基于醫療衛生信息技術的模擬數字化醫院的研究與實現

張丹，沈小平

0 引言

在醫學漫長的發展歷程中，科技發展一直是重要推動力，為醫學數字化奠定基礎，醫學數字化過程是指從以往對復雜生命系統的定性判斷發展到精確量化，運用現代科技方法尋找生命系統中本質的差異變化及其變化規律。目前我國數字化醫院的建設重點是以“醫療數字化”為主，即著重發展醫院內與醫療活動相關的各類信息的數字化管理和綜合應用。高職院校是培養具有專業技能人才的職業教育基地，高職院校學生在校期間除接受該系統的基礎理論知識教學之外，更重要的是培養較強的動手實踐能力，為今后從事專業技術工作打下良好的實踐基礎。如何加速實驗室建設與加強規范管理并充分發揮實驗室資源的效益，是實驗室建設與發展中急待解決的問題。比如上海思博職業技術學院的衛生技術與護理學院立足現狀，先建立了護理實驗室并投入使用；任2008年由衛生部全國醫療衛生信息技術培訓與認證管理中心和上海思博學院衛生技術與護理學院聯合舉辦的“全國醫療衛生信息技術培訓基地”落戶思博，它是長三角地區成立的第一家認證與培訓基地。本文對該實訓“基地”的進一步發展提出了新的設想。

1 實現實訓基地的信息化管理

數字醫學是一門新興的交叉學科，它以現代信息技術在醫療衛生工作中的應用為基礎，主要包括的關鍵技術有：信息獲取技術，超數據技術，信息儲存與管理技術，網絡通訊技術，虛擬現實技術，可視化科學計算技術。在實訓基地實現信息化管理和模擬的數字醫院，就是要將整個基地建成一個網絡系統，建立信息化的管理平臺和實驗資源數據庫，學生可以通過網絡獲得與實驗有關的信息、傳遞信息、學生協作實驗、提交電子實驗報告等。教師可以通過網絡批改電子實驗報告、學生實驗成績記錄與分析、學生實驗監控等。

實現實訓基地的信息化管理，應建立一個信息化管理系統，如圖1所示。

圖1

管理中心和各實驗室組成一個網絡系統，構建高速網絡主干，主干設備通過光纖連接并達到幾百兆帶寬，中心網絡設備采用高端路由交換機設備，管理中心設備配置有：服務器、交換機、路由器、UPS、計算機等，管理人員對系統進行管理與維護，保證局域網的安全、可靠，保證各實驗室中的多臺計算機在權限許可的條件下，上網傳輸數據、處理數據、實驗作業。實驗教師給與最高的權限，只要在能夠上網的地方就能對學生傳輸的數據進行分析和處理。

2 模擬數字化醫院（實訓基地）建設總體構思

2.1 模擬數字化醫院的研究背景

要培養學生的信息技術素質，信息的處理能力的提高是一個非常重要的方面，學生模擬實驗獲得的數據處理是信息處理的一部分，應該運用現代信息處理技術，實現數字化處理。實訓基地信息化管理系統應該建立實驗數據處理系統，使學生的實驗數據的處理具有科學性和客觀性。由于醫院信息系統，特別是大、中醫院的系統穩定安全的要求特別高，學生在醫院實習，很難進行模擬實訓。為此筆者提出：在醫療衛生信息技術培訓基地的全面信息化管理的基礎上，建立一個“模擬數字化醫院（實訓基地）”的設想。模擬數字化醫院（實訓基地）教學設計應該以建構主義理論為指導，使學習者在意義豐富的情境中主動建構知識。引進目前醫院應用廣泛的如HIS系統、MIS系統等。

HIS（Hospital Information System）是由計算機和一系列通信設備組成的，支持對醫療信息和管理信息的采集、存儲、處理和交換，并滿足各授權用戶功能需求的醫院局域網絡。醫院計算機網絡設施齊全，通訊方便，同時，還可與院外局域網、廣域網互聯，主要應用于醫院信息系統，支持醫療信息的實時處理。整個模擬數字化醫院通過集成所有這些在核心層次和科室層次上的各類信息系統，再進一步與負責醫院管理和財務的HIS系統互連，可以實現醫院所有業務的全數字化。

醫院信息系統是管理信息系統（MIS）在醫院環境的具體應用，也是護理學院打算引進的一個管理系統，因此，具有 MIS系統共有的特性，比如它們均是以數據庫為核心，以網絡為技術支撐環境，具有一定規模的計算機化的系統；都是以經營業務為主線，以提高工作質量與效率和輔助決策為主要目的，可以提高綜合管理水平；在系統內部按一定原則劃分為若干子系統等。但是醫院信息系統的推出又具有不同于一般MIS系統的獨有特點和特殊的功能要求?，F在，醫院信息軟件已日益蓬勃發展，其他比如CIS/PACS/LIS等軟件已日益成熟，漸成體系。

2.2 模擬醫院信息系統的設計

我國的醫院信息系統開發應用還處于初級階段，主要側重于事物處理和經濟管理方面。目前，在各醫院已建立的醫院信息系統中主要包括的功能子系統有：門急診掛號系統、門急診計價收費系統、住院病人（入、出、轉）管理系統、病房醫囑處理系統、藥品管理系統、財務核算系統、人事工資管理系統。目前，我國正在建立的醫院信息系統基本上涵蓋了醫院大部分的事務性的管理，而思博護理學院已經引進了 HIS系統，但是，還需在功能上不斷地完美和擴充，并逐步過渡到以病人信息為中心的臨床診療信息系統，如可加入醫學影像系統（PACS）、電子病歷功能、計算機輔助診斷功能、科研管理子系統及多媒體輔助教學功能等。目前我國醫院管理信息系統主要由以下5個部分組成，見圖二。護理學院可以模擬醫院管理信息系統，建立一個微型的小系統，各個終端有一兩個端口，包括門診、住院等，給學生一個真實的模擬平臺，其主要模塊功能：

醫生工作站：能按醫療業務流程和規范實現長期醫囑和臨時醫囑的開立和管理，實施了解患者費用情況，實時調閱醫學影像結果與圖像，包括檢驗、檢查報告等；

護士工作站：完成病房管理、核對執行醫師電子醫囑等，自動打印藥單，并能錄入查詢業務甚至包括科室護理工作量排班等；

門診醫生工作站：醫師醫囑產生的相關項目的收入系統自動歸集到醫師的所在科室，開立遺囑公開給患者等；

住院收費：按不同的結算類型靈活結算，出院打印費用、業務報表實時打印等；

門診掛號收費：一人一卡，專家門診排班表，刷卡自動歸屬費用并產生費用記錄、各種日結統計等；

還有藥庫、手術麻醉管理、病案與統計、醫務管理、設備物資管理、院長查詢、財務管理、影像管理等功能模塊，在模擬信息系統中也相應完善。實訓基地信息化管理系統的設備投入并不很高，關鍵是信息化管理平臺和實驗資源數據庫的建立，思博衛生技術與護理學院有護理專業、衛生信息管理專業、計算機應用技術專業、（醫療電子信息技術方向）和軟件技術專業（醫院信息管理系統維護方向），可以組織衛生信息管理專業、計算機應用專業和軟件技術專業的教師和學生，結合本專業的實際情況進行設計和開發，這樣一方面可以節約經費，另一方面可以鍛煉學生，提高學生設計和開發能力。實現實驗室的信息化管理，對衛生技術管理系而言，意義非常重大，學生可以在信息化的環境中，潛移默化的受到信息化教育，提高信息技術的素質和素養。

圖2

2.3 模擬數字化醫院（實訓基地）的建設

2.3.1 模擬數字化醫院（實訓基地）建設可以從以下兩方面進行：

（1）構建醫院信息化局域網平臺------提高實訓基地技術檔次

提高實訓基地技術檔次，是指突破常規儀器設備配備標準，引進具有實用價值的先進儀器設備以擴充實驗室裝備規模，改善實驗教學條件、手段和改革傳統實驗教學模式，提高實訓基地的教學技術、實驗技術、管理技術檔次；探索性建立開放性實驗教學模式，發展并開創與社會進行科研協作的能力和技術條件，使實訓基地具備現代素質教育所需要的教科研雙重職能。建立高檔次的實訓基地，不僅可以培養高素質、創新型的大學生，也可以促進專職教師的科研開發，做到教研并重、以研促教，帶動學院教職員工的整體素質水平的提高。

（2）引進醫院信息化主要應用系統

建立模擬數字化醫院（實訓基地），為在校學生提供一個真實的醫院信息化環境，模擬各種已有的信息化應用環境，了解和熟悉各種應用系統，數據從源頭采集，按統一格式，實現數據采集標準化實現；信息載體數字化的存儲格式以實現信息存儲數字化；通過計算機網絡傳輸數據，通過用戶權限和應用程序以保證信息傳輸網絡化等等的一系列模擬實踐，模擬系統常見故障發生情況、引導學生查出故障、分析故障原因、提出解決故障方案、實施故障修復、評估排除故障的能力。讓學生進行服務器操作系統安裝、集群服務器配置、存儲設備配置、交換機配置、防火墻配置、域控管理配置、網絡系統殺毒配置、桌面系統管理應用、網絡系統管理使用、VLAN配置、VPN配置、虛擬服務及虛擬存儲配置等實訓。

2.3.2 實現資源系統的共享

資源共享系統主要由硬件系統和軟件系統兩大部分組成。硬件系統由高性能的中心計算機或服務器、大容量的存儲裝置、遍布各用戶終端設備以及數據通信線路等組成信息資源共享的計算機網絡。軟件系統采用具有面向多用戶和多種功能的計算機軟件系統，包括系統軟件、應用軟件和軟件開發工具以及各種醫院信息數據庫與數據庫管理系統。

資源共享系統采用客戶機/服務器（C/S）模式和組件程序設計。C/S結構是構成分布式應用系統的良好方式，這種結構和運行方式將應用分工，客戶機執行前臺功能，服務器執行后臺功能，有效地發揮了客戶機的處理功能和作用，減少了服務器的壓力，形成多CPU分工處理的環境，提高了速度和效率。數據庫采用ORACLE，操作平臺則采取跨平臺方式，能夠在多種平臺上（如 Windows，Unix，Linux）運行，支持微機系統、小型機系統等多個硬件平臺，采集點硬件可以分為檢查類儀器、檢驗類儀器、監護類儀器、門診醫生工作站、護士工作站、住院醫生工作站、收費工作站、統計數據錄入工作站等組成，采用光纜、10/100Mb網絡線路、PSTN、DDN等多種通訊手段，以形成高速交換帶寬，達到快捷的網絡速度，建立以局域網為骨干的資源共享系統網絡結構，采集點硬件將醫療過程中的信息數字化，為這些信息的數字化存儲、傳輸和共享提供數字跡出?？蛻舳朔植荚谀M醫院的各個機構部門。通訊協議采用TCP/IP網絡通訊協議，能與各種開放網絡良好銜接。

軟件開發必須依照醫療行業規范，從實際出發，密切結合當前醫院管理體制的改革趨勢，嚴格遵循軟件工程規范。各子系統互相連接、交織成網，應充分考慮整個系統的模塊化和可拆卸性，模塊接口簡單清晰，充分考慮和醫療保險系統的統一規范，提供與醫療保險系統的收費結算系統的良好接口。由操作系統、數據庫系統、網絡系統和應用軟件四部分組成。操作系統管理硬件，提供運行環境；數據庫系統對數據進行集中管理，確保數據的正確性、完整性、安全性，提供信息的共享是數字化醫院的“心臟”；網絡系統則是前端應用系統與“心臟”連接的“血管”；應用軟件完成具體的數據處理功能，提供接口，是數字化醫院的實用工具。采用誘導式編碼輸入法，并提供編碼查詢功能，具有完備字典功能。采用的標準及規范嚴格執行國家現行的醫院管理制度、衛生部《醫院信息系統（HIS）軟件基本功能規范》、國家標準《計算機軟件工程規范》及國家、行業及系統級的信息分類與代碼。

2.3.3 開放培訓基地的實驗室

開放實驗室也就是培訓基地的開放，可以為學生提供更多的實踐學習條件，提高學生參與科學研究的興趣，促進創新人才的培養，又可充分發揮培訓基地現有資源，提高儀器設備的利用率。開放的具體形式可以是學生參與科研型、學生科技活動型、自選實驗課題型、計算機應用技術提高型和人文素質與能力培養型等，采取以學生為主體、教師加以啟發指導的實驗教學模式。為推動實訓基地內容的進一步開放，學?？梢詫ｉT設立了培訓基地開放專項基金，以項目化形式開展培訓基地開放活動，鼓勵和支持實驗技術人員和教師積極開展開放實驗工作。

同時進行在職培訓，為醫院工作人員進行醫療衛生信息技術培訓，頒發醫療衛生信息技術職業資格證書。有了模擬數字化醫院，可以更好的進行在職人員的醫療衛生技術培訓，促進各級各類醫院信息化發展，完成新醫改方案中的“盡快建立實用的醫藥衛生信息系統”，配合新醫改方案的順利實現。

3 數字化醫院的發展趨勢

數字技術的飛速發展，使得數字醫院的未來向著數字醫療神經網絡的方向發展，正如人體的神經網絡系統一樣，未來的數字化醫院也包括3個部分：“神經末梢”、“周圍神經系統”、“中樞神經系統”。整個數字醫療神經網絡的核心是“可視化醫療”的醫療信息系統，它是電子病歷系統的終極形態，其內涵是數字化、多視角與可視化。目標是構建基于虛擬現實技術的數字化醫院。

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