电子信息技术在医疗领域的应用和发展

电子信息技术在医疗领域中的应用和发展尹叶子赵图华20世纪以来，随着计算机科学和信息技术的数字化发展，电子信息技术在医学科技领域中得到广泛的应用、交叉、渗透、融合，形成了许多崭新的医学科技理念、方法、技术和手段，促使I临床医学、基础医学、预防医学、医学工程、医院管理和卫生管理等各方面学科知识和实际丁作都产生了质的飞跃。本文从医疗设备数字化、医疗机构信息化和医疗诊治远程化三方面阐述现代电子信息技术在医疗领域中的应用和发展。1医疗设备数字化医疗设备中最具代表性的数字化技术是：医学影像数字化技术；电生理参数检测与监护技术；临床检验数字化技术[1]。1.1医学影像数字化技术医学影像数字化技术主要是指医学影像以数字方式输出，直接利用计算机对影像数据快捷地进行存储、处理、传输和显示。目前比较成熟的医学影像数字化技术设备有：计算机断层扫描系统(CT)、多层螺旋CT(multislicespiralCT，MSCT)、磁共振成像(MRI)、正电子发射型计算机断层显像(positronemissioncomputedtomography，PECT)、计算机放射摄影(computedradiography，CR)和数字放射摄影(digitalradiography，DR)、数字减影血管造影(digitalsubstractionangiography，DSA)等，为介入治疗、心脏搭桥手术等高科技治疗手段的应用提供了良好的发展平台。医学图像归档和通讯系统(picturearchivingandcommunicationsystem，PACS)是数字化医学影像系统的核心构架，是沟通医院影像设备和医生的桥梁，也是未来数字化医院的组成之一。随着计算机技术、网络技术以及数字成像技术的发展，PACS将成为影像科室的重要组成部分。1．2电生理参数检测与监护技术电生理技术是指以多种形式的能量刺激生物体，测量、记录和分析生物体发生的电现象(生物电)和生物体的电特性的技术。临床检测中的脑电图(EEG)、肌电图(EMG)、脑阻抗血流图(REG)等均是电生理参数检测技术的典型应用。1CU等监护室中的多导生理监护仪、24h动态监护仪、胎儿监护仪、睡眠监护仪等仪器都是电生理监护技术的成熟产品。1．3临床检验数字化技术临床检验作为临床医学的一个分支在临床需求的推动下，是应用电子、信息、生物等学科的研究成果最多、发展最快的医学临床学科之一。如：血细胞分析仪，血液自动生化分析仪等。现代分子生物学义是研究生物大分子-核酸及其表达产物的结构、功能、遗传、调控、相瓦关系和相互作用，从分子水平上探讨生命现象的一门学科，其主要研究对象是核酸和蛋白质[2]。2医疗机构信息化2．1数字化医院e—hospital)[3]通过宽带网络把数字化医疗设备、数字化医学影像系统和数字化医疗信息系统等全部临床作业过程纳入到数字化网络中，实现临床作业的无纸化和无片化运行。它使医院简化、加速了临床流程并实现了临床数据的在线存储和查询。临床信息系统结合医院管理信息系统(HMIS)，两者融合在一起就构成了一个完整的e—hospital。2．2电子病历(eleetroniemediealrecord，EMR)从技术发展和应用内容上看，电子病历应具备三个内涵：一是包含了患者的完整信息并能进行共享；二是能提供医疗提示和报警；三是能提供资料库支持[4]。电子病历的目标和意义并不在于要取代纸质病历。电子病历的发展目标主要是：(1)方便患者信息的即时共享和获取，从而提高工作效率和医疗质量[5-6]。(2)借助计算机强大的功能快速检索数据的同时接受多个终端访问，在相关医学信息处理的帮助下，可以轻松地实现病历资料的分类、统计等工作，为临床、循证医学等研究提供原始材料。系统借助于计算机存储技术的发展，满足长期存储病历的需求。电子病历技术能带来的核心价值更是实现医疗信息共享，医疗诊断信息如果能够在不同医院之间、不同地区的医疗机构之间实现共享，这不仅对个人的医疗有极大的帮助，并且将给公共卫生和医学科研带来巨大效益。通过信息共享挖掘和运用这些信息，将对一个城市、一个地区甚至一个国家的常见病、流行病防治起到重要的监测作用[7]。3医疗诊断治疗远程化远程医疗是医疗信息网络化的核心内容，其目标包括建立远程医疗诊断系统、会诊系统、教育系统和以家庭病床为目的的远程病床监护系统[8]。远程医疗系统实际是远程通信技术、医疗保健技术和信息学技术的结合，这三大技术构成了远程医疗的支撑技术。3．1远程医疗技术开展现状目的远程诊治、远程会诊、远程咨询并不是陌生的词汇，它是指借助远程通信的途径实现对远程治疗对象的诊断、治疗、会诊和咨询的过程。诊断和治疗一直是医学的核心内容，因此远程诊治实际是远程医疗最重要的功能[9]。在特殊环境下，医护人员难于或无法在现场为患者提供诊断和治疗，如极地探险、航天、航海、交通事故现场等，此时可通过远程通信网络，把患者的病理信息传送给医疗中心的医生，医生根据患者的病情给出相应的诊断和治疗意见。其中远程会诊对传输的医学图像的质量要求较高，而远程会诊与远程咨询的主要区别在于前者一般为离线方式(非实时)，而后者为在线的实时运作。目前开展的远程咨询主要是病理咨询、影像咨询、社区诊所与中心医院间的诊治咨询等模式。远程监护是通过通信网络将患者端的生理信息和医学信号传送到监护中心进行分析，并给出诊断意见的一种远程医疗模式。远程监护的意义在于：对自理能力较差的患者实施远程监护，缩短医患距离，减少患者心理压力，在提高诊断的准确性、节省患者开支的同时也缓解医院的空间压力。3．2远程医疗技术开展的进展3．2．1远程手术远程手术是指外科医生通过远程医疗通信设备在本地对一个遥远地方的患者进行手术治疗。这一方式可在最短的时间内汇集外科专家共同攻克疑难手术，在一些微创外科手术中用更精密的仪器来代替人工操作以减小手术创伤，在放射性外科手术中对医生的健康加以保护，这些是人们目前共同关注的热点。世界上第一个远程手术试验已于1993年在意大利和美国之间成功地完成。在这次试验中，试验者对一个动物器官模型进行了成功的组织切片。远程手术作为工程科学和医药科学的结合提供了互相结合的平台，也为许多生活在遥远或者相对孤立环境中的患者提供了希望和机遇。通常情况下传统的遥控操作系统应用中最重要的问题是保证系统的稳定性；而对于柔软组织来说，机器人和环境之间力反馈的真实性也显得非常重要。在手术中，由于地域的隔离，外科医生会失去力的感觉和操作能力，而这些都是手术成功的必要条件。遥控操作系统就是为了恢复这些失去的能力而没计的。从遥控操作器到主操作器的直接力反馈能够增加操作的灵活度。与通常的遥控操作系统应用不同，远程手术任务要求非常高的灵活度和真实度，这是因为外科医生在很大程度上是依赖他们的运动力感觉和触觉以完成高精度的操作并检测隐藏的组织。在远程手术中就是对遥控操作系统的敏感度和系统性能的量化，这对于控制器的设计指标非常重要。目前用于远程手术的机器人产品主要有：(1)达芬奇机器人手术系统；(2)ZEUS宙斯外科机器人手术系统。远程机器人手术系统主要由控制台和操作臂两部分组成。控制台是机器人手术系统的核心，由计算机系统、手术操作监视器、机器人控制监视器、操作手柄和输入输出设备等组成。术者坐在控制台前，通过机器人控制监视器设定器械动作的幅度、张开角度的大小、器械闭合后锁定与否等，利用操作手柄进行手术操作。手术前需对操作臂活动范围进行设定。术者的手术操作转化为电信号，传导给机器人的操作臂，从而实现远程手术。远程机器人手术系统具有普通腔镜手术无法替代的优点：(1)可进行精细操作，计算机系统可将术者在操作台上易于完成的大幅度动作通过缩小传输到机器人双臂手柄上，并可将术者的动作进行高频波过滤，消除器械的抖动和震颤，使操作更平稳准确。(2)术者可坐在舒适的椅子上从容地进行手术操作，不易疲劳。(3)手术通常由术者1人就可以完成，有时仅需l位助手医师，帮助安装、更换手术器械，协助止血，术后卸载器械装置等，能有效节约人力资源[10-11]。实现远程手术其操作的核心技术是双向操作控制器的设计，这种设计在决定遥控操作系统的稳定性和性能方面起了主要的作用。除了性能以外，作为对任何控制系统的基本要求,一个遥控操作器必须能够在其工作所处的变化动态环境中保持稳定。系统的性能取决于系统的硬件设计、控制器设计和要完成的任务。一般而言，为了获得满意的性能，遥控操作器应当能够给人类操作者提供足够的输入带宽(大约20Hz)以及操作者的输出带宽(大约5Hz)到远程环境[12]。因此，透明性被量化定义成主操作器与从操作器之间的对位件[13]。在研究中发现系统的真实度和稳定性是遥控操作系统的两个主要问题。今后，通过在控制理论、网络通信以及生物医学理论方面的进一步探索，可为远程手术系统的推广应用带来良好的应用前景。3．2．2远程战地救护战争总意味着有伤亡，而战争不允许战地医院离战场太近。如果给部队配备无线移动远程医疗系统，就相当于把战地医院的触觉向前延伸，后方医生能及时、对前方医护人员进行指导，以保证危重伤员得到及时、恰当的救治。在具体的应用中，目前使用较多的单兵远程伤情监视器、前沿医疗阶梯伤员医学信息系统及相关软件[14-15],还有野战远程会诊车、机动医疗调器(M3V)、野战医疗协调器(FMC)、创伤救治服务器(TCC)、智能型担架、远程医疗诊治系统等。从远程医疗出现之日起，它就与加强军队的卫勤医疗救护保障能力和现代化建设紧密地联系在一起。现在世界各国军队都十分重视远程医疗在军队医学中的研究和应用，成为高科技条件下发展军事医学的一个重要课题。4参考文献【1】袁聿德．医学影像检查技术[M]．北京：人民卫生出版社，2008：89—90【2】朱玉贤．李毅，郑晓峰.现代分子生物学[M]．北京；高等教育出版社，1997：3—4．【3】吴祈耀．医疗仪器的现状与发展[C]．全国信息技术与产业发展专业论坛．2003．【4】李华才．电子病历基本概念及研究进展—访解放军总医院计算机中心主任薛万国[J]中国数字医学，2007，2（3)：11-14．【5】易彦伶．HiS在医院综合管理中的作用[J]．医学信息学杂志，2008，29(2)：16—17．【6】沈伟·电子病历给医疗行为带来的变革[J]医学信息学杂志,2007,28（4）：346-347.【7】杨伯泉，金国建，莫经刚．等试行开展电子病历的紧迫性[J]．中国现代临床医学．2004,3(10)：102—104．【8】鲍淑娣，张元亭．远程医疗：穿戴式生物医疗仪器[J]中国医疗器械信息．2004，10(5)：1—3．【9】唐忠，欧旭.医院远程会诊系统计算机网络规划与设计[J].广西医学，2008,30（9）：1401-1402.【10】李宁,普通外科学的发展和展望[J]．中国实用外科杂志，2007,27(6)：424-427.【11】杨江根,肖克峰，李索琼,等ZEUS机器人系统行肾上腺肿瘤切除术的临床研究[J]中华泌尿外科杂志，2006，27(4)：253—255．【12】BrooksTLTeleroboticresponserequirerements[c]·Proceedingsofthe1990IEEEinternationalConferenceonSysterms1990113-120【13】LawrenceDAstablityandtransparencyinbilateraltele-operation[J]IEEETransactionsonRoboticsandAutomation，1993，9(5)：624-637．【14】MarinezR,SmithTW．AssessmentofnavytelemedicineservicesovernavycommunicationsystemsAvailabelefrom：URhhttp：//【15】PattichisCS,KyriacouEVoskaridesS,etalWirelesslelem