摘要：為了幫助患者靈活便捷地領(lǐng)取報告，更好地保護患者隱私，本文應(yīng)用光學(xué)字符識別（OpticalCharacterRecognition， OCR）技術(shù)，完成對醫(yī)院信息化自助報告系統(tǒng)的設(shè)計。首先，本文介紹了OCR技術(shù)原理和OCR軟件運行原理相關(guān)概念，完成對系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計。其次，在設(shè)計系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)上，分別設(shè)計和實現(xiàn)虛擬機打印驅(qū)動、OCR處理、報告虛擬打印、數(shù)據(jù)集中存儲、條碼識別管理等多個模塊，保證系統(tǒng)功能模塊實現(xiàn)效果。最后，測試系統(tǒng)性能。結(jié)果表明，在OCR技術(shù)應(yīng)用背景下，本系統(tǒng)具有報告領(lǐng)取時間靈活、方便快捷、患者隱私保密性強、就醫(yī)流程簡化、醫(yī)院運營成本低等特點，符合預(yù)期設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求。

關(guān)鍵詞：OCR識別；醫(yī)院信息化；自助報告

一、引言

目前，原報告存在領(lǐng)取困難、領(lǐng)取時間不靈活、患者隱私信息易泄露等問題，不滿足現(xiàn)代化醫(yī)院發(fā)展需求[1]。而醫(yī)院信息化自助報告系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)可以解決以上問題，該系統(tǒng)運用OCR技術(shù)，可以從電子膠片影像信息中智能化識別患者ID號、檢查號[2]。然后，從醫(yī)院信息系統(tǒng)中查找和匹配患者的檢查報告，并完成存檔工作，保證報告打印的精確性和高效性。所以，在OCR技術(shù)應(yīng)用背景下，強化對醫(yī)院信息化自助報告系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)顯得尤為重要。

二、OCR技術(shù)概述

（一）OCR技術(shù)原理

OCR技術(shù)是指運用掃描儀、數(shù)碼相機等電子設(shè)備，對紙上打印好的字符進行檢查，然后結(jié)合字符明暗程度，確定其形狀，并采用字符識別模式，將識別好的形狀進行翻譯，使其翻譯成相應(yīng)的計算機文字。OCR技術(shù)應(yīng)用原理包含以下環(huán)節(jié)：

1.文本檢測。通過文本檢測，可以快速識別和確定所需文字在圖片中的位置信息[3]。

2.文本識別。文本識別是指確定文字位置后，精確識別文字信息。

3.端到端模型檢測與識別。該環(huán)節(jié)中，運用端到端模型，可以快速尋找和識別文本位置。

總之，應(yīng)用OCR技術(shù)，可以使專家對圖片中文字信息的精確化、高效化檢測和識別，該技術(shù)在醫(yī)院信息化自助報告系統(tǒng)設(shè)計中具有較高的應(yīng)用價值[4]。

（二）OCR軟件運行流程

OCR軟件運行流程如圖1所示。

1.圖像輸入。輸入圖像時，選用合適的圖像格式，對圖像進行輸入。

2.二值化處理。應(yīng)用攝像頭，可以拍攝彩色圖像，彩色圖像含有海量的信息量，將該信息量劃分為前景色和背景色。為了確保計算機第一時間快速識別圖片中的文字信息，需要對彩色圖片進行二值化處理，從而形成二值化圖。在二值化圖中，含有黑色前景信息和白色背景信息[5]。

3.噪聲去除。結(jié)合不同噪聲特征，對相應(yīng)的文檔信息進行去噪處理。

4.傾斜校正。用戶拍照文檔圖片時，由于拍照動作不規(guī)范，容易出現(xiàn)圖片傾斜問題。此時，利用文字識別軟件，對文檔圖片進行校正處理。

5.版面分析。版面分析是指對校正好的文檔圖片進行分段落、分行處理。

6.字符切割。利用OCR軟件的字符切割功能，解決字符粘連問題[6]。

7.字符識別。對切割好的字符進行字符內(nèi)容的精確化識別。

8.為了確保識別的字符能夠以原文檔排列順序進行排列，并輸出到相應(yīng)的文檔中，保證版面恢復(fù)效果。

9.后處理、校對。結(jié)合特定語言之間的邏輯關(guān)系，校正處理最終文字識別結(jié)果。

三、系統(tǒng)總體設(shè)計

（一）系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計

醫(yī)院信息化自助報告系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)如圖2所示，系統(tǒng)包含以下三個層次：

1.展示層。展示層在設(shè)計時，采用應(yīng)用程序開發(fā)工具，以保證界面展示實現(xiàn)效果。該開發(fā)工具具有可拓展性高、重用性高等特點。通過配置可視組件庫，可以促使編寫好的程序變得更有序化，無需繁瑣地編程標(biāo)簽、對話框等部件。另外，該開發(fā)工具含有若干個可重用的部件，方便用戶對界面展示效果進行調(diào)整。

2.邏輯處理層[7]。業(yè)務(wù)邏輯層設(shè)計目的是實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的操作，如數(shù)據(jù)篩選、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理等。本文系統(tǒng)與醫(yī)院信息系統(tǒng)分別屬于兩套相互獨立的系統(tǒng)，所以在設(shè)計業(yè)務(wù)邏輯層時，運用基于網(wǎng)絡(luò)的模塊化組件，對數(shù)據(jù)進行直接訪問和操作。為了保證該系統(tǒng)具有較高的互動性，基于網(wǎng)絡(luò)的模塊化組件平臺運用可拓展置標(biāo)語言，將使用不同編程語言開發(fā)的不同系統(tǒng)進行交互和連接。

3.數(shù)據(jù)存儲層。數(shù)據(jù)存儲層在設(shè)計時，選用了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，方便系統(tǒng)管理員統(tǒng)一監(jiān)控和管理多個數(shù)據(jù)表，保證本系統(tǒng)開發(fā)質(zhì)量和效率。

（二）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

為方便用戶實時添加、刪除、修改和查看系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲和管理，技術(shù)人員要重視對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。設(shè)計系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫時，重點設(shè)計門診病人登記表、門診醫(yī)生處方表，其中門診病人登記表包含門診流水號、門診號、姓名、性別、身份證號、掛號類別、科室編碼、就診測試等屬性。門診醫(yī)生處方表包含醫(yī)生處方號、開處方時間、詳細診斷、是否打印過、收費情況等屬性。

四、系統(tǒng)硬件設(shè)計

設(shè)計系統(tǒng)硬件時，重點添加和設(shè)置了兩臺服務(wù)器，方便系統(tǒng)利用打印工作站發(fā)送300多個打印請求，并以200MB/S速度進行數(shù)據(jù)打印。另外，結(jié)合打印系統(tǒng)軟件，完成對虛擬打印機的搭建，并對CT設(shè)備發(fā)送的數(shù)字圖像進行實時接收。此外，還安裝和部署了10臺自助終端相機，并將該相機與打印服務(wù)器進行連接，從而達到實時接收和執(zhí)行打印指令的目的，方便患者結(jié)合實際需要打印報告。

五、系統(tǒng)軟件設(shè)計

本文系統(tǒng)軟件在設(shè)計時選用了瀏覽器/服務(wù)器模式（Browser/Server，B/S）架構(gòu)，包含打印服務(wù)系統(tǒng)和自助取片終端兩個組成部分。此外，選用了Windows操作系統(tǒng)、Sqlserver2010數(shù)據(jù)庫。醫(yī)院信息化自助報告系統(tǒng)主要是由虛擬機打印驅(qū)動、OCR處理、報告虛擬打印、數(shù)據(jù)集中存儲、條碼識別管理等多個模塊組成。系統(tǒng)功能模塊如圖3所示。

（一）虛擬機打印驅(qū)動模塊

虛擬機打印驅(qū)動模塊在設(shè)計時，需要利用傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，TCP/IP）通信模式，將影像數(shù)據(jù)安全、可靠地傳輸和發(fā)送至虛擬膠片打印機，由該打印機自動生成相應(yīng)的電子膠片，然后對該電子膠片進行存檔。該打印驅(qū)動模塊具有雙向通信功能，在本文系統(tǒng)中主要承擔(dān)服務(wù)類提供端角色和使用端角色。當(dāng)用戶需要打印任務(wù)時，利用服務(wù)類提供端可以接收所需要的電子膠片，該電子膠片包含打印排版等信息[8]。當(dāng)取片終端需要提交打印任務(wù)時，利用服務(wù)類使用端，將打印指令發(fā)送和傳輸至取片終端，由取片終端對含有打印參數(shù)的電子膠片進行打印，從而形成相應(yīng)的實體膠片。

（二）OCR處理模塊

應(yīng)用虛擬打印機所打印的電子膠片并顯示患者的標(biāo)識信息，如患者ID號、患者檢查號等。電子膠片在進行傳輸和存儲期間，需要對數(shù)據(jù)和影像進行合成，使其被統(tǒng)一合成為相應(yīng)的排版信息和灰階影像。虛擬打印機在具體應(yīng)用中，存在一定的局限性，無法直接識別和歸檔處理無標(biāo)識信息的電子膠片，而OCR處理模塊的設(shè)計和實現(xiàn)，可以解決以上問題。通過應(yīng)用OCR技術(shù)，可以從電子膠片中快速識別出患者ID號、檢查號等標(biāo)識信息，然后利用醫(yī)院信息系統(tǒng)，查找與其對應(yīng)的患者檢查報告信息，并對其進行存儲和歸檔。打印工作站不同，所設(shè)置的標(biāo)識信息也存在一定的差異。因此，需要將頁眉添加和設(shè)置至相應(yīng)電子膠片上，并在電子膠片的固定位置標(biāo)注相應(yīng)的標(biāo)識信息，如患者ID號、檢查號等，從而達到提高OCR識別準(zhǔn)確率的目的。如果部分OCR無法識別電子膠片的標(biāo)識信息，則系統(tǒng)會自動彈出相應(yīng)的提示框，方便相關(guān)人員進行手動識別和處理。

（三）報告虛擬打印模塊

應(yīng)用打印監(jiān)控器，可以自動抓取由醫(yī)生工作站書寫的報告，并將紙質(zhì)報告轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的PDF文檔，其文檔名稱包含患者ID號、檢查號等標(biāo)識信息，應(yīng)用自助打印服務(wù)器，與醫(yī)院信息系統(tǒng)所登記的信息進行匹配，以保證報告最終打印結(jié)果的精確性和高效性。

（四）數(shù)據(jù)集中存儲模塊

該模塊在設(shè)計時需要利用SQLServer2010數(shù)據(jù)庫，完成對多張數(shù)據(jù)表的構(gòu)建，然后采用視圖的方式，與醫(yī)院信息系統(tǒng)進行連接，保證信息表登記的同步性和實時性。此外，采用建立關(guān)聯(lián)索引的方式，統(tǒng)一存儲和管理OCR識別數(shù)據(jù)、打印影像數(shù)據(jù)、報告數(shù)據(jù)等，確?；颊邫z查報告與圖像信息完全相同。

（五）條碼識別管理模塊

條碼識別管理模塊內(nèi)部設(shè)置條碼掃描槍，當(dāng)患者ID條碼掃描后，患者ID條碼自動轉(zhuǎn)換為患者檢查ID號，然后利用數(shù)據(jù)集中存儲模塊，存儲患者檢查ID號、機器IP地址，數(shù)據(jù)集中存儲模塊對這些信息進行統(tǒng)一解析處理后，將最終處理結(jié)果傳輸和發(fā)送至自助服務(wù)終端，由自助服務(wù)終端打印和輸出相應(yīng)的報告。

（六）終端打印管理服務(wù)模塊

終端打印管理服務(wù)模塊包含以下組成部分：

1.工作列表。工作列表用于顯示報告打印進程和狀態(tài)，方便患者以報告形式進行重復(fù)打印，有利于患者及時補打丟失的報告。

2.終端監(jiān)控。終端監(jiān)控設(shè)計目的是方便相關(guān)人員實時監(jiān)控和查看自助打印機的運行狀態(tài)以及報告紙張剩余情況，一旦發(fā)現(xiàn)打印機出現(xiàn)故障或者報告紙張使用完畢，相關(guān)人員要在第一時間內(nèi)對其維護。

（七）自助服務(wù)終端模塊

自助服務(wù)終端模塊采用人機交互模式，方便患者借助自助相機屏幕，查看報告的打印進程。通過掃描ID號條形碼，完成對相應(yīng)報告的打印，在患者領(lǐng)取報告的同時，該系統(tǒng)會以語言、圖文等形式自動提示?；颊咧恍枰柚灾?wù)終端上的掃描功能，掃描檢查報告對應(yīng)的ID號條形碼，即可打印所需報告。

六、系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

將醫(yī)院信息化自助報告系統(tǒng)安裝和部署于放射科中，并安排一名專職人員幫助患者利用該系統(tǒng)自助打印報告。該系統(tǒng)在近兩年的運行中，始終保持正常、穩(wěn)定地運行狀態(tài)，不僅創(chuàng)新了報告打印模式，促使報告領(lǐng)取變得更加方便化、快捷化，支持多個科室同時打印多種報告，避免患者因打印不同的報告模式而奔跑于不同的檢查科室。另外，應(yīng)用該系統(tǒng)，可以保護患者隱私，患者只需要借助自助服務(wù)終端上的掃描功能，掃描檢查報告對應(yīng)的ID號條形碼，即可打印所需報告，實現(xiàn)了對患者隱私信息保護的功能。

七、結(jié)束語

綜上所述，本文應(yīng)用OCR技術(shù)設(shè)計的醫(yī)院信息化自助報告系統(tǒng)不僅簡化了患者打印流程，保證了患者報告領(lǐng)取的精確性和高效性，還實現(xiàn)了對患者隱私信息的有效保護，為患者提供高效、便捷的醫(yī)療服務(wù)?？傊疚南到y(tǒng)完全符合實際應(yīng)用需求，極大地提高了患者的就醫(yī)體驗，提升了醫(yī)院服務(wù)水平。

作者單位：倪章靈 福州市第一總醫(yī)院

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