膀胱鏡遠程會診系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

洪志輝，趙思佳，王婷彧，柯佳偉，崔巖

1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150081；2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 泌尿外科，黑龍江 哈爾濱 150081

0 引言

膀胱鏡作為內(nèi)窺鏡的一種，自1804年應(yīng)用于臨床以來已經(jīng)有約200年的歷史，是目前泌尿外科領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的腔內(nèi)外科技術(shù)，膀胱鏡檢查也是泌尿外科醫(yī)師必須掌握的基本操作[1]。膀胱鏡廣泛地應(yīng)用于泌尿外科臨床工作中，既可以診斷膀胱病變、尿道病變和周圍器官病變對膀胱的影響，還可以進行病理活檢、輸尿管置管及取管、經(jīng)膀胱鏡手術(shù)等操作和治療。隨著膀胱鏡設(shè)備的不斷發(fā)展和更新，目前絕大多數(shù)膀胱鏡檢查設(shè)備均關(guān)聯(lián)膀胱鏡醫(yī)學(xué)影像工作站[2]，膀胱鏡醫(yī)學(xué)影像工作站暨“膀胱鏡醫(yī)學(xué)影像管理與傳輸系統(tǒng)”，其主要功能是對檢查的影像進行數(shù)字化采集及存儲并可打印紙質(zhì)報告，但目前大多數(shù)膀胱鏡醫(yī)學(xué)影像工作站均不支持膀胱鏡檢查視頻數(shù)據(jù)的存儲和遠程調(diào)閱。

遠程會診最早出現(xiàn)于20世紀50年代的美國，醫(yī)師通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為患者提供遠程的會診服務(wù)，高質(zhì)量醫(yī)療服務(wù)的需求推動遠程醫(yī)療進入臨床[3-4]。我國的遠程醫(yī)療起步相對較晚，在20世紀80年代遠程醫(yī)療開始在我國應(yīng)用，很多醫(yī)療機構(gòu)都建立了遠程會診中心，通過遠程會診可以為偏遠地區(qū)的患者提供高水平的醫(yī)療服務(wù)，同時為醫(yī)師學(xué)習(xí)和交流建立了良好的平臺[5-6]。但我國地域遼闊且人口眾多，對遠程醫(yī)療的需求巨大，這使我國的遠程醫(yī)療發(fā)展迅速。特別是隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，遠程醫(yī)療可以為患者提供更便捷的高質(zhì)量醫(yī)療服務(wù)。因此，遠程醫(yī)療具有廣闊的發(fā)展前景，據(jù)測算到2023年我國遠程醫(yī)療行業(yè)的市場規(guī)模將突破230億元[7]。

1 設(shè)計背景

我國醫(yī)療資源分布不均衡，優(yōu)質(zhì)資源集中于大中城市。為了合理配置醫(yī)療資源，促進基本醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)均等化，國家推進了分級診療制度的建設(shè)[8]。首先，隨著分級診療的開展，基層醫(yī)院逐漸普及膀胱鏡檢查設(shè)備。但仍存在基層醫(yī)院檢查醫(yī)師缺乏培訓(xùn)和膀胱鏡設(shè)備使用率低的問題。此外，目前膀胱鏡檢查主要集中于三級醫(yī)院，存在人員集中、等待時間長、增加就醫(yī)經(jīng)濟負擔(dān)等難題[9]，特別是在新型冠狀病毒肺炎疫情防控期間，增加了人員跨地區(qū)流動，不利于疫情防控。另外，目前膀胱鏡報告多為紙質(zhì)版，缺乏視頻數(shù)據(jù)，很難反映膀胱鏡檢查的全面信息[10]，患者轉(zhuǎn)診或更換醫(yī)院就醫(yī)時，可能需要重復(fù)膀胱鏡檢查[11]，給患者增加了痛苦和經(jīng)濟負擔(dān)。因此，為解決上述問題，我們需要設(shè)計開放一種膀胱鏡檢查遠程會診系統(tǒng)，既可以有效利用基層醫(yī)院的膀胱鏡設(shè)備使患者就近就醫(yī)，還可以快速提高基層醫(yī)院醫(yī)生膀胱鏡檢查技術(shù)水平，同時推動膀胱鏡檢查報告視頻化建設(shè)。

2 設(shè)計目標

2.1 遠程膀胱鏡會診

依托5G通信技術(shù)實現(xiàn)遠程膀胱鏡檢查，將膀胱鏡檢查音視頻數(shù)據(jù)實時傳輸給會診醫(yī)師，同時會診醫(yī)師通過會診系統(tǒng)指導(dǎo)膀胱鏡操作醫(yī)師進行膀胱鏡檢查及相關(guān)操作。由于5G通信技術(shù)的快速發(fā)展，5G網(wǎng)絡(luò)也逐漸覆蓋，利用5G網(wǎng)絡(luò)低延時及大帶寬的特點[12]，膀胱鏡檢查音視頻數(shù)據(jù)和會診信息可以實現(xiàn)實時傳輸，這是遠程會診系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)。隨著會診系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，還可以實現(xiàn)多方遠程會診。

2.2 視頻化及網(wǎng)絡(luò)化報告

依托于膀胱鏡會診系統(tǒng)的存儲功能，實現(xiàn)膀胱鏡檢查結(jié)果視頻化及網(wǎng)絡(luò)化，減少重復(fù)膀胱鏡檢查。為解決紙質(zhì)版報告無法全面反映膀胱鏡檢查情況的問題，探索紙質(zhì)報告和視頻化報告相結(jié)合的解決辦法，通過紙質(zhì)報告中的關(guān)聯(lián)二維碼可以查閱膀胱鏡檢查的視頻數(shù)據(jù)，更好地了解膀胱鏡檢查的情況。同時也可以通過會診系統(tǒng)進行報告的網(wǎng)絡(luò)查詢，實現(xiàn)報告的網(wǎng)絡(luò)化，可以為患者和醫(yī)師帶來極大的便利。

2.3 遠程膀胱鏡教學(xué)及培訓(xùn)

依托膀胱鏡會診系統(tǒng)進行泌尿外科專科醫(yī)師膀胱鏡檢查及操作的培訓(xùn)，通過遠程培訓(xùn)可以快速提高基層醫(yī)師膀胱鏡診斷水平和操作能力?；鶎俞t(yī)師可以在實際工作中獲得指導(dǎo)和培訓(xùn)，減少了現(xiàn)場培訓(xùn)的時間和經(jīng)濟成本，同時獲得更多的操作機會，可以獲得比現(xiàn)場培訓(xùn)更好的效果。同時在臨床教學(xué)過程中，遠程會診系統(tǒng)可以解決因?qū)W生眾多無法同時現(xiàn)場膀胱鏡檢查教學(xué)的問題[13-14]，在臨床教學(xué)中也有比較大的優(yōu)勢。

3 架構(gòu)組成

基于5G的膀胱鏡檢查遠程會診系統(tǒng)的組成主要包括膀胱鏡設(shè)備、WiFi圖傳模塊、平板電腦（手機）、會診終端（電腦或手機）、遠鏡系統(tǒng)（云服務(wù)器）等組成（圖1）。膀胱鏡設(shè)備由膀胱鏡檢查系統(tǒng)和膀胱鏡攝像系統(tǒng)組成。膀胱鏡檢查系統(tǒng)由鏡鞘、觀察鏡、高強度冷光源、活檢鉗、異物鉗等組成。膀胱鏡攝像系統(tǒng)由顯示器、攝像頭等組成，目前絕大多數(shù)膀胱鏡均配套攝像系統(tǒng)?！斑h鏡系統(tǒng)”為遠程會診系統(tǒng)的云服務(wù)器，是整個系統(tǒng)的核心。

圖1 遠程會診系統(tǒng)構(gòu)成圖

4 系統(tǒng)功能

4.1 遠程會診功能

通過視頻信號線將膀胱鏡設(shè)備與WIFI圖傳模塊相連，將膀胱鏡檢查視頻數(shù)據(jù)傳輸至云服務(wù)器（遠鏡系統(tǒng)），同時會診端可以通過平板電腦或手機進入會診系統(tǒng)觀看膀胱鏡檢查視頻，操作端和會診端可以通過遠程會診系統(tǒng)進行音視頻交流。由于會診系統(tǒng)依托于5G 網(wǎng)絡(luò)，因此數(shù)據(jù)傳延時輸?shù)?，可以實現(xiàn)流暢的實時交流[7,15-16]，會診端還可以進行操作指導(dǎo)，實現(xiàn)膀胱鏡檢查的遠程會診，為臨床提供了一種新的臨床腔鏡檢查展示方法。由于5G網(wǎng)絡(luò)的廣泛覆蓋，會診端可以通過手機等移動終端進行會診，為遠程會診創(chuàng)造了快捷和便利的條件。同時操作端也可以把膀胱鏡檢查實時情況，通過會診系統(tǒng)反饋給會診醫(yī)師，更好地完成膀胱鏡檢查。

4.2 報告視頻化功能

通過會診系統(tǒng)云服務(wù)器的存儲功能實現(xiàn)膀胱鏡檢查視頻數(shù)據(jù)的存儲，患者和醫(yī)師可以通過膀胱鏡報告中的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)二維碼調(diào)取膀胱鏡檢查的視頻，實現(xiàn)報告的視頻化。視頻化報告與紙質(zhì)診斷報告相結(jié)合，可以更好地展現(xiàn)膀胱鏡檢查的具體情況。根據(jù)會診系統(tǒng)的臨床應(yīng)用情況，可以將視頻數(shù)據(jù)的存儲時間進行調(diào)整。

4.3 報告網(wǎng)絡(luò)化功能

膀胱鏡檢查的視頻數(shù)據(jù)及診斷報告存儲于會診系統(tǒng)的云服務(wù)器，患者和醫(yī)師可以通過系統(tǒng)調(diào)取患者的膀胱鏡檢查報告。報告網(wǎng)絡(luò)化可以減少因報告丟失等情況造成重復(fù)檢查的問題。同時可以通過系統(tǒng)調(diào)閱既往檢查報告及視頻數(shù)據(jù)，為診斷和隨訪提供參考信息。

4.4 遠程培訓(xùn)功能

通過會診系統(tǒng)可以遠程指導(dǎo)膀胱鏡的操作，實現(xiàn)膀胱鏡的遠程培訓(xùn)。膀胱鏡檢查的操作者為被培訓(xùn)人員，其操作過程全程在會診專家的指導(dǎo)下完成，可以快速地掌握膀胱鏡檢查操作。

4.5 遠程教學(xué)功能

課堂上可以通過網(wǎng)絡(luò)進入會診系統(tǒng)，既可以調(diào)取典型的膀胱鏡檢查和操作視頻，也可以觀看實時的膀胱鏡檢查。通過系統(tǒng)的優(yōu)化和數(shù)據(jù)的積累，可以建立典型病例的教學(xué)視頻庫，更好地服務(wù)于臨床教學(xué)。

4.6 拓展遠程手術(shù)功能

基于現(xiàn)有膀胱鏡檢查遠程會診系統(tǒng)的基本功能，可以拓展遠程手術(shù)功能。遠程手術(shù)功能主要表現(xiàn)為經(jīng)膀胱鏡手術(shù)過程中的指導(dǎo)和會診，相對于遠程檢查，其對技術(shù)水平和系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求更高。因此拓展功能作為會診系統(tǒng)的儲備功能，待系統(tǒng)在臨床實踐中獲得穩(wěn)定運行后，基于臨床應(yīng)用的反饋數(shù)據(jù)將進一步拓展遠程手術(shù)功能。

5 應(yīng)用效果

5.1 解決臨床困局

借助低延時、大帶寬的5G技術(shù)實現(xiàn)遠程膀胱鏡檢查會診，可以有效解決基層醫(yī)院膀胱鏡設(shè)備使用率低而三級醫(yī)院膀胱鏡檢查人員集中且等待周期長的難題。首先，對于患者來說，可以就近就醫(yī)行膀胱鏡檢查，三級醫(yī)院醫(yī)師可以通過遠程會診系統(tǒng)進行會診和操作指導(dǎo)，使患者及家屬既減少異地就醫(yī)的奔波和經(jīng)濟負擔(dān)又獲得了良好的醫(yī)療服務(wù)。其次，對于基層醫(yī)院和基層醫(yī)師，不僅提高膀胱鏡設(shè)備的使用率進而提高醫(yī)院的收入，又可以快速地提高基層醫(yī)師的診查水平，減少外出學(xué)習(xí)的時間和經(jīng)濟成本。再次，對于會診醫(yī)師，通過自然流暢的實時會診，可以實時地觀察膀胱鏡檢查情況，并進行膀胱鏡檢查操作指導(dǎo)，同時可以減少部分檢查前的準備工作，可以提高工作效率、減小工作強度，進而為更多的患者提供高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)。隨著國家分級診療制度的建立，合理地配置和有效地利用醫(yī)療資源是改革的關(guān)鍵[17]，膀胱鏡檢查遠程會診系統(tǒng)依托5G通信技術(shù)，通過整合利用醫(yī)療資源有利于推動分級診療的改革。特別是在新型冠狀病毒肺炎疫情防控期間，通過應(yīng)用遠程會診系統(tǒng)可以減少膀胱鏡檢查人員及陪檢人員的流動和集中，有利于疫情的防控。

5.2 提供新的報告模式

改變傳統(tǒng)膀胱鏡紙質(zhì)報告模式，全息瀏覽膀胱鏡檢查視頻影像，實現(xiàn)檢查報告的視頻化，給患者和醫(yī)師均帶來了便利。首先，視頻化報告更有利于病情的分析和治療方案的討論，以往膀胱鏡檢查信息一般以紙質(zhì)報告或檢查醫(yī)師的匯報的形式展現(xiàn)，參與討論的醫(yī)師很難了解檢查時具體情況。但是利用會診系統(tǒng)后，可以通過視頻信息展示，讓更多的醫(yī)師參與膀胱鏡檢查結(jié)果的分析，更好地參加疾病的診斷和治療方案的制定，有利于患者的診治。其次，患者及家屬可以通過視頻信息直觀地了解病情，有利于醫(yī)患之間就病情的溝通，有利于患者對治療方案的理解。此外，視頻化報告便于患者轉(zhuǎn)診或更換醫(yī)院就醫(yī)，減少了因紙質(zhì)報告信息不全或描述不清造成的重復(fù)膀胱鏡檢查的問題，減少了患者的痛苦和經(jīng)濟負擔(dān)。再次，網(wǎng)絡(luò)化的報告可以給患者就醫(yī)帶來極大的便利，患者可以通過系統(tǒng)調(diào)閱診斷報告及視頻信息，給患者就醫(yī)帶來新的體驗。同時醫(yī)師也可以調(diào)閱既往檢查信息，回顧病史及比較病情變化，有利于疾病的診斷和治療方案的制定?？傊?，新的報告模式在臨床應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢，隨著社會信息化的不斷發(fā)展，這種新的報告模式具有良好的發(fā)展前景。

5.3 提供新的教學(xué)方法

為臨床提供了一種新的膀胱鏡培訓(xùn)模式和教學(xué)方法。以往膀胱鏡檢查培訓(xùn)及教學(xué)一般在膀胱鏡檢查室進行，由于場地限制及感染防控的要求，每次培訓(xùn)人員數(shù)量有嚴格的限制，更不適合大班制的臨床教學(xué)[18]。此外，膀胱鏡檢查的時間相對分散，學(xué)員需要花費大量時間進行培訓(xùn)。膀胱鏡遠程會診系統(tǒng)可以解決上述問題，學(xué)員可以通過會診系統(tǒng)瀏覽膀胱鏡檢查的實時視頻信息，直觀地了解膀胱鏡檢查的全過程和相關(guān)的操作過程，解決了場地對人員限制的問題。同時學(xué)員可以通過系統(tǒng)進行自學(xué)和復(fù)習(xí)，有效地提高了學(xué)習(xí)效率。本系統(tǒng)也可以用于臨床本科教學(xué)和住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)的教學(xué)，實現(xiàn)教學(xué)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化，既讓學(xué)生全面直觀地了解膀胱鏡檢查過程又鞏固了理論教學(xué)知識，取得了良好的教學(xué)效果?；鶎俞t(yī)院的醫(yī)師還可以利用系統(tǒng)獲得實時的操作指導(dǎo)，快速提高膀胱鏡診查水平。

6 結(jié)語

5G通信技術(shù)的進步推動了遠程醫(yī)療的快速發(fā)展。依托于5G的膀胱鏡檢查遠程會診系統(tǒng)整合了設(shè)備資源和技術(shù)資源，為患者提供便捷的就醫(yī)服務(wù)，為醫(yī)師提供了更高效的工作模式，為臨床教學(xué)培訓(xùn)提供了全新的方法。作為遠程醫(yī)療的代表，膀胱鏡檢查遠程會診系統(tǒng)具有很大的潛力和應(yīng)用價值，其為醫(yī)療行業(yè)帶來了良好的用戶體驗，未來在胃腸鏡等其他腔鏡檢查領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用前景。