基于网络的远程医疗监护平台设计

基于网络的远程医疗监护平台设计

摘要：随着计算机技术和通讯技术的发展，远程医疗应用将逐步得到普及。本文提出一个以计算机技术为基础，符合我国国情的全新的远程医疗模式。

关键词：远程医疗；监护平台

web-based remote medical monitoring platform

zhao jiye

(guangdong provincial hospital,guangzhou 510070,china) abstract:with the computer technology and communication technology,telemedicine applications will gradually be spread.this paper presents a computer-based technology,in line with china’s national conditions of new remote medical model.

keywords:telemedicine;monitoring platform

一、引言

远程医疗可以在很大程度上缓解医院的就诊压力，合理配置医疗资源，降低医疗费用，目前国内外常见的远程医疗系统模式是一种极为昂贵的方案，在现阶段无法在国内广泛推广应用。本文通过分析对远程医疗的实质需求，提出一个以计算机技术为基础，符合我国国情的全新的远程医疗模式。

二、系统需求分析

本文设计目标的是一个面向基层医院的远程诊断系统。不少基层

医院已建设mini-pacs系统，放射影像均具有数字传输和存储能力，绝大部分医院配有简单x光、超声、心电设备，均可通过电信adsl 网络上网。各基层医院均有少量医务人员通过互联网与中心医院专家进行学习和交流。对面向基层医院的远程诊断系统确定了三个最基本的要求：费用低廉、使用方便、交流迅速。

经过征集基层医院医务人员意见，本系统的设计需求为：

（一）尽可能利用医院现有的设备，如个人计算机。（二）尽可能利用现有的通用网络，如电信的adsl宽带、医院已有的宽带局域网等。（三）尽可能利用成熟并可免费共享的软件和技术，以减少技术开发成本。

三、远程医疗系统网络设计

（一）系统设计原则

1.实用性与先进性原则。远程医疗系统应立足成熟、先进的网络多媒体音频视频处理技术，通过mpeg-4多媒体通讯协议规范，在tcp/ip网络上实现实时多媒体的大容量信息传输。充分考虑国内特点及远程医疗方式，设计操作控制性好的结构和系统功能，结合先进性与实用性，并能够根据需要进行扩展。

2.稳定性与可靠性原则。采用的设备不能因突发的故障而影响整个网络运行，应具有运行的稳定性。为提高整个系统的可靠性，应提供必要的保障及备份设施。

3.兼容性与开放性原则。在整个远程医疗系统设计过程中，应将建设目标定位于基于远程医疗网络系统的通讯平台，同时奠定下一步应用扩展的良好基础。考虑到网络技术和多媒体技术的多样性，所

选设备应能够支持多种不同的网络接口。4.可管理性原则。可以从二个方面体现系统的可管理性：（1）远程医疗系统是基于计算机网络的应用系统，因此具有网络本身的可管理性；（2）远程医疗系统同时是一种医疗系统，因此具有真实感医疗控制的可管理性。5.性价比原则。在整个远程医疗网络系统设计中，应该充分考虑远程医疗系统目前信息网络的情况，尽量保护原有投资，发挥原有设备的作用。同时确保随着远程医疗设备产品的更新，能够实现平滑、经济的升级，适应信息技术的飞速发展，从而进一步满足远程医疗工作信息化的需要。因此远程医疗系统应具备良好的性价比。

（二）系统网络模型

考虑到远程医疗管理、不同网络节点下计算机进行通讯的技术问题，我们拟将远程医疗服务器设置于网络节点上，拥有固定 ip 地址。各基层医院的远程工作站通过电信网络节点接入远程医疗网，中心医院的各远程工作站则通过医院的局域网节点接入远程医疗网，远程医疗服务器设置于一个网络节点上，拥有固定ip地址。本文设计的远程医疗系统是一套大规模多媒体实时基于ip网络的系统。该系统大规模多媒体交互提供良好的支持，具有实时协同控制可扩展的机制，支持多人电子白板、多用户音视频交互以及多人文字交互等功能。

下图所示为整个系统的体系结构：

图：整个系统的体系结构

由图可知，整个系统分为两部分，分别是服务器端（各类服务器）

和工作站（各类工作站终端）。服务器端软件提供医疗管理、用户管理等功能是以门户网站的方式，提供实时的数据协同的转发功能和音频、视频以及用户登录认证是以应用程序服务方式。工作站和浏览器的链接由工作站完成。工作站是集视频信息处理、音频信息处理、文本信息处理、控制交互信息处理于一体；工作站浏览器链接主要用于进行节点的注册，浏览系统网站，以及进行医疗的预定等。

（三）远程医疗系统功能设计

1.服务器端的设计

远程医疗管理服务器具有如下图所示功能：

图：远程医疗管理服务器子系统

服务器端的模块可以细分为如下几类：

a.远程医疗管理和控制模块，其功能是管理和控制整个远程医疗的进程，包括限制ip和增删用户等。远程医疗管理和控制模块在多点控制单元的服务器逻辑模块完成。

b.音、视频混合处理模块，其功能是首先结合来自服务器的控制信息，进行相应的通道分配，来接收远程医疗音频信息与视频信息。先解码音频信息，在对解码之后的信息进行多路混合。

c.ip组播模块，其功能是按组播地址发送多媒体数据。安装服务器软件以配置一台服务器，当远程医疗通过公网进行时，必须为服务器配置真实的ip地址。服务器在打开通信所需的tcp和udp端口时，可以放在防火墙之后。

（2）工作站的设计

远程医疗工作站子系统如下图所示功能：

工作站的模块可以细分为如下几类：

1）远程医疗系统人机交互界面模块，界面模块是系统软件给用户提供的操作界面。2）视频处理模块（视频采集模块和编解码器），其功能是捕获、压缩、解压缩视频信息。3）音频处理模块（音频采集模块和编解码器），其功能是捕获、压缩、解压缩音频信息。由软件实现音视频编码器。

工作站软件兼容nat方式，同时也支持放在防火墙之后，但后者必须在防火墙上打开tcp端口和udp端口。在带宽上，工作站接入远程医疗最低带宽为128kbps。

3.关键技术的实现

对于本文所设计的远程医疗系统而言，工作站的主要功能是获得并调用相应的编解码器将音、视频数据压缩，打包之后以一定的方式发送到远程医疗服务器，同理，将来自远程医疗ip网络上的媒体数据进行解压缩并回放、显示；而服务器端的主要功能是为每个远程医疗分配一个多播地址，对多路音、视频数据处理之后，以多播方式发送和管理远程医疗。

通常，服务器和工作站通过网络连接，分布在不同的计算机上，通过网络来完成它们之间的通信。由客户和服务器两个进程组成完整的网络间进程通信连接，这个通信连接需要“全相关的五元组”的支持，指的是通信连接协议，通信连接网络地址，通信连接端口号，远地网络地址，远地端口号。通过使用网络套接，客户/服务

器通信建立连接。

客户/服务器的运行机制主要解决多请求同时执行的复杂性和多客户访问的复杂。一般有两种服务器的任务调度方式：即有客户请求的等待队列和无客户请求的等待队列。对请求的处理一般采用线程方式或进程方式实现。本文在系统设计中采用的是线程池调度方式,通过通信部件实现客户与服务器的连接，发送给客户或调度部件之前，信息被接收/发送转换部件转换成可用的格式。根据线程池的使用状态或客户的请求，调度部件把请求送入请求队列，或指派可用线程并启动工作任务给相关请求。同时，调度部件把服务器的状态信息或线程的执行结果发送给客户。可以顺序或并发执行线程池中的多个线程。调度部件在线程池中有任务的执行结果后，会传送给客户相关的结果，并按照一定策略，从请求队列中选择某个请求，为请求分配相关线程以便进行响应。

四、结束语

随着计算机技术和通讯技术的发展，远程医疗应用将逐步得到普及。作为当前最具发展前景的计算机通讯技术，必将在远程医疗中得到广泛应用。

参考文献

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