電子信息技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展

1、電子信息技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的 應(yīng)用和發(fā)展尹葉子 趙圖華20世紀(jì)以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)的數(shù)字化發(fā)展，電子信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)科技領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用、交叉、滲透、融合，形成了許多嶄新的醫(yī)學(xué)科技理念、方法、技術(shù)和手段，促使I臨床醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)院管理和衛(wèi)生管理等各方面學(xué)科知識(shí)和實(shí)際丁作都產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。本文從醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化、醫(yī)療機(jī)構(gòu)信息化和醫(yī)療診治遠(yuǎn)程化三方面闡述現(xiàn)代電子信息技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用和發(fā)展。1 醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備中最具代表性的數(shù)字化技術(shù)是：醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化技術(shù)；電生理參數(shù)檢測(cè)與監(jiān)護(hù)技術(shù)；臨床檢驗(yàn)數(shù)字化技術(shù)1。1.1醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化技術(shù) 醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化技術(shù)主要是指

2、醫(yī)學(xué)影像以數(shù)字方式輸出，直接利用計(jì)算機(jī)對(duì)影像數(shù)據(jù)快捷地進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、傳輸和顯示。目前比較成熟的醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化技術(shù)設(shè)備有：計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)(CT)、多層螺旋CT(multislice spiral CT，MSCT)、磁共振成像(MRI)、正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(positronemission computed tomography，PECT)、計(jì)算機(jī)放射攝影(computed radiography，CR)和數(shù)字放射攝影(digital radiography，DR)、數(shù)字減影血管造影(digital substractionangiography，DSA)等，為介入治療、心臟搭橋手術(shù)

3、等高科技治療手段的應(yīng)用提供了良好的發(fā)展平臺(tái)。醫(yī)學(xué)圖像歸檔和通訊系統(tǒng)(picture archiving and communication system，PACS)是數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)的核心構(gòu)架，是溝通醫(yī)院影像設(shè)備和醫(yī)生的橋梁，也是未來(lái)數(shù)字化醫(yī)院的組成之一。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字成像技術(shù)的發(fā)展，PACS將成為影像科室的重要組成部分。12電生理參數(shù)檢測(cè)與監(jiān)護(hù)技術(shù) 電生理技術(shù)是指以多種形式的能量刺激生物體，測(cè)量、記錄和分析生物體發(fā)生的電現(xiàn)象(生物電)和生物體的電特性的技術(shù)。臨床檢測(cè)中的腦電圖(EEG)、肌電圖(EMG)、腦阻抗血流圖(REG)等均是電生理參數(shù)檢測(cè)技術(shù)的典型應(yīng)用。1CU等監(jiān)

4、護(hù)室中的多導(dǎo)生理監(jiān)護(hù)儀、24h動(dòng)態(tài)監(jiān)護(hù)儀、胎兒監(jiān)護(hù)儀、睡眠監(jiān)護(hù)儀等儀器都是電生理監(jiān)護(hù)技術(shù)的成熟產(chǎn)品。13臨床檢驗(yàn)數(shù)字化技術(shù) 臨床檢驗(yàn)作為臨床醫(yī)學(xué)的一個(gè)分支在臨床需求的推動(dòng)下，是應(yīng)用電子、信息、生物等學(xué)科的研究成果最多、發(fā)展最快的醫(yī)學(xué)臨床學(xué)科之一。如：血細(xì)胞分析儀，血液自動(dòng)生化分析儀等?，F(xiàn)代分子生物學(xué)義是研究生物大分子-核酸及其表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、功能、遺傳、調(diào)控、相瓦關(guān)系和相互作用，從分子水平上探討生命現(xiàn)象的一門學(xué)科，其主要研究對(duì)象是核酸和蛋白質(zhì)2。2 醫(yī)療機(jī)構(gòu)信息化21數(shù)字化醫(yī)院ehospital)3通過(guò)寬帶網(wǎng)絡(luò)把數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備、數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)和數(shù)字化醫(yī)療信息系統(tǒng)等全部臨床作業(yè)過(guò)程納入到數(shù)字

5、化網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)臨床作業(yè)的無(wú)紙化和無(wú)片化運(yùn)行。它使醫(yī)院簡(jiǎn)化、加速了臨床流程并實(shí)現(xiàn)了臨床數(shù)據(jù)的在線存儲(chǔ)和查詢。臨床信息系統(tǒng)結(jié)合醫(yī)院管理信息系統(tǒng)(HMIS)，兩者融合在一起就構(gòu)成了一個(gè)完整的ehospital。22電子病歷(eleetronie medieal record，EMR)從技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用內(nèi)容上看，電子病歷應(yīng)具備三個(gè)內(nèi)涵：一是包含了患者的完整信息并能進(jìn)行共享；二是能提供醫(yī)療提示和報(bào)警；三是能提供資料庫(kù)支持4。電子病歷的目標(biāo)和意義并不在于要取代紙質(zhì)病歷。電子病歷的發(fā)展目標(biāo)主要是：(1)方便患者信息的即時(shí)共享和獲取，從而提高工作效率和醫(yī)療質(zhì)量5-6。(2)借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的功能快速檢索數(shù)據(jù)的同時(shí)

6、接受多個(gè)終端訪問(wèn)，在相關(guān)醫(yī)學(xué)信息處理的幫助下，可以輕松地實(shí)現(xiàn)病歷資料的分類、統(tǒng)計(jì)等工作，為臨床、循證醫(yī)學(xué)等研究提供原始材料。系統(tǒng)借助于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，滿足長(zhǎng)期存儲(chǔ)病歷的需求。電子病歷技術(shù)能帶來(lái)的核心價(jià)值更是實(shí)現(xiàn)醫(yī)療信息共享，醫(yī)療診斷信息如果能夠在不同醫(yī)院之間、不同地區(qū)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間實(shí)現(xiàn)共享，這不僅對(duì)個(gè)人的醫(yī)療有極大的幫助，并且將給公共衛(wèi)生和醫(yī)學(xué)科研帶來(lái)巨大效益。通過(guò)信息共享挖掘和運(yùn)用這些信息，將對(duì)一個(gè)城市、一個(gè)地區(qū)甚至一個(gè)國(guó)家的常見(jiàn)病、流行病防治起到重要的監(jiān)測(cè)作用7。3 醫(yī)療診斷治療遠(yuǎn)程化遠(yuǎn)程醫(yī)療是醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)化的核心內(nèi)容，其目標(biāo)包括建立遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷系統(tǒng)、會(huì)診系統(tǒng)、教育系統(tǒng)和以家庭病床為

7、目的的遠(yuǎn)程病床監(jiān)護(hù)系統(tǒng)8。遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)實(shí)際是遠(yuǎn)程通信技術(shù)、醫(yī)療保健技術(shù)和信息學(xué)技術(shù)的結(jié)合，這三大技術(shù)構(gòu)成了遠(yuǎn)程醫(yī)療的支撐技術(shù)。31遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)開(kāi)展現(xiàn)狀 目的遠(yuǎn)程診治、遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程咨詢并不是陌生的詞匯，它是指借助遠(yuǎn)程通信的途徑實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程治療對(duì)象的診斷、治療、會(huì)診和咨詢的過(guò)程。診斷和治療一直是醫(yī)學(xué)的核心內(nèi)容，因此遠(yuǎn)程診治實(shí)際是遠(yuǎn)程醫(yī)療最重要的功能9。在特殊環(huán)境下，醫(yī)護(hù)人員難于或無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)為患者提供診斷和治療，如極地探險(xiǎn)、航天、航海、交通事故現(xiàn)場(chǎng)等，此時(shí)可通過(guò)遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)，把患者的病理信息傳送給醫(yī)療中心的醫(yī)生，醫(yī)生根據(jù)患者的病情給出相應(yīng)的診斷和治療意見(jiàn)。其中遠(yuǎn)程會(huì)診對(duì)傳輸?shù)尼t(yī)學(xué)圖像的質(zhì)量要求較高，

8、而遠(yuǎn)程會(huì)診與遠(yuǎn)程咨詢的主要區(qū)別在于前者一般為離線方式(非實(shí)時(shí))，而后者為在線的實(shí)時(shí)運(yùn)作。目前開(kāi)展的遠(yuǎn)程咨詢主要是病理咨詢、影像咨詢、社區(qū)診所與中心醫(yī)院間的診治咨詢等模式。遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將患者端的生理信息和醫(yī)學(xué)信號(hào)傳送到監(jiān)護(hù)中心進(jìn)行分析，并給出診斷意見(jiàn)的一種遠(yuǎn)程醫(yī)療模式。遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)的意義在于：對(duì)自理能力較差的患者實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，縮短醫(yī)患距離，減少患者心理壓力，在提高診斷的準(zhǔn)確性、節(jié)省患者開(kāi)支的同時(shí)也緩解醫(yī)院的空間壓力。32遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)開(kāi)展的進(jìn)展321遠(yuǎn)程手術(shù) 遠(yuǎn)程手術(shù)是指外科醫(yī)生通過(guò)遠(yuǎn)程醫(yī)療通信設(shè)備在本地對(duì)一個(gè)遙遠(yuǎn)地方的患者進(jìn)行手術(shù)治療。這一方式可在最短的時(shí)間內(nèi)匯集外科專家共同攻克疑難手術(shù)，

9、在一些微創(chuàng)外科手術(shù)中用更精密的儀器來(lái)代替人工操作以減小手術(shù)創(chuàng)傷，在放射性外科手術(shù)中對(duì)醫(yī)生的健康加以保護(hù)，這些是人們目前共同關(guān)注的熱點(diǎn)。世界上第一個(gè)遠(yuǎn)程手術(shù)試驗(yàn)已于1993年在意大利和美國(guó)之間成功地完成。在這次試驗(yàn)中，試驗(yàn)者對(duì)一個(gè)動(dòng)物器官模型進(jìn)行了成功的組織切片。遠(yuǎn)程手術(shù)作為工程科學(xué)和醫(yī)藥科學(xué)的結(jié)合提供了互相結(jié)合的平臺(tái)，也為許多生活在遙遠(yuǎn)或者相對(duì)孤立環(huán)境中的患者提供了希望和機(jī)遇。通常情況下傳統(tǒng)的遙控操作系統(tǒng)應(yīng)用中最重要的問(wèn)題是保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性；而對(duì)于柔軟組織來(lái)說(shuō)，機(jī)器人和環(huán)境之間力反饋的真實(shí)性也顯得非常重要。在手術(shù)中，由于地域的隔離，外科醫(yī)生會(huì)失去力的感覺(jué)和操作能力，而這些都是手術(shù)成功的必要條件

10、。遙控操作系統(tǒng)就是為了恢復(fù)這些失去的能力而沒(méi)計(jì)的。從遙控操作器到主操作器的直接力反饋能夠增加操作的靈活度。與通常的遙控操作系統(tǒng)應(yīng)用不同，遠(yuǎn)程手術(shù)任務(wù)要求非常高的靈活度和真實(shí)度，這是因?yàn)橥饪漆t(yī)生在很大程度上是依賴他們的運(yùn)動(dòng)力感覺(jué)和觸覺(jué)以完成高精度的操作并檢測(cè)隱藏的組織。在遠(yuǎn)程手術(shù)中就是對(duì)遙控操作系統(tǒng)的敏感度和系統(tǒng)性能的量化，這對(duì)于控制器的設(shè)計(jì)指標(biāo)非常重要。目前用于遠(yuǎn)程手術(shù)的機(jī)器人產(chǎn)品主要有：(1)達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)；(2)ZEUS宙斯外科機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)。遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)主要由控制臺(tái)和操作臂兩部分組成?？刂婆_(tái)是機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的核心，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、手術(shù)操作監(jiān)視器、機(jī)器人控制監(jiān)視器、操作手柄和輸入

11、輸出設(shè)備等組成。術(shù)者坐在控制臺(tái)前，通過(guò)機(jī)器人控制監(jiān)視器設(shè)定器械動(dòng)作的幅度、張開(kāi)角度的大小、器械閉合后鎖定與否等，利用操作手柄進(jìn)行手術(shù)操作。手術(shù)前需對(duì)操作臂活動(dòng)范圍進(jìn)行設(shè)定。術(shù)者的手術(shù)操作轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳導(dǎo)給機(jī)器人的操作臂，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)。遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)具有普通腔鏡手術(shù)無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)：(1)可進(jìn)行精細(xì)操作，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可將術(shù)者在操作臺(tái)上易于完成的大幅度動(dòng)作通過(guò)縮小傳輸?shù)綑C(jī)器人雙臂手柄上，并可將術(shù)者的動(dòng)作進(jìn)行高頻波過(guò)濾，消除器械的抖動(dòng)和震顫，使操作更平穩(wěn)準(zhǔn)確。(2)術(shù)者可坐在舒適的椅子上從容地進(jìn)行手術(shù)操作，不易疲勞。(3)手術(shù)通常由術(shù)者1人就可以完成，有時(shí)僅需l位助手醫(yī)師，幫助安裝、更換手術(shù)器

12、械，協(xié)助止血，術(shù)后卸載器械裝置等，能有效節(jié)約人力資源10-11。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)其操作的核心技術(shù)是雙向操作控制器的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)在決定遙控操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能方面起了主要的作用。除了性能以外，作為對(duì)任何控制系統(tǒng)的基本要求,一個(gè)遙控操作器必須能夠在其工作所處的變化動(dòng)態(tài)環(huán)境中保持穩(wěn)定。系統(tǒng)的性能取決于系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、控制器設(shè)計(jì)和要完成的任務(wù)。一般而言，為了獲得滿意的性能，遙控操作器應(yīng)當(dāng)能夠給人類操作者提供足夠的輸入帶寬(大約20 Hz)以及操作者的輸出帶寬(大約5 Hz)到遠(yuǎn)程環(huán)境12。因此，透明性被量化定義成主操作器與從操作器之間的對(duì)位件13。在研究中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的真實(shí)度和穩(wěn)定性是遙控操作系統(tǒng)的兩個(gè)主

13、要問(wèn)題。今后，通過(guò)在控制理論、網(wǎng)絡(luò)通信以及生物醫(yī)學(xué)理論方面的進(jìn)一步探索，可為遠(yuǎn)程手術(shù)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用帶來(lái)良好的應(yīng)用前景。322 遠(yuǎn)程戰(zhàn)地救護(hù) 戰(zhàn)爭(zhēng)總意味著有傷亡，而戰(zhàn)爭(zhēng)不允許戰(zhàn)地醫(yī)院離戰(zhàn)場(chǎng)太近。如果給部隊(duì)配備無(wú)線移動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，就相當(dāng)于把戰(zhàn)地醫(yī)院的觸覺(jué)向前延伸，后方醫(yī)生能及時(shí)、對(duì)前方醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行指導(dǎo)，以保證危重傷員得到及時(shí)、恰當(dāng)?shù)木戎巍Ｔ诰唧w的應(yīng)用中，目前使用較多的單兵遠(yuǎn)程傷情監(jiān)視器、前沿醫(yī)療階梯傷員醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)及相關(guān)軟件14-15,還有野戰(zhàn)遠(yuǎn)程會(huì)診車、機(jī)動(dòng)醫(yī)療調(diào)器(M3V)、野戰(zhàn)醫(yī)療協(xié)調(diào)器(FMC)、創(chuàng)傷救治服務(wù)器(TCC)、智能型擔(dān)架、遠(yuǎn)程醫(yī)療診治系統(tǒng)等。從遠(yuǎn)程醫(yī)療出現(xiàn)之日起，它就與加強(qiáng)軍

14、隊(duì)的衛(wèi)勤醫(yī)療救護(hù)保障能力和現(xiàn)代化建設(shè)緊密地聯(lián)系在一起。現(xiàn)在世界各國(guó)軍隊(duì)都十分重視遠(yuǎn)程醫(yī)療在軍隊(duì)醫(yī)學(xué)中的研究和應(yīng)用，成為高科技條件下發(fā)展軍事醫(yī)學(xué)的一個(gè)重要課題。4 參考文獻(xiàn)【1】 袁聿德醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)M北京：人民衛(wèi)生出版社，2008：8990【2】 朱玉賢李毅，鄭曉峰.現(xiàn)代分子生物學(xué)M北京；高等教育出版社，1997：34【3】 吳祈耀醫(yī)療儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展C全國(guó)信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展專業(yè)論壇2003【4】 李華才電子病歷基本概念及研究進(jìn)展訪解放軍總醫(yī)院計(jì)算機(jī)中心主任薛萬(wàn)國(guó)J中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2007，2（3)：11-14【5】 易彥伶HiS在醫(yī)院綜合管理中的作用J醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2008，29(2)：1

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