远程医疗系统及其应用研究

孙正收 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室 （西安 710071）

0.引言

远程医疗萌芽于20 世纪60、70 年代的遥测心电图，随着网络信息技术的日益发展，先进稳定的通信技术为远程医疗的建设创造了充分的条件，同时也促进了远程医疗系统的发展。远程PACS、远程心电、远程医学图像存储传输系统等越来越多专业的医疗产品应用于远程医疗中，使医疗资源共享，医疗资源配置发展到更高一个阶段。很多发达国家，如美国和西欧国家，在远程会诊、医学图像的远距离传输等方面取得了较大进展[1]，成熟的商业化项目已经在医疗诊断和治疗过程中发挥出越来越重要的作用[2]。而我国远程医疗的研究和应用起步较晚，具有现代意义的远程医疗技术的应用直到进入90 年代后期才开始[3]。随着互联网技术的高速发展，国内涌现一大批提供远程医疗服务的实体单位和服务模式[4]。

1.远程医疗系统的应用

1.1 远程医疗系统的建设需求

常见的远程医疗系统主要应用于社区、乡镇医院等基层医院与中心医院间的医疗会诊，因此，远程医疗系统的建设瓶颈在于基层医院的配合。目前，大部分基层医院的医疗设备虽然种类繁多，但都是常见生理指标检测仪器，如体重仪、身高仪、血压仪、心血管检测仪、血糖监测仪等体检仪器，缺乏有效检测居民身体健康，控制突发危险因素，特别是针对心脏突发情况、老年心血管疾病术后复查等没有干预指导的设备，基层医院异化成为了“体检医院”，不具备远程医疗系统的功能。

因此，远程医疗系统建设需求的重点在于建设基层医院，使其具备为居民提供健康监测的能力，实现未病先防[5]，并能通过信息化手段与中心医院共享医疗资源。

1.2 远程医疗系统的建设原则

（1）实用性。远程医疗系统主要应用于基层医院，因此所使用的医疗设备的选型需要注重实用性，要保证监护结果有医学含义、有临床参考价值，保证日常的远程监护需求。

（2）规范性。不同的操作规范都会导致检测结果的不同，因此，为确保检测数据的连续性和一致性，保障操作规范性，远程医疗系统及医疗设备的操作步骤需要通过文字、语音提示以及医护人员的现场指导完成，以达到规范检测过程，提高检测数据质量的目的。

（3）科学性。远程医疗系统的监测结果对居民会直接产生指导，因此，必须要有科学性，要求具有普遍的临床认可度，尽量避免使用科学性不强的医疗设备，以免造成误导。

（4）简单易用性。通过全科医生、健康管理师的解读和辅助，基层医院的远程医疗系统能够较快地被医生和居民接受，居民在简单的辅助下就能快速掌握，在医疗资源有限的条件下最大程度提升操作便携性，有助于提高居民的参与度和远程医疗系统的实用性。

1.3 以远程心电为主的远程医疗系统建设

心电图检查作为医学检查中最为基础与重要的检查项目，在常规医院很容易开展，但在许多社区卫生机构却由于医学技术支持不足而放弃。心电远程会诊技术旨在通过信息化手段使心电图检查在社区与上级医院之间实现联合会诊，通过大医院的专家资源提供医学支持，实现在社区医疗机构即可进行完善的心电图检查。心电远程会诊系统应用了计算机网络、多媒体通信等技术将社区患者的心电图资料进行远距离传输交流[6]，具备心电采集、记录、远程传输的功能，同时可以记录和跟踪远程会诊报告。此外，心电远程会诊系统可以将院前120 急救心电图实时传输到医院，使得医院及早做好心脏病人抢救的准备，提高区域内应急救援能力[7]。

以远程心电为主的远程医疗系统建设能充分地发挥不同医疗机构的网络化协同诊断功能，利用网络通信技术实现分院、基层医院与上级医院之间的心电图远程传输与会诊，实现院前急救心电图远程传输，合理有效地提高了基层医院的心电图诊断能力，患者突发疾病地快速处理能力，切合实际地解决了各级医院最基本的心电图检查项目，为各地患者就医提供了方便，同时也节省了就医成本，在县乡的患者受益更显著[8]。

1.3.1 远程心电医疗系统建设的规范

（1）数据格式的统一性。我国区域信息化建设虽然已经取得了一些成绩，但仍然面临许多问题，其中最主要的是缺乏完善的区域医疗信息化标准和规范[9]。对于不同区域内不同厂家、型号的心电设备数据，建立统一的数据存储传输规范对于数据的兼容性至关重要。规范的数据传输应全面支持主流的现有传输标准，如国际医疗影像协会DICOM3.0 标准[10]、HL7 标准[11～12]等。

（2）心电功能的多样性。远程心电医疗系统应该支持常规12 导联、15 导联、18 导联波形的采集和分析，支持阿托品、心得安等药物试验，以及心向量、高频心电、频谱心电等的分析处理功能，以满足不同心电检查项目的需要。

（3）心电处理的专业性。远程心电医疗系统需具备一定的专业心电分析处理功能，帮助医生及时、准确的进行数据的诊断工作。

（4）诊断方式的灵活性。远程心电医疗系统在设计中需要重视可扩充性和可移植性，对移动终端，如iOS、Android、windows 等操作平台进行一定程度的兼容，可以方便专家有效及时地进行远程诊断。

（5）平台之间的信息交互。远程心电医疗系统中的区域心电系统在实际应用中需要与区域内的各种医疗信息系统集成，包括区域卫生信息系统、居民健康档案、医院HIS 系统、电子病历系统、PACS 系统、体检系统等。上述医疗信息系统与远程心电医疗产品的结合，能够帮助医生全面的了解患者的基本情况，制定完善的医疗数据库。

（6）数据管理的统计分析。远程心电医疗系统应具备医生工作量、检查工作量、设备工作量等管理功能，并可以针对心电图数据进行统计分析，如心率、PR 间期、心律变异性分析等。这些重要的参考数据可作为临床诊断符合率快速的对比工具。该功能可以采用开放式结构设计，患者的各项流行病学数据都可以作为统计条件，方便未来的功能扩展。

图1. 远程心电医疗系统建设架构

1.3.2 远程心电医疗系统架构

远程心电医疗系统采用以会诊医院为中心，区域中心所管辖的医院、基层医院等的远程心电网络信息平台为端点的架构。在该架构下，各院心电网络与中心平台进行双向通讯，共享患者信息，检查信息，心电数据、各种心脏病数据统计。系统架构如图1 所示。

1.3.3 远程心电医疗系统建设主要内容

（1）会诊中心建设

充分利用会诊医院的院内心电网络系统，实现心电图类检查的数字化采集、记录、诊断、存储、远程会诊申请。为分院、基层医院与会诊医院间提供实时远程心电诊断，提供对疑难检查病例的会诊支持，推送诊断报告和紧急患者的危机值提醒。建立专家诊断小组，使得医生无论是在医院还是外出都可以通过手机、平板电脑等智能终端，及时有效地完成心电图诊断。

（2）区域平台建设

建立以会诊医院为中心的心电数据存储平台，保障所有心电数据的数字化存储和数据统计，实现区域范围内病人资料，心电检查资料的全面共享，促进区域内医疗信息化建设，为今后构建基于居民健康档案的卫生信息服务平台奠定基础。

成立应急指挥中心，建立应急抢救流程，实现院前120 急救心电图检查远程诊断平台，管理紧急患者在家庭、分院、基层医院的紧急事件，调配120 急救车与会诊医院急诊科的抢救绿色通道，使得中心医院及早做好心脏病人抢救的手术准备。

此外，区域平台可以建立心电读片资料库和典型病例库以及区域内各医院的心电诊断质量追踪数据库，供教学和科研使用。

（3）基层医院建设

分院、基层医院的心电图设备对心电图数据及动态心电进行现场采集后接入连接远程医疗心电网络，传输至会诊医院。会诊医院经过分析反馈诊断报告至基层医院，实现分院、基层医院同步享受中心医院医疗资源，提高分院、基层医院心电诊断质量和服务水平。

同时，基层医院的远程心电系统可以实现科研素材、业务学习资料的方便获取，解决基层医院心电诊断医生工作、培训难以两全的难题，可以使心电从业人员在工作中学习，快速提高业务素质。

1.3.4 远程心电医疗系统操作流程

（1）分院、基层医院工作流程

患者持申请单到分院、基层医院心电图室心电图采集，采集后心电图数据由分院、基层医院发送至中心服务器，等待上级医院为患者心电图出具诊断报告并发送报告，分院、基层医院自动接收报告并打印报告给患者，最终使距离大医院不方便的患者可以及时的得到大医院的诊治，为医院增加病源。

（2）会诊医院工作流程

上级医院同步接收到分院、基层医院传输的心电图数据后，组织专家进行诊断，编写诊断报告，根据诊断病情选择是否进行加急处理，之后将编写好的诊断报告发送回分院、基层医院。专家可通过智能终端直接接收心电图数据。

1.3.5 远程心电医疗产品应用案例

（1）X 光、超声、心电三位一体会诊系统

该会诊系统是专为基层医疗单位设计的基于远程医疗服务的数字化工作站。它可以同时连接X 光机、超声机、心电图机等基本的检查设备，并将这些不同类型的数据实现数字化的集中存储。同时，内置的远程服务软件与上级医院实时连接，日常检查都可以快速得到上级的诊断审核服务。建立乡镇卫生院检查并诊断、县级医院专家审核的工作流程与模式。图2 为系统实物图。

图2. X 光、超声、心电三位一体会诊系统

图3. 北京市朝阳区远程心电网络系统结构图

（2）心电、动态心电远程会诊

2012 年底北京市朝阳区卫生局首先建设“区域远程心电图平台”以35 个社区中心医院和65个社区站的心电图建设在北京市朝阳区垂杨柳医院、朝阳医院、中日友好医院建立会诊的诊断中心，并实现与卫生局现有的健康管理平台系统无缝对接和信息共享。同时，采用独有的心电图远程诊断模块，将采集的数据上传至上级医院进行存储，可以由上级医院的专家直接给出报告结论，基层医院自动接收报告结论。对于具有心电图诊断能力的基层医院，可直接由基层医院医生发出报告并将报告由上级医院统一存储。

2.远程医疗系统的应用特点

2.1 大数据

随着医学技术的持续进步，医疗信息数据的数量之大和种类之多令人难以置信。例如，一个CT 图像含有大约150MB 的数据，一个标准的病理图则大得多，接近5GB。如果将这些数据量乘以人口数量和平均寿命，仅一个社区医院就可以生成和累积达数个TB，甚至数个PB 级的结构化和非结构化数据。除了数据数量和形态的迅速增加，医疗数据还需要越来越长的保留期。患者的病历可能需要保存10 或15 年，甚至更长。许多情况下，医疗产品信息还必须以原始格式永久保存，以满足法规的要求。

因此，随着医疗信息数据的几何倍数增长，医疗产品信息存储将越来越受到重视，远程医疗系统的关注点也将由传统“传输”领域转移到“存储”领域上来，庞大数据的分析和信息提取是远程医疗系统应用面临的一大挑战和机遇。

2.2 移动性

远程医疗系统已广泛应用，但是如何利用网络来更有效地提高管理人员、医生、护士和相关部门的协调运作，仍旧是远程医疗需要继续解决的重要问题。

基于无线传输的智能医疗设备逐渐兴起，采用无线网络传输的最大优势在于及时性和移动性。集合远程的医疗会诊，无线网络可以使整个远程医疗处于全区域覆盖性管理状态。无线网络产品架构的医疗产品能够高效解决有线网络的局限性，让专家，医生，管理者在医院的任何地方都能方便地查找信息、医疗检测、数据管理等，对各个角色的协调运作进行实时监控和调整。

2.3 多样性

由于医疗卫生健康的软硬件基础设施已经相对完善，远程医疗系统已开始从基于医院的医疗活动转向居民的日常医疗保健，旨在从最初的疾病发现、疾病治疗正在向疾病预防进行转变。因此，围绕日常健康监护和医疗保健的远程医疗系统也逐渐以多样化的形式发展。例如，心电、血压、血糖等慢性病监护仪正在不断小型化和便捷化，并结合互联网实现医疗信息云共享，帮助患者家属和医生对患者进行随时的监护。

3.结语

日益发展的远程医疗的作用不仅在于共享医疗资源，更重要的是共享医疗信息。远程医疗系统充分应用了现代科技手段，对于解决我国现有医疗资源不均、信息共享不畅问题具有显著的社会意义。它的价值在于打破医疗地域的界限，让偏远地区的患者享受高水平医疗服务的同时，提高大城市的医疗服务水平。此外，远程医疗系统对于提高医学人员自身的专业水平也有很大帮助，这无疑将极大促进医疗和保健事业的发展。随着国家信息化基础建设的逐步完善，远程医疗系统将在多种通讯线路并存的情况下，向大数据、移动性、多样性方向发展，产生极大的社会效益和经济效益。

[1] Goldberg MA. Teleradiology and telemedicine[J]. Radiologic Clinics of North America, 1996, 34(3): 647-665.

[2] Chen S, Cheng A, Mehta K. A review of telemedicine business models[J]. Telemedicine and e-Health, 2013, 19(4): 287-297.

[3] 张志彬. 远程医疗的应用及发展现状研究[J]. 医疗装备, 2008, 21(12): 4-6.

[4] 李雪斐,拜争刚,姚倩,等. 中国远程医疗研究现状分析[J]. 中国循证医学杂志,2013,13(10):1194-1199.

[5] 周海平,艾秀廷. 医疗卫生服务模式的有益探索 邯郸“健康小屋”解读[J]. 人民论坛,2014,21:74-75.

[6] 钟宁,陆军,廉启国,等. 远程心电图诊断系统的社区应用及评价[J]. 中国全科医学,2011,14(7A):2145-2146+2149.

[7] 鲍雨,胡杰梅. 物联网技术在应急救援中的应用[J]. 数字技术与应用,2014,04:127.

[8] 王红宇,李俊伟,邸捷,等. 城乡远程心电监测效果分析[J]. 中西医结合心脑血管病杂志,2014,12(4):390-391.

[9] 石晓敬. 基于云计算的区域医疗信息化建设[J]. 中华医学图书情报杂志,2013,22(9):20-23.

[10] National Electrical Manufacturers Association. Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM)[EB]. http://dicom.nema.org/standard.html, 2015.

[11] Health Level Seven International(HL7)[EB], http://www.hl7.org, 2015.

[12] 曹玉珍,刘挺,余辉. 应用HL7 标准实现心电数据交互[J]. 计算机工程与应用,2009,45(11):74-76,84.