電子信息技術在醫(yī)療領域的應用和發(fā)展

1、現(xiàn)代電子技術在醫(yī)療領域中的應用和發(fā)展20 世紀以來，隨著計算機科學和信息技術的數(shù)字化發(fā)展，現(xiàn)代電子技術在醫(yī)學科技領域中得到廣泛的應用、交叉、滲透、融合，形成了許多嶄新的醫(yī)學科技理念、方法、技術和手段，促使 i 臨床醫(yī)學、基礎醫(yī)學、預防醫(yī)學、醫(yī)學工程、醫(yī)院管理和衛(wèi)生管理等各方面學科知識和實際丁作都產生了質的飛躍。本文從醫(yī)療設備數(shù)字化、醫(yī)療診治遠程化兩方面闡述現(xiàn)代電子技術在醫(yī)療領域中的應用和發(fā)展。1 醫(yī)療設備數(shù)字化醫(yī)療設備中最具代表性的數(shù)字化技術是：醫(yī)學影像數(shù)字化技術； 電生理參數(shù)檢測與監(jiān)護技術；臨床檢驗數(shù)字化技術1。1.1 醫(yī)學影像數(shù)字化技術醫(yī)學影像數(shù)字化技術主要是指醫(yī)學影像以數(shù)字方式輸出，直接

2、利用計算機對影像數(shù)據(jù)快捷地進行存儲、 處理、傳輸和顯示。 目前比較成熟的醫(yī)學影像數(shù)字化技術設備有：計算機斷層掃描系統(tǒng)(ct)、多層螺旋ct(multislice spiral ct，msct) 、磁共振成像 (mri) 、正電子發(fā)射型計算機斷層顯像(positronemission computed tomography ，pect) 、計算機放射攝影(computed radiography，cr)和數(shù)字放射攝影(digital radiography，dr)、數(shù)字減影血管造影(digital substractionangiography，dsa) 等，為介入治療、心臟搭橋手術等高科技治療

3、手 段的 應用 提 供 了良 好的 發(fā)展 平 臺 。 醫(yī) 學圖 像歸檔 和通 訊系 統(tǒng) (picture archiving and communication system，pacs) 是數(shù)字化醫(yī)學影像系統(tǒng)的核心構架，是溝通醫(yī)院影像設備和醫(yī)生的橋梁，也是未來數(shù)字化醫(yī)院的組成之一。隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術以及數(shù)字成像技術的發(fā)展，pacs將成為影像科室的重要組成部分。12 電生理參數(shù)檢測與監(jiān)護技術電生理技術是指以多種形式的能量刺激生物體，測量、記錄和分析生物體發(fā)生的電現(xiàn)象 ( 生物電) 和生物體的電特性的技術。臨床檢測中的腦電圖(eeg)、肌電圖(emg) 、腦阻抗血流圖 (reg)等均是電生理

4、參數(shù)檢測技術的典型應用。1cu等監(jiān)護室中的多導生理監(jiān)護儀、24h 動態(tài)監(jiān)護儀、胎兒監(jiān)護儀、睡眠監(jiān)護儀等儀器都是電生理監(jiān)護技術的成熟產品。13 臨床檢驗數(shù)字化技術臨床檢驗作為臨床醫(yī)學的一個分支在臨床需求的推動下，是應用電子、信息、生物等學科的研究成果最多、 發(fā)展最快的醫(yī)學臨床學科之一。 如： 血細胞分析儀，血液自動生化分析儀等。現(xiàn)代分子生物學義是研究生物大分子-核酸及其表達產物的結構、功能、遺傳、調控、相瓦關系和相互作用，從分子水平上探討生命現(xiàn)象的一門學科，其主要研究對象是核酸和蛋白質2。2. 醫(yī)療診斷治療遠程化遠程醫(yī)療是醫(yī)療信息網(wǎng)絡化的核心內容，其目標包括建立遠程醫(yī)療診斷系統(tǒng)、會診系統(tǒng)、教育系

5、統(tǒng)和以家庭病床為目的的遠程病床監(jiān)護系統(tǒng)8。遠程醫(yī)療系統(tǒng)實際是遠程通信技術、 醫(yī)療保健技術和信息學技術的結合，這三大技術構成了遠程醫(yī)療的支撐技術。21 遠程醫(yī)療技術開展現(xiàn)狀目的遠程診治、 遠程會診、 遠程咨詢并不是陌生的詞匯，它是指借助遠程通信的途徑實現(xiàn)對遠程治療對象的診斷、治療、會診和咨詢的過程。 診斷和治療一直是醫(yī)學的核心內容，因此遠程診治實際是遠程醫(yī)療最重要的功能9。在特殊環(huán)境下，醫(yī)護人員難于或無法在現(xiàn)場為患者提供診斷和治療，如極地探險、航天、航海、交通事故現(xiàn)場等， 此時可通過遠程通信網(wǎng)絡， 把患者的病理信息傳送給醫(yī)療中心的醫(yī)生， 醫(yī)生根據(jù)患者的病情給出相應的診斷和治療意見。其中遠程會診對

6、傳輸?shù)尼t(yī)學圖像的質量要求較高， 而遠程會診與遠程咨詢的主要區(qū)別在于前者一般為離線方式 (非實時 ) ，而后者為在線的實時運作。 目前開展的遠程咨詢主要是病理咨詢、 影像咨詢、 社區(qū)診所與中心醫(yī)院間的診治咨詢等模式。遠程監(jiān)護是通過通信網(wǎng)絡將患者端的生理信息和醫(yī)學信號傳送到監(jiān)護中心進行分析，并給出診斷意見的一種遠程醫(yī)療模式。 遠程監(jiān)護的意義在于： 對自理能力較差的患者實施遠程監(jiān)護，縮短醫(yī)患距離，減少患者心理壓力，在提高診斷的準確性、節(jié)省患者開支的同時也緩解醫(yī)院的空間壓力。22 遠程醫(yī)療技術開展的進展221 遠程手術遠程手術是指外科醫(yī)生通過遠程醫(yī)療通信設備在本地對一個遙遠地方的患者進行手術治療。這一

7、方式可在最短的時間內匯集外科專家共同攻克疑難手術，在一些微創(chuàng)外科手術中用更精密的儀器來代替人工操作以減小手術創(chuàng)傷，在放射性外科手術中對醫(yī)生的健康加以保護，這些是人們目前共同關注的熱點。世界上第一個遠程手術試驗已于1993 年在意大利和美國之間成功地完成。在這次試驗中，試驗者對一個動物器官模型進行了成功的組織切片。遠程手術作為工程科學和醫(yī)藥科學的結合提供了互相結合的平臺，也為許多生活在遙遠或者相對孤立環(huán)境中的患者提供了希望和機遇。通常情況下傳統(tǒng)的遙控操作系統(tǒng)應用中最重要的問題是保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性； 而對于柔軟組織來說， 機器人和環(huán)境之間力反饋的真實性也顯得非常重要。在手術中， 由于地域的隔離， 外

8、科醫(yī)生會失去力的感覺和操作能力， 而這些都是手術成功的必要條件。遙控操作系統(tǒng)就是為了恢復這些失去的能力而沒計的。 從遙控操作器到主操作器的直接力反饋能夠增加操作的靈活度。 與通常的遙控操作系統(tǒng)應用不同，遠程手術任務要求非常高的靈活度和真實度，這是因為外科醫(yī)生在很大程度上是依賴他們的運動力感覺和觸覺以完成高精度的操作并檢測隱藏的組織。在遠程手術中就是對遙控操作系統(tǒng)的敏感度和系統(tǒng)性能的量化， 這對于控制器的設計指標非常重要。目前用于遠程手術的機器人產品主要有： (1) 達芬奇機器人手術系統(tǒng)；(2)zeus 宙斯外科機器人手術系統(tǒng)。遠程機器人手術系統(tǒng)主要由控制臺和操作臂兩部分組成?？刂婆_是機器人手術

9、系統(tǒng)的核心，由計算機系統(tǒng)、手術操作監(jiān)視器、機器人控制監(jiān)視器、操作手柄和輸入輸出設備等組成。 術者坐在控制臺前， 通過機器人控制監(jiān)視器設定器械動作的幅度、 張開角度的大小、 器械閉合后鎖定與否等， 利用操作手柄進行手術操作。手術前需對操作臂活動范圍進行設定。術者的手術操作轉化為電信號，傳導給機器人的操作臂， 從而實現(xiàn)遠程手術。 遠程機器人手術系統(tǒng)具有普通腔鏡手術無法替代的優(yōu)點： (1) 可進行精細操作，計算機系統(tǒng)可將術者在操作臺上易于完成的大幅度動作通過縮小傳輸?shù)綑C器人雙臂手柄上，并可將術者的動作進行高頻波過濾，消除器械的抖動和震顫，使操作更平穩(wěn)準確。(2) 術者可坐在舒適的椅子上從容地進行手術

10、操作，不易疲勞。(3) 手術通常由術者 1 人就可以完成，有時僅需 l 位助手醫(yī)師，幫助安裝、更換手術器械，協(xié)助止血，術后卸載器械裝置等，能有效節(jié)約人力資源10-11。實現(xiàn)遠程手術其操作的核心技術是雙向操作控制器的設計，這種設計在決定遙控操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能方面起了主要的作用。除了性能以外，作為對任何控制系統(tǒng)的基本要求, 一個遙控操作器必須能夠在其工作所處的變化動態(tài)環(huán)境中保持穩(wěn)定。系統(tǒng)的性能取決于系統(tǒng)的硬件設計、控制器設計和要完成的任務。 一般而言， 為了獲得滿意的性能， 遙控操作器應當能夠給人類操作者提供足夠的輸入帶寬( 大約 20 hz) 以及操作者的輸出帶寬 ( 大約 5 hz)到遠程

11、環(huán)境12。因此，透明性被量化定義成主操作器與從操作器之間的對位件13。在研究中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的真實度和穩(wěn)定性是遙控操作系統(tǒng)的兩個主要問題。今后，通過在控制理論、 網(wǎng)絡通信以及生物醫(yī)學理論方面的進一步探索，可為遠程手術系統(tǒng)的推廣應用帶來良好的應用前景。222 遠程戰(zhàn)地救護戰(zhàn)爭總意味著有傷亡， 而戰(zhàn)爭不允許戰(zhàn)地醫(yī)院離戰(zhàn)場太近。如果給部隊配備無線移動遠程醫(yī)療系統(tǒng)， 就相當于把戰(zhàn)地醫(yī)院的觸覺向前延伸， 后方醫(yī)生能及時、對前方醫(yī)護人員進行指導， 以保證危重傷員得到及時、 恰當?shù)木戎巍?在具體的應用中，目前使用較多的單兵遠程傷情監(jiān)視器、前沿醫(yī)療階梯傷員醫(yī)學信息系統(tǒng)及相關軟件14-15, 還有野戰(zhàn)遠程會診車、 機

12、動醫(yī)療調器 (m3v)、 野戰(zhàn)醫(yī)療協(xié)調器 (fmc)、創(chuàng)傷救治服務器 (tcc)、智能型擔架、遠程醫(yī)療診治系統(tǒng)等。從遠程醫(yī)療出現(xiàn)之日起，它就與加強軍隊的衛(wèi)勤醫(yī)療救護保障能力和現(xiàn)代化建設緊密地聯(lián)系在一起?，F(xiàn)在世界各國軍隊都十分重視遠程醫(yī)療在軍隊醫(yī)學中的研究和應用，成為高科技條件下發(fā)展軍事醫(yī)學的一個重要課題。3 參考文獻【1】袁聿德醫(yī)學影像檢查技術 m 北京：人民衛(wèi)生出版社， 2008：8990 【2】朱玉賢李毅，鄭曉峰 . 現(xiàn)代分子生物學 m 北京；高等教育出版社， 1997：34【3】吳祈耀醫(yī)療儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展c 全國信息技術與產業(yè)發(fā)展專業(yè)論壇 2003【4】李華才電子病歷基本概念及研究進展訪解放軍總醫(yī)院計算機中心主任薛萬國 j 中國數(shù)字醫(yī)學， 2007，2（3) ：11-14【5】易彥伶 his 在醫(yī)院綜合管理中的作用 j 醫(yī)學信息學雜志，2008，29(2) ：1617【6】沈偉電子病歷給醫(yī)療行為帶來的變革j 醫(yī)學信息學雜志,2007,28 （4） ：346-347. 【7】楊伯泉，金國建，莫經(jīng)剛等試行開展電子病歷的緊迫性j 中國現(xiàn)代臨床醫(yī)學 2004,3(10) ：102104【8】鮑淑娣，張元亭遠程醫(yī)療：穿戴式生物醫(yī)療儀器j 中國醫(yī)療器械信息 2