吳向群 譚志明 羅 敏 羅 玲 林桂平 鐘和銘
在信息技術(shù)高度發(fā)達的今天,醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備也日益先進,這是現(xiàn)代化醫(yī)院建設(shè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及,多數(shù)醫(yī)療設(shè)備設(shè)計制造之初就已經(jīng)預(yù)留了具有高效的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸接口[1],能方便地把數(shù)據(jù)傳輸?shù)结t(yī)院的數(shù)據(jù)中心,統(tǒng)一存儲,實現(xiàn)共享,方便各部門對其數(shù)據(jù)的調(diào)用查詢,并為相關(guān)醫(yī)療與研究提供數(shù)據(jù)支持。
20世紀90年代,為適應(yīng)醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要,英國的哈默史密斯醫(yī)院率先建設(shè)數(shù)字化圖像資料信息系統(tǒng),成為世界首家數(shù)字化醫(yī)院[2]。隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等各種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,以患者為維度的全方位、全關(guān)聯(lián)的無紙化、無膠片化、自動化、智能化的全生命周期數(shù)字化醫(yī)療服務(wù)成為了現(xiàn)代醫(yī)療發(fā)展的趨勢,其中數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備在其中扮演著重要一環(huán),實現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備的信息數(shù)字化采集、保存、共享、傳輸和處理,聯(lián)網(wǎng)傳輸并建立數(shù)據(jù)倉庫,構(gòu)建數(shù)據(jù)中心,有助于醫(yī)院實現(xiàn)資源整合、流程優(yōu)化,降低運行成本,提高服務(wù)質(zhì)量、工作效率和管理水平。
隨著醫(yī)院信息化建設(shè)的深入,信息共享需求日益增長,醫(yī)療設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)傳輸成為數(shù)字化智慧醫(yī)院建設(shè)的一個亟待解決的重要科學(xué)問題。目前,由于大多醫(yī)院信息化建設(shè)缺乏頂層設(shè)計,對于整體醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)管理的理念存在一定缺陷,且此前信息技術(shù)水平發(fā)展程度不高,大多醫(yī)院在面對小型醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)利用需求時多以人工檢索患者索引號(如住院號)的方式,將小型醫(yī)療設(shè)備報告數(shù)據(jù)與患者基本信息、其他系統(tǒng)報告做匹配關(guān)系,以供臨床醫(yī)療、教學(xué)、科研、管理等方面使用,或者是由信息系統(tǒng)提供商提供點對點的接入或小規(guī)模的互操作整合。無論是人工匹配還是低互聯(lián)程度的互操作整合,都難以充分共享設(shè)備數(shù)據(jù),無法充分發(fā)揮醫(yī)療設(shè)備的社會效益和經(jīng)濟效益,同時很大程度上制約著醫(yī)生綜合診治水平的提高,阻礙著醫(yī)院信息化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)以及我國數(shù)字化智慧醫(yī)院建設(shè)的步伐。
醫(yī)療設(shè)備的信息化建設(shè)可以為醫(yī)院提供優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)基礎(chǔ),保障醫(yī)療設(shè)備使用的科學(xué)性與安全性[3]。在如今互聯(lián)網(wǎng)+時代推進醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備信息化建設(shè)進程,對提升醫(yī)院的醫(yī)療服務(wù)有很大的幫助,同時也為醫(yī)院的信息化、數(shù)字化以及智能化奠定了基礎(chǔ)。
我國近年來對醫(yī)療大數(shù)據(jù)的重視程度不斷提升,關(guān)于醫(yī)療大數(shù)據(jù)的開發(fā)、利用有了明顯進步,其中包括發(fā)展迅速的組成大數(shù)據(jù)中心和知識庫構(gòu)建及服務(wù)技術(shù)[4]。不過,從整體上看,我國關(guān)于醫(yī)療大數(shù)據(jù)的研究還處在初步階段,研究醫(yī)療設(shè)備有關(guān)的數(shù)字化以及大數(shù)據(jù)開發(fā),不僅存在機遇,也存在挑戰(zhàn)。
醫(yī)療設(shè)備是醫(yī)院日常醫(yī)療工作中不可或缺的設(shè)備, 同時也反映著一所醫(yī)院的醫(yī)療技術(shù)水平。當(dāng)前, 醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備數(shù)量越來越多, 越來越高科技化[5]。從我國各大醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的使用情況來看,各種醫(yī)療設(shè)備為醫(yī)院的業(yè)務(wù)發(fā)展提供了有力的保障,各大醫(yī)院基本上都有影像系統(tǒng),這些標(biāo)準 DICOM 接口的儀器都能方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,但是很多科室如耳鼻喉科、眼科及其它科室日常檢查設(shè)備由于接口的不統(tǒng)一、多樣性,以及一些設(shè)備沒有及時更新?lián)Q代,相對陳舊,沒有提供數(shù)字接口等原因,造成此類檢查設(shè)備所產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)檢查數(shù)據(jù)無法利用起來,無法與全院信息系統(tǒng)互聯(lián)互通,形成儀器“孤島[6]”的現(xiàn)狀。
如今在醫(yī)院信息化建設(shè)進程持續(xù)推進的背景下, 各類信息系統(tǒng)開始先后配置至醫(yī)院中, 覆蓋了輸血、手術(shù)、病歷、醫(yī)保等各個環(huán)節(jié)。但醫(yī)院受到內(nèi)部系統(tǒng)標(biāo)準不統(tǒng)一、醫(yī)療設(shè)備接口不統(tǒng)一等因素的影響, 尚未實現(xiàn)信息互聯(lián)互通、數(shù)字化功能。針對這一問題, 為了能夠把醫(yī)院所有醫(yī)療數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一存儲、共享與利用, 必須解決所謂的信息孤島, 通過信息標(biāo)準化、數(shù)字化的建設(shè)方式, 確保醫(yī)院的醫(yī)療大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行, 推進醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備管理向數(shù)字化管理的方向全面轉(zhuǎn)型[7]。
本課題研究目標(biāo)就是利用目前國內(nèi)大中型醫(yī)院都在搭建互聯(lián)互通企業(yè)服務(wù)總線(ESB)[8]、臨床數(shù)據(jù)中心(CDR)[9-10]的契機,通過研究建立一套利用文字識別、后結(jié)構(gòu)化、電子簽名等技術(shù),針對院內(nèi)由于各種原因沒有聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)尼t(yī)療設(shè)備(如耳鼻喉科的中耳分析儀、眼科眼底血管造影等)等科室日常各種小型檢查設(shè)備產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)檢查數(shù)據(jù)通過特定端口以數(shù)字化的方式保存起來,當(dāng)需要的時候在授權(quán)下能夠快速調(diào)回使用,方便醫(yī)生操作及醫(yī)院對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與應(yīng)用。
本課題擬重點解決自動、手動導(dǎo)入檢查圖像這一關(guān)鍵問題,通過目前院內(nèi)集成平臺與小型儀器數(shù)據(jù)端口進行對接,支持科室內(nèi)儀器圖像和數(shù)據(jù)的自動導(dǎo)入,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲,當(dāng)圖像數(shù)據(jù)自動導(dǎo)入失敗或無法自動獲取設(shè)備檢查圖像時,系統(tǒng)支持點擊重新導(dǎo)入和手工導(dǎo)入圖像數(shù)據(jù)兩種方式。
通過統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)结t(yī)院的數(shù)據(jù)中心,實現(xiàn)無紙化,實現(xiàn)統(tǒng)一存儲,實現(xiàn)共享[11];及時有效地提供全信息調(diào)用查詢,并為相關(guān)醫(yī)療業(yè)務(wù)開展和科研大數(shù)據(jù)研究提供數(shù)據(jù)保障等目標(biāo)。
目前,較多學(xué)者研究醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng),將其應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備的論證、購置、審核、入庫、安裝、使用、維護、維修、管理、計量、報廢等。本文根據(jù)醫(yī)院小型醫(yī)療設(shè)備的使用現(xiàn)狀及實際數(shù)據(jù)利用的需要,采用基于J2EE和B/S 模式的應(yīng)用技術(shù)架構(gòu),軟件系統(tǒng)各功能模塊采用插件形式建立一套小型醫(yī)療設(shè)備智能聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng),可隨時按照需要裝卸相關(guān)插件且不需要重起服務(wù)即可生效,保證 24 小時不間斷提供服務(wù);支持采集各種類型接口的設(shè)備數(shù)據(jù)(模擬、非 DICOM、網(wǎng)絡(luò)等),統(tǒng)一數(shù)據(jù)的存儲和調(diào)用;系統(tǒng)用戶使用系統(tǒng)功能不受限,不需通過外部 USB Key 等方式進行注冊授權(quán)。
系統(tǒng)采用基于 J2EE 和 B/S 模式的應(yīng)用技術(shù)架構(gòu),軟件系統(tǒng)各功能模塊采用插件形式[12],可隨時按照需要裝卸相關(guān)插件且不需要重起服務(wù)即可生效,保證 24 小時不間斷提供服務(wù);支持采集各種類型接口的設(shè)備數(shù)據(jù)(模擬、非 DICOM、網(wǎng)絡(luò)等),統(tǒng)一數(shù)據(jù)的存儲和調(diào)用。
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成見圖1。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
模型系統(tǒng)擬采用IDEA或者Eclipse開發(fā)框架,采用PWP3 開發(fā)框架,基于Spring-MVC+Spring+SpringData的深度封裝,基于OSGI模塊熱插拔技術(shù)[13],在不需要重啟系統(tǒng)的情況下,能夠動態(tài)裝載和卸載軟件模版。
2.3.1 技術(shù)特點 ①使用Ehcache 做數(shù)據(jù)緩存層,高速訪問頁面,當(dāng)開啟了緩存的情況下,頁面訪問一次的情況下,再次訪問可減少帶寬[14]。②基于Maven構(gòu)建項目,管理JAR和打包構(gòu)建,基于多Module方式,減少各模塊之間的耦合,見圖2。③使用SpringSecurity 控制權(quán)限,更加全而廣的控制權(quán)限[15]。④預(yù)防CSRF和XSS攻擊[16]。
圖2 項目目錄截圖
2.3.2 項目包圖及描述 項目分多個 Module,每個 Module 一個模塊,便于管理。見圖3。
圖3 Module列表圖
特點:①通過包的方式清晰的將controller、service、serviceImpl 等部分清晰管理每塊后臺功能。②通過包分模塊的方式,模塊下面再劃分類型,見圖4。③通過bundle的形勢將osgi熱插拔模塊管理起來,見圖5。
圖4 包分模塊圖
圖5 包分模塊圖
alo_base 表示公共部分message 表示消息發(fā)布管理。
report 表示報告,包含查詢報告和書寫報告staticReport 表示統(tǒng)計報表。
template 表示模板,其中包含模板類型和模版設(shè)計。
系統(tǒng)的界面設(shè)計主要遵循輕量級、可擴展性、可維護性幾個原則。
項目總體使用 Easyui 的風(fēng)格,基于 JQuery 用戶界面,支持 HTML5,組件豐富,能夠滿足很多業(yè)務(wù)場景。
首頁使用 Layer 的方式,模擬 APP 圖標(biāo) LOGO 的方式,見圖6。界面分兩級界面,采用面包屑的方式,界面面層次圖,見圖7。
圖6 首頁
圖7 界面層次圖
系統(tǒng)的主要功能模塊有自動獲取患者信息及報告查詢、自定義模板功能、檢查報告書寫、分析設(shè)備效益情況、“隨醫(yī)拍”功能、數(shù)據(jù)智能分析與可視化展示、接口功能模塊、電子簽名、消息推送、拓展等功能。系統(tǒng)的功能模塊介紹見表1。
表1 系統(tǒng)功能模塊介紹表
系統(tǒng)的功能邏輯圖與相關(guān)說明見圖8、表2。
表2 醫(yī)療設(shè)備智能聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)功能模塊說明表
圖8 功能邏輯圖
目前我國各家醫(yī)院現(xiàn)有數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸接口的醫(yī)療設(shè)備,如X光、CT、MR、超聲,內(nèi)鏡、心電圖、核醫(yī)學(xué)等,都能夠接入各家醫(yī)院已有的臨床輔助診療系統(tǒng),如檢驗、病理、影像、超聲內(nèi)鏡、心電圖、核醫(yī)學(xué)系統(tǒng)等,統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)结t(yī)院的數(shù)據(jù)中心,能實現(xiàn)統(tǒng)一存儲、實現(xiàn)共享,及時有效地提供院內(nèi)調(diào)用查詢。
本課題將研究通過安裝代理或者把醫(yī)療設(shè)備報告進行拍照,經(jīng)電子簽名后統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)轿以旱臄?shù)據(jù)中心;利用文字識別、后結(jié)構(gòu)化、電子簽名等技術(shù),通過重點解決自動、手動導(dǎo)入檢查圖像這一關(guān)鍵問題,通過目前院內(nèi)集成平臺與小型儀器數(shù)據(jù)端口進行對接,支持科室內(nèi)儀器圖像和數(shù)據(jù)的自動導(dǎo)入,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲,當(dāng)圖像數(shù)據(jù)自動導(dǎo)入失敗或無法自動獲取設(shè)備檢查圖像時,系統(tǒng)支持點擊重新導(dǎo)入和手工導(dǎo)入圖像數(shù)據(jù)兩種方式。將院內(nèi)科室日常各種小型檢查設(shè)備產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)檢查數(shù)據(jù)通過特定端口以數(shù)字化的方式保存起來,當(dāng)需要的時候在授權(quán)下能夠快速調(diào)回使用,方便醫(yī)生操作及醫(yī)院對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與應(yīng)用;通過統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)结t(yī)院的數(shù)據(jù)中心,實現(xiàn)無紙化,實現(xiàn)統(tǒng)一存儲,實現(xiàn)共享;及時有效地提供全信息調(diào)用查詢,并為相關(guān)醫(yī)療業(yè)務(wù)開展和科研大數(shù)據(jù)研究提供數(shù)據(jù)保障等目標(biāo)。
接入方式匯總所示(見圖9),通過多達近十種數(shù)據(jù)接口聯(lián)網(wǎng)方式,方便地將院內(nèi)各種非標(biāo)準接入的醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)轿以旱臄?shù)據(jù)中心,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性、連貫性,是本文研究的創(chuàng)新之處,具有較高的研究價值和實用性。
圖9 接入方式匯總
隨著醫(yī)院信息化建設(shè)的深入,大數(shù)據(jù)時代下的信息共享需求日益增長,小型醫(yī)療設(shè)備的智能聯(lián)網(wǎng)傳輸將充分發(fā)揮醫(yī)療設(shè)備的社會效益和經(jīng)濟效益,同時將在很大程度上提高醫(yī)生的綜合診治水平,推進我院的數(shù)字化智慧醫(yī)院建設(shè)的步伐。
在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景之下,醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備信息化管理正在不斷地完善。加強對醫(yī)院小型醫(yī)療設(shè)備的信息化管理,通過應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)手段,統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)结t(yī)院的數(shù)據(jù)中心,實現(xiàn)無紙化,實現(xiàn)統(tǒng)一存儲,實現(xiàn)共享;利用信息化手段提高醫(yī)療生產(chǎn)力,減少常規(guī)醫(yī)學(xué)錯誤,為精準醫(yī)療奠定有力的基礎(chǔ)[17];及時有效地提供全信息調(diào)用查詢。通過大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段進行醫(yī)療設(shè)備的信息化管理,從而避免形成“信息孤島”,提升醫(yī)院的精細化信息化水平,提高醫(yī)院整體的管理水平[18]。
通過對小型醫(yī)療設(shè)備的信息化、數(shù)字化管理,可以充分地掌握醫(yī)院醫(yī)療信息的實時狀態(tài),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性、連貫性,進而在根本上提升醫(yī)療設(shè)備信息化管理,為醫(yī)院提供優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)基礎(chǔ),保障醫(yī)療設(shè)備使用的科學(xué)性與安全性,最終提升醫(yī)院的醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量,加快數(shù)字化智慧醫(yī)院的建設(shè)步伐。