摘要:从农村远程医疗平台的设计理念和部署特点出发,分析了农村远程医疗平台的功能设计和体系结构,并对各功能子系统的业务流程进行了阐述,在实体分析的基础上分析了分布式数据库的设计,最后对系统实现的关键技术进行了阐述,其中包括远程数据采集技术设计、构件设计和任务调度的策略。

　　关键词:农村远程医疗;功能设计;体系结构设计;数据库设计;关键技术
　　中图分类号TP391;TN919.85文献标识码A文章编号 1007-5739(2010)11-0017-03
　　
　　TheDesignofRuralTele广东深圳专业医疗产品设备工业产品设计医疗建筑设计心得medicinePlatformBasedonComponent
　　WU Xing-yong 1ZHAO Jia-song 2WU Wen-dou 2ZHOU Bing 2WU Xing-yu 3
　　(1 Network Center Yuannan Agricutural University,Kunming Yunnan 650201; 2 College of Basic Siecense and Information Yuannan Agricutural University; 3 Kunming Medical University Modern Education Technology Center)
　　AbstractThe system function design and system architecture of rural telemedicine platform were analyzed from rural telemedicine platform design and deployment characteristics.And the business processes of each functional subsystem were described. The design of distributed database was analyzed based on entity analysis. Finnally,the key technologies to realize the system were described,Including the design of remote data acquisition,component design and task scheduling strategy.
　　Key wordsrural telemedicine;function disign;system architecture design;database design;key technologies
　　
　　“完善农村三级医疗卫生服务网络,落实乡镇卫生院人员绩效工资和乡村医生公共卫生服务补助政策,逐步实施免费为农村定向培养全科医生和招聘执业医师计划积极发展农村远程教育、远程医疗”。
在中央2010年一号文件中明确提出加强农村公广东深圳专业医疗仪器结构工业产品设计研发动态共卫生建设,积极发展远程医疗,这也是解决农村看病难,医疗公平的一个良好方法,通过远程医疗平台,可以最大限度地均衡医疗资源,农村患者在最快的时间内得到救治,通过专家会诊患者可以得到更好的医疗服务。
因此,建立一套完善的远程医疗平台有着极其重要的意义。
远程医疗(Telemedicine)是网络科技与医疗技术结合的产物,它通常包括远程诊断、专家会诊、信息服务、在线检查和远程交流等几个主要的部分,以计算机和网络通信为基础,实现对医学资料和远程视频、音频信息的传输、存储、查询、比较、显示及共享[1]。
目前,农村的计算机网络覆盖已基本达到乡镇一级,宽带速率已能够满足远程医疗所需的传输要求[2]。
另外,给类传感器、医疗仪器数据网络接口也得到广泛应用。
因此,远程医疗平台建设在技术上是可行的。

　　1农村远程医疗平台设计简介
　　1.1系统设计理念
　　本系统是一个较为庞大和复杂的分布式软件系统,该系统的实现涉广东深圳专业激光推车产品设计公司创新产品及到多方面的技术,如分布式软件系统、视频采集传输技术、数据远程采集、计算机网络技术、分布式数据库等。
因此,在设计时采用了构件技术的设计理念及方法,把各个类封装在可重用的构件中,通过构件的接口来实现标准的业务处理流程。

　　1.2系统部署特点
　　农村远程医疗平台是一个分布式的平台,其结构为一个主中心,多个分中心,主中心主要用于就诊策略调度,分中心管理。
分中心之间实现一对一、多对一的远程医疗、远程监护服务。
主中心一般可部署在各省的卫生厅,如果实现密集节点(即分中心)部署,主中心也可设置在地市卫生局。
分中心可部署在各级医院,如省级医院、地市级医院、县级医院、乡镇医院等,在条件允许的情况下,村卫生所和社区医院也可部署分中心。
省、地市、县的医院主要是远程医疗服务提供者,乡镇、村、社区等的医院主要是患者就诊服务点。
图1为农村远程医疗平台系统部署图。

　　2远程医疗平台功能设计
　　2.1总体功能设计
　　该平台是基于构件开发的一套功能完善远程医疗系统,它能够为医疗机构和农村患者间搭建一个远程的交互式诊断平台,对疑难杂症的患者可以实现多方专家会诊功能[3];能够提供分布式的电子病历和处方管理功能,在患者远程就医时能方便地通过身份证号码查询浏览患者病历;整个诊断过程双方视频能够被记录下来备案;通过本系统,远程医疗的分中心能方便地呼叫其他中心,能实现远程患者数据采集和传输,并能通过远程视频和数据传输实现患者的远程监护和预警功能[4]。

　　在需求分析的基础上,系统可划分成如下一些子系统:分布式病历、处方管理子系统、一对一远程就诊子系统、远程专家会诊子系统、远程监护报警子系统、财务结算子系统、信息服务子系统。

　　2.2详细功能设计
　　2.2.1分布式病历、处方管理子系统功能。
分布式电子病历管理子系统实现患者病历、处方的分布式存储、查询、添加、删除等功能[5]。
在本子系广东深圳专业医疗设备产品工业产品设计医疗器械采购管理问题及对策统中主要完成分布式患者数据库的设计和部署,数据库设计时采用分布式水平分割数据库,也就是在各远程医疗点都存放一套完整的数据库,来存储本地患者的病历、处方等信息。

　　2.2.2一对一远程就诊子系统。
一对一远程就诊适合一般患者看病,即为一个医生远程为一个病人进行诊断。
一对一方式的业务流程设计为:就诊申请→患者远程呼叫→策略调度分配远程坐诊点(并实现电子挂号排队)→远程坐诊点应答(应答时建立患者就诊记录)→建立通信连接→就诊(启动交互视频,远程患者数据实时采集)→医生填写病历→填写处方→完成(病历、处方入库、远程患者数据入库、视频连接断开)。

　　2.2.3远程专家会诊子系统。
远程专家会诊是多位远程专家为一位患有疑难杂症的病人进行确诊,这类就诊方式比较特殊,会诊前必须要将患者各类检验报告收集齐全,然后进行专家预约,安排好会诊时间和参加的人员,会诊的业务流程为:各会诊专家、患者加入会诊(登录系统,加入会诊,启动实时视频)→专家查看患者情况(病历、检验报告、实时数据等)→会诊讨论(各专家发言申请排队机制实现,发言记录)→形成会诊结论→填写病历、处方→完成。

　　2.2.4远程监护子系统。
对于重症患者,在病房中安装远程监护系统,可以实现对患者的远程监护,监护主要有2种方式,一种是患者主动按铃警示,另一种远程监护是监护仪器远程进行数据实时采集,当设置监测的某一实时数据超过安全阀值时,监护系统自动报警。
患者主动按铃警示实现远程监护业务流程:建立远程监护数据库记录(包括患者病情、紧急情况处理流程、患者病床、警示按铃编号分配、监护仪器名称、监护数据阀值等)→启动监控→患者按铃→患者本地系统向远端返回警示信号→进入紧急处理流程(护士对远端护士提供技术帮助)→处理完成,填写处理情况→继续监控→当其中一方撤销监控,流程结束。
监护仪器自动实现监护报警业务流程:建立本次远程监护数据库记录→启动监控设备→设置监控参数阀值→连接远端分中心→进入监控阶段(检测仪器定期采集数据,并传输到广东深圳专业医疗产品器材外观工业产品设计论我国高技术医疗器械产业发展中政策法规的阙如本地监控中心和远程监护中心,监护守护进程对数据进行收集和分析)→检测到某一数据超过阀值→报警→进入紧急处理流程(远端护士或医生向患者中心提供技术帮助)→处理完成,填写处理情况→继续监控→当其中一方撤销监控,流程结束。

　　2.2.5信息服务子系统。
信息服务子系统是为医生、患者提供相关医疗技术、医疗信息的一个信息发布平台,主要的功能为信息发布、信息检索、信息修改、信息浏览、专家在线等功能。

　　2.2.6财务结算子系统。
远程医生应该有坐诊费用,因此涉及到医院之间的财务结算问题,财务结算系统主要完成坐诊费、监护费、专家会诊费的账目管理功能。

　　3农村远程医疗平台体系结构设计
　　在体系结构设计上,采用N层体系结构模式,共6个层次:网络基础层、数据库和文件系统层、构件层、策略调度层、业务逻辑层、用户表现层(图2)。
第1层为基础网络层,完成基于IP的远程数据的传输,目前我国互联网的接入速度足够高,各大医院也建设了内部网络设施,并与互联网高速连接,从远程视频传输需求上分析,能够基满足系统需求。
另外,通过资源预留协议和各种QOS机制也可保障带宽需求。
第2层为数据库和文件系统层,实现各类数据的存取和管理。
第3层为构件层,通过把各类对象的操作、行为、方法封装在一个个构件中,每个构件提供标准的访问接口,从而实现了在各个子系统中方便快捷的调用,实现快速的软件开发。
第4层为策略调度层,完成一对一就诊的患者安排问题,实现自动、准确地把患者安排到合适的医院、合适的科室,就诊时调度准确的患者信息,实现远程数据准确传输到位,并负责实现给类消息的传递和数据交换。
第5层是业务逻辑层,通过定义相应的业务流程,调用各类构件提供的服务,实现各个子系统。
第6层为用户表现层,实现各功能模块的结果显示。

　　4分布式数据库设计
　　4.1分布式数据库概述
　　分布式数据库系统把数据存放在多个数据库服务器上,当应用提取所需数据时,要访问多个服务器,综合多点数据才能完成。

　　因为远程医疗有多个中心,而且地域分散,所以各个分中心放置单独的数据库服务器,用于存放该分中心的本地医生和患者的数据,而分中心之间相互引用的数据可以通过分布式数据库技术来方便地完成。

　　4.2实体分析及数据库设计
　　本系统涉及的实体有远程医疗节点(即为分中心)、医生、患者、病历、处方、就诊申请、仪器设备、设备类型、检测项目、检测结果、监护情况记录、紧急处理情况记录、监护数据。
数据库包括的主要数据表有节点信息表、患者基本信息表、患者病历表、患者处方表、患者检验报告表、患者就诊表(记录患者该次就诊的基本信息,如患者就诊编号,坐诊医生等)、患者就医费用表等、医生信息表、本地医疗设备表、检查测试项目表等。
图3为系统ER图。

　　5关键技术研究
　　5.1远程患者数据采集技术
　　在一对一远程医疗、专家会诊和远程监护中,需要把病人的体征数据传递到远端医生的屏幕上并显示出来,传输的数据可以分为文本、图像、波形等,如血压、体温、心电图、脑电波、透视图像、B超图像等。

　　远程数据采集技术现在也比较成熟,各类单片机、嵌入式以太网控制芯片、配置网络接口设备的医疗检测设备都比较多,通过这些成熟的设备和芯片能够方便地实现远程医疗数据的采集。
图4为广东深圳专业医用器械外形工业产品设计凤凰医疗势成国际医疗集团远程医疗平台数据采集的基本体系结构,其基本思想是各类医疗检测设备采集的数据经AD转换后,传输给带网络接口的单片机,单片机将数据封装成UDP数据包,传输给本地服务器,本地服务器对数据进行分析和存储,并形成检测报告入库,远程诊室需要患者数据时,发起远端数据访问请求,患者所在分中心服务器将数据传输给远端诊室。

　　5.2远程医疗平台构件设计
　　5.2.1音视频构件。
通过该构件,可以实现对摄像机、麦克风的数据进行音视频采集和编码,可实现视频MPEG2,MPEG2等等的编码,输出的格式由用户安装的DirectShow过滤器而定。

　　5.2.2节点管理构件。
该构件可以实现节点(分中心)的添加、删除、修改等操作,能够完成节点遍历、实现分布式节点部署和设置,完成节点任务调度。
该构件在分布式系统中应用广泛。

　　5.2.3HTML编辑器构件。
通过它可以实现文章、资料、新闻等信息的HTML编辑、存储和发布。
有很多开源网页HTML编辑构件。

　　5.2.4分布式数据库访问构件。
分布式数据库访问构件实现对各节点的数据库进行查询和汇总操作。
如通过输入关键字,实现对患者信息的分布式查询和管理,并能实现患者信息转换成XML,便于对信息的处理。

　　5.2.5本地数据库访问构件。
实现对本地数据库的访问,即查询、删除、更新等。

　　5.2.6数据采集构件。
获取医疗设备上患者的检测结果,通过医疗设备的计算机软件控制接口获取数据,并按照数据标准和分类调用本地数据库访问构件将数据加入检测结果库。
数据采集构件根据设备不同而不同。

　　5.2.7用户界面构件。
实现WEB页面各类元素的表现,通过界面构件实现用户WEB界面的设计,由于WEB元素的不同相应的用户界面构件也不同,表现文字的、图像的、表格的、视频的等。
通过用户界面构件,可实现各分中心页面的个性化构建,灵活地设置网站页面的版块。

　　5.3主控中心任务调度设计
　　对于农村远程医疗中心建设上,主控中心实现各分中心的任务调度和分配功能,各级医院针对医院特点,专长的科室,设置1个或多个远程医疗诊室,当患者从远程进行呼叫就医时,主中心根据患者就诊的科室进行自动分配。

　　调度算法可考虑2种排队机制,第1种是最短队列优先,第2种为轮询机制。

　　最短队列优先是指为每个分中心设置1个FIFO队列,当1个患者X提交就医时,主控中心执行如下算法:
　　IF X为合法分中心
　　THEN
　　建立患者就诊记录
　　查找各分中心,找出所有X就诊科室的分中心
　　MIN=最短队列分中心
　　将患者加入广东深圳专业病理切片机产品设计公司“过度医疗”花样翻新MIN队列
　　返回挂号信息
　　ELSE
　　显示出错信息
　　ENDIF
　　轮询机制的调度算法是指在主控中心按照分中心就诊的科室进行分类,对每一种类型的分中心进行轮询,实现任务的分配,算法比较简单,这里就不赘述。

　　6结语
　　远程医疗系统的应用将给医院、患者,专家等各方带来便利与利益,同时提高全社会医疗服务水平;使医疗服务水平低下的社区医院,二级城市医院,乡村医院享受到高水平医疗服务,提高了紧急处理能力,减少了病人的差旅费用[6-9]。

　　目前的远程医疗系统应用水平还比较低下,其主要原因就是远程医疗系统的自动化水平、业务流程设计还没有达到预期的效果,很多只实现了音视频传输,对患者相关数据的管理水平也存在很多问题。
另外,远程医疗的体制是掌握在医院手中,社会对远程医疗没有实质性的监督和要求,这也降低了医院在远程医疗中的主动性和积极性。
因此,应该逐步建立起远程医疗的责任制度和管理体系,对县级以上的医院按月分配任务量,这样使得远程医疗真正为乡村服务,为老、少、边、穷地区服务。

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