的錯(cuò)誤現(xiàn)象，從基礎(chǔ)上保障了患者病歷信息的完善和精確。另一方面，管理電子病歷。病案管理作為當(dāng)前醫(yī)院日常工作的核心內(nèi)容，在一定程度上直接影響醫(yī)院綜合醫(yī)療管理水平。如今，已經(jīng)在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的電子信息技術(shù)，不僅掌握了大量實(shí)踐研究成果，還儲(chǔ)存了豐富的實(shí)踐應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，因此，將其應(yīng)用到電子病案管理系統(tǒng)中，既能避免病案信息數(shù)據(jù)出現(xiàn)遺漏，提升實(shí)踐工作效率，又可以借助電子信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名、信息認(rèn)證等加密保護(hù)。

3.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

建立數(shù)據(jù)庫(kù)的目的在于為系統(tǒng)用戶提供安全穩(wěn)定的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存空間，管理人員可以利用數(shù)字化方式將重要的資料信息儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，因此，從某種角度來看，建立數(shù)據(jù)庫(kù)是解決各類問題的重要手段。在醫(yī)院控制系統(tǒng)中，整合應(yīng)用單片機(jī)和電子信息技術(shù)，能保障數(shù)據(jù)信息的安全，同時(shí)提升系統(tǒng)運(yùn)行效率和質(zhì)量。比如，患者及家屬對(duì)個(gè)人隱私要求極高，因此，醫(yī)護(hù)人員在處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息時(shí)，可以利用加密技術(shù)有效預(yù)防數(shù)據(jù)庫(kù)被非法入侵。

3.4CDR技術(shù)

CDR是系統(tǒng)框架中臨時(shí)文檔數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)。從當(dāng)前醫(yī)療控制系統(tǒng)運(yùn)行角度來看，這項(xiàng)技術(shù)可以準(zhǔn)確表現(xiàn)醫(yī)院信息平臺(tái)的所在位置和工作地點(diǎn)。比如，某醫(yī)院在建設(shè)電子信息工程時(shí)，根據(jù)當(dāng)前醫(yī)院的診斷治療、教學(xué)科研等服務(wù)需求，利用CDR技術(shù)構(gòu)建EMR體系，為醫(yī)護(hù)人員提供智能化服務(wù)，有助于醫(yī)院控制系統(tǒng)向著數(shù)字化和智能化的方向穩(wěn)步前進(jìn)。在這一背景下，CDR技術(shù)可以幫助工作人員快速構(gòu)建電子病歷系統(tǒng)，準(zhǔn)確獲取不同階段的數(shù)據(jù)信息。需要注意的是，這項(xiàng)技術(shù)并不是傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)庫(kù)，而是跟隨醫(yī)院業(yè)務(wù)活動(dòng)自動(dòng)更新的數(shù)據(jù)庫(kù)，因此屬于動(dòng)態(tài)性的應(yīng)用技術(shù)，能實(shí)時(shí)記錄醫(yī)護(hù)人員的臨床治療效果。

3.5光電隔離技術(shù)

根據(jù)對(duì)近年來醫(yī)療控制系統(tǒng)運(yùn)行情況分析可知，基于醫(yī)療電子設(shè)備提出的光電隔離技術(shù)，要結(jié)合光電耦合設(shè)備進(jìn)行處理分析，其中包含發(fā)光元件和光敏性較高的器件，能保障光電之間進(jìn)行有效轉(zhuǎn)換。這類技術(shù)原理是：在光電耦合設(shè)備的輸入接口獲取電信號(hào)后，發(fā)光元件會(huì)因?yàn)橥姲l(fā)光：在光敏性較高的器件感應(yīng)到光線后會(huì)產(chǎn)生電流，系統(tǒng)電路就會(huì)導(dǎo)通。若光電耦合設(shè)備沒有獲取電信號(hào)，則發(fā)光元件不會(huì)產(chǎn)生變化，光敏性較高的器件也不會(huì)出現(xiàn)電流，系統(tǒng)會(huì)斷開。從實(shí)踐應(yīng)用角度來看，光電耦合設(shè)備既可以有效傳遞信號(hào)，又能控制噪聲和電磁場(chǎng)的干擾，因此在醫(yī)療設(shè)備控制中應(yīng)用光電隔離技術(shù)，能從基礎(chǔ)上保障醫(yī)療設(shè)備的安全性和有效性。

3.6通信控制技術(shù)

如今，有關(guān)設(shè)備控制原理的研究取得了重要突破，醫(yī)療電子設(shè)備開始向著自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展。比如，在醫(yī)療控制系統(tǒng)中，充分應(yīng)用通信控制技術(shù)和安裝傳感器，能及時(shí)反饋設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，確保工作人員可以接收控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息。需要注意的是，在醫(yī)療控制系統(tǒng)中應(yīng)用通信控制技術(shù)，需要技術(shù)人員重新輸入定值數(shù)據(jù)，預(yù)防出現(xiàn)信息誤差等安全問題。從醫(yī)院場(chǎng)景的應(yīng)用角度來看，通信控制技術(shù)包含兩個(gè)層面，一是院級(jí)信息平臺(tái)，二是病房監(jiān)控系統(tǒng)。通過利用醫(yī)療設(shè)備節(jié)點(diǎn)收集人體的生理參數(shù)，在數(shù)據(jù)預(yù)處理后，結(jié)合Zigbee通信向病房監(jiān)控系統(tǒng)基站間接或直接傳輸信息。從家庭場(chǎng)景的應(yīng)用角度來看，可以利用個(gè)人醫(yī)療電子終端設(shè)備收集病人的生理信息，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行準(zhǔn)確判斷和有效治療。如今，醫(yī)療控制系統(tǒng)可以利用的主流無(wú)線通信協(xié)議有很多，且不同傳輸協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)比較顯著，其中Zigbee通信協(xié)議是最常見的技術(shù)之一。

3.7PLC技術(shù)

可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心的全新數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，工作人員可以利用內(nèi)部?jī)?chǔ)存器執(zhí)行邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、順序控制等指令，有效控制各類機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。若控制需求發(fā)生變化，則只需要調(diào)整儲(chǔ)存器中的程序，就可以改變電氣系統(tǒng)的控制要求。在當(dāng)前醫(yī)療控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)主要用于管控電子設(shè)備。比如，在醫(yī)院手術(shù)室的凈化系統(tǒng)中，將PLC技術(shù)看作整體自動(dòng)控制的核心內(nèi)容，可以準(zhǔn)確檢測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)并進(jìn)行判斷分析，促使被控目標(biāo)執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的操作指令，讓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)符合系統(tǒng)的設(shè)定要求，確保整體系統(tǒng)功能可以有效運(yùn)行。而在高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)中，PLC技術(shù)可以有序傳遞計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)指令，保障醫(yī)療機(jī)器真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)的工作目標(biāo)，同時(shí)在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，可以通過控制信號(hào)指示燈進(jìn)行快速判斷，盡快制定有效的解決方案，為醫(yī)療診斷贏取更多時(shí)間。

4結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)我國(guó)醫(yī)療控制系統(tǒng)的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀，深層探討了電子信息技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容和研究方向，旨在為我國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域的智能化和現(xiàn)代化發(fā)展提供有效依據(jù)。未來我國(guó)電子信息技術(shù)的發(fā)展將呈現(xiàn)出多元化趨勢(shì)，如以光電子技術(shù)為核心、微電子技術(shù)集成化、通信技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)化等，因此，我國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域的技術(shù)學(xué)者要在融合以往研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)并引入國(guó)外學(xué)者的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，不斷優(yōu)化我國(guó)醫(yī)療控制系統(tǒng)，確定電子信息技術(shù)的發(fā)展方向，逐步改善我國(guó)醫(yī)療服務(wù)管理體系，這不僅能為社會(huì)居民提供優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)，還可以全面提高我國(guó)醫(yī)療管理水平。同時(shí)，還要加大專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)力度，重視有關(guān)技術(shù)理論的實(shí)證分析，以此推動(dòng)我國(guó)醫(yī)療服務(wù)向著全新方向穩(wěn)步前進(jìn)。