远程医疗系统的构建及国内外发展现状

北方民族大学

论文题目: 数字音视频技术的应用

—远程医疗系统的构建及国内外发展现状

院(部)名 称: 电气信息工程学院 姓 名: 学 号:

专 业: 信息工程 班级: （一）班 论文提交时间: 2012-09-25

数字音视频技术的应用

—远程医疗系统的构建及国内外发展现状

摘 要

随着Internet技术的发展和普及，数字音视频技术的成熟，其在远程医疗方

面获得了广泛的研究和应用。远程医疗系统以多种数字传输力式，通过计算机网络、多媒体技术和远程医疗软件系统，建立不同区域的医疗单位之间、医师和患者之间的联系，完成远程咨询、诊治、教学、学术研究和信息交流任务，形成医学专家之间及其与患者之间的一种全新的诊疗模式。本文概括介绍了远程医疗系统在国内外的发展现状、以及远程医疗系统的构成、应用、最新进展等，同时对远程医疗在我国的发展进行了探讨。

关键字：远程医疗 数字音视频技术 系统构成 应用与发展

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目 录

摘 要 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1引言 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4

1.1背景 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4 1.2数字音视频技术在远程医疗的应用--------------------------------------------------------------------- 4 1.3远程医疗的起源------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2远程医疗的定义、组成和服务方式 -------------------------------------------------------------------------------- 5

2.1远程医疗的定义------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 2.2远程医疗系统的组成------------------------------------------------------------------------------------------ 5 2.3远程医疗系统的服务方式----------------------------------------------------------------------------------- 5 3构建远程医疗的主要技术 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 6

3.1诊疗和临床检测工程技术----------------------------------------------------------------------------------- 6 3.2信息学技术-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 3.3远程通信技术 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 4远程医疗中的远程通信技术 ------------------------------------------------------------------------------------------- 7

4.1信息交流网络 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 4.2现阶段广泛采用的通信手段 ------------------------------------------------------------------------------- 7 5远程医疗国内外发展状况 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 8

5.1国外的发展现状------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 5.2国内发展现状 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 6远程医疗应用的发展方向 -------------------------------------------------------------------------------------------- 10

6.1向乡村及边远贫困地区发展 ----------------------------------------------------------------------------- 10 6.2向社区及家庭卫生保健方面发展 ---------------------------------------------------------------------- 10 6.3远程医疗日益成为现代军事医学的重要课题----------------------------------------------------- 10 6.4远程医疗系统向多样化发展 ----------------------------------------------------------------------------- 11 结 论 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 12

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1引言

1.1背景

随着现代科技的不断发展，以信息技术产业为代表的高新技术产业，得到了迅猛地发展，推动了全球产业结构转型和优化升级，带来了人类生活和生产的深刻变化。数字音视频技术已成为当前最流行、使用最频繁、应用范围最广泛的新技术，它与人们的生活、工作和娱乐紧密联系在一起，日益深刻地改变着人们的生活方式，掀起了一场声势浩大的信息革命。激光视盘机、数字媒体播放器、数码相机、数字摄录机、数字电视和高清电视以及移动数字电视等数字音视频设备层出不穷，把人们带进了一个五彩缤纷的奇妙世界。

1.2数字音视频技术在远程医疗的应用

数字音视频技术作为核心的新兴产业，已经成为当前及今后一段时期提升区域经济发展规模和档次的战略性产业。20世纪90年代以来，数字音视频技术的应用越来越广泛，与此同时在远程医疗方面也得到了很好的应用。远程医疗系统信息的含量和容量、传输能力及实施远程医疗救助的能力。远程医疗系统所承担的功能不同，通常会有以下几种类型，例如：远程医疗监护、远程诊断和会诊、远程手术治疗、医学信息提供、远程医疗培训、特殊的远程医疗系统。

1.3远程医疗的起源

远程医疗系统的雏形可上溯到1959年，现代远程医疗系统出现在Montreal的Jean-Talon医院。当时放射科专家用Video监护器从一座楼上看在另一楼上出示的X光片，用的是电视摄像专送的办法，电缆传送最远距离达到3英里。1969年在美国Oklahoma城的荣劳医院开始使用远距离心电监护。1986年Mayo Clinie首创了第一套商业化远程医疗系统，把麻省Rochester医疗中心与在弗罗里达的Jacksonville医疗中心联起来。

1988年远程医疗系统作为一个开放的分布式系统的概念在美国提出以来，90年代以来，由于多媒体通讯技术的发展，远程医疗的应用有了技术保障，发展尤为迅猛。大家普遍认为，一个开放性的远程医疗系统应该包括远程诊断（Remote Diagnosis）、专家会诊（Consultation of Specialists）、信息服务（Information Service）、在线检查（Online Examination）和远程学习（Remote

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Studying）等几个主要部分，医疗系统需要以计算机和网络通信为基础，实现针对医学资料（包括数据、文本、图片和声像资料）的多媒体特性和远距离会诊视频与音频信息的传输、存储、查询比较以及显示。从狭义上讲，远程医疗是指研究怎样利用多媒体计算机技术、通讯技术进行医疗活动的一门学科。它以多种数字传输方式，通过计算机网络，多媒体技术和远程医疗软件系统，建立不同区域的医疗单位之问、医师和患者之间的联系，完成远程咨询、诊治、教学、学术研究和信息交流任务，形成医学专家之问、及其与患者之间的一种全新的诊疗模式。

2远程医疗的定义、组成和服务方式

2.1远程医疗的定义

远程医疗系统以多种数字传输力式，通过计算机网络、多媒体技术和远程医疗软件系统，建立不同区域的医疗单位之间、医师和患者之间的联系，完成远程咨询、诊治、教学、学术研究和信息交流任务，形成医学专家之间及其与患者之间的一种全新的诊疗模式。

2.2远程医疗系统的组成

远程医疗系统主要由以下三个部分组成：

A.医疗服务的提供者。即医疗服务源所在地，一般位于大城市的医疗中心，具有丰富的医学资源和诊疗经验。

B.远地寻求医疗服务的需求方。可以是当地不具备足够医疗能力或条件的医疗机构，也可以是家庭患者。

C.联系两者的通信网络和诊疗装置。其中通信网络可以包括普通电话网、无线通信网以及通信卫星网等；医疗装置包括计算机软硬件、诊疗仪器等。

2.3远程医疗系统的服务方式

远程医疗系统的服务方式又分为实时（在线）方式和非实时（离线）方式两种。实时方式是指条件允许或紧急情况时使用，可以使患者获得及时的救助，但花费较高，操作难度较大；非实时方式是指将医疗服务需求方的资料随时传送给服务提供方，等待处理。位于大医院的专家可依据用户提供的资料作出相应的诊断。在医疗咨询、培训、教育等应用场所也经常用到。这种方式可大大减少对网

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络系统带宽的要求。

3构建远程医疗的主要技术

3.1诊疗和临床检测工程技术

如心电图、血压、血氧等生理和电生理参数的检测技术，B超、CT等医学成像技术，血、尿、体液的各种生化含量指标的检测技术。由于远程医疗的特点是患者在远地，有些面对面就诊时可以获取的信息可能无法获取或无法直接获取（例如触摸等）。现在面临的问题就是怎样将这些信息进行数字化，并联网进行传输，这就对传统的医疗设备提出新的要求。

3.2信息学技术

包括各种医疗信息的存储、显示、处理、查询、管理以及各种数据库技术等。在远程医疗活动中，采集后的医疗信息进行存储也是一个难题，不仅存储量大，而且时间长，有的病人资料要保存几十年以备查询，因此熟练和合理的运用数据库乃至数据仓库至关重要；信息显示技术关系到诊断的准确性，所以要尽量选择较好的显示器；医疗信息的处理也发挥着重要作用，要让信息更易读更准确；对于海量的医学信息，科学管理有利于信息的分析和利用，大量的临床信息的纵横分析将揭示新的医疗现象和规律，这也有利于医学学科的发展。

3.3远程通信技术

远程医疗中传送的医学信息主要有数据（data）、文字（text）、视频（video）、音频（audio）、和图像（image）等形式。其中数据和文字信息的数据量小，对通信要求不高。视频和音频信号数据量较大，在远程实时会诊中通常需要同时传送视频和音频信号。还经常需要用到一些医学影像信息，如X光片、CT图像等静止图像（still image）和运动图像（motion image），这些都需要传输速度较快、较稳定的通信网络。

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4远程医疗中的远程通信技术

4.1信息交流网络

根据传送的信息量的大小和实时性要求的不同，可以采用不同的通信技术： A.程控电话网，速率较低，典型值是9.6kbps，常用于传送文字和数据，费用低，但效果差。

B.交互电视（Interactive Television），属于窄带网络，传输速率为384kbps，可以同时传送视频和音频信息，用于远程会议，可以用于对图像分辨率要求不高的场合。

C.用双绞线组成的局域网，常用速率为10Mbps，能实现多种信息的传送。 D.光纤网，属于高速网络，传输速率为100Mbps，抗干扰性好，但成本相对较高。

E.综合数字业务网（ISDN，Integrated Services Communication），是一种全数字网络，分窄带ISDN（N-ISDN）和宽带ISDN（B-ISDN）两种。

F.卫星通信技术（MSC，Mobile Satellite Communication），通信速率在100kbps左右，其优点是信息传送距离远，常用于远程医疗、教育、监护等。

G.还运用微波通信、无线广播、无线蜂窝通信等多种通信技术。

4.2现阶段广泛采用的通信手段

现阶段广泛采用的通信手段包括公共交换电话网（PSTN，Public Switched Telephone Network），非对称数字用户线环路（ADSL，Asymmetrical Digital Subscriber Loop），综合业务数字网（ISDN），无线电通信信息网（短波通信、微波中继通信、卫星通信、移动通信、移动卫星通信系统）等。

A.采用PSTN方式。20世纪90年初军队开始进行远程医学研究与应用工作，90年代中期总后卫生部组织军队数十家医院利用PSTN通信网络与桌面视频会议系统开展相互间点对点方式的远程医疗会诊工作，从中摸索并积累了许多宝贵经验。这种使用电话连接的传递方式长期以来应用于电话网。通信期间总有一条电路建立连接，并按照时分复用（TDM，Time Division Multiplexing）的原理在两个节点间传递信息。在远程医疗系统中，如果不是传送实时图像，大部分的文字、统计表和一般的生理检测数据（数据量较小的数据），均能通过现有的电话通信信息网实现远程传送。

B.采用ADSL技术。ADSL技术是一种不对称数字用户线路实现宽带接入互连

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网的技术，ADSL作为一种传输层的技术，充分利用现有的铜线资源，在一对双绞线上提供上行640kbps到1Mbps，下行8Mbps的带宽，克服了传统用户在“最后一公里”的“瓶颈”，实现了真正意义上的宽带接入。ADSL能够支持广泛的宽带应用，例如高速互联网访问、远程视频会议、局域网互联网以及多媒体应用等。

C.采用ISDN技术。ISDN是由电话综合数字网（IDN，Integrated Digital Network）演变而成，ISDN在IDN的基础上增加了业务综合的概念，并将网络数字化扩展到用户线。提供端到端的数字连接，以支持一系列广泛的业务（包括话音和非话业务），它为用户进网提供一组有限的标准多用途的网络接口。理论上讲，任何形式的原始信号，只要可转换成数字信号，就可利用ISDN进行传送和交换，完成用户间的通信。

D.采用无线通信技术。在许多场合，尤其是在野外探险、公路急救、交通工具、以及远离城镇的偏远地区，无法使用有线的方式实现通信，那么就必须使用无线通信来实现远程医疗。无线电通信又包括短波通信、微波中继通信、卫星通信、移动通信、移动通信卫星系统等。

5远程医疗国内外发展状况

5.1国外的发展现状

世界上许多国家十分重视对远程医疗的研究开发工作，尤其是一些发达国

家，凭借其富有的财力，在远程医疗方面投入巨额资金。特别是在美国、欧洲已经获得了较大范围的应用。美国的HPCC计划将远程医疗列为通过计算机技术的飞速发展，实现信息相关产业巨大变化的九大项目之一。美国凭借其雄厚的科技和财力资源，几乎在远程医疗的所有方向上都在进行探索和尝试，诸如国防部远程医疗试验台远程医疗项目的局部数据调用；俄克拉荷马大学健康科学中心心脏病心律不齐咨询系统；MPHONE；比萨大学放射学系病人图像和数据通讯系统；佐治亚医学院的儿科远程医疗；EwIsH免疫学和呼吸医疗中心和IOS ALAMOS国家实验室联合远程医疗项目等等。除了用于社会发展和社会福利方而以外，美国军方研制的医学顾问系统于指导美军的战场救护等等。以上这些仅仅是美国已经应用或正在进行的项目当中的一小部分。目前，全球有难以数计的人在进行远程医疗的研究工作．可见，世界各国都充分认识到远程医疗巨大的市场潜力，它是目前科技研究的一道风景线，也是世界尖端人才瞩目的一个焦点。目前，在国外，

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远程医疗系统的研究和应用主要集中在：

A.医疗信息集成与交换协议(如DcOM3、HL7等)，目标主要在于将医疗信息系统(包括信息 系统、医疗设备等)集成起来，形成以病人为中心的服务。形成跨地区、跨国家的病人资料(如病史、x线、CT图像等)传送、存取等集成健康电子记录信息管理中心；

B.远程医疗保健信息服务系统结构，即在一个能保证安全和认证策略下的连续性地协作环境中，建立集成的面向用户服务的区域医疗保健系统。提供分布式计算机服务、信息管理服务、应用协同服务、用户接El服务、财务服务(支持商业和个人财务交易)；

C.远程医疗环境中的智能图像管理技术，基于联合自治信息系统功能和数据集成．研究开发以病人记录作为中心元素，借助内容和结构来访问信息资源。采用分布式分层存储策略处理和获得区域级或一个单个医院的智能图像信息。

5.2国内发展现状

目前，我国网络建设势头非常迅猛。国家重点发展工程中，一个重要项目是远程医疗。随着我国信息化基础建设的逐步完善，远程医疗系统将在多种通讯线路并存的情况下，向移动性、多样性、实时性方向发展。我国的上海医科大学与上海交通大学、南京军区、北京医科大学信息中心、清华大学、军事医学科学院、西北大学可视化技术研究所等研究机构和中心也都在开发和设计适合我国国情的远程医疗系统，有些系统已用于临床或即将用于临床，如家庭监护、心电超声图像的远距离传输、妇幼保健等某些科目。由于远程医疗在中国还只是一个新生事物，其发展只有四五年的历史，且中国在通信设施、医疗设备等各方面与发达国家有很大的不同。因此，与国外对远程医疗的研究相比，我国的研究工作还只是小范围的、研究人员屈指可数，研究面也较狭窄，而且大多都集中在以下几个方面：

A.基于视频会议系统的远程会诊系统； B.远程家庭监护；

C.基于WEB网站的医疗信息咨询； D.某些疾病数据库系统。

日前，国内对于整个远程医疗系统的架构模型、医疗信息交换与集成、医疗图像的智能处理与管理技术研究还处于空白或薄弱的状态。这些对于我国远程医疗系统的建立和国民健康医疗保障系统的建立带来了很大的困难。

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6远程医疗应用的发展方向

6.1向乡村及边远贫困地区发展

目前，我国已开展远程医疗工作的医院基本上都是城市的医院，而县、乡及边远地区却很少。由于我国地域辽阔，经济发展极不平衡，特别是老、少、边、穷地区由于交通闭塞，经济落后，高层次的医务人员相对缺乏，疑难杂症 难以及时得到医疗专家的诊治，迫切地希望得到远程会诊的帮助。因此在边远贫困地区及广大农村开设远程医疗工作站，不但可以充分利用城市的医疗资源，为它们提供高质量的医疗服务，而且也为这些地区的医务人员提供了在工作中进行学习提高的机会，对提高整个民族的健康水平具有重要意义。

6.2向社区及家庭卫生保健方面发展

远程医疗在促进医疗卫生保健环境的改善方面有着巨大的潜力。在全球范围内，对公平且负担得起地享有高质量医疗保健的要求的人群数量不断增长。远程医疗可以克服在进行高质量医疗保健时地理上的障碍，随着电视、电话、Internet网在家庭中的普及，远程医疗将迅速拓展到家庭和社区，如开展远程心电监护、远程助产护理、对慢性病人进行远程家庭护理、远程医疗随访，病人可以在社区或家中进行疾病治疗、身体保健、饮食等方面的咨询。远程医疗系统与发展中的社区保健信息网络相结合，将极大地推动社区保健和个人卫生保健事业的发展，扩大和强化保健职能。

6.3远程医疗日益成为现代军事医学的重要课题

现在世界各国军队都十分重视远程医疗在军事医学中的研究和应用。因为远程医疗的应用对加强军队的卫勤保障及医疗救护能力，加强军队的现代化建设具有重要作用，已成为高科技条件下发展军事医学的一个重要课题。例如，多年来美军把国防建设的重点放在武器装备的改进上，放在电子和信息技术的提高上，始终十分重视对远程医疗的研究发展和应用工作。美军在波黑维和行动期间，就建立了从前线到基地，到美国本土的多层次，多媒体的远程医疗系统，使前方第一线的一些疑而难决的问题很快得到国内医疗中心专家的会诊而就地解决，避免了非战斗减员，保障了部队的战斗力。目前，一种新的军事医学思想正在形成：即利用人工智能、通信卫星、遥感技术，远

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程参与手术，以及模拟手术为,! 世纪的战地抢救作准备，美国已把此纳入其军事卫勤装备的研究之列。我国“九五”期间全军卫生系统信息化建设也把远程医疗列为重要内容之一。

6.4远程医疗系统向多样化发展

从远程医疗系统的应用范围分析，多样化发展表现在：通用化、专业化、小型化和一体化四个方向。“通用化”表现在这类远程医疗系统适用于程控电话、或卫星等多种通信方式，既可用于远程会诊也可用于远程教学、远程手术指导等方面。“专业化”表现在这类远程医疗系统是针对某一医学专科进行设计和应用，如远程放射学系统、远程心脏疾病诊治系统、远程病理学系统、远程皮肤病学系统、远程骨科学系统等等。“小型化”表现在远程医疗的装置越来越小，此类装置主要是为适应个人疾病监护、家庭保健和军队野战卫勤的的需要及其他特殊的需要。如心电图01 机、家用孕妇胎心遥测监护装置、单兵监视器等。“一体化”表现在远程医疗系统与医院信息系统（HIS）、医学图像档案与通讯系统（PACS）融为一体的发展趋势。随着医学图像传输接口的国际标准（DICOM3.0）和医院信息系统国际标准（HL7）的制定，以及计算机多媒体技术和网络通信技术的不断发展，使远程医疗系统与HIS、PACS 的一体化成为可能。远程医疗的开发、应用和发展将成为HIS、PACS，特别是以患者为中心的临床信息系统的功能在时间上和空间上的延伸和扩展。随着网络和信息时代的来临，利用远程医疗开展医疗、教学、科研、卫生保健咨询、信息交流服务，对我国卫生事业的现代化建设将起着巨大的推动作用。远程医疗的发展，对人类医学事业的发展将做出卓越的贡献。

结 论

对于发达国家和地区，由于医疗卫生健康的软硬件基础设施目前已经到了一个相对比较先进的地步，所以他们的远程医疗系统目前已经从基于医院的医疗活动转向了国民的日常医疗保健。从我们国家的实际情况出发，目前医疗保险，对于企事业单位已经比较成熟，个别医院已经开始记录病人的一些基本就诊信息，例如在卫生部门监督下建立的各级血库管理机构和相应的计算机系统已经发挥了很大的作用。因此可以在国家或区域医疗卫生部门的监督下，利用许多行业(如银行等)中计算机系统建立的成熟技术和经验，建立一个相对比较完善的健康医疗信息系统。远程医疗在我国还是一个方兴未艾的新鲜事物，一个新的课题。我们要缩小与国外信息科学的差距，必须充分认识到远程医疗具有的巨大的经济效

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益和社会效益，结合本国的国情，给予高度的重视。

参考文献

［1］解相吾 解文博. 数字音视频技术. 人民邮电出版社, 2009. ［2］黎洪松. 数字视频处理[M]. 北京邮电大学, 2006.

［3］王伟 王东辉 远程医疗会诊的国内外现状及系统研究[J]．医学信息，1999.

［4］池慧 杨国忠: 对远程医疗及其实施中相关问题的几点思考（一）: 中国医疗器械信息杂志.2009.

［5］王汇源. 数字图像通信原理与技术[M]. 国防工业出版社, 2000.

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