吳向群 譚志明 羅 敏 羅 玲 林桂平 鐘和銘

在信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備也日益先進(jìn)，這是現(xiàn)代化醫(yī)院建設(shè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，多數(shù)醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)制造之初就已經(jīng)預(yù)留了具有高效的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸接口[1]，能方便地把數(shù)據(jù)傳輸?shù)结t(yī)院的數(shù)據(jù)中心，統(tǒng)一存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)共享，方便各部門(mén)對(duì)其數(shù)據(jù)的調(diào)用查詢(xún)，并為相關(guān)醫(yī)療與研究提供數(shù)據(jù)支持。

1 研究資料

1.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

20世紀(jì)90年代，為適應(yīng)醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要，英國(guó)的哈默史密斯醫(yī)院率先建設(shè)數(shù)字化圖像資料信息系統(tǒng)，成為世界首家數(shù)字化醫(yī)院[2]。隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等各種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以患者為維度的全方位、全關(guān)聯(lián)的無(wú)紙化、無(wú)膠片化、自動(dòng)化、智能化的全生命周期數(shù)字化醫(yī)療服務(wù)成為了現(xiàn)代醫(yī)療發(fā)展的趨勢(shì)，其中數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備在其中扮演著重要一環(huán)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備的信息數(shù)字化采集、保存、共享、傳輸和處理，聯(lián)網(wǎng)傳輸并建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，有助于醫(yī)院實(shí)現(xiàn)資源整合、流程優(yōu)化，降低運(yùn)行成本，提高服務(wù)質(zhì)量、工作效率和管理水平。

隨著醫(yī)院信息化建設(shè)的深入，信息共享需求日益增長(zhǎng)，醫(yī)療設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)傳輸成為數(shù)字化智慧醫(yī)院建設(shè)的一個(gè)亟待解決的重要科學(xué)問(wèn)題。目前，由于大多醫(yī)院信息化建設(shè)缺乏頂層設(shè)計(jì)，對(duì)于整體醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)管理的理念存在一定缺陷，且此前信息技術(shù)水平發(fā)展程度不高，大多醫(yī)院在面對(duì)小型醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)利用需求時(shí)多以人工檢索患者索引號(hào)(如住院號(hào))的方式，將小型醫(yī)療設(shè)備報(bào)告數(shù)據(jù)與患者基本信息、其他系統(tǒng)報(bào)告做匹配關(guān)系，以供臨床醫(yī)療、教學(xué)、科研、管理等方面使用，或者是由信息系統(tǒng)提供商提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的接入或小規(guī)模的互操作整合。無(wú)論是人工匹配還是低互聯(lián)程度的互操作整合，都難以充分共享設(shè)備數(shù)據(jù)，無(wú)法充分發(fā)揮醫(yī)療設(shè)備的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)很大程度上制約著醫(yī)生綜合診治水平的提高，阻礙著醫(yī)院信息化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)以及我國(guó)數(shù)字化智慧醫(yī)院建設(shè)的步伐。

醫(yī)療設(shè)備的信息化建設(shè)可以為醫(yī)院提供優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)基礎(chǔ)，保障醫(yī)療設(shè)備使用的科學(xué)性與安全性[3]。在如今互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代推進(jìn)醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備信息化建設(shè)進(jìn)程，對(duì)提升醫(yī)院的醫(yī)療服務(wù)有很大的幫助，同時(shí)也為醫(yī)院的信息化、數(shù)字化以及智能化奠定了基礎(chǔ)。

我國(guó)近年來(lái)對(duì)醫(yī)療大數(shù)據(jù)的重視程度不斷提升，關(guān)于醫(yī)療大數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)、利用有了明顯進(jìn)步，其中包括發(fā)展迅速的組成大數(shù)據(jù)中心和知識(shí)庫(kù)構(gòu)建及服務(wù)技術(shù)[4]。不過(guò)，從整體上看，我國(guó)關(guān)于醫(yī)療大數(shù)據(jù)的研究還處在初步階段，研究醫(yī)療設(shè)備有關(guān)的數(shù)字化以及大數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)，不僅存在機(jī)遇，也存在挑戰(zhàn)。

醫(yī)療設(shè)備是醫(yī)院日常醫(yī)療工作中不可或缺的設(shè)備, 同時(shí)也反映著一所醫(yī)院的醫(yī)療技術(shù)水平。當(dāng)前, 醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備數(shù)量越來(lái)越多, 越來(lái)越高科技化[5]。從我國(guó)各大醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的使用情況來(lái)看，各種醫(yī)療設(shè)備為醫(yī)院的業(yè)務(wù)發(fā)展提供了有力的保障，各大醫(yī)院基本上都有影像系統(tǒng)，這些標(biāo)準(zhǔn) DICOM 接口的儀器都能方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，但是很多科室如耳鼻喉科、眼科及其它科室日常檢查設(shè)備由于接口的不統(tǒng)一、多樣性，以及一些設(shè)備沒(méi)有及時(shí)更新?lián)Q代，相對(duì)陳舊，沒(méi)有提供數(shù)字接口等原因，造成此類(lèi)檢查設(shè)備所產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)檢查數(shù)據(jù)無(wú)法利用起來(lái)，無(wú)法與全院信息系統(tǒng)互聯(lián)互通，形成儀器“孤島[6]”的現(xiàn)狀。

如今在醫(yī)院信息化建設(shè)進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)的背景下, 各類(lèi)信息系統(tǒng)開(kāi)始先后配置至醫(yī)院中, 覆蓋了輸血、手術(shù)、病歷、醫(yī)保等各個(gè)環(huán)節(jié)。但醫(yī)院受到內(nèi)部系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、醫(yī)療設(shè)備接口不統(tǒng)一等因素的影響, 尚未實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)互通、數(shù)字化功能。針對(duì)這一問(wèn)題, 為了能夠把醫(yī)院所有醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)、共享與利用, 必須解決所謂的信息孤島, 通過(guò)信息標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的建設(shè)方式, 確保醫(yī)院的醫(yī)療大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行, 推進(jìn)醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備管理向數(shù)字化管理的方向全面轉(zhuǎn)型[7]。

1.2 研究目標(biāo)

本課題研究目標(biāo)就是利用目前國(guó)內(nèi)大中型醫(yī)院都在搭建互聯(lián)互通企業(yè)服務(wù)總線(ESB)[8]、臨床數(shù)據(jù)中心(CDR)[9-10]的契機(jī)，通過(guò)研究建立一套利用文字識(shí)別、后結(jié)構(gòu)化、電子簽名等技術(shù)，針對(duì)院內(nèi)由于各種原因沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)尼t(yī)療設(shè)備(如耳鼻喉科的中耳分析儀、眼科眼底血管造影等)等科室日常各種小型檢查設(shè)備產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)檢查數(shù)據(jù)通過(guò)特定端口以數(shù)字化的方式保存起來(lái)，當(dāng)需要的時(shí)候在授權(quán)下能夠快速調(diào)回使用，方便醫(yī)生操作及醫(yī)院對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與應(yīng)用。

本課題擬重點(diǎn)解決自動(dòng)、手動(dòng)導(dǎo)入檢查圖像這一關(guān)鍵問(wèn)題，通過(guò)目前院內(nèi)集成平臺(tái)與小型儀器數(shù)據(jù)端口進(jìn)行對(duì)接，支持科室內(nèi)儀器圖像和數(shù)據(jù)的自動(dòng)導(dǎo)入，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)，當(dāng)圖像數(shù)據(jù)自動(dòng)導(dǎo)入失敗或無(wú)法自動(dòng)獲取設(shè)備檢查圖像時(shí)，系統(tǒng)支持點(diǎn)擊重新導(dǎo)入和手工導(dǎo)入圖像數(shù)據(jù)兩種方式。

通過(guò)統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)结t(yī)院的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)共享[11]；及時(shí)有效地提供全信息調(diào)用查詢(xún)，并為相關(guān)醫(yī)療業(yè)務(wù)開(kāi)展和科研大數(shù)據(jù)研究提供數(shù)據(jù)保障等目標(biāo)。

目前，較多學(xué)者研究醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)，將其應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備的論證、購(gòu)置、審核、入庫(kù)、安裝、使用、維護(hù)、維修、管理、計(jì)量、報(bào)廢等。本文根據(jù)醫(yī)院小型醫(yī)療設(shè)備的使用現(xiàn)狀及實(shí)際數(shù)據(jù)利用的需要，采用基于J2EE和B/S 模式的應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)，軟件系統(tǒng)各功能模塊采用插件形式建立一套小型醫(yī)療設(shè)備智能聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，可隨時(shí)按照需要裝卸相關(guān)插件且不需要重起服務(wù)即可生效，保證 24 小時(shí)不間斷提供服務(wù)；支持采集各種類(lèi)型接口的設(shè)備數(shù)據(jù)(模擬、非 DICOM、網(wǎng)絡(luò)等)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和調(diào)用；系統(tǒng)用戶(hù)使用系統(tǒng)功能不受限，不需通過(guò)外部 USB Key 等方式進(jìn)行注冊(cè)授權(quán)。

2 系統(tǒng)概述

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用基于 J2EE 和 B/S 模式的應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)，軟件系統(tǒng)各功能模塊采用插件形式[12]，可隨時(shí)按照需要裝卸相關(guān)插件且不需要重起服務(wù)即可生效，保證 24 小時(shí)不間斷提供服務(wù)；支持采集各種類(lèi)型接口的設(shè)備數(shù)據(jù)(模擬、非 DICOM、網(wǎng)絡(luò)等)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和調(diào)用。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖1。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

模型系統(tǒng)擬采用IDEA或者Eclipse開(kāi)發(fā)框架，采用PWP3 開(kāi)發(fā)框架，基于Spring-MVC+Spring+SpringData的深度封裝，基于OSGI模塊熱插拔技術(shù)[13]，在不需要重啟系統(tǒng)的情況下，能夠動(dòng)態(tài)裝載和卸載軟件模版。

2.3.1 技術(shù)特點(diǎn) ①使用Ehcache 做數(shù)據(jù)緩存層，高速訪問(wèn)頁(yè)面，當(dāng)開(kāi)啟了緩存的情況下，頁(yè)面訪問(wèn)一次的情況下，再次訪問(wèn)可減少帶寬[14]。②基于Maven構(gòu)建項(xiàng)目，管理JAR和打包構(gòu)建，基于多Module方式，減少各模塊之間的耦合，見(jiàn)圖2。③使用SpringSecurity 控制權(quán)限，更加全而廣的控制權(quán)限[15]。④預(yù)防CSRF和XSS攻擊[16]。

圖2 項(xiàng)目目錄截圖

2.3.2 項(xiàng)目包圖及描述 項(xiàng)目分多個(gè) Module，每個(gè) Module 一個(gè)模塊，便于管理。見(jiàn)圖3。

圖3 Module列表圖

特點(diǎn)：①通過(guò)包的方式清晰的將controller、service、serviceImpl 等部分清晰管理每塊后臺(tái)功能。②通過(guò)包分模塊的方式，模塊下面再劃分類(lèi)型，見(jiàn)圖4。③通過(guò)bundle的形勢(shì)將osgi熱插拔模塊管理起來(lái)，見(jiàn)圖5。

圖4 包分模塊圖

圖5 包分模塊圖

alo_base 表示公共部分message 表示消息發(fā)布管理。

report 表示報(bào)告，包含查詢(xún)報(bào)告和書(shū)寫(xiě)報(bào)告staticReport 表示統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

template 表示模板，其中包含模板類(lèi)型和模版設(shè)計(jì)。

2.4 系統(tǒng)總體界面設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)主要遵循輕量級(jí)、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性幾個(gè)原則。

項(xiàng)目總體使用 Easyui 的風(fēng)格，基于 JQuery 用戶(hù)界面，支持 HTML5，組件豐富，能夠滿(mǎn)足很多業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

首頁(yè)使用 Layer 的方式，模擬 APP 圖標(biāo) LOGO 的方式，見(jiàn)圖6。界面分兩級(jí)界面，采用面包屑的方式，界面面層次圖，見(jiàn)圖7。

圖6 首頁(yè)

圖7 界面層次圖

2.5 系統(tǒng)模塊功能

系統(tǒng)的主要功能模塊有自動(dòng)獲取患者信息及報(bào)告查詢(xún)、自定義模板功能、檢查報(bào)告書(shū)寫(xiě)、分析設(shè)備效益情況、“隨醫(yī)拍”功能、數(shù)據(jù)智能分析與可視化展示、接口功能模塊、電子簽名、消息推送、拓展等功能。系統(tǒng)的功能模塊介紹見(jiàn)表1。

表1 系統(tǒng)功能模塊介紹表

2.6 功能邏輯圖及相關(guān)說(shuō)明

系統(tǒng)的功能邏輯圖與相關(guān)說(shuō)明見(jiàn)圖8、表2。

表2 醫(yī)療設(shè)備智能聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)功能模塊說(shuō)明表

圖8 功能邏輯圖

3 應(yīng)用效果分析

目前我國(guó)各家醫(yī)院現(xiàn)有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸接口的醫(yī)療設(shè)備，如X光、CT、MR、超聲，內(nèi)鏡、心電圖、核醫(yī)學(xué)等，都能夠接入各家醫(yī)院已有的臨床輔助診療系統(tǒng)，如檢驗(yàn)、病理、影像、超聲內(nèi)鏡、心電圖、核醫(yī)學(xué)系統(tǒng)等，統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)结t(yī)院的數(shù)據(jù)中心，能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一存儲(chǔ)、實(shí)現(xiàn)共享，及時(shí)有效地提供院內(nèi)調(diào)用查詢(xún)。

本課題將研究通過(guò)安裝代理或者把醫(yī)療設(shè)備報(bào)告進(jìn)行拍照，經(jīng)電子簽名后統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)轿以旱臄?shù)據(jù)中心；利用文字識(shí)別、后結(jié)構(gòu)化、電子簽名等技術(shù)，通過(guò)重點(diǎn)解決自動(dòng)、手動(dòng)導(dǎo)入檢查圖像這一關(guān)鍵問(wèn)題，通過(guò)目前院內(nèi)集成平臺(tái)與小型儀器數(shù)據(jù)端口進(jìn)行對(duì)接，支持科室內(nèi)儀器圖像和數(shù)據(jù)的自動(dòng)導(dǎo)入，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)，當(dāng)圖像數(shù)據(jù)自動(dòng)導(dǎo)入失敗或無(wú)法自動(dòng)獲取設(shè)備檢查圖像時(shí)，系統(tǒng)支持點(diǎn)擊重新導(dǎo)入和手工導(dǎo)入圖像數(shù)據(jù)兩種方式。將院內(nèi)科室日常各種小型檢查設(shè)備產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)檢查數(shù)據(jù)通過(guò)特定端口以數(shù)字化的方式保存起來(lái)，當(dāng)需要的時(shí)候在授權(quán)下能夠快速調(diào)回使用，方便醫(yī)生操作及醫(yī)院對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與應(yīng)用；通過(guò)統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)结t(yī)院的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)共享；及時(shí)有效地提供全信息調(diào)用查詢(xún)，并為相關(guān)醫(yī)療業(yè)務(wù)開(kāi)展和科研大數(shù)據(jù)研究提供數(shù)據(jù)保障等目標(biāo)。

接入方式匯總所示(見(jiàn)圖9)，通過(guò)多達(dá)近十種數(shù)據(jù)接口聯(lián)網(wǎng)方式，方便地將院內(nèi)各種非標(biāo)準(zhǔn)接入的醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)轿以旱臄?shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性、連貫性，是本文研究的創(chuàng)新之處，具有較高的研究?jī)r(jià)值和實(shí)用性。

圖9 接入方式匯總

隨著醫(yī)院信息化建設(shè)的深入，大數(shù)據(jù)時(shí)代下的信息共享需求日益增長(zhǎng)，小型醫(yī)療設(shè)備的智能聯(lián)網(wǎng)傳輸將充分發(fā)揮醫(yī)療設(shè)備的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)將在很大程度上提高醫(yī)生的綜合診治水平，推進(jìn)我院的數(shù)字化智慧醫(yī)院建設(shè)的步伐。

4 結(jié)論

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景之下，醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備信息化管理正在不斷地完善。加強(qiáng)對(duì)醫(yī)院小型醫(yī)療設(shè)備的信息化管理，通過(guò)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)手段，統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)结t(yī)院的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)共享；利用信息化手段提高醫(yī)療生產(chǎn)力，減少常規(guī)醫(yī)學(xué)錯(cuò)誤，為精準(zhǔn)醫(yī)療奠定有力的基礎(chǔ)[17]；及時(shí)有效地提供全信息調(diào)用查詢(xún)。通過(guò)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段進(jìn)行醫(yī)療設(shè)備的信息化管理，從而避免形成“信息孤島”，提升醫(yī)院的精細(xì)化信息化水平，提高醫(yī)院整體的管理水平[18]。

通過(guò)對(duì)小型醫(yī)療設(shè)備的信息化、數(shù)字化管理，可以充分地掌握醫(yī)院醫(yī)療信息的實(shí)時(shí)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性、連貫性，進(jìn)而在根本上提升醫(yī)療設(shè)備信息化管理，為醫(yī)院提供優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)基礎(chǔ)，保障醫(yī)療設(shè)備使用的科學(xué)性與安全性，最終提升醫(yī)院的醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量，加快數(shù)字化智慧醫(yī)院的建設(shè)步伐。