【Anychat】远程医疗――技术、应用、评估和前景
随着通信技术及计算机网络的快速发展,世界各国及地区间、城乡间医疗水平差距的日益扩大,科学家正在探索运用现代通信和计算机技术来满足全人类医疗保健的迫切需要。采用远程医疗已是一个十分现实的问题，它可用于实现个人与医院间,医院和医院间的医学信息(包括数据、声音和图象)的远程传输和监控,实现家庭保健、远程会诊、医疗急救、远程教育、手术观摩、学术交流、共享数据库等。远程医疗将会对传统的医疗模式产生重大变革,这种变革将涉及到远程信息系统(包括传感检测技术、通信系统、计算机网络、数据库技术、远程测控技术等)与生物医学间的交叉研究,并依赖相关科学技术的进步。
远程医疗中的工程技术
利用电话线传送心电图及X光片 利用电话线传送模拟心电图信号已有很长的历史,电话线传输网络的带宽通常被限制在300～3400Hz之间,在电话线上传送频谱在0.1～100Hz之间的心电信息,通常采取调制-解调技术,在发送端将心电图调制在300～3400Hz之间的某一副载波频率上，例如调制在750Hz、1250Hz、1725Hz的某一频率上传送，然后在接收端采用相应的解调方式将心电图恢复。利用频分多路复合传送方法，可实现多路心电图的同时传输。若传送的是数字化心电采样信息，则应采用调制/解调器(MODEM)技术，即在发送端先将数字信号通过MODEM转换为电话线可接受的模拟信号进行传输，而在接收端采用相应的MODEM，将模拟信号重新转换成数字信号并传送至计算机进行处理，恢复出心电信号进行显示和记录。若采样频率选为200次/秒，并以8bit进行编码，则心电图的传输速率应是1.6kbps。这是电话线完全能胜任的，在理想条件下，电话线的数字带宽(传输速率)为30kbps。
采用电话线传送X光片时，由于X光片的数字化信息较大(例如有7Mbit的数据量)，因而电话线不能用来实时传输X光片，可采用T-1公共高速数据通信链路，并同时采用数据压缩的方法来实现即时图象传送。例如传送一幅7 Mbit的数字图象，采用10∶1的压缩比，传输时间可降至0.7s以下。
采用远程计算机网络来传送医疗信息 计算机网络，包括局域网(LAN)、城域网(MAN)、和广域网(WAN)已被用来传递各种医疗信息。由于各类医疗仪器、包括各种心电图机、脑电图仪、自动生化参数检测仪、监护仪、超声波诊断仪和各种放射诊断仪器均已实现计算机化，这些医学仪器均可采用合适的接口进入计算机网络，目前一些医院内部专业科室的局域网，例如检验科、心内科、放射科等已经进入成熟阶段，全院的网络化也指日可待。家用的计算机也通过电话线与因特网(Internet)互连，这为个人与医院之间，医院和医院之间实现医疗信息共享、开展远程医疗服务打下了坚实的基础。图1给出了一个典型的以计算机为基础的远程医疗示意图［1］。
图1 利用LAN和WAN等实现远程医疗
Fig.1 Block of telemedicine using LAN and WAN
利用卫星通信网络实现远程医疗 随着移动通信的发展，急救车和直升机不仅仅作为急救载运患者的工具，而且越来越多的被用于在至医院途中完成患者信息(包括病史、实时心电、血压等生命指征)的即时传送，以便当患者到医院时，能赢得足够的时间进行抢救，或在事故现场、抢救途中及时共享医院资源和获得高资历医生的指导。
利用人造地球卫星通信网络是实现在移动交通工具、边缘地区、战场、灾难事故现场进行紧急医疗的重要手段。目前是利用地球同步卫星通信系统实现远程医疗。图2给出了一个该系统的示意图。利用该系统，可从.0移动站(飞机、轮船、汽车)同时发送一路彩色图象、一路声音信息、三道心电信号和一道血压信号。彩色图象通常用来观察患者的皮肤、嘴唇、指甲和血液等情况，声音信号主要用来实现移动站与医院间的对话，所有传送数据的传输速率总和不到19kbps，这是目前卫星通信完全可以实现的。在移动站中，信号经复合(MUX)后送至通信信道上的调制器进行调制(MSK等方式)，并以串行信号方式送回地面站。地面固定站接收信号后，通过PC机解调后输出。地面固定站将医生的声音信号进行编码，并和具有自动请求重发(ARQ)处理功能的心电信号复合，送至调制器，以串行方式发送给移动站(飞机、轮船和汽车)，在移动站中，来自调制器的信号分别被解码(DEC)，音频信号解码后直接输出，心电的ARQ信号送至PC机编码以后存贮，并将相应的数据送至缓冲器，通过再次发送这些数据给固定站，从而完成自动复发数据，以确保心电信号的可靠传输。长期实验证明，这种方法已获得了成功［2，3］。
图2 利用移动通信卫星传输医疗数据
Fig.2 Transfer of medical data using movable communication satellite
目前典型的移动通信、尤其是利用卫星实现的移动通信系统有Inmarsat-M、Msat（以上属GEO）；Inmarsat-P、Odyssey（以上属MEO）；Iridium、Aries、Globalstar、Calling/Teledesic 、Ellipso（以上属LEO）；Leosat、Orbcomm（以上属Little-LEO）。以铱星(Iridium)为例，该全球卫星个人移动通信系统，共有66颗卫星在765～780km地球低轨道上运行(6个运行轨道平面)，并织成类似与化学元素铱排序结构的通信网，电话信息传输速率为4.8kbps，低速数据传输速率为2.4kbps，是完全可以用来传送相关的个人医疗信息的。在铱星运行后，利用卫星实现某些个人医疗信息的传送，实现个人网上保健（尤其是在移动载体中的保健）是完全可能的［4］。
远程医疗的应用
早在1903年，荷兰著名医生，心电图机的缔造者，诺贝尔奖金获得者Einthoven，采用弦线检流计通过电话线记录了1.5km外的心电图，1910年Barrer又建成了一个连接几个医院的有线传输ECG的监护中心，他们开创了远程医疗的先河。近100年间，通信技术的进展极为迅速：传输信号从模拟向数字转变；传输线从铜线、电缆向光纤转变；通信网从电话网、数据网向综合业务网转变；SDH、ATM逐步取代PDH、STM；固定和移动通信网的同步发展；多路及多址技术也已经逐渐成熟。数字化、多媒体、高可靠性、大容量、高速已经成为国家和全球的信息高速公路的主要特征。这为远程医疗(包括远程诊断和干预)的应用创造了条件。根据目前与未来的发展，远程医疗的应用将超越为偏远、落后地区提供医疗服务的早期思维方式，很可能成为人人都将可涉入的一个医疗模式，并在战场、急救现场(例如地震等)等场合下实现患者与医生“面对面”(目前可通过会议电视系统)的直接交流。世界卫生组织(WHO)国际医学信息(Med-Info)学会组织的国际远程医疗会议上专家们提出的远程医疗几个应用领域包括［2］：
．应用于战争前线伤病员的诊治；
．应用于诸如地震等自然灾害时的医疗咨询；
．继续医学教育；
．实时远程医疗咨询及医疗交流；
．交互式外科手术；
．急救远程医疗；
．区域远程保健；
．家庭远程心脏监护；
．远程医疗会诊；
．远程医疗国际会议。
远程医疗的评估
远程医疗是一个医疗的新模式。这个新模式要被患者、医生、医院和社会所接受，需要及时评估这种医疗模式的潜在效益和可能存在问题。一些工程技术人员、医生、医院管理人员和社会科学家曾对这两方面做出过评估。这种评估必须通过自然科学(Science)、工程技术(Technology)与社会科学(Society)，即STS交叉方式进行，并用STS交叉研究方式增强潜在效益，克服可能存在的问题，才能进一步确保远程医疗的实施。
远程医疗潜在的效益 通过远程医疗人们能享有更好的医疗保健,特别是偏远地区；可降低保健费用(交通、工资、床位费、早诊断早治疗)；当地的社区医院可以有较高的收入；病人在家中接收远程医疗可减轻许多医院就医时的思想压力；容易建立跨越国界的护理和医疗标准；医生在会诊中业务水平得以提高；能提高急救诊治水平等。
可能存在的问题 远程医疗的收益不确定，不能确保安全、有效；若病人仍需去医院，短期费用将提高；有可能导致滥用保健服务；医院收费也可能出现欺诈行为；特点是难以控制医生的责任；本地医生会感到外地远程医疗中心的竞争威胁等等。
对未来的展望
远程医疗是一种很有前途的医疗方式，随着人们生活水平的提高，对健康长寿、提高生活质量的意识增强，根据对生命科学、医学及电子信息科学的研究预测，未来远程医疗将在下列几个方面获得进展：
医学信息(数据)的传输速率的提高 随着光纤通信技术、计算机的速度和存储容量、通信方式的演进，医疗信息可走上一条高速、大容量的通道。专家们已经给“信息高速公路”定义了三块基石：单模光纤传输(SMF)、光纤放大(EDFA)、密集波分多路(DWDM)。只有这种高速大容量通道才能真正称得上“信息高速公路”，到那时，远程医疗(包括诊断、治疗在内)才能接近目前医院中患者与医生交流的实际环境。目前有人把在电话线上实现心电图和X光片的即时传送称为“信息高速公路”的提法是很不确切的［3］。
虚拟医院 虚拟医院（hyper hospital)是一种基于计算机网络的虚拟现实系统，建立在一个分布的计算机网络上，各节点代表了门诊室、护士室、检验科等，提供了一个友好的人-机-人的界面。
对于病人：可以随时在远程以不同身份登录，利用个人的医疗信息记录，还可以设置个人环境。
对于医生：各专家（包括人工专家）可以协同工作；利用世界上的各种医学数据和新闻；利于评价医疗效果。
标准的建立与立法 远程医疗是一个不断发展的新事物，要想健康发展，必须建立相关的技术标准和法律约束。
远程医疗是近几年才出现的一个新名词，还处于尚未成熟的阶段，到目前还没有一个统一的技术标准。但是，远程医疗的标准化是一个必然的趋势，世界上许多国家和地区已经开始制定远程医疗的有关标准。以欧洲为例，EUROMED委员会计划从1996年1月起，利用三年时间，制订一个利用高性能计算机网络实现远程医疗中医学图象传输和处理的标准。这一标准叫做virtual medical worlds(虚拟医学世界），又称为可视化医学数据。EUROMED认为，21世纪将是一个医学信息社会，病人的医疗数据可在全球范围内存取，未来的医学数据库将采用可视化形式，利用CT、MRI和RGB图象，通过计算机建模成为三维的可视化人体，使数据更为直观（实际上是将二维图象重构为三维立体图形）［4］。
远程医疗的出现，给各国的立法工作带来了新的问题。以美国为例，各州的法律在医疗事故的判定、处理等方面都有不同的规定，而远程医疗经常是跨州的，如果发生医疗事故，究竟采用那一个州的法律作为标准呢？同样，跨国的远程医疗也会产生相同的问题，因此就需要在全球范围内制订一个法律。然而由于远程医疗科技含量高，操作复杂，责任判定极难，关于远程医疗的立法就需要考虑许多的技术问题和人为因素。但是无论如何，远程医疗的立法工作势在必行。
参考文献
［1］Gail Barzilay.Teledicine:The future is here［J］.In:Medical Equipment International,1997，2(1)：5～6
［2］Telemedicine comes of age-the road to hard data［C］.WHO & infor Confer,1997,5:30
［3］Au G,Ching Kwong Kwok,Kunihiko Higa.The development of telework in the health care industries［C］. Proceedings of the 28th Hawaii International Conference on System Sciences,1995,4:456～465
［4］A Marsh.EUROMED-a www based multimedia medical information system［C］.Proceedings-19th International Conference-IEEE/EMBS,1997：918～921