面向农村远程医疗的医学数据压缩与传输技术

央妮

远程医疗是新兴的医学研究和计算机网络技术相结合的学科，病人无论在何时何地，均可接受专家会诊，从而缩短救治时间、降低医疗费用.建立了一种医学专家和患者之间的全新服务模式，应尽量加快农村偏远地区远程医疗系统的建设。对于部分医务人员技术水平偏低、医疗资源短缺等一系列问题。“远程医疗援助系统”运用远程医疗技术、远程监控与远程诊断、建立远程医疗信息平台;开发急救手术监护一体流动车，实现远程急救，大大增加危重病人的救治时间;预约挂号，“足不出户”在网上预约挂号、看病、住院;远程查房，可直接获得专家点评指导;远程检验，通过多种运输方式将样本送往医院，病人可直接通过信息平台在线查询检验结果;远程培训，定期对农村医务人员进行继续教育培训。大大缩短了患者的住院时间，减少医疗费用，提高诊断的效率。

1 国内外远程医疗研究现状

就远程网络管理体系结构而言，尽管国内外已经开始研究远程医疗网络的相关内容，但均未涉及建立各个医院间的协同工作管理体系结构。虽然美国已经建立了远程医疗网络，但其网络管理系统只能面对特定的网络构成，总体结构还不是很完善。虽然远程医疗实现了医学信息的远程传输和监控，但是在国内还没有相关研究远程医疗为农村提供远程医疗服务、实现医疗资源共享等模式。目前，国内外普遍存在单一数据采集方式、低诊断准确率的问题，创新性地建立了远程网络与卫星网络相结合的远程网络监控技术，实时的提高效率。

2 农村医疗信息化

农村远程医疗技术是运用信息网络等多种技术，远距离实施医疗、教学等服务。就目前来看农村进程较落后，暂时还没有相关的数据在数字医疗仪器数据采集、合成等技术研究方面出现交换标准，农民健康档案的信息化管理十分困难。经济条件好的地区建设相对较好，尽管大多跨越空间限制，实现了远程会诊及教育培训，实现医学信息共享。但是网络化平台的建设仍然落后，农村医疗员信息化水平有待进一步提高。

3 远程医疗中的关键技术

3.1 数据压缩

既高度分化，又高度综合（以高度综合为主）是现代科学技术发展的特点之一。通信、计算机和大众传播属于三大技术，通过这三大技术使计算机进入了多媒体时代。随着当代多媒体计算的迅速发展，它已经不单纯是计算的工具，而成为处理图形、文字、声音等多种信息的工具，以最大化为人们提供帮助。这个过程属于计算机多媒体化的过程。目前对媒体发展而言，除了需要内在硬件的完善和软件的支持外，还需要重视的问题是海量数据的存储、传输和处理，而数据压缩技术的成熟为解决这一问题提供了至关重要的前提，是实现农村远程医疗的重要所在。多媒体计算机的广泛使用，农村远程医疗的实现，离不开数据压缩技术的发展。记录信息的内容是通过数据说明，而信息的存在是对数据的解释。无论媒体如何存在，都將以数据的形式储存和传输。数据的存在对于信息来说非常重要。让数据在多媒体计算器中传输和存储就必须把它转换为二进制数码的形式。减少存储和传输信息的位数是数据压缩的关键之处。数据压缩具体是指用最少的数据来表示最全的信息源信号，减少容纳给定消息集合的信号空间。数据压缩中信号空间这一陌生词汇实际上就是压缩对象，其中包括物理空间，如存储器、磁盘和光盘等数据存储介质;时间空间，如传播过程中具体消息集合所需时间;电磁频谱区域，如为传输给定消息集合所要求的带宽等。信号空间是指某信号集合所占的空域、时域和频域空间。信号空间中的形式存在着密不可分的关系，多媒体计算机中传输效率的提高和占用带宽的节省可以看出存储空间也在一定量减少。只要用一定的手段来降低信号空间的存储量，就可达到属于压缩的最好效果。信源编码的方法与理论是通过压缩数学编码码率的方式为目的，“数据压缩”与“信源编码”在本质上存在相同的意义。数据压缩技术和通信技术之间有着相辅相成的关系，把减少描述的信息集合所需要的信号空间当作目的，实现数据压缩的作用。信号空间主要有三个方面：物理空间（数据存储介质一存储器、磁盘、光盘）、时间空间（如传输信息集合所需用的时间）以及电磁频谱空间（如传输带宽要求等）。

在计算机医学信号的处理当中需要使用大量数据参考，但很难存储和运输，解决这一难题会进一步提升远程医疗的发展。在这样的情况下，需要解决数据存储空间的大问题，解决这一问题的同时就可以在信号重建的同时保存最重要的临床信息，为医生会诊提供了更好的帮助，在其他的医学领域领域里还需要考虑数据压缩和重建的实时性。这样，数据压缩被应用到医学信号中，无疑提高了远程医疗的发展。数据压缩是通过减少原始信号中的冗余度来减少所需存储代码的数量。

3.2 通信技术

保证远程医疗系统能够正常运行的关键技术之一是通信技术。传统的医疗系统建立在有线连接基础上功耗及体积较为庞大，通常不方便携带，可能会导致错过最佳治疗时间，不仅增加了成本也将承担一定的风险，更无法满足时下，超负荷、不停歇检查病人病情的医疗需求。而且在一些较为特殊的突发情况下，比如在地震、火灾、交通事故等，传统的医疗服务均无法满足需求，都需要远程医疗服务。但由于远程医疗中的数据种类较为错综复杂，包括文本、音频、动态影像和静态图形等一系列信息，在通信传输过程中必须要遵守相关的网络传输协议。均需采取不同的网络传输协议。如超文件传输协议、文本传输协议等。随着当代通信业务的不断需求和业务种类的不断提高，我们需要节约使用有效资源，满足大容量、高速率业务需求，同时需要不断提高传输性。无线网络的迅速发展让远程医疗通信不断壮大，在远程医疗中选择无线网络的传输途径对远程医疗服务至关重要。

4 农村远程医疗援助系统设计及传输技术

4.1 医疗信息服务

由市、县（区）、乡镇（街道）、社区（村）四级构成组织体系。为组织、指导和推进远程医疗应用工作落实，特建设领导小组，组织宣传组、专家指导组及资金统筹管理组。远程急救，利用互联网技术不仅能使急危重症患者得到及时的救治，还可对缺乏技术力量的医院在遇到紧急情况时给予最迅速的援助，遇有特殊紧急情况可随时在急救车上紧急远程会诊，将急救专家与现场医护人员紧密连接，实时对现场的情况进行传输和解决。使专家可以准确及时了解急救病人的生命体征，做到边指挥边抢救。并且第一时间送达医院做进一步治疗，实时多中心远程会诊。远程心电监护是指利用网络、通信、计算机等技术对病人进行长期、远途的心电监护。远程心电监护也是远程医疗系统中的重要组成部分。远程心电监护具有三点优势：对于大多人而言，长期远程心电监护，能尽早发现疾病的早期症状，将其扼杀在摇篮里，从而达到早发现早治疗的目的;病人可在自己熟悉的生活环境中心电监护，活动范围不必仅局限在医院，既提高诊断结果的准确性，又能缓解病人心理压力、烦躁不安的情绪;准确及时的治疗，缩短医生和患者之间距离，使病情及时得到有效控制，提高救治效率。

将远程医疗援助系统建造在农村偏远地区的是一项复杂、困难的工作。远程医疗援助系统的开发应当考虑到当前医改政策的影响，以及医疗过程中发生的不可控因素或涉及到医疗系统的应用环境，应将在实际推进中进一步修正和完善。但最终目的是实现医学信息的远程交换。在特殊场合下实现患者与医生“面对面”的直接交流。将超越以往医疗服务的单一思维方式，成为一种全新的医疗模式。