基于常态化运作模式下的远程医疗指导系统架构

基于VPN常态化运作模式的远程医疗协作系统摘要：充分利用虚拟专用网络与移动远程医疗工作站技术，实现专家可以在任意时间与地点，协助基层医护人员在医院任意地点，完成病人全过程跟踪的全方位医疗诊治。这种基于VPN的常态化运作模式，大大提高了应急事件响应速度。方便灵活的接入方式，扩展了基层医院对全国不同医疗资源的请求，为基层医疗机构提供实时的医疗技术支持。并大大降低了租用专用线路的运行成本。关键词：远程医疗虚拟专用网一、目前远程医疗系统建立方案的局限目前远程医疗系统的建立方法是，在基层医疗机构中建立专用的远程医疗会诊室。通过专用网络系统与专家建立关系，通过多媒体技术传递视屏、语音、文字、图像资料，实现专家与基层医务人员之间的会诊。由于对病人的诊疗行为是一个不断诊断与治疗的过程，诊断过程中需要使用各种医疗设备与仪器，并在采集的过程中发现病人异常体征，如镜检类与B超类检查，若只通过一份基层医院提供的，无专家参与得到的检查结果报告，很容易造成误诊。更无法提供病人在治疗阶段的专家指导。由于受到网络与缺少诊疗过程中的影像交互手段的限制，大大限制了远程医疗的应用范围。在基层医院建立远程医疗会诊室的方式，只能完成部分病种病人的简单会诊，不能完成专家参与下的病人全诊疗过程的监控与指导，大大降低了远程医疗的作用。由于专用网络的限制，只能开展某家大医院与几家基层医院之间的远程医疗协作。二、目前宽带网络发展现状前几年由于公网的速度与安全因素不能满足远程医疗的应用，都使用租用专用网络来实现。但由于国家这几年不断对网络基础建设的投入，网络提速不断加快，费用不断下降。目前我们已惊喜的发现，在宽带网上已出现了基于1080P超清标准的视屏节目的播放。由于医疗指导，特别是手术指导采集时，快速变化的运动图像少，并大多为点对点的访问，网上流量小。在4M宽带网速下基本满足了远程医疗对网速的要求。虽然在偏远地区还不能满足，但在广大经济发达地区开始已经普及4M以上光纤入户，已具备了直接通过宽带网络实现远程医疗指导，为基于VPN的常态化运作模式打下基础。三、VPN虚拟专用网络[1]虚拟专用网络（VirtualPrivateNetwork，简称VPN)指的是在公用网络上建立专用网络的技术。其之所以称为虚拟网，主要是因为整个VPN网络的任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路，而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台，如Internet、ATM(异步传输模式〉、FrameRelay（帧中继）等之上的逻辑网络，用户数据在逻辑链路中传输。它涵盖了跨共享网络或公共网络的封装、加密和身份验证链接的专用网络的扩展。VPN主要采用了彩隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。虚拟专用网的提出就是来解决这些问题：(1)使用VPN可降低成本——通过公用网来建立VPN，就可以节省大量的通信费用，而不必投入大量的人力和物力去安装和维护WAN(广域网)设备和远程访问设备。(2)传输数据安全可靠——虚拟专用网产品均采用加密及身份验证等安全技术，保证连接用户的可靠性及传输数据的安全和保密性。(3)连接方便灵活——用户如果想与合作伙伴联网，如果没有虚拟专用网，双方的信息技术部门就必须协商如何在双方之间建立租用线路或帧中继线路，有了虚拟专用网之后，只需双方配置安全连接信息即可。(4)完全控制——虚拟专用网使用户可以利用ISP的设施和服务，同时又完全掌握着自己网络的控制权。用户只利用ISP提供的网络资源，对于其它的安全设置、网络管理变化可由自己管理。在企业内部也可以自己建立虚拟专用网。以上技术使用到远程医疗协助网上，大大降低运行成本，方便各医院之间，基层医院与专家之间的连接与沟通。打破了1+N，或N+N的传统远程医疗网络模式。四、基于VPN网络架构总体规划通过VPN远程访问技术与医院的VPN服务器，将医院局网与公网链路沟通，使专家的咨询指导专家不再受地域限制。在基层医院中改造基层医院手术室，引入远程医疗移动工作站，使远程医疗行为深入基层医院病房、ICU、手术室、医技科室等部门。诊疗专家可以在科室、会诊中心、在宽带的涉及的地点（家中、酒店）进行远程医疗指导。实现远程会诊、远程手术指导、远程检查指导等多项服务。专家不再会因专网地域限制专家参与医疗指导，专家可以在任何地点、任意时间进行医疗指导。不再限于专用网内的专家，可以邀请国内乃至国外同行进行基层医院医疗指导，特别是对退休在家的专家提供了发挥余热的平台。不再限于在远程医疗会诊室进行手术教学，各类医护人员，医学院学生都可以通过宽带网登录到远程医疗网进行现场或录像观摩手术示教。病人或医护人员通过远程医疗服务网站，对疑难病症进行求助，开展探讨，征求最佳治疗方案。五、硬件建设方案1、专家会诊室：提供专家会诊场所，通过VPN虚拟网与基层医院联网。通过远程医疗服务系统控制完成视屏、语音等信息传递。2、手术示教室：为基层医院与各种医学院学生提供手术现场。将通过带有云台的高清摄像头现场播放或录制手术过程，并通过语音系统录入专家手术教学语音。3、基层医院远程手术室：在县级医院手术室中，配备带有云台的高清摄像头与语音系统，实时将手术现场视屏、语音与远程专家沟通，得到远程专家的医疗技术指导。4、移动接入车：在县乡级医院中，配置移动推车，配备带有万向臂的高清摄像头、医疗设备视屏接入、语音、电子听诊器，接入医院信息网。在医院各科室（手术室、胃镜室、B超室、CT室、病房等），实时将病人情况、检查过程情况的影像、设备视屏、语音、信息资料传递给远程专家。基层医护人员在远程专家的全程指导下，进行全方位的医疗服务。5、VPN服务器：基层医院搭建VPN远程医疗服务器，建立公网与基层医院局网的联通。六、移动远程医疗工作站设备分析1、设备集成：为了充分利用现有基层医院设备，减少投资成本。移动远程医疗工作站，应具有网络、高清摄像、医院主要设备与医院系统接入功能。主要设备配置如下：移动推车、高清摄像头、万向臂、灯光照明、计算机、显示器、视屏采集卡、音响、耳麦、电子听诊器、配电系统等。万向臂：一端固定在移动推车上，一端固定高清摄像头与照明灯光。长度在1.2至1.5米之间，由基层医护人员操作。可以365度方位与上下调整摄像头，以适应各种场合的使用。高清医用摄像头：它是专家的眼睛，要求具有高清晰度，高分辩率，可自动对焦，可调VPN服务器整分辩率，具有拉近与推远操作功能，有效像素1920x1080。视屏解码器：多视屏解码器，接入高清摄像头与其它医疗设备视屏信号，负责将数字视频进行压缩或者解压缩。医用显示器：带触摸功能，尺寸20.1英寸，分辩率1600x1200。用来显示放射、CT等图像信息。医护人员可以方便使用触摸屏操作远程医疗系统。其它配置：计算机、音响、耳麦、电子听诊器、配电。移动推车：带有止动装置的移动推车，加载固定上述设备，可调整操作板与显示器高度。移动远程医疗工作站由于使用在基层医院内部，可以不用需要无线接入与不间断电源。由于使用了高清医用摄像头，可以考虑不配置胶片扫描器。2、系统功能：接入功能：可通过网络接收远程专家视屏信息；通过采集卡接入医疗设备图像信息；通过采集卡接入移动远程医疗工作站的摄像信息；通过其它传感器接入医院心电等医疗设备。图像与显示：多路图像（远程专家图像、摄像实时采集图像、视屏接入图像与PACS系统图像）转切与多路图像显示，具有录像、照像与回放功能。并可以对回放视屏进行暂停、继续、快进、快退、慢进、慢退等操作。可以显示医院系统的DICOM图像，并进行分析。可以显示医院系统的病人其它信息资料。显示信息传递：可将上述摄像、视屏图像等多路图像等信息实时通过网络传递给专家。由于带宽的限制，只能接收一路高清图像显示。系统提供专家可操作图像转接功能。语音功能：可支持多路语音混响与录音功能，支持电子听诊器音响的播放功能。网络接入：将医院中的影像系统中病人的基本信息、图像、病历与文字等信息接入到系统中，供远程专家调阅。网络延时处理：由于有些医疗处置交互实时性强，在网络进行信息传递时会出现网络延时造成专家指导失误。远程医疗系统与专家指导系统需要定期调整时间，保证时间标准。在进行图像传递时，不断提示给专家当前接收图像的时差。七、应用前景效果分析1、突发事件处理在当代社会中突发事件时有发生：如车祸、煤矿事件等。突发事件中的病人转到基层医院后，需要进行各种手术与其它处置。由于基层医务人员水平与能力有限，无法进行复杂手术与处置。通过此套远程医疗系统，调用各地权威专家进行应急响应。极大提高了突发事件中病人抢救速度。2、手术中的事件处理如某病人诊断为肝囊肿，手术开刀后发现患者为癌变病人，基层医生无法完成。在取得患者亲属同意后，调用网上专家进行实时手术指导。若没有这套系统，有时病人躺在手术台上几个小时等远程专家到场指导，或重新缝合转大医院治疗。为此加大了病变转移等危险，病人为此承受重大痛苦。3、疑难患者全过程跟踪由于使用了这套远程医疗系统，使专家可以参与病人的全过程跟踪治疗。如一个胃癌病人，可以在远程专家指导下进行胃镜活检取样、在专家的指导下进行切片病检。再根据胃镜与切片结果与当地医院医疗条件，决定是否转院治疗或在当地，在专家远程参与下进行手术。基于移动工作站的远程医疗系统的医疗行为，将有助于提高基层医院疑难病历的诊断率、减少病人死亡率、减轻病人痛苦、提高基层医院医生的医疗水平、为专家提供一个施展医疗技术、丰富医疗经验的平台。并对缓解病人就医难起到一定积极作用。随着网络技术的不断发展，基于VPN技术宽带网络的远程医疗将越来越成熟，基层医院医生与专家随时随地可以通过网络沟通，得到全国各地专家指导，远程医疗势必将走向常态化运行模式。参考文献[1]虚拟专用网络