物联网+超声远程智能会诊模式—罗湖医改形势下超声亚专科协作模式研究与配套软硬件初步探索

裴少华，郑剑，林沛杰，邹思源，何国枢，曾炜东，何可雄

1.深圳市龙岗区第三人民医院超声科，广东深圳 518115；2.深圳市龙岗区第三人民医院乐城社康中心，广东深圳518115；3.深圳市凌高云信息科技有限公司，广东深圳 518000

超声检查作为最基础的影像学检查，在疾病的初筛和分诊中提供重要的信息。提高基层卫生医疗机构的超声服务能力，实施分级诊疗将初筛患者留在基层，既有利于减少人群聚集带来的卫生安全隐患，又能减轻三级医院突然增加的超声检查需求负荷，同时也符合医改的发展落地[1]。自2015年，国务院发布《推进分级诊疗制度建设的指导意见》提出分级诊疗模式[2]。深圳率先成立医疗集团赋能基层。2018年9月14日，国家卫生健康委和国家中医药管理局联合发布了《远程医疗服务管理规范（试行）》，使通过远程平台进行诊疗活动有了法规依据。同时近年来快速发展的5G技术，快速普及的微信应用程序等新技术工具也给远程医疗带来了提质增效的技术实现基础[3]。该研究主要探讨基于罗湖医改形势下建立物联网+超声远程智能会诊云平台，以期提升医疗服务质量和医疗信息化水平。现报道如下。

1 材料与方法

1.1 软硬件材料

软硬件技术架构实现上分为3个层次。①感知层：主要包括手机、传输盒、交互界面、显示器和摄像头等，实现采集和呈现超声远程诊断过程所需影像和音视频信息的主要功能。②网络层：包括基础网络和虚拟专网控制，实现医院内上下级超声医生和超声设备的连接，医疗集团内各医疗机构超声科之间的连接。③应用层：包括超声科业务系统如患者数据管理、数据分析、超声质控、危急值管理等，也包括院内的EMR/HIS/PACS 系统、远程医疗平台和应急救援平台等。

1.2 研究相关条件

由权威医疗机构与软件运营商合作，医学理论与信息技术相辅相成。技术运营商负责平台基础设施建设，面向云服务层提供信息技术支撑；权威医疗机构及大型医院负责云平台支撑层建设，面向医疗平台管理层提供权威专家数据；中小型医疗机构共享应用服务提供层的建设成果，在移动终端应用层的支持下接受服务商和权威机构提供的会诊服务及其他辅助功能。

1.3 方法

超声远程智能会诊协同工作新模式见图1；超声远程智能会诊协同工作新模式下的工作流程见图2。具体步骤：①无线智能硬件系统对超声设备进行参数分析，并实现兼容性功能。为保证图像导出的速度与质量奠定基础。②硬件兼容超声仪器采集超声图像的输入及拍摄参数的导入，以及患者基本信息的获取。输入图像的格式为常用光栅图像，如jpg、bmp 格式，图像来源为对医学超声仪器采集。获取原始图像的比例尺、亮度、对比度参数。部分医学超声仪器能提供某些参数，如比例尺，该参数与患者基本信息可直接导入硬件系统中。③图像导出系统与同步上传系统相连接，将图像与基本信息同步到云平台，云平台对资料进行自动储存与分析，并生成与该患者的检查结果唯一匹配的二维码。④移动端的会诊交互。基层超声医师可将该超声原图二维码即时通过微信或配套会诊交互系统发送给上级医疗机构的超声医师。云平台自动将会诊请求及原图二维码发送给会诊专家，会诊专家可以通过原图二维码进入查看超声仪原图，如同身在现场；可以通过即时文字或语音回复会诊意见或指导基层超声医师操作手法，重新获取图像等。图像处理系统，计算图像环境，输出高清图像，连接预览系统，预览系统保证图像系统接口的高度可移植性，准备对最外层交互系统的响应；专家根据接受到的患者信息提出诊断意见，发送回复，回复通过云平台，系统提醒基层医生查看诊断意见。超声远程会诊智能硬件应用效果图，见图3；物联网+超声远程智能会诊云平台架构，见图4；物联网+超声远程智能会诊云平台总体部署架构，见图5。

图1 超声远程智能会诊协同工作新模式Figure 1 A new collaborative work model for ultrasonic remote intelligent consultation

图2 超声远程智能会诊协同工作新模式下的工作流程图Figure 2 Workflow diagram under the new collaborative work mode of ultrasonic remote intelligent consultation

图4 物联网+超声远程智能会诊云平台架构Figure 4 IoT+Ultrasound Remote Intelligent Consultation Cloud Platform Architecture

图5 物联网+超声远程智能会诊云平台总体部署架构Figure 5 Overall deployment architecture of IoT+ultrasound remote intelligent consultation cloud platform

2 结果

2018 年6 月—2019 年12 月测试硬件模块接入GE、飞利浦、西门子、迈瑞、三星等主流厂家各类超声机型共13台套，测试过程中,设备兼容性好，系统运行平稳,操作比较方便。基层超声医师完成图片上传后，只需将二维码通过微信发送给会诊医师，即可完成会诊。

3 讨论

长期以来，因为经济发展不均衡导致医疗资源分布不均的问题在我国很突出。无论是在数量还是质量上，80%医疗设备和医务人才集中在城市，这在一定程度上降低了医疗资源的利用率[4]。罗湖医改模式的成功，是国家分级诊疗政策的区域性胜利。但是，由于超声科的历史发展，超声科全科医生的稀缺和总体医师数量不足等原因，罗湖医改模式难以在超声科中顺利适用[5]。因此，从超声亚专科特点出发，需要探索一套适用于罗湖医改模式的专科协作模式。由此我们提出了超声远程会诊协作模式，通过持续增强基层医疗机构的软实力，来改变罗湖医改中医生下基层的必要性，和改进远程会诊的非实时性的弊端，实现医疗信息的协同，专家资源、设备资源的共享，从总体上提高医疗行业的信息化水平[6]。与临床学科相比，超声医学具有的学科特殊性对硬件设备和图像质量要求更高。在超声科的远程会诊中，要满足超声高清原图的会诊需要，需探索设计可用于不同品牌不同型号超声仪的原图传输硬件设备[7]。

该研究通过将云平台技术、移动信息技术与互联网远程医疗相结合，将互联网、云平台和移动计算的技术优势共同作用于超声远程医疗服务领域，提出基于互联网的远程智能医疗超声云平台架构；针对目前移动互联网远程医疗服务的发展呈现的不平衡现象，致力于为中小型医疗机构、基层医院等实力较弱的医疗机构，提供移动互联网远程医疗技术及解决方案，提高国家医疗资源分配的合理化程度；并且在物联网+超声远程智能会诊模式中，利用现代网络技术、计算机技术、多媒体技术将医学图像进行数字化重建，将信息技术前沿的无线储存硬件与超声远程会诊相辅相成，实现远距离的图像采集、存储、传输、分析和处理，达到远距离诊治疾病目的的一系列医疗活动，从而拉动医疗行业的信息化水平[8-10]。

基于超声会诊智能软硬件，通过超声远程会诊协作模式总结其优势如下：①因医院局域网以及HIS，PACS 系统的限制性，无论是病历资料还是图像系统多采用拍照等原始操作，照片清晰度不佳,利用移动化超声高清图像资料实时会诊，解决了目前远程会诊系统普遍存在的图像质量问题[11-12]。②在实时会诊中，传统远程会诊使用视频或直播的方式，这种方式需要连续整段的时间，不仅耗时且完全依赖网络[12]。但在非实时的会诊中，医生之间交流少，会诊效率难以达到医共体所需的效果。通过超声远程会诊协作模式同时解决了目前互联网+会诊系统实时性与方便性的矛盾点，形成类似大型三甲医院的院内三级医师查房制度，使得各级别医师遇到技术问题时均可得到解答，同时还可参与解决下一级别医师的技术问题，形成区域内超声医师知识互通[13-14]。

综上所述，随着虚拟现实、人工智能等前沿技术被运用到远程医学中，远程医学将在医学体系中发挥越来越大的作用。同时随着人类生活水平、生命质量不断提高以及社会信息化的飞速发展,远程医疗也必将越来越贴近我们的生活。研究提出的基于物联网构建远程平台的超声检查会诊模式，将利用手机微信终端、5G通信技术和互联网提供的信息通路，解决基层医院超声诊断问题提供了较好的方法，完成医院内部上下级机构超声科的远程超声检查与诊断，具有实际的实施价值。