智慧医疗共性技术与模式创新
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第二节 网上医院与远程医疗

随着移动通信产品和技术、远程及网络交流平台等基础设施的日益完善,实现移动医疗服务功能所需要的硬件设施基础和技术条件已经成熟,网上医院不仅弥补了医疗服务资源(医护人员等)的短缺,大幅降低了患者医疗费用支出,而且通过网上医院的多项服务,降低了人们与医院接触难度,改变了人们对健康管理、就医方式的认识,使患者享受安全、便利、优质的诊疗服务。为解决医改中分级诊疗、医生多点执业、医药分离、医保联动等诸多痛点问题,提高医疗服务效率,重构医患生态,降低医疗费用,以及从根本上解决“看病难、看病贵”等问题提供了科学、有效的新途径。

世界上许多国家十分重视对网上医院的研究和开发工作,尤其是一些发达国家和地区,凭借其雄厚的财力,投入巨额资金建设网上医院。特别是在美国、欧洲,网上医院已经得到了较大范围的应用。美国凭借其雄厚的科技和财力资源,在网上医院上进行了大量的探索和尝试。例如,美国俄克拉荷马大学健康科学中心心脏病心律不齐资讯系统MPHONE,美国佐治亚医学院的儿科网上医院,美国国家免疫学和呼吸医疗中心和Los Alamos国家实验室联合网上医院项目等。网上医院发挥了医疗资源优势,建立了便捷、高效的就医通道,延伸了实体医院服务,使居民享受足不出户的高品质医疗服务;同时网上医院作为一个硕大的市场平台,带动了可穿戴设备、家庭智能终端等医疗器械相关产品的产业化发展,成为全世界普及与推广的新热点。

我国网上医院起步较晚,但发展迅速。以企业为中心的远程医疗系统和以医院为主导的“云医院”模式正在兴起。众多知名医院都在门户网站中提供网上健康资讯,经济发达地区已开展利用云平台搭建网上医院的探索。

一、网上医院

我国医疗基础设施不健全、医疗资源匮乏且不均衡,导致患者预约挂号艰难、排队拥挤不堪、医疗效率不高、服务质量低下等问题突出。

网上医院通过虚拟化系统平台,实现有限医疗资源的跨时空配置,提高患者、医疗服务机构和医生之间的沟通能力,突破传统的现场服务模式,缓解医疗资源匮乏的现状。从患者角度来看,一方面,突破了地理位置的局限,只需通过互联网就可享受跨区域的优质医疗服务;另一方面,打破了时间的限制,可以随时向医生进行健康咨询,从而获得更便捷、快速的医疗服务。从医生角度来看,一是提高医疗服务质量,远程设置通过持续地实施医疗监控,实时传输有关数据给医护人员,加快医疗干预患者治疗的速度;二是节约医生时间,医生无须被动地发现患者的问题,通过监控器实时识别可能恶化的病情,第一时间引起医生的关注;三是充分利用医生的时间,通过互联网合理利用其碎片化时间,为患者提供健康咨询服务,增加合法收入。与此同时,该平台也采集更多的病理信息和对服务需求的意见和建议,以便提高服务品质和能力。

(一)网上医院的基本概念

虽然很多类型疾病诊断、治疗等服务项目仍需要与医疗服务机构(如医院)的专业人员面对面地交流,但这种“见面”将越来越多地发生在远程和移动背景下(如家里)。网上医院可实现跨时空的优质医疗资源配置,可极大限度地改善医疗服务效率,提高医疗服务质量,提升就医体验。

网上医院是指医患双方以互联网为载体,以专业医疗卫生数据为支撑,开展在线医疗活动的新型医疗模式。目前,网上医院常见的应用主要有以下3种。

1.以“轻问诊”为主的网上医院

以“轻问诊”为主的网上医院以“自诊+问诊”的模式为患者提供就医指南或病情咨询。目前,我国医疗资源相对不足且分布失衡,大量患者涌向三级医院,从而造成医疗资源紧张,但是疾病可分为轻症和重症,在疾病不严重时,患者并不需要去医院就诊。该网上医院很好地满足了这一需求,医师在线解答患者提出的问题并给予相关建议。患者提出的问题趋同性非常强,据此进一步推出“症状自查”业务,运用结构化数据,为患者提供诊疗建议。

2.以“健康风险管理”为主的网上医院

以“健康风险管理”为主的网上医院在患者、医疗机构和健康保险机构之间搭建起一座可靠的桥梁,同时与合作伙伴共享价值链的利益。例如,上海徐汇云医院应用结合人工智能技术的系统,该系统会根据用户的症状进行触发式连续问诊,推测出多种病症的可能性,以最便捷的方式减少漏诊或误诊的现象,通过这种方式精简医疗行为、控制医疗费用。

3.O2O模式的网上医院

O2O模式的网上医院是以“线上虚拟医院+线下实体医院”的模式,通过“云医院”平台,实现医生线上开出检查单,患者到线下就近地点采血,通过物流取样或享受配送服务,实现线上线下融合医疗服务。

常见的网上医院功能包括医院信息查询、医疗服务、信息自查、健康评估、在线支付、在线购药、病患社区、看病经历交流等。

(1)医院信息查询:介绍医院概况、科室特色、医师情况、医疗特色、政策法规等。

(2)医疗服务:提供在线就医咨询、网上门诊预约挂号、网上检验/检查预约等。

(3)信息自查:对注册已就医患者,提供就诊记录查询,如检验/检查结果查询、个人就诊费用明细查询、处方查询、药物查询等;同时提供根据疾病选择医生、根据症状判断疾病、根据药品名称查询药品说明书等自查工具。

(4)健康评估:提供各种健康生活文字、影像指导;提供各种健康状况评价工具。

(5)在线支付:提供网银或第三方支付功能,实现预约付款,保证预约号源。

(6)在线购药:与线上药商、物流相结合,提供在线购药、送药上门的服务。

(7)病患社区:针对某些具体病症,提供患者之间交流信息、寻求诊断服务支持。

(8)看病经历交流:类似满意度反馈,可供患者交流自己描述的就诊经历。

此外,通过此平台还能够搭建医务人员学习、讨论、交流的专业平台,建立医院内部OA管理系统等。

(二)网上医院的整体框架

网上医院涵盖的范围很广,包括医院概况、信息动态、视频新闻、健康专题、就医指南等栏目,主要介绍医院不同科室的概况、特色医疗项目的情况,并提供在线健康咨询、医疗信息服务、医药营销与传播等。通过网上医院,不仅可以了解和咨询具体科室情况与坐诊专科医生,还可获得各种保健知识,了解医院的最新动态,实现预约挂号、远程诊疗、网上购药、查看检查/检验结果等。患者只需以在线问答的形式发出疑问,便能与网上医生进行互动、交流,得到针对性解答,听取指导性解决方案。网上医院可以充分利用医疗资源,使患者足不出户就可享受同样的诊疗服务,有效解决老百姓“看病难、看病贵”的问题。因此,拓展新的就医通道,开发一套基于网上医院概念的服务系统势在必行。网上医院系统平台建设分为以下4个部分。

1.网络平台

计算机网络是网上医院的运行平台,所有网上医院的信息传递都需要在网络中进行。网络平台包括网络硬件设备、系统软件和网络通道的申请和建立。网络硬件设备包括服务器、网络存储设备、交换机、路由器、负载均衡设备等。系统软件包括数据库管理软件、应用中间件、数据交换中间件、门户系统软件等。网络通道指的是与系统平台服务器端和互联网相连的网络宽带。

2.安全结构

网上医院安全结构建立在网络基础层之上,包括安全认证体系(CA)和基本的安全技术。CA为所有的用户接入提供统一的安全认证平台,通过系统管理员统一角色定义和访问用户授权,保证系统访问的安全性。在医院专网和外网系统之间设置交换网,交换网通过安全隔离网闸与医院专网或外网进行数据交换。基本的安全技术还有防火墙、网页防篡改系统等。

3.支付体系

支付体系建立在安全结构之上,为网上医院支付型业务提供各种支付手段。通过与银行、手机运营商等合作,建立网上银行、手机付费等多渠道的收费管理系统;支付体系给用户提供可选择的支付方式,由用户自行选择通过何种支付方式对预约挂号、检查/检验、体检及药品耗材购买、视频诊疗等服务进行付费。

4.业务系统

业务系统包括支付型业务和非支付型业务,网上医院支付型业务建立在支付体系基础之上。网上医院业务系统有网上医院信息服务系统、网上医院视频诊疗系统、网上医疗商城系统、网上医院后台管理系统等。

网上医院业务系统平台的主要模块包括如下6个。

1.就医指南系统

就医指南系统主要展示医院概况、医院新闻、图片新闻、视频新闻、科室导航、名医专家、医疗设备、健康讲堂等信息。就医指南系统为患者提供门诊指南,包括门诊挂号须知、挂号流程、就诊流程;住院指南,包括住院须知、住院流程;检查指南,包括超声、内镜、电子计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)等;体检指南,包括体检须知、体检流程;专家门诊指南,包括专家门诊时间安排、出诊时间安排、时间变更安排;乘车指南,包括乘车路线、地图定位等。

2.预约服务系统

预约服务系统可实现门诊专家号、门诊普通号、检查/检验、门诊体检、网上视频诊疗等预约服务功能。注册用户登录预约服务系统即可进行预约服务。患者根据从医院得到的预约服务反馈信息,适时来院就诊,为患者提供便捷服务。

3.信息发布系统

患者可以通过信息发布系统查看自己的诊断与病史、治疗记录、检查/检验结果、费用记录、体检报告等信息。并且实现对网上预约门诊专家号的患者的就医提醒;对要求复诊病人的复诊提醒;对预约检查的患者的检查提醒;对出院或长期门诊的患者可以设定用药、随访、自助监测等,自动生成患者的诊疗安排,进行复诊、复查的提醒。患者通过信息发布、就医提醒系统获得的就诊信息,可以合理安排好就医、复诊、检查的时间节点。

4.视频诊疗系统

视频诊疗系统可提供24小时视频诊疗或会诊服务。通过视频诊疗系统,为初诊咨询、复诊开药及无法来院的患者提供更便捷的服务。专家在对患者进行视频诊疗的同时,可以调阅患者的健康管理档案中的相关信息资料,从而为专家给患者提供准确的诊疗服务奠定基础。

5.药品销售系统

对长期随访患者或来院不方便患者,根据实际情况和医生建议,实现药品代购配送功能。通过登录网上代购药系统,填报相关个人信息资料,选择所需购买药品并纳入网上虚拟购物车,通过支付体系收取药品费用。

6.满意度调查系统

目前,多数医院在患者满意度调查工作中存在的问题有渠道单调、方法简单、方式不当等,影响了调查结果的科学性和准确性,因而不能客观、公正、真实地反映医院的真实面貌。满意度调查系统具有开放、透明、互动、准确的特点,以患者的利益出发,规范医院的医疗服务行为。

通过依托医院整体实力、整合专科医疗资源、创新服务模式,构建实体与虚体相结合的网上医院,建立展示医院形象和优势医疗服务的门户网站,以此建成集信息发布、网上预约、在线咨询、视频诊疗、健康管理、病患社交等内容的网络服务体系,可以实现医患、医务同行之间的沟通互动和信息共享,实现就医流程便捷化、信息交流实时化、院前院后一体化,提高医院整体的服务效率,提升医院服务品质,塑造高端医院的高科技形象。

(三)网上医院的特色优势

近年来,居民对医疗服务的需求不断增加。医疗服务作为一种关乎民众生命健康的特殊商品,其需求往往随收入的增长和技术的进步呈现加速增长的趋势。

1.基本特色优势

(1)改进就医流程,提升医院服务水平

网上医院能够培养患者预约就诊的习惯,通过预约就诊时间对患者进行分流,减少人员在开诊前聚集的情况。通过提供排队候诊信息推动,使得能够避免患者在候诊时的聚集现象,当候诊时间过长时,可以到院外等候。当医生开具检验/检查单或处方时,通过诊间支付服务,避免了患者为付费排队。通过线上服务,多方位、多途径地改善医院就医秩序,从而提升医院的综合服务水平。

(2)记录患者信息,支持医院服务持续改进

医院服务的原则是“以患者为本”。患者在医院就医的体验、流程、反馈,都是医院服务持续改进的重要依据。通过网上医院,能够有效记录患者需求,提供患者反馈意见的可靠渠道,通过信息汇总,能够有效支持医院客户关系管理(HCRM)。

(3)医药整合,居家就医

线上服务和检查设备接口为居家就医提供了可能。未来可在家里使用“通用医药箱”自助采集标本,通过物流将标本配送到检验中心后,将检查结果自动推送到居民家中。网上医院不仅颠覆了传统就医问诊模式,也是对“居家养老”和慢性病患者提供了可靠的基础保障,对于“居家养老、社区(社团)帮老、科技助老”,以及逐步实现“我的健康我知道,我的健康我管理”提供了有力的支持与保障。

2.对政策改革与落实的推动作用

随着网上问诊模式的发展,原有法律和法规已不能适应,医疗行业需要研究新模式下的法律和法规。《医疗机构管理条例》《中华人民共和国执业医师法》等相关法律也明确规定“严格要求有资质的医生必须在有资质的医疗场所才能给患者做诊疗”。网上医院如何成为“有资质的医疗场所”,网上医生如何取得“执业资格”,发生医疗纠纷如何认定,这些法律问题尚未明确。

(1)医治和用药分开(简称医药分开)。改变医院以药品收入为主的现状,取消医院药品加价和提成,与此同时,提高医生的医疗服务价格。医药分开意味着药品的流通渠道将从医院转移到药店,网上药店有可能成为一个重要的受益方。商务部调研报告数据显示,在中国,药品的销售80%集中在医院,仅有20%在零售市场(如药店);而在发达国家,80%的药物流通渠道都在药店。因此,医药分开对零售市场是重大利好,包括网上药店。不过,还需要有电子处方、网售处方药等具体政策配合。

(2)分级诊疗。按照疾病的轻重缓急及治疗的难易程度进行分级,不同级别的医疗机构承担不同疾病的治疗,实现基层首诊和双向转诊,主要是为了缓解大医院“看病难”的问题,实现医院资源的合理配置。目前,我国已全面推广分级诊疗制度,也带来了医疗市场利益重新分配的机会,缓解了大型医院的诊疗压力。

(3)取消医生加号。医院统一号源管理,取消医生个人手工加号条,对于杜绝内外勾结、构建公平有序就医秩序、打击“号贩子”有明显作用。

(4)电子处方。医生开具电子处方后,通过网络传输至药房,经药学专业技术人员审核、调配、核对、计费,并作为药房发药和医疗用药的医疗电子文书。在2015年7月发布的《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中明确提出,延伸医嘱、电子处方等应用。在网上完成挂号、病例资料上传,通过视频与医生对话、问诊,医生开出电子处方,患者在家就可收到药品和发票。

(5)网售处方药。即通过互联网渠道销售处方药。医生开具电子的处方传到药品配送系统,随后配送到家。对医药电商来说,能否开放处方药的销售权限是关键所在。据相关数据显示,2018年,非处方药物的市场规模为2914.2亿元,而全年药品流通行业销售总额逾2.1万亿元,处方药销售占据了药品市场的绝大部分份额,一旦放开处方药销售权限,医药电商则必将迎来“井喷式”发展。

(6)互联网医保支付。患者在互联网渠道接受医疗服务后,可以通过医保账户结算、划款。受限于医保的地区差异、互联网平台与医院的财务系统对接等问题,医保在互联网渠道的应用还没有放开。

(7)医师自由执业、多点执业。对于符合条件的执业医师,经卫生行政部门注册后,可获得执业资格,允许在两个以上医疗机构执业。也可以自主选择执业方式和执业机构,有选择“个体行医、合伙行医或者受聘于医院行医”的自由,让医生从“单位人”变成“自由人”。该政策实行后,改变了名医“一号难求”的现象,患者更容易得到优质的医疗服务。对于网上医院的运营来说,医生的自由执业是基本前提,一旦医生自由执业政策放开,将有越来越多的平台服务与医生个人品牌。

(四)网上医院在实施中存在的问题

现阶段网上医院的市场秩序仍相对混乱,具体表现在以下5个方面。

1.网上医院和网上医生的真实性难以鉴别、求证和区分

由于网络的虚拟性,患者无法对网上医生的资质进行确认,部分网上医院缺乏权限管理机制,一旦诊断有误或患者自行服药后产生严重后果,无法找到相应的责任人,患者自身的合法权益难以得到维护。网上医院和网上医生准入机制的不健全,也给“医托”“药托”以可乘之机,诱导患者到自己所在的医院看病或者买药,最终导致患者既花了钱又耽误了病情。

2.网络医疗服务质量及医疗安全性仍难以保障

由于医疗问题错综复杂、患者的个体差异大,医生诊断需要全面、系统的问诊和检查,只根据网络咨询情况就简单下结论,很容易发生误诊现象。

3.网络问诊的回复率较低

激励机制和责任制度的缺乏使医生对于网上接诊的积极性不高,患者的提问无法及时得到医生的回复,直接导致患者的满意度较低、网上医院的访问量减少,使网上医院无法达到服务于患者的目的。

4.医疗资源的不合理配置

对于医生而言,尤其是医术较高的医生,由于其本身线下诊疗的数量十分庞大,线上问诊会加大医生的工作压力,导致传统医院对线上问诊报以排斥的态度。

5.第三方支付与医保难于对接

受医保监管政策的限制,目前医保费用支付系统与第三方金融支付平台无法对接,网上医疗服务及网上购药费用支付很多只能自费。医保支付的限制使网上医院的便捷性优势无法发挥。

(五)对网上医院的建议

提倡以医院为主体,明确医院为主体责任人,是当前和今后网络医疗的趋势和方向。目前,我国互联网医院、“云医院”、网上医院等正在飞速发展,个别地区审批虚拟医疗机构的进度也在不断加快。更多投资公司已经向互联网医院产业累计注入了数10亿美元的资金。据不完全统计,2019年,全国有近270家左右的互联网医院,并且这一数字还在不断增长。网络医疗是市场的“新宠”,其技术环境已经成熟,具有广阔的发展前景。而目前已有的医疗网站主要是针对药品和医疗器械的推广,同时提供医疗信息服务的网站存在同质化比较严重的问题,其共同弱点在于缺乏整合度较高的品牌化网站。

因此,在医疗网站正处于走向成熟的初期,主要在于能为客户提供独特的差异化服务,从而提高医疗网站的竞争力,树立品牌效应。在就医指导方面,专家可以借助医疗网站,给患者进行个性化的就医指导,为患者提供就医参考,很多患者可能并未找到专家看病,但当患者看到专家给其他人回复的问题后,就医不再盲目,而是具有针对性和实用性。同时,在医学科普方面,公众对虚假医疗信息的辨识能力和抵抗能力比较弱,容易受到误导,应开辟主流的传播渠道,让专家占领科普阵地,也让公众直接获取权威的医疗科普知识。

二、远程医疗

远程医疗以网络通信技术、计算机技术、全息影像技术、传感器技术、多媒体技术、人工智能等各种新型信息系统和控制方式为依托,尤其是5G技术的推广和应用,将使远程医疗“如虎添翼”。远程医疗可充分发挥大型医学中心、大医院或专科医疗中心的医疗技术和医疗设备优势,对医疗条件较差的边远地区、极特殊环境(远程救助)、海岛或舰船上的伤病员等提供远距离医学信息和服务,进行远距离诊断、治疗和咨询。具体而言,其主要包括在线问诊和远程手术两种模式。

1988年,美国提出远程医疗系统作为开放的分布式系统的概念,即从广义上讲,远程医疗应包括现代信息技术,特别是双向视听通信技术、计算机技术及遥感技术,向远方病人传送医学服务或医生之间的信息交流。同时,美国学者还对远程医疗的概念做了如下定义:通过通信和计算机技术给特定人群提供医疗服务的系统整体,包括远程诊断、信息服务、远程教育等多种功能,是以计算机和网络通信为基础,针对医学资料的多媒体技术,可进行远距离视频、音频信息传输、存储、查询及显示。远程医疗整体框架结构设计如图2-7所示。

目前,远程医疗技术已经从最初的电视监护、电话远程诊断发展到利用4G/5G等高速网络进行数字、图像、语音的综合传输,并且实现了实时的语音和高清晰图像的交流功能。

(一)远程医疗的发展历程

20世纪50年代末,美国学者Wittson首先将双向电视系统用于医疗;同年,Jutra等人创立了远程放射医学。此后,美国不断有人利用通信和电子技术进行医学活动,并出现了“telemedicine”一词,现业内专家统一译为“远程医疗”。

1.国际发展历程

20世纪60年代初期到80年代中期的远程医疗活动被视为第一代远程医疗时期。这一阶段的远程医疗发展较慢。从客观上看,是当时的信息技术不发达,远程医疗受通信传送量等因素制约。1963年,美国建立了试验台,通过卫星和微波技术为宇航员提供远程医疗监护。

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图2-7 远程医疗整体框架结构设计图

自20世纪80年代后期,随着现代通信、编码和信息压缩技术等水平的不断提高,实现了数据、图片、语音和视频等多媒体信息传输性能的大幅提高,从收录的文献数量看,1988—1997年的10年间,远程医疗方面的文献数量呈几何级数增长。在远程医疗系统的实施过程中,美国和西欧等国家和地区发展速度最快,大多是通过卫星和综合业务数据网(ISDN),在远程咨询、远程会诊、医学图像的远距离传输、远程会议和军事医学方面取得了较大进展。

总体来看,远程医疗是通信技术发展下的产物,全球水平极不均衡,西方发达国家起步较早、科技相对发达、支撑技术比较成熟、国家投入较大,要领先其他国家很多,如医院的信息化系统、电子病历、图片存档和通信系统等技术非常成熟。美国开发的战地远程医疗系统,由战地医生、通信设备车、卫星通信网、野战医院和医疗中心组成。每个士兵都佩戴一只医疗手环,它能测试出士兵的血压和心率等参数。另外还装有一只GPS定位仪,当士兵受了伤,可以帮助医生很快找到他,并通过远程医疗系统进行诊断和治疗。1988年12月,亚美尼亚共和国发生强烈地震,美国国家宇航局首次进行了国际间远程医疗,使亚美尼亚共和国的1家医院与美国的4家医院联通会诊。这表明远程医疗能够跨越国际间政治、文化、社会及经济的界限。

美国、德国、日本、意大利、阿曼苏丹国、泰国、菲律宾、俄罗斯等国家都针对本国实情制定了相应的远程医疗研究方向和目标,其中,美国几乎在远程医疗的所有方向进行了探索和尝试。现在美国佐治亚州的远程医疗网络—佐治亚州教育医疗系统(GSAMS)是世界上规模最大、覆盖范围最广的远程教育和医疗网络。欧洲方面,组织了由23个实验室、多家大型公司及120个终端用户参加的大规模远程医疗系统推广实验,以推动远程医疗的普及。其中,德国和挪威取得的成绩比较突出,许多远程医疗系统都已经在医疗活动中得到真正的应用,其通信手段普遍采用综合业务数字网(ISDN),传输质量和速率比较理想。

随着云服务和物联网的发展,第三代远程医疗应运而生。欧盟组织了3个生物医学工程实验室、10家大型公司、20个病理学实验室和120个终端用户参加的大规模远程医疗系统推广实验,推动了远程医疗的普及。澳大利亚、南非、日本、中国香港等国家和地区也相继开展了各种形式的活动。2010年,远程医疗开始逐步呈现出走进社区、走向家庭、面向个人,提供定向、个性的服务发展特点。根据相关行业报告,随着远程医疗与云计算、云服务结合,众多智能医疗产品逐渐面世,远程血压仪、远程心电仪,甚至远程胎心仪等产品的出现给民众提供了日常医疗预防、医疗监控服务。远程医疗也从疾病救治发展到疾病预防阶段,未来将产生数10万亿的产业生态体系和市场规模,促进医疗从治疗向预防的全面转型。国际远程医疗系统结构逻辑关系示意如图2-8所示。

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图2-8 国际远程医疗结构逻辑关系示意图

2.国内发展现状

中国是一个幅员广阔的国家,医疗水平有明显的区域性差别,特别是在广大农村和边远地区,因此,远程医疗在我国更有发展的必要。尽管我国的远程医疗已取得了初步的成果,但是距发达国家水平还有很大差距,在技术、政策、法规、实际应用方面还需不断完善;同时,广大民众对远程医疗的认识还有待进一步提高。

我国从20世纪80年代才开始进行远程医疗的探索。为了实现对重症病人的监护,大多数医院采取了电视监控的手段,并很快得到了广泛的关注。1982年,我国首次通过E-mail进行会诊,成功地诊断患肌肉病菌疾病的山东姑娘和重金属中毒的北京大学女学生。1988年,解放军总医院通过卫星与德国一家医院进行神经外科远程病例讨论,远程医疗开始走向实际应用。远程医疗监护也逐渐进入尝试阶段,从20世纪90年代后期以来,我国远程医疗在真正意义上取得了进展,1994年,华山医院与上海交通大学利用电话网络进行了模拟会诊演示。同年,原国家卫生部、中国医学基金会和解放军总后卫生部先后启动了中国金卫医疗网络工程、中国医学基金会互联网络和军卫二号工程,构建了全军医药卫生信息网络和远程医疗会诊系统。一些著名的医学院校、医院都成立了远程会诊中心,与全国上百家医院相继开展了各种形式的远程医疗。1995年,上海医科大学远程会诊项目启动,并成立了远程医疗会诊研究室。1997年,中国金卫医疗网络即卫生健康委卫星专网正式开通并运营。同年,解放军总医院与济南军区某医院进行了远程医疗会诊,并于当年正式成立远程医疗中心,主要是通过电子邮件、可视电话、综合业务数字网(ISDN)等方式实现医疗通信。

近年来,我国远程医疗发展迅速,进入实际应用阶段。上海交通大学已经开发完成全国首个无线远程心电图监控技术服务平台(图2-9),该系统可以实时将人体生理信号转换成数字信号,利用移动网络终端和网络信道使得医学专家能在第一时间获得心血管疾病的诊断和预警。2011年,我国首家急诊远程监护室在武警总医院急救监护中心启用,通过通用分组无线服务(GPRS)技术实施远程心电监测,而呼救者则可以通过“护心宝”检测器与医生进行交流。目前,该监护室已验收合格并正式投入运营,包括北京协和医院、中国医学科学院阜外医院等全国20多个省市的数10家医院,已经为数百例各地疑难急重症患者进行了远程、异地、实时、动态电视直播会诊,成功地进行了大型国际会议全程转播,并组织国内外专题讲座、学术交流和手术观摩数10次,极大地促进了我国远程医疗事业的发展。

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图2-9 无线远程心电图监控技术服务平台

远程医疗已在我国的农村和城市逐渐得到应用,并在心脏科、脑外科、精神病科、眼科、骨科、放射科及其他医学专科领域的治疗中发挥了积极作用。目前,已可为疑难重症患者提供可视化的实时专家会诊、传输共享诊疗数据、进行病理形态学诊断等。远程医疗可以使偏僻地区和没有良好医疗条件的患者获得良好的诊断和治疗,如农村、山区、野外勘测地、空中、海上、战场等;也可以使医学专家同时对在不同空间位置的患者进行会诊。远程医疗所采用的通信技术手段可能不尽相同,但共同的因素包括患者、医护人员、专家及不同形式的医学信息信号。

(二)远程医疗的特征

中国地域广阔,人口众多,80%的人口分布在县级以下医疗卫生资源欠发达的地区,而80%的医疗卫生资源分布在大中型城市,医疗水平不均衡,三级医院和高精尖的医疗设备也以分布在大型城市为多。另外,边远地区的病人病种复杂,由于当地的医疗条件比较落后,危重、疑难病人往往要送到上级医院进行专家会诊。利用远程会诊系统可以让欠发达地区的患者也能够接受大医院专家的治疗,在一定程度上缓解了专家资源、人口分布极不平衡的现状,可以让病人在本地就能得到相应的治疗,大大减少了就诊费用。远程会诊、监护系统的网络架构如图2-10所示。

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图2-10 远程会诊、监护系统的网络架构

远程医疗主要具备以下特点。

(1)在恰当的场所和家庭医疗保健中使用远程医疗可以极大地降低运送病人的时间和成本。

(2)可以良好地管理和分配偏远地区的紧急医疗服务,这可以通过将照片传送到关键的医务中心来实现。

(3)可以使医生突破地理范围的限制,共享病人的病历和诊断照片,从而有利于临床研究的发展。

(4)可以为偏远地区的医务人员提供更好的医学教育。

(三)远程医疗的核心技术、产品与应用

远程医疗对一些子系统技术发展水平要求较高,与物联网技术相同,在确定明确的应用目标后,数据采集与传输就成为整个系统的关键,当然商业化和服务模式还有待于进一步创新与提高。

1.电子病历技术

电子病历可提供电子存储、查询、统计、数据交换传输重现的数字化的医疗记录。不仅包括纸质病历的内容,而且包括声像、图文等信息。其完整的资料数据处理、网络传输、诊疗支援、统计分析等是传统的纸张病历无法比拟的。

2.网络通信技术

通信技术是远程医疗得以执行的前提,支撑了远程医疗的覆盖范围、传输效率和传输质量。网络通信技术包括以下7个方面。

(1)网络接口。不同的远程医疗需求和通信环境,对通信网络的选择也是多种多样的,因此网络接口的速率也有高低区别。

(2)网络协议。在远程医疗系统中广泛采用异步转移模式(ATM)互联协议。在电话网上传输医学图像可以采用H.324视频会议协议。TCP/IP协议可用于局域网和广域网接口,用它接入医学图像和远端的医疗信息源。

(3)视频传输。根据不同的需求,视频传输的速率也是不同的,大致可以分为低速率和高速率传输两类,前者用于视频会议,后者则用于诊断视频的传输。

(4)音频传输。在远程医疗系统内除了视频传输外,还有音频传输,它也可分为低速率和高速率传输两类,前者用于咨询会诊,后者则用于诊断病情。

(5)静态图像(片)传输。通常静态图像(片)的传输是单向通信,传输速率以单幅来计算,并且流量具有突发性。

(6)病历档案。病历档案是单向传输,并且主要是文本信息,因此对传输带宽的要求不高。

(7)骨干网络。作为远程医疗的骨干网络可有多种选择,但随着网络的扩大,有必要通过网桥或路由器将各个局域网互联成为广域网。

3.医学影像处理技术

用于帮助医院简化和加速医学影像的显示、归档和共享使用。医生通过影像归档和通信系统(PACS)系统的显示和诊断模块,对病人的医学影像进行显示、处理和诊断。院内借阅和多科室会诊系统,可在多个办公室里对某个病人进行同步诊断。院外病人或医生对院内病人的影像资料可以远程访问,以便进行远程会诊和远程教学。

4.多媒体技术综合与应用

(1)媒体采集。可以通过数字摄像机采集到高分辨率的图像和视频。

(2)媒体存储。音频、视频及医学图像均需在计算机内暂时或永久存储,这可用磁性或磁光器件(如硬盘、软盘、光盘等)实现。

(3)压缩/解压缩。现在流行的JPEG图像压缩标准可以达到10:1到20:1,并经诊断结果表明对图像精度没有损害性。

(4)图像处理。图像处理的基本功能包括角度旋转、水平/垂直伸缩、校正采集误差,并在诊所条件下能用肉眼观察到清晰的图像。

(5)用户界面。在医学上图形界面最为普遍,因为它能反映更多的医用可视化信息。显示器、键盘、鼠标及窗口管理软件是最基本的远程医疗用户界面,同时还需要多媒体设备的支持。

利用多媒体技术综合与应用,可实现数千路至数万路的高清视频流、多媒体和数据服务点的统一智能化管理,实现高品质、高度智能化的采集、传输和播放,并且可以覆盖到桌面的每一块屏幕上,用户可以通过电视、电脑、4G/5G技术等在医院内不同科室、多院区科室之间实现多点双向实时视频通信,可随时随地进行双向高清视音频交流、共同会诊、诊断病情,极大地提高了科室间协同诊疗的能力。

5.设备接口技术

提高硬盘最大外部数据的传输率常用存储器接口和I/O接口。I/O接口的功能是CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起,具体是设置数据的寄存、缓冲逻辑,以适应CPU与外设之间的速度差异,接口通常由一些寄存器或RAM芯片组成。如果芯片容量足够大还可以实现批量数据的传输;进行信息格式的转换,如串行和并行的转换;协调CPU和外设两者在信息的类型和电平的差异,如电平转换驱动器、数/模或模/数转换器等;协调时序差异;地址译码和设备选择功能;设置中断和直接存储器访问(DMA)控制逻辑,以保证在中断和DMA允许的情况下产生中断和DMA请求信号,并在接受中断和DMA应答之后完成中断处理和DMA传输。

6.专用数据库处理技术

在每个手术室中都会配备一个网关,而一个网关最多可以有100个数据采集模块。100个数据采集模块采集到的数据需要在网关汇集,然后经过网关处理再发送给GPRS。网关同时接收16个采集模块的同时,还需要处理其他的多个事件,如与GPRS的数据传输,将从上位机收到的信息再传输给采集模块,监视数据且需要不断地处于一些繁杂但又很重要的事情。因此,协调好不同事件之间的关系,使各个不同的事件有条不紊地被处理,就必须要在编写接收采集模块上传数据时进行一些合适的算法处理。一般数据处理模块的设计采取轮询方式或触发方式,使网关在处理数据时稳定性更高,在不同的情形下选择的灵活性更强。

7.用户终端技术

远程医疗用户终端系统作为一个提供医疗服务类的系统,不是任何人都可以随便登录的,它必须拥有能设置用户账号和密码的功能,当用户输入正确的账号和密码后才能进入远程医疗系统中使用相关功能,只有这样才能有效地阻止非法用户的访问。

远程医疗系统的重要功能之一就是远程会诊,该功能提供的服务是汇集不同地点、同一领域的多名专家医生对某一病历实施交流和会诊的过程。会诊过程需要实时交换会诊各方的视频、音频信息,以及病史档案、超声、CT、磁共振等影像资料等。会诊专家在线进行研讨、分析、诊断,并给出治疗方案或意见。会诊过程中专家可以跟患者互相交流,专家之间也可以互相交流,还可以选择查看对方的视频图像。

8.远程会诊系统技术功能产品

远程会诊系统交互性能的好坏取决于技术质量特性(包括音视频终端设备、网络通信方式、设备接口、数据库处理系统和用户终端交互系统等)。手术示教音视频终端系统及其主要硬件配置如图2-11所示。在手术现场,需要实时采集的数据包括监护仪病理信息、摄像机实时拍摄和录制的全景和病理部位的处理图像,以及医患及医生之间的音视频交流信息等。

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图2-11 手术示教音视频终端系统及其主要硬件配置

远程会诊系统技术功能产品主要包括以下5个方面。

(1)微型摄像机。微型摄像头的图像传感器有CMOS和CCD两种模式。CMOS即互补性金属氧化物半导体,CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,通过其上带负电和带正电的晶体管来实现基本功能。

(2)双向语音对讲系统。将音视频流通过局域网或广域网进行传送,由监控中心平台集中管理,在现场和事件处理人员之间快捷地建立音视频对话机制,构建远程交互环境的场合,建立简单、有效、及时的沟通方案。双向语音对讲系统结构示意如图2-12所示。

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图2-12 双向语音对讲系统结构示意图

该系统可实现语音信号的双向对讲,发现紧急情况时可通过在后端网络视频录像机(NVR)或监控平台处接入耳机(带麦克风)的语音对讲功能与前端通话。

(3)音视频数据传输模块。除了上述音频信号和视频信号的简单采集外,还需要进行数据流的分析和处理。音视频终端系统主要分为4个部分:多媒体数据采集模块、多媒体数据编解码模块、多媒体传输模块、流媒体播放模块。

(4)蓝牙耳机。蓝牙具有跳频快、功耗低、抗干扰能力强和辐射小的特点,在医疗电子方面得到广泛的应用。虽然蓝牙耳机传输速度快,但续航时间较短,同时基于蓝牙协议的通信节点需要人工配置和维护,这就限制了医疗监护设备的移动性。具有蓝牙通信技术的无线耳机产品示意如图2-13所示。

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图2-13 具有蓝牙通信技术的无线耳机产品示意图

(5)基于ZigBee技术的无线型信号发射器

ZigBee技术具有近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信功能,主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输,以及典型的周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。基于ZigBee技术的无线网络发射器如图2-14所示。

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图2-14 基于ZigBee技术的无线网络发射器

(四)远程医疗的应用类型

远程医疗的应用范围很广泛,通常可用于放射科、病理科、皮肤科、心脏科、外科及神经科等,因此远程医疗具有巨大的发展空间。

1.在线问诊与咨询

与网上医院相比,在线问诊是一种新型的服务模式,而网上医院可以具备在线问诊的功能,也可以只提供预约、挂号、交费、报告自查等服务内容。在线问诊是可以通过医院这个主体来提供服务的,而现在更多是医生在第三方服务平台上为患者提供服务。凭借其实时、便捷、廉价的服务,在线问诊很快就得到了众多用户的接纳,优势更加明显。

作为新兴的医疗健康服务模式,在线问诊平台没有成功的经验可以借鉴,大部分初创公司都还在摸索可能的盈利模式。目前,在线问诊平台主要通过向用户或者雇主收费来实现盈利,或通过数据价值的进一步挖掘,以及将线上用户引流到线下合作的医院/药店来获取利润。

(1)面向病患收费。面向病患收费是在线问诊最常用也是最直接的盈利方式,无论是哪种类型的在线问诊平台,都有采用这种方式成功盈利的先例,具体包括单次服务收费和包月收费两种收费模式。不同的在线问诊平台收费标准不同,一般来说,视频问诊收费稍贵,通过文字信息咨询的轻问诊收费稍低。有的在线问诊平台也会根据不同的服务主体设置不同等级的收费级别。

在美国医疗行业,问诊费用普遍较高,问诊收入是医生收入的重要来源,因而在线问诊收费具有很大的成本优势;而中国医疗机构问诊收费并不高,所以在线问诊平台并不会显得收费低廉。国内在线问诊的优势在于能够为用户提供更好的就诊体验,用户不再受限于时间、地点,也不需要排队挂号,提出的问题很快就会得到回应。

很多在线问诊平台初期对用户完全免费,等到用户数量积累到一定规模,再通过更专业的服务开通付费模式。届时,基础的问答服务仍然保持免费,以此吸引更多的用户加入平台,而更为专业和复杂的问题则需要转向付费服务或者导流入线下医疗机构才能解决。如果用户对时效性要求较高,需要针对性的互动服务,往往就会选择付费的在线问诊服务。

(2)挖掘数据价值。随着大数据技术的发展,数据已经成为越来越重要的商业资源。通过与医疗服务相结合,进一步挖掘数据的价值,成为在线医疗发展的新方向。例如,与药厂合作,可以提高新药的研发效率;与医疗机构合作,能够改善临床疗效,筛选出更有效的治疗手段等。在线问诊平台拥有大量的用户,长期积累的用户健康数据规模巨大,如果方法得当,很可能会从这些大数据之中挖掘出巨大的经济价值。

(3)O2O模式下的“导药导医”。通过与线下实体医疗机构和药店合作,将线上平台的用户引流到线下的合作机构,以促进线下销售来实现平台自身的盈利,是国内在线问诊初创公司经常会采取的盈利模式。用户在线上问诊平台完成问诊之后,通常会去药店购买对应的药品或者去医院再诊治,生成“导药导医”需求基础。“导药”是将在线用户就近导流到合作药店或药房,甚至由药店送药上门线上问诊,平台根据导流流量或消费情况抽取佣金。这种模式成功的关键在线上问诊平台对药店资源的整合情况,如果线上问诊平台整合了足够多的药店,就很容易实现盈利。“导医”是将需要去医院患者导流到合作的医疗机构,线上问诊平台根据导入的流量向医院收取一定比例的佣金。然而资质高的医院并不缺少病人,所以没有导流需求;需要导流的医院往往资质较差,用户不愿意去。

2.远程手术

远程手术是指医生运用远程医疗手段,异地、实时地对远端患者进行手术,包括远程机器人手术、远程手术指导等。远程手术的发展依赖于网络技术、计算机辅助技术、虚拟现实技术的发展,可以使外科医生像在现场手术一样对远程患者进行一定的操作。其实质是医生根据现场传来的影像来进行手术,其动作可转化为数字信息传递至远程患者处,从而控制当地的医疗器械的动作。远程智能机器人手术示意如图2-15。

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图2-15 远程智能机器人手术示意图

3.远程战地救护

过去对战地伤员的处理办法是轻伤员就地处理,而重伤员要送到后方医院。一方面,由于时间延误和处置方法不当,有些伤员在运送过程中死亡;另一方面,战争也不允许战地医院离战场太近。但是,如果给部队配备无线移动远程医疗系统,就相当于把战地医院的“触角”向前延伸,后方医生能及时对前方医护人员进行指导,以保证危重伤员得到及时、恰当的救治,为挽救伤员争取时间。例如,美军在野战救治中使用的单兵计算机“电子士兵”就是一种小型的远程医疗系统。当士兵负伤后,单兵计算机通过头盔系统接收到伤员的伤情信息,一方面将其迅速发送到救护中心,请求救援;另一方面,可迅速启动计算机内的微型智能专家急救软件,为伤员的自救提供早期的救护指导。从远程医疗出现之日起,它就与加强军队的卫勤医疗救护保障能力、加强军队的现代化建设紧密地联系在一起。目前,世界各国都十分重视远程医疗在军队医学中的研究和应用,远程医疗成为高科技条件下发展军事医学的一个重要课题。美军研制的一些远程医疗系统已广泛应用于医疗和战伤救护,如战伤救护数字辅助器、可移动的医疗咨询车辆充当远程医疗的中途站、数字化野战医院及数字化医疗机构等。美国陆军与国防部高级研究计划局合作,正在研制全数字化野战医院,计划利用计算机技术、卫星通信技术,把野战医院、各专科医疗中心和国防部的医疗保健数据库联系起来;同时利用数字化野战医院装备美军及其在海外的军事基地,用于战伤救护、救灾和人道主义援助。

(五)远程医疗的系统方案设计

1.远程医疗的平台组成

(1)手术室。在每个手术室内安装3个摄像机,其中2个为半球型摄像机,分别固定在手术室吊顶下的2个角,用于观察手术室人员的整体活动;而另一个摄像机为一体化球型摄像机,安装在手术床上方。

(2)手术室控制室。手术控制室的墙壁上安装有液晶电视,配置触摸控制屏或通过PC控制,可实现各种信号(如视频信号、病人信息、HIS、LIS、PACS等)的切换并在液晶电视上展现。同时安装有吸顶音箱、音量控制器、噪音抑制器等。

(3)手术室机房。交换机和控制机柜放在手术室机房。控制机柜用于存放编、解码设备,负责所有信号(如音频、视频、控制)的接入和调度,主要包括高清控制矩阵、视频信号转换器、音频控制单元、多路高清编解码、计算机主机。

(4)主机房。主控制室建议设在主机房内,主控制机柜主要包括主控制单元(与6个手术室的分矩阵相连)、MCU媒体交换平台、录播服务器等。对于网络传输部分,手术室和会诊终端基于快速以太网络,即医院的内部局域网络,要求骨干带宽为1000M,到桌面带宽为100M,网络并发观看数量为64个用户。

(5)会诊室和PC终端部分。会诊室和PC终端用户均要求有场景摄像机或摄像头,与手术室及会议室实现语音和视频的双向通信,需要足够的带宽以达到高清晰度和不延时的效果。会诊室机柜包括用于与信息平台沟通的计算机主机、46寸高清液晶电视、音频套件、场景摄像机、控制台等,采用网络传输方式。普通医生可以在会诊室或会议室中观看手术过程,并可以对话交流和操控手术室摄像机,主要通过高清电视机和投影仪来观看,要求电视机和投影仪具有HDMI高清端子。上级医生在办公室可以随时利用PC观看手术室的状况和手术过程,要求PC配备摄像头和耳麦。

2.远程医疗的设备构成

远程医疗设备的配置主要包括手术室、手术控制室、手术室机房、计算机信息室等场所的所有机电控制及计算机信息交换设备。

3.远程医疗的终端设备方案

(1)WiFi耳持式语音-摄像系统。该系统包括WiFi耳持式高清音视频系统和BL-6720QPA-EX-L摄像机,分别如图2-16和图2-17所示,能同时实现语音、视频的双向同步实时传输,摄像头、耳机和麦克风通过信号传输线直接接入CMS主机上的3.5mm插孔,设置好相关软件后,在WiFi和4G/5G网络覆盖条件下,即可实现音视频的顺畅传输。

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图2-16 WiFi耳持式高清音视频系统

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图2-17 BL-6720QPA-EX-L摄像机

(2)自动跟踪摄像系统。自动跟踪摄像系统可为手术室提供高质量的现场视频图像信号资源。图2-18所示为高集成高速预置摄像机,它能在无人操作的情况下准确、快速地对手术台上的场景进行特写。其采集到的信号可输出至大屏幕投影系统及远程视频会诊中心。

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图2-18 高集成高速预置摄像机

(3)无线语音接收系统。为了保证手术室安静的环境,要求对所有现场医护人员统一佩戴无线蓝牙语音接收装置。无线语音接收系统统一采用蓝牙技术进行无线通信。

(4)大屏高清显示器。大屏高清显示器均具有相应专利和特殊技术,以满足不同应用环境的需求,适用于远程医疗监控系统。

(六)远程医疗的发展趋势

随着5G通信技术发展和成熟,视频通信与医疗业务的结合将越来越紧密,将改变传统“患者大病、小病跑医院,医生驻点坐诊”的医疗模式。远程医疗势必掀起新一轮发展热潮。

预计全球远程医疗市场2020年将以复合年增长率14.3%的速度扩展,与2014年的143亿美元相比,可达到362亿美元。目前,远程医疗技术已成为世界各国争相发展的一项高新技术的新增长点,其发展趋势及特点,归纳起来有以下两个方面。

1.远程医疗技术更加完善

国际上制定了医学影像设备(如CT、X线、B超等)的图像传输接口的标准,使医学影像的自动采集和远程传输成为可能,用于远程医疗的专用设备均有实用产品(如电子听诊器、视频显微镜、视频腹腔镜等)问世。因此,在远程医疗领域,医学图像和生理电信号等的自动采集和远程传输技术将有革命性进展。

2.远程医疗系统的多样化

远程医疗系统正向通用化、专业化和小型化方向发展,同时有远程医疗系统与医院信息系统(HIS)、医学图像档案与通信系统一体化的发展趋势。所谓通用化有两层含义,一是这类远程医疗系统可以应用于远程会诊、远程门诊、远程教学和远程手术指导等方面;二是可以适用于多种通信方式(如电话、互联网、专线乃至有线电视等)。专业化是指按医学专科设计和应用远程医疗系统,如远程心脏疾病诊治系统、远程放射学系统、远程病理学系统、远程超声诊断系统、远程监护系统、远程手术系统等。小型化指远程医疗装置体积小,这主要是为了适应个人疾病监护、家庭保健和军队野战卫勤的需要及其他特殊的需要。例如,心电图BP机、单兵监视器(一种戴在士兵手腕上像手表一样能测量人体生命体征的装置)等。

总之,通信技术在现代医学中的应用领域越来越广,除前面讨论的应用领域外,还有远程医学教育、远程医院信息系统等诸多方面。其中,远程医学教育是通过远程通信网络提供多种多样的医学资源,可实现对医护人员的专业教育、基础教育和继续教育、社区医疗保健教育,以及获取远地信息数据库文献和专家系统、特别是迅速发展起来的虚拟现实技术在解剖学、生理学和病理学等医学教育中,使远程医学教育的应用范围更加广泛。而且,远程医疗还会随着技术发展和社会需求的改变出现更多的应用领域,给传统医学带来革命性的变化。