基于IOS的超聲遠(yuǎn)程醫(yī)療操控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

何偉強(qiáng)，楊偉鴻，龔偉藝

珠海市人民醫(yī)院 (廣東珠海 519000)

近年來，隨著移動通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已從傳統(tǒng)模式逐漸過渡到移動設(shè)備接入模式，給人們的工作、生活帶來了極大的便利。在這種社會背景下，移動醫(yī)療、遠(yuǎn)程醫(yī)療獲得了廣泛的應(yīng)用前景。在醫(yī)用超聲領(lǐng)域，各種超聲檢查設(shè)備均具有體積大且搬運(yùn)不便的特點(diǎn)，使得臨床醫(yī)師在對患者進(jìn)行超聲檢查時(shí)，只能在超聲設(shè)備前開展操作，具有一定的局限性[1]。鑒于此，超聲遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，成為了臨床醫(yī)師或患者與超聲設(shè)備的一種交互方式[2]。設(shè)備科人員嘗試將移動醫(yī)療與遠(yuǎn)程醫(yī)療相結(jié)合，提出應(yīng)用移動通信設(shè)備對超聲設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以期為今后的超聲診斷工作帶來實(shí)質(zhì)性的便捷。

1 設(shè)計(jì)方案

整個系統(tǒng)由客戶端(平板電腦)、超聲設(shè)備及設(shè)備上的服務(wù)端程序組成。超聲科醫(yī)師應(yīng)用客戶端軟件，通過將互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器建立連接，或者通過藍(lán)牙控制超聲診斷系統(tǒng)，通過客戶端的接口訪問受檢者的檔案，了解受檢者的信息，同時(shí)能夠自由控制超聲設(shè)備，且在超聲檢查過程中，相關(guān)儀器的反饋信息會實(shí)時(shí)顯示在客戶端，便于超聲科醫(yī)師進(jìn)行操作診斷。遠(yuǎn)程超聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)見圖1。

注：實(shí)線為藍(lán)牙連接，虛線為網(wǎng)絡(luò)連接器

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與關(guān)鍵技術(shù)

基于IOS的超聲遠(yuǎn)程醫(yī)療操控系統(tǒng)主要是應(yīng)用C/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和MySQL數(shù)據(jù)庫，ThinkPHP框架為APP提供接口，各個連接遵循h(huán)ttp協(xié)議，而且在Xcode開發(fā)環(huán)境下，應(yīng)用Objective-C與C語言的混合編程方式進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，同時(shí)采用iPhone simulator、iPhone 8、iPad air 2真機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行測試。該系統(tǒng)主要包括遙控器模塊、超聲設(shè)備圖像遠(yuǎn)程共享模塊、遠(yuǎn)程文件管理模塊3大模塊，各個模塊獨(dú)立運(yùn)作并相互融合。

2.1 遙控器模塊

遙控器模塊主要是通過手機(jī)客戶端APP遠(yuǎn)程控制醫(yī)療超聲設(shè)備的運(yùn)行，臨床醫(yī)師可遠(yuǎn)程操作設(shè)備對受檢者完成檢查，這可為疾病診療提供新的選擇；通過建立Socket連接和模擬按鍵輸入來實(shí)現(xiàn)遙控器功能，即將醫(yī)療超聲設(shè)備與移動終端設(shè)備置于同一局域網(wǎng)，輸入醫(yī)療超聲設(shè)備IP地址使其與移動終端設(shè)立相應(yīng)連接。移動設(shè)備與設(shè)備連接成功后，可對設(shè)備發(fā)出指令信號，設(shè)備在接收到信號后可根據(jù)信號內(nèi)容做出操作，見圖2；最后，對該模塊的功能進(jìn)行功能性測試，客戶端應(yīng)用iPhone手機(jī)設(shè)備，服務(wù)端因無超聲設(shè)備應(yīng)用取ipad平板代替，端口號6500，IP地址10.1.1.103，連接建立后點(diǎn)擊客戶端上的音量鍵，服務(wù)端會出現(xiàn)相應(yīng)的反應(yīng)，且經(jīng)多次測試證實(shí)功能穩(wěn)定性較好。

圖2 遙控器功能實(shí)現(xiàn)流程

2.2 超聲設(shè)備圖像遠(yuǎn)程共享模塊

在移動設(shè)備上遠(yuǎn)程遙控超聲設(shè)備完成檢查后，醫(yī)師需對檢查結(jié)果進(jìn)行判斷，這就需要在移動設(shè)備上查看超聲顯示屏上的內(nèi)容，在此需求下就需設(shè)計(jì)超聲圖像遠(yuǎn)程共享模塊，將超聲設(shè)備上的超聲圖像、相關(guān)參數(shù)都清晰顯示到移動設(shè)備的客戶端。超聲設(shè)備開機(jī)后，打開屏幕共享功能，監(jiān)聽相關(guān)響應(yīng)的端口，當(dāng)移動設(shè)備通過WiFi與超聲設(shè)備接入后會向設(shè)備發(fā)出請求，超聲設(shè)備響應(yīng)請求后開始收集屏幕信息，并用硬件編碼成H.264視頻流，經(jīng)壓縮處理后，應(yīng)用相關(guān)協(xié)議對其進(jìn)行打包，增加頭文件信息發(fā)送到移動設(shè)備，移動設(shè)備經(jīng)解包、解碼等操作后就可顯示超聲設(shè)備顯示屏的圖像信息。該模塊實(shí)現(xiàn)的流程見圖3。該模塊設(shè)計(jì)后分別對WebSocket協(xié)議的屏幕共享合實(shí)時(shí)流協(xié)議的屏幕共享模式進(jìn)行功能測試，顯示客戶端(2560×1440)與服務(wù)端(2048×1536)的屏幕分辨力均較高。

圖3 屏幕共享實(shí)現(xiàn)流程圖

2.3 遠(yuǎn)程文件管理模塊

遠(yuǎn)程文件管理模塊主要是通過在超聲設(shè)備上建立FTP服務(wù)器來對患者的病歷、超聲圖像、視頻等相關(guān)檢查信息進(jìn)行管理?；颊摺⑨t(yī)護(hù)人員在移動設(shè)備客戶端上登錄賬號即可獲取超聲設(shè)備上的文件目錄信息，并可對其進(jìn)行預(yù)覽、下載、打印等操作，大大方便了醫(yī)師和患者使用病歷。此外，在設(shè)計(jì)該功能時(shí)考慮到用戶的個人隱私，故添加賬號管理板塊，且對每個賬號的權(quán)限進(jìn)行設(shè)定，即在賬號登錄后方可閱讀其所屬目錄內(nèi)容，這既保證了個人隱私，又增加了醫(yī)療超聲設(shè)備的安全性。臨床醫(yī)師、患者在應(yīng)用遠(yuǎn)程文件管理模塊前需在超聲設(shè)備上注冊賬號，設(shè)置專屬的用戶名、登錄密碼及其相應(yīng)的目錄文件。在應(yīng)用遠(yuǎn)程文件管理時(shí)，超聲設(shè)備會開啟FTP服務(wù)，開始監(jiān)聽端口等候移動終端連接；在移動終端輸入相應(yīng)的用戶名、密碼后會發(fā)出連接請求；超聲設(shè)備接收請求后會在數(shù)據(jù)庫中尋找與用戶名、密碼相匹配的信息發(fā)送給移動終端；移動終端會形成一個虛擬目錄供用戶選擇和操作，最終實(shí)現(xiàn)文件的遠(yuǎn)程獲取與管理，見圖4。模塊設(shè)計(jì)依次進(jìn)行了用戶名注冊、登錄驗(yàn)證、文件目錄顯示、文件下載、預(yù)覽等操作測試，操作簡單且通暢，文件顯示清晰度高。

圖4 遠(yuǎn)程文件管理模塊實(shí)現(xiàn)流程圖

總之，在IOS平臺的移動終端上設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程超聲醫(yī)療操控流程并經(jīng)過多次性能測試，證實(shí)臨床醫(yī)師在iPhone、iPad等移動設(shè)備上即可遠(yuǎn)程操控超聲設(shè)備，并可看到檢查內(nèi)容，大大簡化了疾病診療流程[3]。