适应多样化军事任务的医院船医疗信息系统升级技术方案研究

曹保根，满真真，喻锡成，倪健，刘勇

多样化军事任务是指以打赢信息化条件下局部战争为核心的各项任务的统称，包括维护国家领土、领海、领空安全，维护海洋、太空、网络电磁空间权益，维护国内社会稳定，参与国际维和、国际反恐、国际人道主义救援，参与抢险救灾等[1]。

“和平方舟”号医院船是中国海军第一艘且现役的制式医院船，是遂行多样化军事任务海上卫勤保障的大型骨干装备，自2008年入列以来，在海上卫勤战备训练、灾害救援医学保障及国际人道主义援助医疗服务等任务中发挥了重要作用。医院船医疗信息系统是医院船卫勤保障的技术支撑，也是适应多样化军事任务与现代卫勤信息化体系发展要求的海军装备建设的重要内容。此次以该船中修为契机，对医疗信息系统进行技术、设备与勤务软件等全面升级，进一步提升医院船遂行多样化军事任务卫勤业务的信息化保障能力。

1 需求分析

1.1 基本概况

“和平方舟”号医院船2008年入列时配置的医疗信息系统主要为战时及突发事件应急救援批量伤员医疗救护设计，包括医疗局域网络、视频监控、远程医学系统及远程通信系统，系统设备主要为2007年度的主流技术产品。医疗局域网络的伤病员医疗后送专业勤务软件系统由战伤救治、医技保障、组织指挥分系统组成，应用软件系统按战时海上医疗后送流程，使用电子伤票、手持终端(PDA)和网络系统进行伤员医疗救护信息采集、处理、传输与集成运用，为批量伤员医疗后送的电子化流程操作、网络化信息共享、一体化动态掌控提供了技术支撑[2-3]。

1.2 存在问题

1.2.1 使命任务扩展，未能同步升级 “和平方舟”号医院船的使命任务从设计建造时的主要执行战时与突发事件医学救援批量伤员医疗后送，扩展了医疗服务、军事医学交流等多样化军事任务。每次开展医疗服务任务前都对医疗系统进行加改装，如将部分病房改造为门诊区、开设伤病员小艇换乘通道、加装诊检设备等。而由于各种原因，医疗信息系统未进行同步升级改造，造成多年来原有医疗信息系统在医疗服务中不能正常使用[4]，而临时使用的应用软件系统因设计目标差异，造成数据结构不一，数据源各异，无法对多年的医疗服务数据进行归并综合统计与挖掘利用。

1.2.2 系统配置不足，设备损坏严重 计算机网络类电子产品更新换代周期一般为3～5年，而原系统设备为10多年前的技术与产品，且长期处于海上“三高”及冲击振动等恶劣环境。因此，原设备不能满足现今诸多系统软件与应用软件的运行性能要求，且主要设备老化、损坏严重，虽正常维护与多次修理，仍无法使用，造成一些任务主体单位自带服务器及终端等设备与应用软件系统，临时构建医疗信息系统的局面，这种现象一方面不符合舰船装备使用规定，另一方面不同任务单位的应用软件数据结构与数据源不一，造成难以进行数据统计分析与综合利用[5]。据相关文献报道与实船了解，美海军现役的两艘“仁慈”级医院船每年对终端类设备约总量的三分之一进行更新。

1.2.3 技术应用滞后，制约功能发挥 原系统采用的为2000年代中后期的技术与产品，现相关领域信息技术及产品已多次升级换代，原有系统结构与设备不能适应当前使用要求或处于技术淘汰而不能使用。如原视频系统采用的模拟信号传输的星型结构，既不能满足高清视频要求，也不能适应灵活扩展需要；原系统服务器性能不能满足医疗网络应用的虚拟机服务器的要求。此外，原医疗信息系统共用的船平台通信系统通信能力不能满足医院船执行多样化军事任务医疗业务音视频与数据等通信需要；原配置的一些通信系统设备已换代、淘汰，无法使用，需技术升级。

1.3 主要需求

一是系统勤务功能需适应医院船执行多样化军事任务的需要，具有平战时的伤员医疗后送、海上医疗救护战备训练、医疗服务和军事医学交流等信息综合集成与保障能力。二是进行系统技术升级，同步使用现代信息技术，消除技术代差，采用网络虚拟化、网络化高清视频、通信集成技术，增强系统扩展性，为医疗业务信息化提供与时俱进的技术支撑。三是运用系统融合与软件工程等方法，在原有医疗后送专业勤务软件的基础上，通过一体化设计与模块化代码复用等技术途径，实现医疗业务信息平战一体化功能集成。

2 系统设计

2.1 设计原则

医院船医疗信息系统升级设计主要遵循以下原则：以战为主，平战结合，满足多样化军事任务勤务需要；严格控制技术状态，尽量减少升级改造的牵连工程；采用成熟可靠技术，严控升级改造工程的技术风险；合理区别轻重缓急，优先解决急需的升级改造部分；强化设备性能控制，确保系统核心设备环境适应性；贯彻信息安全要求，全流程全面规范落实保密条例。

2.2 技术体系

采用军事信息系统一体化技术体系结构(简称一体化平台)的技术体系。局域网络的物理结构为以太网形式，通信协议为TCP/IP、UDP等，遵循IEEE 802.3u、IEEE 802.11x等基本标准；音视频采用网络化数字模式进行采集处理与传输呈现，视频解析度不低于1 080 P，编解码与传输遵循H.265；远程通信采用一体化平台海上通信技术体制。

操作系统采用WINDOWS 准用中文版，数据库采用ORACLE关系型数据库。应用软件系统主体采用JAVA和C系列中文版开发，数据采集、处理及底层接口软件使用C系列开发；PDA/平板电脑(PAD)应用软件使用WIN/LINIX CE、ARM、安卓等准用通用平台开发；主要数据结构、数据源、界面风格、操作方式和数据接口等与海军及全军卫生信息化建设规范兼容。

2.3 系统组成

系统组成包括医疗局域网络、视频监控、远程医学与远程通信及应用软件系统。

2.3.1 医疗局域网络系统 该系统由核心层交换机、高性能网络服务器、存贮阵列、接入层交换机、网络终端与外设、网络延伸装置与无线扩展组件以及网络操作系统与管理系统软件等组成。其中，根据战伤救治、战备训练和医疗服务等需要，网络终端配置包括台式机、一体机、笔记本计算机、PAD、PDA和电子伤票与医疗信息卡读写装置。电子伤票装置包括全军统一推行的电子伤票卡(或军人标识牌副牌)、固定识读设备和PDA。

2.3.2 医疗视频监控系统 该系统包括音视频服务器、存贮阵列、网络多媒体视频拼接器、音频处理切换控制器、网络多媒体大屏与高清快球摄像机，以及网络视频监控与管理系统软件等。在检伤分类区、各病房区域通道护士站处、辅助检查室，以及术前准备室等设置网络多媒体大屏；在医疗区域各层甲板通道、检伤分类区、重症监护病房、烧伤病房、隔离病房、各手术室，以及改装为门诊室的大病房等设置高清快球摄像机，并将医院船平台换乘区及桅杆的视频监控信号转换与接入。

2.3.3 远程医学系统 该系统主要以医疗局域网络与视频监控系统为基础，在检伤分类区、抢救室、手术区各手术室、重症监护病房、重症烧伤病房、隔离病房及加改装为门诊室的病房区等设置移动音视频采集接口，配置集成有多媒体显示器、高清摄像机、音视频处理单元、有源音箱、多媒体网络终端、网络接入装置的远程医学小车。远程通信系统主要利用船平台的海上国防通信装备及公用通信系统设备，满足医院船医疗业务文电、语音、数据和音视频等通信需要。

2.3.4 应用软件系统 该系统包括升级的医疗后送软件分系统、扩展的战救训练软件分系统和拓展的医疗服务软件分系统。其中，医疗后送软件分系统由升级改造后的卫勤战救子系统、手术与监护子系统、医技保障软件子系统、可视化卫勤组织指挥软件子系统组成；战救训练软件分系统由模拟伤员综合数据库子系统、电子伤票应用子系统、典型伤例战救临床路径子系统组成；医疗服务软件分系统由医院船主平台的门诊子系统、伤病员收治子系统和体检软件子系统组成。

2.4 总体结构

医院船医疗信息系统以具有热备份汇聚层交换机及接入交换机的二级以太网络为主干，设置网络服务器、音视频服务器、存贮阵列等核心层设备。一方面接入多种形式的网络终端与外设，为医疗业务应用系统提供信息化服务平台，并可扩展医疗区域的局域网络无线接入；另一方面采用网络化高品质音视频技术，配置数字化音视频采集处理、切换控制与传输呈现等设备器材，进行网络传输，实现医疗视频监控与远程医学信息的接转联通；同时还根据不同类别的远程通信接入方式，采用多种数据共享机制，达成医疗系统与外部的信息互联互通。

2.5 系统功能性能

2.5.1 局域网络 核心设备双机热备、万兆互联，满足国军标B类加固要求，热备切换时间≤60 s；1 000 M/100 M/10 M自适应到接入端口，关键/重要设备满足工业级抗冲击振动等要求，可扩展主要医疗区域无线局域网覆盖。

2.5.2 视频监控 采用1 080 P高清画质进行视频采集与处理，实现战时伤员医疗后送、卫勤战救训练和平时医疗服务等主要过程和关键环节的实时视频(≥24帧/s)监控，以及音视频发布。

2.5.3 远程医学 根据通信条件，可在手术室、重症监护病房、重症烧伤及门诊等重要区域提供包括实时(动态)音视频、网络数据与图像、传真、语音电话等形式的远程医学服务。

2.5.4 远程通信 利用舰船平台提供的共享通信资源，可与指挥所及前一级与后一级救治机构进行音视频与网络数据等双向传输，实现医院船卫勤组织指挥及业务信息的互联互通。

2.5.5 应用软件 满足医院船300张床位伤员收容量医疗后送和卫勤战救训练，以及医疗服务门诊、体检、收治等5 000人次/d流量负荷下伤病员预检挂号、诊断治疗、手术救治、药材供应及组织指挥等信息化保障需要。

3 关键技术

3.1 网络虚拟化技术

采用计算机网络虚拟化技术，将网络系统的服务器、内存、存贮阵列、网络终端等资源，进行抽象、转换、划分、呈现及应用[6]，打破网络系统物理结构的局限性，既满足医院船执行多样化军事任务不同模式下医疗业务系统部署与展开应用，又能充分利用系统资源，实现复杂医疗业务不同点位信息的多样化需求，提高系统使用与管理效能。

3.2 网络多媒体技术

运用网络多媒体技术，进行各类音视频的采集处理、压缩存贮与传输、视频拼接与音频混响、切换控制与呈现，以及多媒体信息发布等。首先，满足各类医疗业务及系统管理对视频高清晰度的应用需求；其次，使音视频多媒体系统具有便捷的扩展性；再次，可根据多样化军事任务的具体工作模式呈现伤员检伤分类与转送态势、伤病员挂号分诊队列等信息。

3.3 射频识别与条码技术

采用无源射频存贮介质作为战伤救治的电子伤票和医疗服务伤病员识别卡，可按战伤救治规范和医疗服务流程，快速识别伤病员身份、识读下载伤病员战救信息、记录战救概要，满足各类信息响应即时性与操作便捷性要求[7]。利用条码技术进行战伤救治与医疗服务过程中检验标本、输液与药品耗材等自动识别与管理，提高保障过程信息化程度，全面提升保障效能。

3.4 软件工程与系统融合技术

根据多样化军事任务医院船卫勤保障需要，按照软件工程的技术方法与步骤进行需求分析、系统设计[8]，采用平战一体化功能集成、模块化代码复用的技术方式进行软件开发与系统实现，并开展测试确认和海上试验与部队应用。采用系统融合技术，进行数据、模块、接口与系统集成融合，实现医疗后送、战救训练和医疗服务等医疗业务信息的一体化集成。

4 系统实施

4.1 实施方式

医院船医疗信息系统的升级由技术责任单位进行需求分析、方案论证及技术要求设计；医院船中修总体实施单位遴选、确定医疗信息系统升级的工程实施机构，由该机构进行系统技术深化设计与施工设计，并按有关技术与工程要求开展设备采购与生产、软件开发、系统验证、安装调试、软件测评、系泊航行试验等。

4.2 过程管理

全过程贯彻质量管理规定和保密条例。系统实施集成机构应具备舰船信息系统建设的核心能力，具有武器装备承制资质、保密资质和完善的质量管理体系。实施过程的每个控制性节点应进行评审，确认问题归零后方可开展后续工作；交付的系统应与技术文档保持一致性，确保系统工程实施的技术可溯性。

4.3 试验验收

系统核心设备满足国军标B类加固要求，具有型式试验证明及同型号同批次设备测试报告；工业级设备应具有测试证明；各类设备及应用软件应进行陆上联调试验，验证确认其功能性能。设备系统按舰船规范要求进行系泊试验及航行试验，应用软件系统按C级软件进行第三方测试。系统完成验收交付前应进行综合效用试验。

5 小结

“和平方舟”号医院船升级后的医疗信息系统首先应满足执行多样化军事任务不同卫勤业务的综合需要；其次，需采用成熟稳定、先进可靠的技术与设备器材，适应舰船环境与医疗临床使用；再次，应实现与医院船平台远程通信、音视频及各类医疗仪器设备等接口的信息集成融合。因此，医疗信息系统在勤务要求的全面性、系统结构的复杂性、设备器材的环境适应性与品类多样性等在舰船医疗信息系统领域具有典型性与代表性，其设计与实现对提升海上卫勤保障能力具有重要作用。

随着以信息化为核心的新军事变革不断深入，基于信息系统的体系作战与保障能力愈发显现。医院船是海上卫勤保障的中坚力量，医疗信息系统直接关系执行战时伤员医疗后送、突发事件应急医学救援、卫勤战救实战化训练以及人道主义援助医疗服务等卫勤保障能力的发挥。由于医院船医疗信息系统从论证设计，到配套实施及使用管理等涉及业务管理、科研设计、招标采购、建造施工、试验验收、使用维护等诸多环节，各相关部门应冲破本位主义科学种籓篱、摒弃条块分割陋习，加强沟通、协调合作，凝神聚力，确保医院船医疗信息系统高标准、高质量完成改造，在多样化军事任务中发挥应有的作用。