面向“智慧医疗”关键信息技术及其应用研究

朱蓉 赵利平 龚迅炜 李永刚

摘要：“智慧医疗”的实现离不开当前飞速发展的智能信息处理技术，该文对医院信息化系统建设五个阶段中使用的关键信息技术，按照信息采集技术、信息预处理技术、信息存储与传输技术、以及信息挖掘与决策技术几个类别分别进行总结与展望。

关键词：智慧医疗；信息技术；综述

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)05-1137-02

Summary of Key Information Technology and its Applications in Smart Healthcare

ZHU Rong, ZHAO Li-ping, GONG Xun-wei, LI Yong-gang

(Dept. of Mathematics Physics and Information Engineering, Jiaxing University, Jiaxing 314001, China)

Abstract: The development of Smart Healthcare can not be achieved without the current rapid development of intelligent information processing technology. In this paper, we summarize and outlook the key information technology from the aspects of information collection technology, pre-processing information technology, information storage and transmission technology and information mining and decision technology ,which being used in the five stages of hospital information systems.

Key words: smart healthcare; information technology; summary

实现智慧的“健康管理”——智慧医疗”是当今卫生事业发展的必然趋势。IBM提出的“智慧医疗”是指利用先进的信息化技术，从而改善疾病预防、诊断和研究，并最终让医疗生态圈的各个组成部分受益[1]。李包罗教授认为，“智慧医疗“应通过信息技术的辅助，当病人或健康人随时随地需要获得相应医疗服务时，都应该非常容易、便捷地获取到医疗服务环境，对于每个患者都应得到公平的医疗服务[2]。“智慧医疗”源于“智慧地球“，尽管有着不同的诠释，但不容质疑的是，”智慧医疗“建立在当前信息化技术的基础上。而医院信息系统建设是实现“智慧医疗”的基石。信息技术在医院信息系统建设中不仅促进了自身的发展，也进一步推动了医学科学技术的变革与发展。本文对医院信息系统建设中信息化技术及其应用进行综述。

1信息处理技术在“智慧医疗”中的应用

美国专家把医院信息系统建设分为五个阶段：数据的收集、电子病历、医疗参谋、医疗协调以及完全智能化[2]。在当前”智慧城市“规划之年，我国很多城市都提出了当地”智慧医疗“建设方案，其实质就是不同程度地实现这五个阶段。信息化技术从处理流程来分，主要包括信息采集技术、信息预处理技术、信息存储与传输技术、信息挖掘与决策技术。而医院信息系统建设本身也是一个信息系统，本质上也就是具有对数据和信息的采集、处理、存储、传输、分析与决策的功能。图1给出了信息处理技术在“智慧医疗”中的应用。在下面的小节中详细给出具体技术的简介与在医院信息系统建设的应用。

图1信息处理技术在“智慧医疗”中的应用

1.1信息采集技术

信息采集是指获取原始数据的过程。原始数据是所有信息化系统的源头或基础。随着信息采集技术的发展，系统信息采集的方法与手段不断多样化与先进化。除了传统的各种形式的磁卡、IC卡、条形码、键盘录入等方式，信息采集还可以通过电子标签和传感器和各种大型自动化仪器设备输出端（如图像）来完成。RFID电子标签是一种把天线和IC封装到塑料基片上得新型无源电子卡片，具有数据存储量大、无线无源、小巧轻便、使用寿命长、防水、防磁和安全防伪等特点。通过RFID电子标签，可以给医院所有的医疗资源，从医院的所有工作人员、医疗设备、药品乃至病人或健康人，提供身份标识，同时可以从流程上进行定位、跟踪，从而提高管理效率并减少人为操作失误。如iCabiNET[3]方案采用智能RFID包装技术来记录药丸的使用情况。随着电子技术的不断进步，传感器作为机器感知物质世界的“感觉器官”，可以感知热、力、光、电、声、位移等信号，为医院信息系统提供原始的信息。传感器节点形式多种多样，有腕带式[4]，臂袋式、胸带式、夹克式。文献[5]设计了一种夹克式传感器，用来检测新生儿健康情况。

1.2信息预处理技术

通过各种方式采集到的信息一般需要通过处理或者进一步加工，从而使得信息更加有意义，继而进行存储、传输或者进一步分析。信息预处理技术主要分为信息标准化以及信息融合技术。信息标准化是实现跨区域医疗参谋与医疗协调的关键。近年来，卫生部加大了医疗信息标准化工作的投入力度。如2008年3月份启动的《卫生监督信息基础数据集标准》研究和《具名健康档案基本数据集标准》的研究。2009年启动的《医学数字成像和通信（DICOM）标准V3.0》等7项标准研制工作，2011年已启动《基于电子病历的医院信息平台技术规范》等108项标准研制工作[6]。为止，医学影像通信标准DICOM3、医疗信息交换标准HL7、集成规范IHE以及电子病历、电子健康档案评价标准等，都已经引起业界研究和遵循。除了标准化工作，数据融合技术[6]可以将多种数据或信息进行处理，从而获取高效且符合用户需求的数据。很多医疗应用中只关心监测结果，并不需要收集大量原始数据，数据融合可以有效地处理该类问题。

1.3信息存储、传输技术

越来越多样化与先进的信息采集技术，使得获取的数据也变得多样化、复杂化、海量化。医疗信息存储、传输技术主要包括无线技术（与前面传感器结合起来的无线传感网技术）、数据压缩技术等。无线传感网由大量传感器节点通过无线通信方式，具有数据实时采集、信息共享与存储传输的功能。无线传感网因其便携性、不可见性、易部署性、自组织性和扩展性等优点，在智慧医疗中有着广泛的应用形式，具体可参考文献[7]。另一方面，在远程医疗服务中，需要传送大量的图片以及视频音频信息。这些数据具有数量多，容量大等特点。目前，在医疗图片压缩方面，医疗系统一般采用JPEG2000的压缩方式，与JPEG相比不仅支持感兴趣区压缩，并且具有更高的压缩比。在医学影像方面，一般采用PACS（picture Aarchiving and communication system,影像传输及存档系统）来处理[8-9]。PACS具有容量大、信息保存时间长，安全性高等特点。PACS的建立对医学影像的管理和疾病诊断具有重要意义，不仅可以节省医疗成本，还有利于实现无胶片化的电子化医学影像管理，实现医学数据共享，提高医院的工作效率和诊断水平[6]。

1.4信息挖掘、决策技术

医院信息系统在运行中产生了大量数据，可以开发数据中所隐含的知识和规律，更好地为患者诊疗提供服务，为管理提供科学的决策。而数据挖掘技术[10-11]是从大量的数据中筛选出隐含的、可信的、新颖的、有效的信息处理的过程，对医院的日常工作可以提供更完善的信息支持和决策辅助。如文献[12]将数据挖掘的因子分析法应用到消化系统疾病患者医疗费用分析中。文献[13]将关联规则应用到在医疗投诉资料分析中。另一方面，医疗决策系统可以结合机器学习中的神经网络、遗传算法、支持向量机分类器等新方法。如文献[14]设计了一种基于BP神经网络的医疗诊断专家系统，利用专家先验知识和神经网络的数值推理、自学习能力，对疾病进行分析处理，从而使得诊断自动化、可靠准确。伴随着人工智能和各种新技术的发展，未来医疗决策支持系统除了支持机器学习中新技术外，还将与数据库、多媒体技术与网络技术相结合[6]。

2结束语

本文从信息处理流程的角度，对“智慧医疗”在医院信息系统建设五个阶段中关键信息技术及其应用进行总结与展望。可以看出，当前的先进信息技术推动了“智慧医疗”的发展，使得医疗信息化工作“数字化、标准化、集成化、自动化、智能化”。

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