基于常態(tài)化運作模式下的遠程醫(yī)療指導系統(tǒng)架構.doc

基于VPN常態(tài)化運作模式的遠程醫(yī)療協(xié)作系統(tǒng)摘要：充分利用虛擬專用網絡與移動遠程醫(yī)療工作站技術，實現(xiàn)專家可以在任意時間與地點，協(xié)助基層醫(yī)護人員在醫(yī)院任意地點，完成病人全過程跟蹤的全方位醫(yī)療診治。這種基于VPN的常態(tài)化運作模式，大大提高了應急事件響應速度。方便靈活的接入方式，擴展了基層醫(yī)院對全國不同醫(yī)療資源的請求，為基層醫(yī)療機構提供實時的醫(yī)療技術支持。并大大降低了租用專用線路的運行成本。關鍵詞：遠程醫(yī)療 虛擬專用網一、目前遠程醫(yī)療系統(tǒng)建立方案的局限目前遠程醫(yī)療系統(tǒng)的建立方法是，在基層醫(yī)療機構中建立專用的遠程醫(yī)療會診室。通過專用網絡系統(tǒng)與專家建立關系，通過多媒體技術傳遞視屏、語音、文字、圖像資料，實現(xiàn)專家與基層醫(yī)務人員之間的會診。由于對病人的診療行為是一個不斷診斷與治療的過程，診斷過程中需要使用各種醫(yī)療設備與儀器，并在采集的過程中發(fā)現(xiàn)病人異常體征，如鏡檢類與B超類檢查，若只通過一份基層醫(yī)院提供的，無專家參與得到的檢查結果報告，很容易造成誤診。更無法提供病人在治療階段的專家指導。由于受到網絡與缺少診療過程中的影像交互手段的限制，大大限制了遠程醫(yī)療的應用范圍。在基層醫(yī)院建立遠程醫(yī)療會診室的方式，只能完成部分病種病人的簡單會診，不能完成專家參與下的病人全診療過程的監(jiān)控與指導，大大降低了遠程醫(yī)療的作用。由于專用網絡的限制，只能開展某家大醫(yī)院與幾家基層醫(yī)院之間的遠程醫(yī)療協(xié)作。二、目前寬帶網絡發(fā)展現(xiàn)狀前幾年由于公網的速度與安全因素不能滿足遠程醫(yī)療的應用，都使用租用專用網絡來實現(xiàn)。但由于國家這幾年不斷對網絡基礎建設的投入，網絡提速不斷加快，費用不斷下降。目前我們已驚喜的發(fā)現(xiàn)，在寬帶網上已出現(xiàn)了基于1080P超清標準的視屏節(jié)目的播放。由于醫(yī)療指導，特別是手術指導采集時，快速變化的運動圖像少，并大多為點對點的訪問，網上流量小。在4M寬帶網速下基本滿足了遠程醫(yī)療對網速的要求。雖然在偏遠地區(qū)還不能滿足，但在廣大經濟發(fā)達地區(qū)開始已經普及4M以上光纖入戶，已具備了直接通過寬帶網絡實現(xiàn)遠程醫(yī)療指導，為基于VPN的常態(tài)化運作模式打下基礎。三、VPN虛擬專用網絡1虛擬專用網絡（Virtual Private Network ，簡稱VPN)指的是在公用網絡上建立專用網絡的技術。其之所以稱為虛擬網，主要是因為整個VPN網絡的任意兩個節(jié)點之間的連接并沒有傳統(tǒng)專網所需的端到端的物理鏈路，而是架構在公用網絡服務商所提供的網絡平臺，如Internet、ATM(異步傳輸模式、Frame Relay （幀中繼）等之上的邏輯網絡，用戶數(shù)據(jù)在邏輯鏈路中傳輸。它涵蓋了跨共享網絡或公共網絡的封裝、加密和身份驗證鏈接的專用網絡的擴展。VPN主要采用了彩隧道技術、加解密技術、密鑰管理技術和使用者與設備身份認證技術。虛擬專用網的提出就是來解決這些問題：(1)使用VPN可降低成本通過公用網來建立VPN，就可以節(jié)省大量的通信費用，而不必投入大量的人力和物力去安裝和維護WAN(廣域網)設備和遠程訪問設備。(2)傳輸數(shù)據(jù)安全可靠虛擬專用網產品均采用加密及身份驗證等安全技術，保證連接用戶的可靠性及傳輸數(shù)據(jù)的安全和保密性。(3)連接方便靈活用戶如果想與合作伙伴聯(lián)網，如果沒有虛擬專用網，雙方的信息技術部門就必須協(xié)商如何在雙方之間建立租用線路或幀中繼線路，有了虛擬專用網之后，只需雙方配置安全連接信息即可。(4)完全控制虛擬專用網使用戶可以利用ISP的設施和服務，同時又完全掌握著自己網絡的控制權。用戶只利用ISP提供的網絡資源，對于其它的安全設置、網絡管理變化可由自己管理。在企業(yè)內部也可以自己建立虛擬專用網。以上技術使用到遠程醫(yī)療協(xié)助網上，大大降低運行成本，方便各醫(yī)院之間，基層醫(yī)院與專家之間的連接與溝通。打破了1+N，或N+N的傳統(tǒng)遠程醫(yī)療網絡模式。四、基于VPN網絡架構總體規(guī)劃通過VPN遠程訪問技術與醫(yī)院的VPN服務器，將醫(yī)院局網與公網鏈路溝通，使專家的咨詢指導專家不再受地域限制。在基層醫(yī)院中改造基層醫(yī)院手術室，引入遠程醫(yī)療移動工作站，使遠程醫(yī)療行為深入基層醫(yī)院病房、ICU、手術室、醫(yī)技科室等部門。診療專家可以在科室、會診中心、在寬帶的涉及的地點（家中、酒店）進行遠程醫(yī)療指導。實現(xiàn)遠程會診、遠程手術指導、遠程檢查指導等多項服務。專家不再會因專網地域限制專家參與醫(yī)療指導，專家可以在任何地點、任意時間進行醫(yī)療指導。不再限于專用網內的專家，可以邀請國內乃至國外同行進行基層醫(yī)院醫(yī)療指導，特別是對退休在家的專家提供了發(fā)揮余熱的平臺。不再限于在遠程醫(yī)療會診室進行手術教學，各類醫(yī)護人員，醫(yī)學院學生都可以通過寬帶網登錄到遠程醫(yī)療網進行現(xiàn)場或錄像觀摩手術示教。病人或醫(yī)護人員通過遠程醫(yī)療服務網站，對疑難病癥進行求助，開展探討，征求最佳治療方案。VPN服務器五、硬件建設方案1、專家會診室：提供專家會診場所，通過VPN虛擬網與基層醫(yī)院聯(lián)網。通過遠程醫(yī)療服務系統(tǒng)控制完成視屏、語音等信息傳遞。2、手術示教室：為基層醫(yī)院與各種醫(yī)學院學生提供手術現(xiàn)場。將通過帶有云臺的高清攝像頭現(xiàn)場播放或錄制手術過程，并通過語音系統(tǒng)錄入專家手術教學語音。3、基層醫(yī)院遠程手術室：在縣級醫(yī)院手術室中，配備帶有云臺的高清攝像頭與語音系統(tǒng)，實時將手術現(xiàn)場視屏、語音與遠程專家溝通，得到遠程專家的醫(yī)療技術指導。4、移動接入車：在縣鄉(xiāng)級醫(yī)院中，配置移動推車，配備帶有萬向臂的高清攝像頭、醫(yī)療設備視屏接入、語音、電子聽診器，接入醫(yī)院信息網。在醫(yī)院各科室（手術室、胃鏡室、B超室、CT室、病房等），實時將病人情況、檢查過程情況的影像、設備視屏、語音、信息資料傳遞給遠程專家?；鶎俞t(yī)護人員在遠程專家的全程指導下，進行全方位的醫(yī)療服務。5、VPN服務器：基層醫(yī)院搭建VPN遠程醫(yī)療服務器，建立公網與基層醫(yī)院局網的聯(lián)通。六、移動遠程醫(yī)療工作站設備分析1、設備集成：為了充分利用現(xiàn)有基層醫(yī)院設備，減少投資成本。移動遠程醫(yī)療工作站，應具有網絡、高清攝像、醫(yī)院主要設備與醫(yī)院系統(tǒng)接入功能。主要設備配置如下：移動推車、高清攝像頭、萬向臂、燈光照明、計算機、顯示器、視屏采集卡、音響、耳 麥、電子聽診器、配電系統(tǒng)等。萬向臂：一端固定在移動推車上，一端固定高清攝像頭與照明燈光。長度在1.2至1.5米之間，由基層醫(yī)護人員操作?？梢?65度方位與上下調整攝像頭，以適應各種場合的使用。高清醫(yī)用攝像頭：它是專家的眼睛，要求具有高清晰度，高分辯率，可自動對焦，可調整分辯率，具有拉近與推遠操作功能，有效像素1920x1080。視屏解碼器：多視屏解碼器，接入高清攝像頭與其它醫(yī)療設備視屏信號，負責將數(shù)字視頻進行壓縮或者解壓縮。醫(yī)用顯示器：帶觸摸功能，尺寸20.1英寸，分辯率1600x1200。用來顯示放射、CT等圖像信息。醫(yī)護人員可以方便使用觸摸屏操作遠程醫(yī)療系統(tǒng)。其它配置：計算機、音響、耳麥、電子聽診器、配電。移動推車：帶有止動裝置的移動推車，加載固定上述設備，可調整操作板與顯示器高度。移動遠程醫(yī)療工作站由于使用在基層醫(yī)院內部，可以不用需要無線接入與不間斷電源。由于使用了高清醫(yī)用攝像頭，可以考慮不配置膠片掃描器。2、系統(tǒng)功能：接入功能：可通過網絡接收遠程專家視屏信息；通過采集卡接入醫(yī)療設備圖像信息；通過采集卡接入移動遠程醫(yī)療工作站的攝像信息；通過其它傳感器接入醫(yī)院心電等醫(yī)療設備。圖像與顯示：多路圖像（遠程專家圖像、攝像實時采集圖像、視屏接入圖像與PACS系統(tǒng)圖像）轉切與多路圖像顯示，具有錄像、照像與回放功能。并可以對回放視屏進行暫停、繼續(xù)、快進、快退、慢進、慢退等操作?？梢燥@示醫(yī)院系統(tǒng)的DICOM圖像，并進行分析?？梢燥@示醫(yī)院系統(tǒng)的病人其它信息資料。顯示信息傳遞：可將上述攝像、視屏圖像等多路圖像等信息實時通過網絡傳遞給專家。由于帶寬的限制，只能接收一路高清圖像顯示。系統(tǒng)提供專家可操作圖像轉接功能。語音功能：可支持多路語音混響與錄音功能，支持電子聽診器音響的播放功能。網絡接入：將醫(yī)院中的影像系統(tǒng)中病人的基本信息、圖像、病歷與文字等信息接入到系統(tǒng)中，供遠程專家調閱。網絡延時處理：由于有些醫(yī)療處置交互實時性強，在網絡進行信息傳遞時會出現(xiàn)網絡延時造成專家指導失誤。遠程醫(yī)療系統(tǒng)與專家指導系統(tǒng)需要定期調整時間，保證時間標準。在進行圖像傳遞時，不斷提示給專家當前接收圖像的時差。七、應用前景效果分析1、突發(fā)事件處理在當代社會中突發(fā)事件時有發(fā)生：如車禍、煤礦事件等。突發(fā)事件中的病人轉到基層醫(yī)院后，需要進行各種手術與其它處置。由于基層醫(yī)務人員水平與能力有限，無法進行復雜手術與處置。通過此套遠程醫(yī)療系統(tǒng)，調用各地權威專家進行應急響應。極大提高了突發(fā)事件中病人搶救速度。2、手術中的事件處理如某病人診斷為肝囊腫，手術開刀后發(fā)現(xiàn)患者為癌變病人，基層醫(yī)生無法完成。在取得患者親屬同意后，調用網上專家進行實時手術指導。若沒有這套系統(tǒng)，有時病人躺在手術臺上幾個小時等遠程專家到場指導，或重新縫合轉大醫(yī)院治療。為此加大了病變轉移等危險，病人為此承受重大痛苦。3、疑難患者全過程跟蹤由于使用了這套遠程醫(yī)療系統(tǒng)，使專家可以參與病人的全過程跟蹤治療。如一個胃癌病人，可以在遠程專家指導下進行胃鏡活檢取樣、在專家的指導下進行切片病檢。再根據(jù)胃鏡與切片結果與當?shù)蒯t(yī)院醫(yī)療條件，決定是否轉院治療或在當?shù)?，在專家遠程參與下進行手術?；谝苿庸ぷ髡镜倪h程醫(yī)療系統(tǒng)的醫(yī)療行為，將有助于提高基層醫(yī)院疑難病歷的診斷率、減少病人死亡率、減輕