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

1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當之處，請指正。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世紀以來，隨著計算機科學(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)科知識和實際丁作都產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。本文從醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化、醫(yī)療機構(gòu)信息化和醫(yī)療診治遠程化三方面闡述現(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)檢測與監(jiān)護技術(shù)；臨床檢驗數(shù)字化技術(shù)1。1.

2、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)主要是指醫(yī)學(xué)影像以數(shù)字方式輸出，直接利用計算機對影像數(shù)據(jù)快捷地進行存儲、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：計算機斷層掃描系統(tǒng)(CT)、多層螺旋CT(multislice spiral CT，MSCT)、磁共振成像(MRI)、正電子發(fā)射型計算機斷層顯像(positronemission computed tomography，PECT)、計算機放射攝影(computed radiography，CR)和數(shù)字放射攝影(digital radiography，DR)、數(shù)字減影血管造影(digital substractionangiog

3、raphy，DSA)等，為介入治療、心臟搭橋手術(shù)等高科技治療手段的應(yīng)用提供了良好的發(fā)展平臺。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，也是未來數(shù)字化醫(yī)院的組成之一。隨著計算機技術(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)檢測與監(jiān)護技術(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)。臨床檢測中的腦電圖(EEG)、肌電圖(EMG)、腦阻抗血流圖(REG

4、)等均是電生理參數(shù)檢測技術(shù)的典型應(yīng)用。1CU等監(jiān)護室中的多導(dǎo)生理監(jiān)護儀、24h動態(tài)監(jiān)護儀、胎兒監(jiān)護儀、睡眠監(jiān)護儀等儀器都是電生理監(jiān)護技術(shù)的成熟產(chǎn)品。13臨床檢驗數(shù)字化技術(shù) 臨床檢驗作為臨床醫(yī)學(xué)的一個分支在臨床需求的推動下，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：血細胞分析儀，血液自動生化分析儀等?，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，其主要研究對象是核酸和蛋白質(zhì)2。2 醫(yī)療機構(gòu)信息化21數(shù)字化醫(yī)院ehospital)3通過寬帶網(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)

5、和數(shù)字化醫(yī)療信息系統(tǒng)等全部臨床作業(yè)過程納入到數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)臨床作業(yè)的無紙化和無片化運行。它使醫(yī)院簡化、加速了臨床流程并實現(xiàn)了臨床數(shù)據(jù)的在線存儲和查詢。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)具備三個內(nèi)涵：一是包含了患者的完整信息并能進行共享；二是能提供醫(yī)療提示和報警；三是能提供資料庫支持4。電子病歷的目標和意義并不在于要取代紙質(zhì)病歷。電子病歷的發(fā)展目標主要是：(1)方便患者信息的即時共享和獲取，從而提高工作效率和醫(yī)療質(zhì)量5-

6、6。(2)借助計算機強大的功能快速檢索數(shù)據(jù)的同時接受多個終端訪問，在相關(guān)醫(yī)學(xué)信息處理的幫助下，可以輕松地實現(xiàn)病歷資料的分類、統(tǒng)計等工作，為臨床、循證醫(yī)學(xué)等研究提供原始材料。系統(tǒng)借助于計算機存儲技術(shù)的發(fā)展，滿足長期存儲病歷的需求。電子病歷技術(shù)能帶來的核心價值更是實現(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)療機構(gòu)之間實現(xiàn)共享，這不僅對個人的醫(yī)療有極大的幫助，并且將給公共衛(wèi)生和醫(yī)學(xué)科研帶來巨大效益。通過信息共享挖掘和運用這些信息，將對一個城市、一個地區(qū)甚至一個國家的常見病、流行病防治起到重要的監(jiān)測作用7。3 醫(yī)療診斷治療遠程化遠程醫(yī)療是醫(yī)療信息網(wǎng)絡(luò)化的核心內(nèi)容，其目標包括建立遠

7、程醫(yī)療診斷系統(tǒng)、會診系統(tǒng)、教育系統(tǒng)和以家庭病床為目的的遠程病床監(jiān)護系統(tǒng)8。遠程醫(yī)療系統(tǒng)實際是遠程通信技術(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)成了遠程醫(yī)療的支撐技術(shù)。31遠程醫(yī)療技術(shù)開展現(xiàn)狀 目的遠程診治、遠程會診、遠程咨詢并不是陌生的詞匯，它是指借助遠程通信的途徑實現(xiàn)對遠程治療對象的診斷、治療、會診和咨詢的過程。診斷和治療一直是醫(yī)學(xué)的核心內(nèi)容，因此遠程診治實際是遠程醫(yī)療最重要的功能9。在特殊環(huán)境下，醫(yī)護人員難于或無法在現(xiàn)場為患者提供診斷和治療，如極地探險、航天、航海、交通事故現(xiàn)場等，此時可通過遠程通信網(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

8、見。其中遠程會診對傳輸?shù)尼t(yī)學(xué)圖像的質(zhì)量要求較高，而遠程會診與遠程咨詢的主要區(qū)別在于前者一般為離線方式(非實時)，而后者為在線的實時運作。目前開展的遠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。遠程監(jiān)護是通過通信網(wǎng)絡(luò)將患者端的生理信息和醫(yī)學(xué)信號傳送到監(jiān)護中心進行分析，并給出診斷意見的一種遠程醫(yī)療模式。遠程監(jiān)護的意義在于：對自理能力較差的患者實施遠程監(jiān)護，縮短醫(yī)患距離，減少患者心理壓力，在提高診斷的準確性、節(jié)省患者開支的同時也緩解醫(yī)院的空間壓力。32遠程醫(yī)療技術(shù)開展的進展321遠程手術(shù) 遠程手術(shù)是指外科醫(yī)生通過遠程醫(yī)療通信設(shè)備在本地對一個遙遠地方的患者進行手術(shù)治療。這一方

9、式可在最短的時間內(nèi)匯集外科專家共同攻克疑難手術(shù)，在一些微創(chuàng)外科手術(shù)中用更精密的儀器來代替人工操作以減小手術(shù)創(chuàng)傷，在放射性外科手術(shù)中對醫(yī)生的健康加以保護，這些是人們目前共同關(guān)注的熱點。世界上第一個遠程手術(shù)試驗已于1993年在意大利和美國之間成功地完成。在這次試驗中，試驗者對一個動物器官模型進行了成功的組織切片。遠程手術(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，也為許多生活在遙遠或者相對孤立環(huán)境中的患者提供了希望和機遇。通常情況下傳統(tǒng)的遙控操作系統(tǒng)應(yīng)用中最重要的問題是保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性；而對于柔軟組織來說，機器人和環(huán)境之間力反饋的真實性也顯得非常重要。在手術(shù)中，由于地域的隔離，外科醫(yī)生會失去

10、力的感覺和操作能力，而這些都是手術(shù)成功的必要條件。遙控操作系統(tǒng)就是為了恢復(fù)這些失去的能力而沒計的。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，遠程手術(shù)任務(wù)要求非常高的靈活度和真實度，這是因為外科醫(yī)生在很大程度上是依賴他們的運動力感覺和觸覺以完成高精度的操作并檢測隱藏的組織。在遠程手術(shù)中就是對遙控操作系統(tǒng)的敏感度和系統(tǒng)性能的量化，這對于控制器的設(shè)計指標非常重要。目前用于遠程手術(shù)的機器人產(chǎn)品主要有：(1)達芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)；(2)ZEUS宙斯外科機器人手術(shù)系統(tǒng)。遠程機器人手術(shù)系統(tǒng)主要由控制臺和操作臂兩部分組成?？刂婆_是機器人手術(shù)系統(tǒng)的核心，由計算機系統(tǒng)、

11、手術(shù)操作監(jiān)視器、機器人控制監(jiān)視器、操作手柄和輸入輸出設(shè)備等組成。術(shù)者坐在控制臺前，通過機器人控制監(jiān)視器設(shè)定器械動作的幅度、張開角度的大小、器械閉合后鎖定與否等，利用操作手柄進行手術(shù)操作。手術(shù)前需對操作臂活動范圍進行設(shè)定。術(shù)者的手術(shù)操作轉(zhuǎn)化為電信號，傳導(dǎo)給機器人的操作臂，從而實現(xiàn)遠程手術(shù)。遠程機器人手術(shù)系統(tǒng)具有普通腔鏡手術(shù)無法替代的優(yōu)點：(1)可進行精細操作，計算機系統(tǒng)可將術(shù)者在操作臺上易于完成的大幅度動作通過縮小傳輸?shù)綑C器人雙臂手柄上，并可將術(shù)者的動作進行高頻波過濾，消除器械的抖動和震顫，使操作更平穩(wěn)準確。(2)術(shù)者可坐在舒適的椅子上從容地進行手術(shù)操作，不易疲勞。(3)手術(shù)通常由術(shù)者1人就可以

12、完成，有時僅需l位助手醫(yī)師，幫助安裝、更換手術(shù)器械，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。實現(xiàn)遠程手術(shù)其操作的核心技術(shù)是雙向操作控制器的設(shè)計，這種設(shè)計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，作為對任何控制系統(tǒng)的基本要求,一個遙控操作器必須能夠在其工作所處的變化動態(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、控制器設(shè)計和要完成的任務(wù)。一般而言，為了獲得滿意的性能，遙控操作器應(yīng)當能夠給人類操XXX提供足夠的輸入帶寬(大約20 Hz)以及操XXX的輸出帶寬(大約5 Hz)到遠程環(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位件13。在

13、研究中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的真實度和穩(wěn)定性是遙控操作系統(tǒng)的兩個主要問題。今后，通過在控制理論、網(wǎng)絡(luò)通信以及生物醫(yī)學(xué)理論方面的進一步探索，可為遠程手術(shù)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用帶來良好的應(yīng)用前景。322 遠程戰(zhàn)地救護 戰(zhàn)爭總意味著有傷亡，而戰(zhàn)爭不允許戰(zhàn)地醫(yī)院離戰(zhàn)場太近。如果給部隊配備無線移動遠程醫(yī)療系統(tǒng)，就相當于把戰(zhàn)地醫(yī)院的觸覺向前延伸，后方醫(yī)生能及時、對前方醫(yī)護人員進行指導(dǎo)，以保證危重傷員得到及時、恰當?shù)木戎?。在具體的應(yīng)用中，目前使用較多的單兵遠程傷情監(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)遠程會診車、機動醫(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

14、程醫(yī)療診治系統(tǒng)等。從遠程醫(yī)療出現(xiàn)之日起，它就與加強軍隊的衛(wèi)勤醫(yī)療救護保障能力和現(xiàn)代化建設(shè)緊密地XXX在一起?，F(xiàn)在世界各國軍隊都十分重視遠程醫(yī)療在軍隊醫(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)的一個重要課題。4 參考文獻【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展訪解放軍總醫(yī)院計算機中心主任薛萬國J中國數(shù)字醫(yī)學(xué)，2007，2（3)：11-14【5】 易彥伶HiS在醫(yī)院綜合

15、管理中的作用J醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2008，29(2)：1617【6】 沈偉·電子病歷給醫(yī)療行為帶來的變革J醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志,2007,28（4）：346-347.【7】 楊伯泉，金國建，莫經(jīng)剛等試行開展電子病歷的緊迫性J中國現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)2004,3(10)：102104【8】 鮑淑娣，張元亭遠程醫(yī)療：穿戴式生物醫(yī)療儀器J中國醫(yī)療器械信息2004，10(5)：13【9】 唐忠，歐旭.醫(yī)院遠程會診系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計J.廣西醫(yī)學(xué)，2008,30（9）：1401-1402.【10】 李寧,普通外科學(xué)的發(fā)展和展望J中國實用外科雜志，2007,27(6)：424-427.【11】 楊江根,肖克

16、峰，李索瓊,等ZEUS機器人系統(tǒng)行腎上腺腫瘤切除術(shù)的臨床研究J中華泌尿外科雜志，2006，27(4)：253255【12】 Brooks TL Telerobotic response requirerementsc·Proceedings of the 1990 IEEE international Conference on Systerms1990 113-120【13】 Lawrence D A stablity and transparency in bilateral tele-operationJ IEEE Transactions on Robotics and Automation，1993，9(5)：624-637【14】 Marinez R,Smith T WAssessment of navy telemedicine services over