基于医疗卫生信息技术的模拟数字化医院的研究与实现

张丹，沈小平

0 引言

在医学漫长的发展历程中，科技发展一直是重要推动力，为医学数字化奠定基础，医学数字化过程是指从以往对复杂生命系统的定性判断发展到精确量化，运用现代科技方法寻找生命系统中本质的差异变化及其变化规律。目前我国数字化医院的建设重点是以“医疗数字化”为主，即着重发展医院内与医疗活动相关的各类信息的数字化管理和综合应用。高职院校是培养具有专业技能人才的职业教育基地，高职院校学生在校期间除接受该系统的基础理论知识教学之外，更重要的是培养较强的动手实践能力，为今后从事专业技术工作打下良好的实践基础。如何加速实验室建设与加强规范管理并充分发挥实验室资源的效益，是实验室建设与发展中急待解决的问题。比如上海思博职业技术学院的卫生技术与护理学院立足现状，先建立了护理实验室并投入使用；任2008年由卫生部全国医疗卫生信息技术培训与认证管理中心和上海思博学院卫生技术与护理学院联合举办的“全国医疗卫生信息技术培训基地”落户思博，它是长三角地区成立的第一家认证与培训基地。本文对该实训“基地”的进一步发展提出了新的设想。

1 实现实训基地的信息化管理

数字医学是一门新兴的交叉学科，它以现代信息技术在医疗卫生工作中的应用为基础，主要包括的关键技术有：信息获取技术，超数据技术，信息储存与管理技术，网络通讯技术，虚拟现实技术，可视化科学计算技术。在实训基地实现信息化管理和模拟的数字医院，就是要将整个基地建成一个网络系统，建立信息化的管理平台和实验资源数据库，学生可以通过网络获得与实验有关的信息、传递信息、学生协作实验、提交电子实验报告等。教师可以通过网络批改电子实验报告、学生实验成绩记录与分析、学生实验监控等。

实现实训基地的信息化管理，应建立一个信息化管理系统，如图1所示。

图1

管理中心和各实验室组成一个网络系统，构建高速网络主干，主干设备通过光纤连接并达到几百兆带宽，中心网络设备采用高端路由交换机设备，管理中心设备配置有：服务器、交换机、路由器、UPS、计算机等，管理人员对系统进行管理与维护，保证局域网的安全、可靠，保证各实验室中的多台计算机在权限许可的条件下，上网传输数据、处理数据、实验作业。实验教师给与最高的权限，只要在能够上网的地方就能对学生传输的数据进行分析和处理。

2 模拟数字化医院（实训基地）建设总体构思

2.1 模拟数字化医院的研究背景

要培养学生的信息技术素质，信息的处理能力的提高是一个非常重要的方面，学生模拟实验获得的数据处理是信息处理的一部分，应该运用现代信息处理技术，实现数字化处理。实训基地信息化管理系统应该建立实验数据处理系统，使学生的实验数据的处理具有科学性和客观性。由于医院信息系统，特别是大、中医院的系统稳定安全的要求特别高，学生在医院实习，很难进行模拟实训。为此笔者提出：在医疗卫生信息技术培训基地的全面信息化管理的基础上，建立一个“模拟数字化医院（实训基地）”的设想。模拟数字化医院（实训基地）教学设计应该以建构主义理论为指导，使学习者在意义丰富的情境中主动建构知识。引进目前医院应用广泛的如HIS系统、MIS系统等。

HIS（Hospital Information System）是由计算机和一系列通信设备组成的，支持对医疗信息和管理信息的采集、存储、处理和交换，并满足各授权用户功能需求的医院局域网络。医院计算机网络设施齐全，通讯方便，同时，还可与院外局域网、广域网互联，主要应用于医院信息系统，支持医疗信息的实时处理。整个模拟数字化医院通过集成所有这些在核心层次和科室层次上的各类信息系统，再进一步与负责医院管理和财务的HIS系统互连，可以实现医院所有业务的全数字化。

医院信息系统是管理信息系统（MIS）在医院环境的具体应用，也是护理学院打算引进的一个管理系统，因此，具有 MIS系统共有的特性，比如它们均是以数据库为核心，以网络为技术支撑环境，具有一定规模的计算机化的系统；都是以经营业务为主线，以提高工作质量与效率和辅助决策为主要目的，可以提高综合管理水平；在系统内部按一定原则划分为若干子系统等。但是医院信息系统的推出又具有不同于一般MIS系统的独有特点和特殊的功能要求。现在，医院信息软件已日益蓬勃发展，其他比如CIS/PACS/LIS等软件已日益成熟，渐成体系。

2.2 模拟医院信息系统的设计

我国的医院信息系统开发应用还处于初级阶段，主要侧重于事物处理和经济管理方面。目前，在各医院已建立的医院信息系统中主要包括的功能子系统有：门急诊挂号系统、门急诊计价收费系统、住院病人（入、出、转）管理系统、病房医嘱处理系统、药品管理系统、财务核算系统、人事工资管理系统。目前，我国正在建立的医院信息系统基本上涵盖了医院大部分的事务性的管理，而思博护理学院已经引进了 HIS系统，但是，还需在功能上不断地完美和扩充，并逐步过渡到以病人信息为中心的临床诊疗信息系统，如可加入医学影像系统（PACS）、电子病历功能、计算机辅助诊断功能、科研管理子系统及多媒体辅助教学功能等。目前我国医院管理信息系统主要由以下5个部分组成，见图二。护理学院可以模拟医院管理信息系统，建立一个微型的小系统，各个终端有一两个端口，包括门诊、住院等，给学生一个真实的模拟平台，其主要模块功能：

医生工作站：能按医疗业务流程和规范实现长期医嘱和临时医嘱的开立和管理，实施了解患者费用情况，实时调阅医学影像结果与图像，包括检验、检查报告等；

护士工作站：完成病房管理、核对执行医师电子医嘱等，自动打印药单，并能录入查询业务甚至包括科室护理工作量排班等；

门诊医生工作站：医师医嘱产生的相关项目的收入系统自动归集到医师的所在科室，开立遗嘱公开给患者等；

住院收费：按不同的结算类型灵活结算，出院打印费用、业务报表实时打印等；

门诊挂号收费：一人一卡，专家门诊排班表，刷卡自动归属费用并产生费用记录、各种日结统计等；

还有药库、手术麻醉管理、病案与统计、医务管理、设备物资管理、院长查询、财务管理、影像管理等功能模块，在模拟信息系统中也相应完善。实训基地信息化管理系统的设备投入并不很高，关键是信息化管理平台和实验资源数据库的建立，思博卫生技术与护理学院有护理专业、卫生信息管理专业、计算机应用技术专业、（医疗电子信息技术方向）和软件技术专业（医院信息管理系统维护方向），可以组织卫生信息管理专业、计算机应用专业和软件技术专业的教师和学生，结合本专业的实际情况进行设计和开发，这样一方面可以节约经费，另一方面可以锻炼学生，提高学生设计和开发能力。实现实验室的信息化管理，对卫生技术管理系而言，意义非常重大，学生可以在信息化的环境中，潜移默化的受到信息化教育，提高信息技术的素质和素养。

图2

2.3 模拟数字化医院（实训基地）的建设

2.3.1 模拟数字化医院（实训基地）建设可以从以下两方面进行：

（1）构建医院信息化局域网平台------提高实训基地技术档次

提高实训基地技术档次，是指突破常规仪器设备配备标准，引进具有实用价值的先进仪器设备以扩充实验室装备规模，改善实验教学条件、手段和改革传统实验教学模式，提高实训基地的教学技术、实验技术、管理技术档次；探索性建立开放性实验教学模式，发展并开创与社会进行科研协作的能力和技术条件，使实训基地具备现代素质教育所需要的教科研双重职能。建立高档次的实训基地，不仅可以培养高素质、创新型的大学生，也可以促进专职教师的科研开发，做到教研并重、以研促教，带动学院教职员工的整体素质水平的提高。

（2）引进医院信息化主要应用系统

建立模拟数字化医院（实训基地），为在校学生提供一个真实的医院信息化环境，模拟各种已有的信息化应用环境，了解和熟悉各种应用系统，数据从源头采集，按统一格式，实现数据采集标准化实现；信息载体数字化的存储格式以实现信息存储数字化；通过计算机网络传输数据，通过用户权限和应用程序以保证信息传输网络化等等的一系列模拟实践，模拟系统常见故障发生情况、引导学生查出故障、分析故障原因、提出解决故障方案、实施故障修复、评估排除故障的能力。让学生进行服务器操作系统安装、集群服务器配置、存储设备配置、交换机配置、防火墙配置、域控管理配置、网络系统杀毒配置、桌面系统管理应用、网络系统管理使用、VLAN配置、VPN配置、虚拟服务及虚拟存储配置等实训。

2.3.2 实现资源系统的共享

资源共享系统主要由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统由高性能的中心计算机或服务器、大容量的存储装置、遍布各用户终端设备以及数据通信线路等组成信息资源共享的计算机网络。软件系统采用具有面向多用户和多种功能的计算机软件系统，包括系统软件、应用软件和软件开发工具以及各种医院信息数据库与数据库管理系统。

资源共享系统采用客户机/服务器（C/S）模式和组件程序设计。C/S结构是构成分布式应用系统的良好方式，这种结构和运行方式将应用分工，客户机执行前台功能，服务器执行后台功能，有效地发挥了客户机的处理功能和作用，减少了服务器的压力，形成多CPU分工处理的环境，提高了速度和效率。数据库采用ORACLE，操作平台则采取跨平台方式，能够在多种平台上（如 Windows，Unix，Linux）运行，支持微机系统、小型机系统等多个硬件平台，采集点硬件可以分为检查类仪器、检验类仪器、监护类仪器、门诊医生工作站、护士工作站、住院医生工作站、收费工作站、统计数据录入工作站等组成，采用光缆、10/100Mb网络线路、PSTN、DDN等多种通讯手段，以形成高速交换带宽，达到快捷的网络速度，建立以局域网为骨干的资源共享系统网络结构，采集点硬件将医疗过程中的信息数字化，为这些信息的数字化存储、传输和共享提供数字迹出。客户端分布在模拟医院的各个机构部门。通讯协议采用TCP/IP网络通讯协议，能与各种开放网络良好衔接。

软件开发必须依照医疗行业规范，从实际出发，密切结合当前医院管理体制的改革趋势，严格遵循软件工程规范。各子系统互相连接、交织成网，应充分考虑整个系统的模块化和可拆卸性，模块接口简单清晰，充分考虑和医疗保险系统的统一规范，提供与医疗保险系统的收费结算系统的良好接口。由操作系统、数据库系统、网络系统和应用软件四部分组成。操作系统管理硬件，提供运行环境；数据库系统对数据进行集中管理，确保数据的正确性、完整性、安全性，提供信息的共享是数字化医院的“心脏”；网络系统则是前端应用系统与“心脏”连接的“血管”；应用软件完成具体的数据处理功能，提供接口，是数字化医院的实用工具。采用诱导式编码输入法，并提供编码查询功能，具有完备字典功能。采用的标准及规范严格执行国家现行的医院管理制度、卫生部《医院信息系统（HIS）软件基本功能规范》、国家标准《计算机软件工程规范》及国家、行业及系统级的信息分类与代码。

2.3.3 开放培训基地的实验室

开放实验室也就是培训基地的开放，可以为学生提供更多的实践学习条件，提高学生参与科学研究的兴趣，促进创新人才的培养，又可充分发挥培训基地现有资源，提高仪器设备的利用率。开放的具体形式可以是学生参与科研型、学生科技活动型、自选实验课题型、计算机应用技术提高型和人文素质与能力培养型等，采取以学生为主体、教师加以启发指导的实验教学模式。为推动实训基地内容的进一步开放，学校可以专门设立了培训基地开放专项基金，以项目化形式开展培训基地开放活动，鼓励和支持实验技术人员和教师积极开展开放实验工作。

同时进行在职培训，为医院工作人员进行医疗卫生信息技术培训，颁发医疗卫生信息技术职业资格证书。有了模拟数字化医院，可以更好的进行在职人员的医疗卫生技术培训，促进各级各类医院信息化发展，完成新医改方案中的“尽快建立实用的医药卫生信息系统”，配合新医改方案的顺利实现。

3 数字化医院的发展趋势

数字技术的飞速发展，使得数字医院的未来向着数字医疗神经网络的方向发展，正如人体的神经网络系统一样，未来的数字化医院也包括3个部分：“神经末梢”、“周围神经系统”、“中枢神经系统”。整个数字医疗神经网络的核心是“可视化医疗”的医疗信息系统，它是电子病历系统的终极形态，其内涵是数字化、多视角与可视化。目标是构建基于虚拟现实技术的数字化医院。

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