膀胱镜远程会诊系统的设计和实现

洪志辉，赵思佳，王婷彧，柯佳伟，崔岩

1.哈尔滨医科大学，黑龙江 哈尔滨 150081；2.哈尔滨医科大学附属肿瘤医院 泌尿外科，黑龙江 哈尔滨 150081

0 引言

膀胱镜作为内窥镜的一种，自1804年应用于临床以来已经有约200年的历史，是目前泌尿外科领域应用最为广泛的腔内外科技术，膀胱镜检查也是泌尿外科医师必须掌握的基本操作[1]。膀胱镜广泛地应用于泌尿外科临床工作中，既可以诊断膀胱病变、尿道病变和周围器官病变对膀胱的影响，还可以进行病理活检、输尿管置管及取管、经膀胱镜手术等操作和治疗。随着膀胱镜设备的不断发展和更新，目前绝大多数膀胱镜检查设备均关联膀胱镜医学影像工作站[2]，膀胱镜医学影像工作站暨“膀胱镜医学影像管理与传输系统”，其主要功能是对检查的影像进行数字化采集及存储并可打印纸质报告，但目前大多数膀胱镜医学影像工作站均不支持膀胱镜检查视频数据的存储和远程调阅。

远程会诊最早出现于20世纪50年代的美国，医师通过互联网技术为患者提供远程的会诊服务，高质量医疗服务的需求推动远程医疗进入临床[3-4]。我国的远程医疗起步相对较晚，在20世纪80年代远程医疗开始在我国应用，很多医疗机构都建立了远程会诊中心，通过远程会诊可以为偏远地区的患者提供高水平的医疗服务，同时为医师学习和交流建立了良好的平台[5-6]。但我国地域辽阔且人口众多，对远程医疗的需求巨大，这使我国的远程医疗发展迅速。特别是随着通信技术的快速发展，远程医疗可以为患者提供更便捷的高质量医疗服务。因此，远程医疗具有广阔的发展前景，据测算到2023年我国远程医疗行业的市场规模将突破230亿元[7]。

1 设计背景

我国医疗资源分布不均衡，优质资源集中于大中城市。为了合理配置医疗资源，促进基本医疗卫生服务均等化，国家推进了分级诊疗制度的建设[8]。首先，随着分级诊疗的开展，基层医院逐渐普及膀胱镜检查设备。但仍存在基层医院检查医师缺乏培训和膀胱镜设备使用率低的问题。此外，目前膀胱镜检查主要集中于三级医院，存在人员集中、等待时间长、增加就医经济负担等难题[9]，特别是在新型冠状病毒肺炎疫情防控期间，增加了人员跨地区流动，不利于疫情防控。另外，目前膀胱镜报告多为纸质版，缺乏视频数据，很难反映膀胱镜检查的全面信息[10]，患者转诊或更换医院就医时，可能需要重复膀胱镜检查[11]，给患者增加了痛苦和经济负担。因此，为解决上述问题，我们需要设计开放一种膀胱镜检查远程会诊系统，既可以有效利用基层医院的膀胱镜设备使患者就近就医，还可以快速提高基层医院医生膀胱镜检查技术水平，同时推动膀胱镜检查报告视频化建设。

2 设计目标

2.1 远程膀胱镜会诊

依托5G通信技术实现远程膀胱镜检查，将膀胱镜检查音视频数据实时传输给会诊医师，同时会诊医师通过会诊系统指导膀胱镜操作医师进行膀胱镜检查及相关操作。由于5G通信技术的快速发展，5G网络也逐渐覆盖，利用5G网络低延时及大带宽的特点[12]，膀胱镜检查音视频数据和会诊信息可以实现实时传输，这是远程会诊系统实现的基础。随着会诊系统和网络的不断完善，还可以实现多方远程会诊。

2.2 视频化及网络化报告

依托于膀胱镜会诊系统的存储功能，实现膀胱镜检查结果视频化及网络化，减少重复膀胱镜检查。为解决纸质版报告无法全面反映膀胱镜检查情况的问题，探索纸质报告和视频化报告相结合的解决办法，通过纸质报告中的关联二维码可以查阅膀胱镜检查的视频数据，更好地了解膀胱镜检查的情况。同时也可以通过会诊系统进行报告的网络查询，实现报告的网络化，可以为患者和医师带来极大的便利。

2.3 远程膀胱镜教学及培训

依托膀胱镜会诊系统进行泌尿外科专科医师膀胱镜检查及操作的培训，通过远程培训可以快速提高基层医师膀胱镜诊断水平和操作能力。基层医师可以在实际工作中获得指导和培训，减少了现场培训的时间和经济成本，同时获得更多的操作机会，可以获得比现场培训更好的效果。同时在临床教学过程中，远程会诊系统可以解决因学生众多无法同时现场膀胱镜检查教学的问题[13-14]，在临床教学中也有比较大的优势。

3 架构组成

基于5G的膀胱镜检查远程会诊系统的组成主要包括膀胱镜设备、WiFi图传模块、平板电脑（手机）、会诊终端（电脑或手机）、远镜系统（云服务器）等组成（图1）。膀胱镜设备由膀胱镜检查系统和膀胱镜摄像系统组成。膀胱镜检查系统由镜鞘、观察镜、高强度冷光源、活检钳、异物钳等组成。膀胱镜摄像系统由显示器、摄像头等组成，目前绝大多数膀胱镜均配套摄像系统。“远镜系统”为远程会诊系统的云服务器，是整个系统的核心。

图1 远程会诊系统构成图

4 系统功能

4.1 远程会诊功能

通过视频信号线将膀胱镜设备与WIFI图传模块相连，将膀胱镜检查视频数据传输至云服务器（远镜系统），同时会诊端可以通过平板电脑或手机进入会诊系统观看膀胱镜检查视频，操作端和会诊端可以通过远程会诊系统进行音视频交流。由于会诊系统依托于5G 网络，因此数据传延时输低，可以实现流畅的实时交流[7,15-16]，会诊端还可以进行操作指导，实现膀胱镜检查的远程会诊，为临床提供了一种新的临床腔镜检查展示方法。由于5G网络的广泛覆盖，会诊端可以通过手机等移动终端进行会诊，为远程会诊创造了快捷和便利的条件。同时操作端也可以把膀胱镜检查实时情况，通过会诊系统反馈给会诊医师，更好地完成膀胱镜检查。

4.2 报告视频化功能

通过会诊系统云服务器的存储功能实现膀胱镜检查视频数据的存储，患者和医师可以通过膀胱镜报告中的系统关联二维码调取膀胱镜检查的视频，实现报告的视频化。视频化报告与纸质诊断报告相结合，可以更好地展现膀胱镜检查的具体情况。根据会诊系统的临床应用情况，可以将视频数据的存储时间进行调整。

4.3 报告网络化功能

膀胱镜检查的视频数据及诊断报告存储于会诊系统的云服务器，患者和医师可以通过系统调取患者的膀胱镜检查报告。报告网络化可以减少因报告丢失等情况造成重复检查的问题。同时可以通过系统调阅既往检查报告及视频数据，为诊断和随访提供参考信息。

4.4 远程培训功能

通过会诊系统可以远程指导膀胱镜的操作，实现膀胱镜的远程培训。膀胱镜检查的操作者为被培训人员，其操作过程全程在会诊专家的指导下完成，可以快速地掌握膀胱镜检查操作。

4.5 远程教学功能

课堂上可以通过网络进入会诊系统，既可以调取典型的膀胱镜检查和操作视频，也可以观看实时的膀胱镜检查。通过系统的优化和数据的积累，可以建立典型病例的教学视频库，更好地服务于临床教学。

4.6 拓展远程手术功能

基于现有膀胱镜检查远程会诊系统的基本功能，可以拓展远程手术功能。远程手术功能主要表现为经膀胱镜手术过程中的指导和会诊，相对于远程检查，其对技术水平和系统稳定性的要求更高。因此拓展功能作为会诊系统的储备功能，待系统在临床实践中获得稳定运行后，基于临床应用的反馈数据将进一步拓展远程手术功能。

5 应用效果

5.1 解决临床困局

借助低延时、大带宽的5G技术实现远程膀胱镜检查会诊，可以有效解决基层医院膀胱镜设备使用率低而三级医院膀胱镜检查人员集中且等待周期长的难题。首先，对于患者来说，可以就近就医行膀胱镜检查，三级医院医师可以通过远程会诊系统进行会诊和操作指导，使患者及家属既减少异地就医的奔波和经济负担又获得了良好的医疗服务。其次，对于基层医院和基层医师，不仅提高膀胱镜设备的使用率进而提高医院的收入，又可以快速地提高基层医师的诊查水平，减少外出学习的时间和经济成本。再次，对于会诊医师，通过自然流畅的实时会诊，可以实时地观察膀胱镜检查情况，并进行膀胱镜检查操作指导，同时可以减少部分检查前的准备工作，可以提高工作效率、减小工作强度，进而为更多的患者提供高质量的医疗服务。随着国家分级诊疗制度的建立，合理地配置和有效地利用医疗资源是改革的关键[17]，膀胱镜检查远程会诊系统依托5G通信技术，通过整合利用医疗资源有利于推动分级诊疗的改革。特别是在新型冠状病毒肺炎疫情防控期间，通过应用远程会诊系统可以减少膀胱镜检查人员及陪检人员的流动和集中，有利于疫情的防控。

5.2 提供新的报告模式

改变传统膀胱镜纸质报告模式，全息浏览膀胱镜检查视频影像，实现检查报告的视频化，给患者和医师均带来了便利。首先，视频化报告更有利于病情的分析和治疗方案的讨论，以往膀胱镜检查信息一般以纸质报告或检查医师的汇报的形式展现，参与讨论的医师很难了解检查时具体情况。但是利用会诊系统后，可以通过视频信息展示，让更多的医师参与膀胱镜检查结果的分析，更好地参加疾病的诊断和治疗方案的制定，有利于患者的诊治。其次，患者及家属可以通过视频信息直观地了解病情，有利于医患之间就病情的沟通，有利于患者对治疗方案的理解。此外，视频化报告便于患者转诊或更换医院就医，减少了因纸质报告信息不全或描述不清造成的重复膀胱镜检查的问题，减少了患者的痛苦和经济负担。再次，网络化的报告可以给患者就医带来极大的便利，患者可以通过系统调阅诊断报告及视频信息，给患者就医带来新的体验。同时医师也可以调阅既往检查信息，回顾病史及比较病情变化，有利于疾病的诊断和治疗方案的制定。总之，新的报告模式在临床应用中具有明显的优势，随着社会信息化的不断发展，这种新的报告模式具有良好的发展前景。

5.3 提供新的教学方法

为临床提供了一种新的膀胱镜培训模式和教学方法。以往膀胱镜检查培训及教学一般在膀胱镜检查室进行，由于场地限制及感染防控的要求，每次培训人员数量有严格的限制，更不适合大班制的临床教学[18]。此外，膀胱镜检查的时间相对分散，学员需要花费大量时间进行培训。膀胱镜远程会诊系统可以解决上述问题，学员可以通过会诊系统浏览膀胱镜检查的实时视频信息，直观地了解膀胱镜检查的全过程和相关的操作过程，解决了场地对人员限制的问题。同时学员可以通过系统进行自学和复习，有效地提高了学习效率。本系统也可以用于临床本科教学和住院医师规范化培训的教学，实现教学的信息化和网络化，既让学生全面直观地了解膀胱镜检查过程又巩固了理论教学知识，取得了良好的教学效果。基层医院的医师还可以利用系统获得实时的操作指导，快速提高膀胱镜诊查水平。

6 结语

5G通信技术的进步推动了远程医疗的快速发展。依托于5G的膀胱镜检查远程会诊系统整合了设备资源和技术资源，为患者提供便捷的就医服务，为医师提供了更高效的工作模式，为临床教学培训提供了全新的方法。作为远程医疗的代表，膀胱镜检查远程会诊系统具有很大的潜力和应用价值，其为医疗行业带来了良好的用户体验，未来在胃肠镜等其他腔镜检查领域也有广泛的应用前景。