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基于电子病历和LABVIEW的远程医疗课程设计的探讨

来源:教育教学论坛     2019-1-29 16:41:09      点击:

张玉霞+邢国泉+严瑜

摘要:本文对远程医疗课程设计进行了探讨,提出了使用LABVIEW搭建远程医疗课程设计系统客户端,在服务端将一次远程医疗中异构的患者数据集标准化,并作为一个整体,成为电子病历的一部分。这不仅能够节省资金,还能快速地搭建多种客户端,使学生熟悉远程医疗实现过程及与电子病历对接的过程。

关键词:远程医疗;课程设计;电子病历;LABVIEW

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)01-0183-02

一、远程医疗与电子病历的融合

远程医疗是网络科技与医疗技术结合的产物,通常包括远程诊断、专家会诊、信息服务、在线检查和远程交流等部分,实现对医学资料(包括数据、文本、图片和声像资料)和远程视频、音频信息的传输、存储、查询、比较、显示及共享。

随着信息技术的发展,电子病历逐渐取代了纸质病历。通过电子病历,医生和病人可以快捷地了解患者住院期间的病情以及整个诊疗过程,并且可以在不同的医院实现患者的资料共享。医学分科非常细,不同病种的病情数据和病理知识千差万别,需要电子病历系统覆盖几乎所有的数据类型,包括静态的文本、细胞和病理学影像、CT及核磁,还包括超声、胃镜及腔镜等多维动态影像,还有心电、脑电等电生理图形。

远程医疗是目前国内外研究和发展的一个热点。现代数字医学和网络技术的发展,使远程医疗不仅成为可能,还必然是解决医疗资源异地共享和“看病难、看病贵”问题的重要技术手段之一。依托规范化的电子病历和网络技术,建立区域化的远程医疗平台,是发展远程医疗乃至区域医疗服务的根本所在。

二、远程医疗课程设计探索的必要性

作为服务于医疗卫生领域数字化信息建设的医学信息工程的学生,学习远程医疗的整个开发过程对其实践能力的培养有着重要的意义。远程医疗课程设计,是一门重要的专业实践课程。目前国内只有杜慧江发表了与远程医疗教学相关的文章,但也只是介绍了如何利用采购的实验设备远程心电监护仪器来进行教学,只是使学生了解远程心电监护仪器的各个功能模块和工作场景。徐红兵等人发表的文章中,详细介绍了远程会诊与电子病历融合的思路。本文探讨了以远程监测和诊断仪器为例,在没有任何远程医疗实验仪器的前提下,能够和电子病历融合的远程医疗课程设计的整个构思。

三、基于电子病历的远程医疗课程设计的组成

(一)远程医疗的客户端部分

1.LABVIEW搭建客户端的优势。LABVIEW作为图形化的编程工具,是一个工业标准的图形化开发环境。LABVIEW的函数库由多种数据和信号处理以及硬件和网络通信协议的库函数组成,能够实现服务器与采集终端之间的无线通信,满足多种控制和测试系统的设计需求。同时,它配置有多种硬件接口驱动,能够支持多种硬件设备相关控制程序的开发。最后,LABVIEW还集成了基于SQL-SERVER、ACCESS等多种数据类型的数据库的连接工具包,能够实现多种类型和大数据量的数据存储与处理。LABVIEW开发环境提供了工程师及开发者快速构建各种应用程序所需的所有工具,旨在帮助开发者缩短编程周期,提高编程效率和不断创新。另外,LABVIEW还可以和电子类的仿真软件Multisim以及单片机仿真软件Proteus联合,能够扩展系统的功能。LABVIEW可以和擅长数据处理的数学软件Matlab联合,提高整个系统的数据处理功能。

远程医疗的客户端会涉及一些硬件部分。考虑到学生人数较多,没有足够的经费采购满足不同需求的硬件设备,为了解决该问题,远程医疗的客户端可以采用虚拟仪器LABVIEW搭建。利用LABVIEW并结合其他仿真软件,能够根据需求快速地搭建客户端仿真平台,不仅节省了资金,而且速度快,灵活性强(不局限于一种远程医疗产品,可以根据需求搭建多种远程医疗产品)。这能够便于学生了解多种远程医疗客户端的实现过程,节省了经费。

2.基于LABVIEW的客户端类型。(1)可以搭建远程多生理参数监护平台。该平台能够利用传感器采集心电、脉搏、呼吸和血压等生理参数,并通过传感器模块自带的处理功能计算出心率、脉率、血压和血氧饱和度等参数。传感器将采集和计算出的这些数据传给LABVIEW软件,LABVIEW接收到数据后,能用一定的算法分析出心血管参数,并将接收到、计算出的数据以及患者的基本资料显示、存储,并通过无线的方式,远程传输到医疗机构的服务端。由于主要是用于远程医疗课程设计的教学,考虑到如果采购多套传感器模块的价格,我们可以不要传感器,而是直接从网上(比如麻省理工学院的MIT-BIH数据库)下载这些生理数据,通过MATLAB处理成LABVIEW能够读取的格式(比如.txt、.dat等格式),这样就可以不需要采购任何硬件模块,而直接通过MATLAB和LABVIEW的软件,实现远程多生理参数监护平台的客户端。(2)可以搭建远程医疗影像仪器平台。远程医疗影像平台可以用X线机原带透视摄像头,实现影像数据的瞬间采集和连续采集,以便得到单幅图像和连续帧的图像。所得图像可以被LABVIEW通过各种算法进行处理,如图像预处理、图像增强、去噪、伪彩处理、测量等。DICOM是医学影像存储与传输的标准,LABVIEW可以借助DICOM Communcation SDK工具包,将采集处理后的醫学影像转换成DICOM格式,并对DICOM文件进行读取和显示的操作。我们可以不要传感器,而是用已有的DICOM格式的影像数据来代替,对DICOM格式的图像进行远程传输。(3)可以搭建远程视频和语音传输平台。在远程医疗中,有时需要传输采集到的患者的视频和语音信息。LABVIEW可以通过远程通信模块,将普通摄像头和麦克风采集到的视频数据和语音数据,远程传输到指定的位置。

(二)远程医疗的服务端

从客户端通过远程网络通信技术将远程医疗数据传输到服务端,医生可以在服务端对传输过来的数据进行浏览和处理,并与医院的电子病历进行融合。从客户端传过来的数据,可能是符合HL7和DICOM标准的数据,也可能是不符合HL7和DICOM标准的数据;数据种类,可以是静态的文本数据、生理波形数据、影像数据、视频数据、音频数据、普通图像数据等。我们在服务端要将一次远程医疗中分布在不同医疗信息系统和医疗设备上的异构的患者数据集标准化,即转换为符合HL7和DICOM标准的数据集,将其作为一个整体,成为电子病历的一部分,并为其建立信息索引模型,便于对远程医疗的数据进行检索。由于医院各个科室的业务特色有区别,其对电子病历中的数据要求也不同,医生可能需要根据专业知识对直接从客户端远程传输来的数据,经过一定的处理后才能进行更好的临床诊断。比如,对传递过来的与骨科诊断有关的电子病历,需要添加一个图片索引和处理的功能,便于管理和处理病人的影像数据,提高诊断的效果和效率。我们设计的远程医疗课程设计系统,可以考虑提供这样的个性化功能。服务端的功能,可以通过面向对象的编程语言实现,如.NET、JAVA、C++等。endprint

四、总结

本文对远程医疗课程设计进行了探讨,提出了使用LABVIEW搭建远程医疗课程设计系统客户端,在服务端将一次远程医疗中异构的患者数据集标准化,并作为一个整体,成为电子病历的一部分,建立信息索引模型,以便检索的思想。另外,在服务端,根据医生的需求对远程医疗数据进行个性化处理,不仅可以节省资金,还能够快速地搭建多种远程医疗课程设计平台的客户端,使学生熟悉远程医疗完整的实现过程及与医疗机构电子病历对接的过程。

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Abstract:This paper discusses the telemedicine course design,proposes that building the client of telemedicine course design system,in server,can standardize the heterogeneous dataset from a telemedicine visit and regard the dataset as a whole,making it a part of EMR. Thus,it can save the money,quickly build various client,and make students acquaint the implementation of telemedicin course and dock with the EMR.

Key words:telemedicine;course design;EMR;LABVIEWendprint


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