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编号:10504145
利用Internet和RAS实现远程医疗*
http://www.100md.com 《中国医疗器械杂志》 1999年第1期
     作者:李树钧 纪 震 牟轩沁 蒋一峰

    单位:西安交通大学 (710049)

    关键词:远程访问服务(RAS);因特网(Internet);远程医疗;远程诊断

    中国医疗器械杂志990104 提要 介绍了一种通过Internet和RAS实现远程医疗的解决方案,该方法切合我国目前的国情,可以较好地实现远程诊断,又有助于实现医院医疗系统的数字化、信息化。首先简单地介绍了这两种技术的特点和在我国使用该方案实现远程医疗的优点,然后详细介绍了方案的具体设计、实现,并讨论了该方案在我国应用的前景。

    The Implement of Remote Medical Treatment by Internet & RAS

    Li Shu Jun, Ji Zhen, Mu Xuanqin, Jiang Yifeng
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    Xian Jiao tong University

    ABSTRACT:This paper introduces a new method by taking full advantage of Internet and RAS technology, which can implement remote medical treatment prefectly. This method has been proved to be practical and will facilitate chinese hospital digital and information construction. The features and the advantages of of both technologies are introduced. Their designs & implement, and the prospect of this proposed method in china are discussed in details.
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    KEY WORDS: Remote Access Service(RAS) Internet Remote Medical Treatment Remote Medical Diagnosis

    1 Internet及RAS概述

    1.1 Internet介绍

    Internet的前身是60年代后期美国国防部发起的科研机构大型机的一个小的互联网络,当时称为ARPAnet(美国国防部高级研究工程局网络),在相当长的一段时间内,它只是用于科研工作。随着越来越多的科研机机构和大学连入这个网络,Internet就逐渐形成了,它逐渐扩展到了全世界的大部分国家和地区,演变成全球范围的科研教育网络。Internet在发展的过程中逐渐形成了一个事实上的标准协议TCP/IP,在该协议基础上又衍生出来诸如E-Mail、ETP、Gopher等工具/协议用于实现Internet上的各种服务。
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    早期的Internet一直发展缓慢,这种情况在万维网(World Wide Web,缩写为WWW或3W)出现后得到了改观。万维网是超文本标记语言HTML和超文本传输协议HTTP的合成,它具有平台无关性、文本/图形/影象/声音/交互式应用程序统一性、简单易用性等许多特点,基于WWW的应用在近几年迅速的发展起来。

    我国自1994年接入网以来,在先后建立起CERNET、CHIANNET、CNETGB等国内的骨干网后,逐步开通了一些面向公众的Internet网接入服务,如1997年在全国推出的“中国公众多媒体信息网”,使得我国的入网条件日趋成熟。

    目前Internet网的接入一般有两种方式:一种是直接连接在Internet网的某个网段上,一种是通过下面介绍的远程访问服务拨号连接在Internet网上,国内的大部分用户使用的是后一种方法。下面就来介绍这种远程访问服务(RAS)技术。

    1.2 RAS技术简介
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    远程访问服务(Remote Access Service),缩写为RAS,提供了一种利用电信线路把远离局域网(LAN)的计算机连接到局域网上来的方法,进而可以构建跨地域的广域网(WAN)。通过电信线路连接到LAN上的RAS Server之后,远程的计算机就如同真的连接在LAN上一样,可以获得LAN用户的所有服务和权限,这时的电信线路充当了LAN中网线的角色。

    目前远程访问服务可以利用的电信资源包括普通电话线、X.25线路、ISDN线路等多种,它们分别使用调制解调器、PAD/X.25智能卡、ISDN卡作为连接设备。远程访问协议使用的协议有PPP、SLIP等,其中PPP已经成为事实上的标准。另外,在某些场合下它也支持通过串行口直连的方法实现,但这时的“远程访问服务”已经失去其本来意义了。最近新近兴起的一种远程访问服务,采用了因特网作为连接介质,它以一种新的点到点通道协议(PPTP)为访问协议,可以用于在因特网上搭建自己的虚拟私网。

    一般的远程访问如图1所示。
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    图1

    远程访问服务大量地用于建立企业级的广域网,加上它可以方便地和Internet网建立连接,在信息传输方面发挥着很大的作用。

    2 利用Internet和RAS实现远程医疗的方案探讨

    2.1 使用Internet和RAS实现远程医疗的可行性探讨

    目前国内医院的医疗模式基本上还处于本地就诊、本地诊断、本地治疗的阶段,跨地医疗往往依靠医生或病人的长途跋涉,往返于各个医院之间,病人的检查报告、诊断报告等病历资料也没有实现自由流动。随着整个社会信息化步伐的加快,如何尽快提高医院的信息化水平,是当前我国医疗界面临的一个重大课题。

    在医院存在着大量的已经投入使用的电子诊断设备和治疗设备,例如大型的X光机、CT机、核磁共振设备、DSA设备等,实现这些电子设备的数字化和数据共享将是医院信息化的第一个现实目标。一般医院的这些设备本身资料的维护、归档大都并不完善。其原因主要在于我国医疗设备虽大量地采用了进口设备,但大多为基本配置,提供了这种信息服务的附加设备价格往往较为昂贵,实现医疗设备系统的数据维护/通信等信息化功能代价太大,无法在我国大部分医院推广使用。
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    远程医疗作为医疗信息化建设的一个部分,在我国尚处于起步阶段。已有的一些远程医疗方案一般是通过电信线路,如普通电话线或ISDN线路等,把医疗现场图象传送到异地,来实现诸如手术指导、远程诊断等医疗任务的。受电信业务和通信线路建设的影响,该方法的图象分辩率并不会太高,其传输速率也比较慢,可以实现的具体远程医疗服务较少,服务功能也较为简单,整个服务过程的协同也不够协调,实用价值不高,故没有形成具体的体系结构。

    鉴于我国远程医疗的这种现状,本文提出了一个借助Internet和RAS技术来实现医疗设备远程诊断的方案,它适用于医院大部分的电子诊断和治疗设备,它可以把整个医疗设备的功能与其远程医疗的功能有机地结合在一起,提供一个完整的远程医疗可实施方案。

    该方案之所以选用Internet和RAS作为实施远程医疗的技术基础,主要在于这样的设计比较适合我国目前的具体国情。其主要优点有:

    (1) 不需要过多的专项投资,线路资源采用电信线路或Internet网络资源,通信费用较低,远程数据发布服务器使用高档PC机即可满足要求,比较适合我国大部分医院的实际情况;
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    (2) 支持各种医疗数据类型,文本、图片、影象等医疗资料均可发布传输;支持各种不同的远程诊断方式,服务方式便于扩充和升级;

    (3) Internet和RAS互为补充,以弥补我国目前Internet服务的不足,充分利用当地的电信业务资源,使用RAS方式实现远程医疗;

    (4) 这种方案便于与电信数字业务衔接,也利于不同医院之间的数据共享,为将来实现大范围的医院信息化服务。

    2.2 该远程医疗系统解决方案的具体设计

    该方案设计为同时采用Internet和RAS方式实现远程医疗(主要是远程诊断),具体的方案设计见图2。

    图2
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    图2上面一路是采用RAS实现病人信息发布/远程诊断的方案,下面一路是采用Internet实现的病人信息发布/远程诊断方案,服务器同时维护两种方式的病人信息发布。从医疗设备(典型的如X线机)得到的病人检查信息以及服务器上登记的病人其他信息和可能的诊断信息等均可通过这两条途径得到传送,远程医生对该病人所做的建议性诊断仍然通过Internet或RAS方式反向回送回服务器。服务器上的相关系统软件对整个过程进行协调和控制,如控制病人信息的发布、远程诊断报告的管理,从而实现了病人本地就诊、本地检查和远程诊断/会诊,必要的时候还可以在两地的相互配合下进行远程治疗。下面本文将分别介绍该方案中Internet和RAS远程医疗方案的具体解决办法。

    3 Internet远程医疗方案介绍

    本方案的特点是以Internet为传输介质,可以借助它的跨地域、跨平台以及各种基于Internet的规范和协议的标准性,来达到对远程医疗的支持。
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    在该方案的设计中主要利用了基于Internet网络协议TCP/IP的文件传输协议FTP和超文本传输协议HTTP。在发布服务器上维护着两个关于Internet的Server,一个是负责病人发布信息文件下载和远程医生诊断报告回送(上载)的FTP Server,一个是负责该服务器的WWW病人信息发布的Web Server(即WWWServer);另外还应当有一个病人发布信息管理程序来负责它们之间的协调和部分功能的定制工作。

    FTP Server主要维护着所有要在Internet上发布的病人信息,控制发布信息文件的流出和远程诊断报告文件的流入,服务器的实现功能都是由这个FTP Server来实现的,但它的功能比较简单,基本上只是文件的传输,在系统设计中占的比重相对来说要小一些。系统设计中需要做的主要工作是把应当发布的病人信息文件拷贝到FTP Server上的指定目录上去,如何发布这些数据和如何管理这些数据则由发布管理程序来完成。

    Web Server维护着一个面向网上医生的友好的交互式界面,它以Web的方式来确定应该发布哪些信息以及如何发布它们,上网的医生只需对Web Server的进行操作就可以完成病人信息浏览和相关文件下载的功能。该Web Server的用户界面的设计可以有许多种方法,但都必须遵循WWW的有关协议和语言即HTTP和HTML。
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    Web Server的用户界面制作目前较为常用的方法有:(1) 静态网页文件HTML方案;(2) 交互式网页文件HTML(包含JavaScript/VBScript语言/Java支程序/ActiveX控件等);(3) 通用网关接口CGI;(4) ASP(Active Server Page);(5) ISAPI(Internet Server API)或NSAPI(Netscape Server API)等。其中前两种不太适合病人信息发布的实际情况,因为HTML文档是一次性下载到客户端去执行的,下载完成后在客户端显示,缺乏与服务器端的交互(第二种方案中的交互是客户端的交互),而远程医疗种经常要发布数据量巨大的图象信息,它是不可能也不应该一次性地下载到客户端去的,而只能由客户/服务器交互的网页来完成这一点。上面的(3)、(4)、(5)三种方案都可以解决这个问题,至于具体选用哪一种方案则由不同医疗系统的情况而定。

    本文简单地介绍一下这三种方案的异同:CGI方案的Web接口是一个使用CGI规范的EXE可执行文件、批处理文件(BAT或CMD)或解释型的Perl程序;而ASP是一种使用了服务器方Script语言书写的ASP程序,它可以负责与下载到客户端的网页文件进行交互;至于ISAPI和NSAPI则是Microsoft和NetScape分别推出运行于Web Server上的动态连接库DLL。一般说来,当一个新的浏览者访问Web Server时,都将打开一个新的CGI程序来负责于该浏览者进行交互,这样当访问用户很多时,服务器的负担将变得很重;使用ISAPI/NSAPI则对此有所改进,由于DLL可以由不同的访问者共享,每次新的用户来到时只需开辟一个单独的数据区即可,效率相对CGI有所提高;使用ASP也有类似的好处,只是对应每个用户产生一次新的ASP服务器程序解释过程。但CGI在Web上的应用时间较长,相对较为成熟一些,其规范也比较一致,而ISAPI/NSAPI和ASP方式则才推出不久,也没有较一致的标准,所以现在实现在网上CGI应用要多一些。
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    Internet方案总的运作方式可以用图3来示意。

    4 RAS远程医疗方案介绍

    RAS方案利用已有的电信线路为传输介质来实现远程数据传输,其最大优点就是不受地点限制,在全国几乎所有地方均可使用。该方案的一个最大的缺点是受目前话音带宽的限制,不可能突破64K的传输上限,这在一定程度上意味着过低的速度和使用效率,对传输数据量巨大的病人图象文件(经过压缩仍然很大)其实不太合适。但如果尽量传输少一些的病人图象文件,只把最重要的图象文件传输到远程地点去,在我国目前的国情下也是可以接受的解决方案。当然在开展了Internet接入业务的地方,应当尽量使用Internet方案来实现远程医疗。

    图3

    与Internet方案相比较,RAS方案在实现上简单了许多,服务器上主要维护着一个RAS server,和一个负责病人发布信息管理的管理程序。RAS Server只负责远程用户的接入;而病人信息的发布/发布文件的传输/远程诊断报告文件的回送等工作都由发布管理程序和一个运行在用户一端的浏览器来交互完成。管理程序负责维护病人发布数据的存储、共享、管理和回送的远程诊断报告的管理、归档等工作,用户端的浏览器负责病人发布信息的浏览、病人信息文件的下载以及远程诊断报告的回送。病人发布数据存储可以采用与Internet共享的方案,既节省系统资源,也简化了系统设计。整个方案实现无需采用任何新的技术,只是需要系统提供功能较为完整的发布管理程序和提供给远程用户使用的发布信息浏览器。
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    RAS方案总的运作方式可以用图4来示意。

    5 结论

    在本所承担的国家“863计划”课题项目“大型医用X线机数字图象处理系统”中,我们设计了一个实现远程医疗的具体方案,即采用了本文讨论的Internet+RAS的方案,获得了较好的实际效果。它使得X线机系统可以实现本地就诊、本地拍片和远程诊断,可以大大增强X线机以及DSA设备等许多医疗设备的远程医疗能力,在我国具有较好的发展前景。

    图4

    随着我国电信建设的不断发展以及数字业务、综合业务和信息化建设的发展,可能用于实现远程医疗的数字业务和数据带宽都将不断增加,可以预计在不久的将来,真正交互式、实时性好的远程医疗方案将会出现并进入实用。
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    *本论文受国家“863计划”课题项目“大型医用X线机数字图象处理系统”支持(项目号——863-306-06-06)

    参 考 文 献

    1. [美]Mary Ann Pike et al. 张威等译.Internet实用大全.清华大学出版社.1997年.

    2. UNIX通信与Internet,[美]Bart Anderson, et al, 沈奇等译.电子工业出版社.1996年.

    3. Microsoft Windows NTTMServer Intranet构造与远程访问实施(解决方案指南),微软(中国)有限公司,1997年.

    4. Windows NT实用组网技术,[美]William Molderly,申刚正等译.中国水利水电出版社.1997年.

    5. Visual C++ Book Online 5.0, Platform, SDK, and DDK Documentation, Platform SDK, Internet, Networking and Distributed Services,Microsoft Corporation, 1997.

    6. TCP/IP联网技术,[美]David M. Peterson著.朱衍波、刘蓉晖译.电子工业出版社.1996年.

    (1998年4月27日收稿), 百拇医药