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第1篇

【關鍵詞】醫學；影像；物理；技術

【中圖分類號】R-0 【文獻標識碼】B 【文章編號】1671-8801（2015）03-0272-02

當前時代背景下的醫學影像物理和醫學影像技術發展以依靠功能成像為主，核心點即為人體心理生理成像和人體心理功能成像。我們通常所說的生理成像也就是基礎性參數成像，此項內容以生理參數形式在人體內部進行分布，上述分布形式需要相關人員進行數據重建才能獲得，之后在此基礎上還要給予其數次分析和詳細計算。心理成像技術的復雜性顯而易見，由于多少會聯系到實驗設計的準確性，成像設備設定過程中要對其進行被試控制以達到預期效果。但是心理成像臨床精神疾病診療實驗才會起突破最大的一個點，內生物法分析動態成像和反義核酸水動態成像是現下醫學領域多次討論和研究的科學問題之一，上述成像方法和成像技術會對醫療機構改革造成重大影響。

一、醫學影像物理要點分析

1.X射線成像要點分析

1970年之后出現了X射線斷層成像技術，X射線斷層成像技術是較為傳統的影像技術之一，以也是最為成熟的成像方法之一，X射線斷層成像技術速度之快足可以完成對心臟進行動態成像，將顯像增強劑XCT成像技術進行科學合理融入，可對血管病變進行檢查，同時也可對血腦屏障病灶破壞與否進行適時檢查，此項技術實質上歸屬于功能成像的基本范疇之內。需要注意的是，病人體內劑量接收和病人片厚接收過程中，醫生均應進行折中篩選，對比度因素提高和相關空間分辨率提高，二者會受到一定制約因素影響，但是多模態集成成像基本裝置中，新型PET和MRI都相繼問世，在某種程度上為用戶提供質量方法選擇權限，軟件水平元素和硬件水平元素之上的醫學影像集成有時呈多模態發展趨勢，此類狀況也是未來發展趨勢之一。

2.核磁共振成像要點分析

采集技術以成為操作主選，其發展態勢偏于良性化，但是氣體成像確是商業首選，肺部現象中的體現尤為突出，當下MRI基本功能成像設備應用范圍內，主要分為人腦認知功能成像內容，此種內容旨在對人體大腦工具機制進行實時性的心理測量，并在診斷過程中可以為腫瘤疾病等提供相應可靠治療信息，之后在此基礎上為體內腫瘤發展階段信息以及相關體內腫瘤擴散程度信息等且進行及時準確判斷，一般情況下，其以人腦功能可視化工具形式產生。MRI設備通過不斷更新與調整，其已然達到了10Tesla的高超操作水準，具體性結構系統發雜程度相對于設備維護因素和設備功能開發因素而言，其是及其重要的。單從數據采集角度而言，微電子技術會被適當應用到體素水平研究上，通過并行采集技術完成編碼技術脫離，使得MRI成像速度得到穩步提升。

3.超聲波成像要點分析

UI實質上以非電離輻射成像模態形式產生，主要分為平面成像產品和對應斷層呈現產品兩種，因為二維成像才是其重要組成部分和重點操作環節，還有就是血液流動彩色杜普勒成像儀器設備的合理接入，此項產品便難以流通，三維成像技術和相關三維技術產品普及程度不高，但是我們此處所談及的三維也并不是真正意義上的三維，其主要是指將二維切片進行疊加，在疊加之后得到所需的準三維圖像。需要注意的是，UI儀器設備發展過程中極有可能超過X射線成像，并會成為醫學影像工作中的首選醫學工具。應該了解到，超聲波成像具備成像安全可靠和操作價格低廉等優異性，所以診斷治療和介入治療以及相關影像檢測環節等都會得到不斷發展與完善，其數量基礎性增長速度已然超乎人類想象。

二、醫學影像技術要素分析

處于首位層次上的工作和與處于首要層次上的硬件相關的軟件關系尤為密切，二者主要對成像裝置操作部件控制內容進行承擔，與此同時，數據采集內容和圖像預處理內容以及相關圖像重建內容等也被包含在內，并且也需要將臨床數據信息進行采集，之后在此基礎上對其加以分析。依據長遠角度而言，醫學軟件和醫學硬件的結合是醫學領域發展過程中的必然需求，以此種模式便可有效提高醫學水平的競爭力度。次要層次軟件核心針對環節是對機械數據進行分析和處理，需要醫護人員相互配合才能完成正規操作，現下我國沒有形成三位一體合作機制，現有商業軟件開發仍舊落后與他國。PACS技術的出現有力補漏了技術空缺，節點設置將成像設備作為主要內容，多模態形式之上的醫學影像資料信息會被不同類型專業圖像處理平臺加以處理以有效滿足基礎性醫院臨床工作需求。上述軟件與圖像工作平臺相互聯系，之后在此基礎上在于與PACS進行對接，以此種模式來完成局域網節點創建，適時通過與醫院就醫病人接診過程進行病人具體信息錄入，完成優良性質為主的圖像站創建。此時需要在作出科學合理病情診斷的同時打印出相關病情報告，圖像站中的工作人員可以對同意病人進行數據信息采集，然后與圖像配準環節有機融合，只有這樣才能在一定程度上提高醫院對病人的治療質量和診斷效率。

結束語

綜上所述，醫學影像物理和醫學影像技術是當前物理學整體中的核心分支結構，需要對成像問題和圖像處理問題以及相關醫學圖像臨床應用問題等有所了解。與此同時，物理問題內容和算法內容以及對應軟件設計內容也是其中重點，疾病診斷醫學影像內容和疾病治療醫學影像內容以及疾病科研醫學影像內容都是重要人體信息載體，合理分析影響物理和技術可促進行業內部的穩定發展。

參考文獻：

[1]周潔，白木.21世紀的醫學影像[J]. 醫療保健器具. 2001（02）

[2]陳衛國，黃信華，張雪林，王晉豫.醫學影像存儲與傳輸系統構建策略和實施的初步體會[J]. 中華放射學雜志. 2002（10）

[3]威廉?亨達.21世紀的醫學影像[J]. 醫療保健器具. 2003（06）

第2篇

關鍵詞：醫院；信息化管理；遠程醫療；應用

隨著計算機、網絡技術不斷發展，計算機、網絡技術已經在各行各業中得到了廣泛的應用。在很多醫院中，患者需要檢驗、檢查的科目已經不需要患者來回的奔波，結果就可以通過網絡自動傳輸相關服務器，并自動鏈接到每個患者的信息系統中，醫生就可以實時的的監控患者的實際情況。

1 信息化管理的遠程醫療的作用

遠程醫療的是在通訊技術以及網絡技術發展的過程中發展起來的，可以進行遠程在線會診（包括專家預約會診）、醫患信息傳輸、在線檢查和學術交流等，這種醫療方式是將傳統醫療方式中的信息傳輸通過各種網絡通訊設備來實現患者各種實際狀況的傳輸。醫生可以通過這種方式開展遠程醫療。醫院信息化建設為廣大民眾以及醫院自身帶來了諸多效益：

1.1有效解決民眾看病貴、難、煩問題。當前我國大部分地區為民眾建立健康信息檔案，但這些健康檔案，成為"死檔"被隱藏在檔案室。健康檔案沒有發生效率，最主要的因素是我國醫療機構缺乏有效的信息化建設與管理。當醫院對患者實施上級和下級轉診時，各醫療部門間不能通過網絡查詢患者檔案，無法實現共享，如此患者要重復檢查，給患者帶來高額的檢查費的同時患者面臨多次檢查也會厭煩，不利于對患者實施及時治療。

1.2實現了不同醫療機構間的信息共享。例如在上海的各醫療機構間已經實現了智能化醫療信息系統管理，在上海看病，各醫院可以對患者的健康信息進行調閱查詢，有效實現了醫療信息共享。在上海實施的醫聯工程改革了該市醫療機構信息化建設滯后問題，推進了上海市的醫療信息化改革。通過該工程所建立的醫療信息網絡，實現了人人建立電子病歷，實現了醫生對患者的信息進行共享問題。

1.3提高了診療效率和質量。通過醫療信息網絡，可以對區域居民的診療信息和健康檔案進行調閱查詢，對一些醫療統計性的工作也更加便捷，例如對兒童的常見疾病進行統計分析，方便醫院為居民提高健康服務質量。如居民進行大型檢查時，必須要到醫院排隊取號、檢查、拿報告，過程繁瑣，然而通過信息化醫療網絡，百姓可以進行網上預約掛號、電話掛號方式進行預約，節省了排隊時間。而患者也只需登錄相關門戶網站就可以查詢到自己的檢驗報告，而不需要等著拿報告。

2 醫院信息化管理遠程醫療的發展現狀

1995年我國組織了首次遠程的會診，并組建了相關的遠程會診室，以供遠程治理的探討研究。該遠程醫療研究室是通過互聯網實現的，雙方的醫生及患者可以實現交流與互動。當這次探索研究成功后，被應用到我國較多的先進、大型的醫院中，如北京的協和醫院，總共涉及到10個省份的醫院，為上百例病癥解決了會診問題。這種遠程會診建立在互聯網的基礎上，能夠使得醫生與患者通過視頻直播進行異地會診，節約了患者就診的時空距離。在對于疑難雜癥重患中舉行了數次大型的國際醫療會議的轉播，還組織了同國外的學術交流會及多個醫學講座，組織醫生進行醫學手術的觀摩，促進醫生的學習。這些研究、講座及觀摩和探討有效地為中國的遠程醫療的發展奠定了堅實的基礎。國家全力支持醫療遠程的發展，并對醫療的信息化建設建立了三個大的信息系統工程，以促進醫療遠程事業的發展。但是這些發展的進度與西方的發達國家相比，還有較大的差距，根據對比，我國的遠程醫療在技術方面還較為落后，國家醫療衛生的相關政策還有待增加和改進，遠程會診在實際的遠程醫療應用中比較少，很多患者對遠程醫療看病不能認同等。

3 醫院遠程醫療的信息化的應用

在醫院中遠程醫療的信息化體現的尤為明顯，可以說遠程醫療的信息化就是通過信息化的技術來實現的。遠程醫療主要借助的技術為視頻會議技術以及各種傳感器技術等。通過這些技術可以實現遠程的對于患者的診療。首先通過視頻技術手段可以將分布在不同醫院的該方面的具有權威的專家組織在一起，采集每個位置的視頻畫面來進行開會研討和會診。該技術信息化實現的方式可以通過圖1表現出來：

除了實現遠程醫療的會議，利用遠程醫療的信息化還可以實現對于患者的遠程的醫療的診斷，其基本實現的方式是通過傳感器技術來對患者的身體各種狀況和信息進行數據的采集，然后通過數據傳輸技術將這些數據傳輸到醫生的個人終端上，通過這種醫療的終端醫生可以實現對于患者的遠程的診斷。

遠程醫療可以應用于遠程放射學、遠程會診與診斷、遠程監護與家庭護理、遠程教育以及實施醫院信息管理系統。遠程放射學系統能有效解決醫學影像管理問題，方便醫療系統對影像的遠程調用和管理。當進行遠程會診或者診斷時，有利于邊遠地區的特殊患者以及特殊病例進行緊急性救助，方便不同醫療機構的醫生就某一病例或者醫學圖像進行交流診斷，以便作出正確的判斷。遠程監護與家庭護理在中國發展得相對滯后，是遠程醫療領域的薄弱環節，然而該應用具有良好的發展前景，遠程監護能夠對生理參數作連續性監測，以研究較遠距離對象的生理情況；對于家庭護理來講，有利于患者在家里接受生理檢測，一旦患者發生緊急情況可以獲得緊急救助。遠程教育主要是針對醫護人員所進行的醫療專業教育。

4 信息化管理遠程醫療發展過程中所面臨的問題與措施

遠程醫療在發展的過程中遇到了很多的問題，主要的問題分為以下幾種：①技術上某些地區只要電話線而電話線無法具有足夠的帶寬來傳輸圖像數據；②偏遠地域有些還沒有相關的網絡技術設施；③目前我國的數據傳輸技術和國外還具有很大的差別，同樣一定量的大小的視頻數據經過壓縮后傳輸的數據量還是很大，也就是在傳輸編碼的過程中技術還存在瓶頸，而相應的硬件技術設施如果網線還達不到相應的帶寬。所以針對上述問題來看我國遠程醫療的發展關鍵的還是受到技術上的制約，需要采取相應的措施來解決這些問題，首先要大力發展我國的網絡技術設施的建設，搭建和完善我國偏遠地區的網絡基礎設施的建設。大力發展我國的數據處理技術以及數據傳輸技術，通過圖像傳輸編碼技術上的突破實現傳遞效率的大大的提升，使得技術的發展能夠滿足遠程醫療的需求。

第3篇

關鍵詞：大數據 醫院 檔案管理 發展 影響

中圖分類號：R 197.32 文獻標識碼：A

隨著互聯網技術與現代信息技術的快速發展，由海量信息輸入與輸出衍生出來的龐大數據量迎來了信息量暴漲的嶄新時代，即大數據時代。“大數據”作為一種數據管理的先進理念和有效方式，是云計算技術、物聯網技術在快速發展過程中與社會上高速增長的海量數據共同作用的結果。

一、大數據的發展現況

在大數據時代背景下，信息的內涵由過去單純的信息逐步發展成為各種各樣的數據。在信息時代逐漸轉向數字時代、智能時展的過程中，具有一定背景的數據成為了信息，而經過提煉的數據具有一定規律，這些規律就是知識，通過設備對數據進行分析，所得的分析結果能夠運用到決策中，即可將其視作為資源。作為一個數據更加全面、信息更加豐富的時代，我們在大數據時代借助對大數據技術的掌握，能夠輕松、快速地占領之前很多因數據缺乏而無法探索的領域，例如，與醫院發展息息相關的檔案管理領域。在信息化建設逐步深化的背景下，在云計算、云存儲等新型信息技術服務模式運作過程中，其直接產生的數字信息正處于“爆炸式”增長的狀態，面對數量龐大、結構異化的文檔信息，加上現代人類對信息多元化、個性化、專業化的需求，過去的檔案信息服務模式已經難以適應時代飛速發展的需求。

二、大數據技術應用于醫院檔案管理的背景

現階段，醫院檔案已經逐漸實現信息化管理，借助信息技術與互聯網技術實現了信息的存儲與查詢。然而，隨著技術研發工作的深入，電子化管理使得醫院檔案信息資源總量越來越大。隨著CT檢查、磁共振成像等斷層影像技術以及計算機X線攝影、數字X線攝影等新興技術的出現，醫學影像文件越來越多，也越來越大。同時，醫院檔案存貯期限較長，通常情況下，住院病歷存貯期限為30年，而門診病歷的存貯期限最少是15年以上。

當前實行的檔案管理模式已經不再適應于醫療業務的快速發展。對醫院近、遠期規劃進行分析可知，通常情況下，在醫院規模、診療科目、醫療設施、技術水平、人員結構等方面均較為詳盡。而在檔案管理、檔案設施投入等方面則較為粗略，導致醫院檔案管理信息化水平難以與醫療業務按照同等節奏發展，對醫院整體管理水平的提升產生較為嚴重的影響，致使業務技術水平難以提升。一些醫院甚至還沿用過去手工收集、檢索信息的方式，所獲得的有用信息較少，制約檔案管理作用與價值的發揮。

醫院檔案信息資源較為豐富、種類多、數量大，囊括了病歷、基礎建設檔案、設施設備檔案、人事檔案、文書檔案以及科學研究成果等。并且隨著醫院的發展，檔案信息的范圍也越來越廣，涉及到醫院影像、B超、病歷分析等業務系統中的圖片、影像、文檔、文本、視頻、音頻等，也包括醫院行政辦公郵件、超文本標記語言、報表、資源等數據。而大數據技術的本質就是促使數據獲得集中處理，將其應用到醫院檔案管理中，對檔案管理工作具有非常重要的意義。

三、現階段，大數據技術應用于醫院檔案管理工作的主要問題

（一）管理理念急需轉變

現階段，大多數醫院對自身各項業務的發展與新技術的運用較為重視，卻未充分認識到檔案資源管理在自身發展中的重要作用，在檔案資源應用方面只限于淺層次的資料查閱，其他方面并未應用。與此同時，醫院也沒有認識到充分利用檔案資源能夠幫助各項工作獲得更高的社會效益和經濟效益。在長時間的發展過程中，醫院較為重視醫療主業，對自身各項管理工作較為忽視，在檔案管理工作中常常出現放任自流、疏于管理的問題。并且在管理人員、設備設施、經費等的限制下，醫院檔案管理工作常常受到“冷遇”。

（二）檔案管理失范

對當前的檔案管理模式進行分析可知，醫院發展檔案管理通常由院辦負責，而其他臨床醫學檔案卻歸屬于臨床部門，檔案管理工作較為分散，不利于醫療管理工作的綜合分析與判斷，常常出現失范的情況。

（三）n案管理人員專業素質有待提高

大數據技術應用于醫院檔案管理對專業工作人員提出了較高要求，不僅要求其具有較高的知識水平，還要求其擁有一定的專業能力。現階段，國內醫院檔案管理人員隊伍的職業素質、知識水平、文化程度均存在明顯差異，難以很好地適應醫院檔案現代化、信息化管理工作。同時，檔案管理相關專業的人才數量較少，知識結構缺乏合理性，學歷有待提升，現代科學技術相關知識較為匱乏，并且高層次、高水平的檔案管理專業人才較少，影響檔案管理現代化、信息化的發展。

四、將大數據應用于醫院檔案管理工作的建議

（一）指定專門的檔案管理主管領導

在大數據應用于醫院檔案管理工作的過程中，院領導的支持與各科室主管的參與對醫院檔案信息化管理工作的效果將產生決定性影響，特別是醫院領導的思想認識對大數據應用實效會產生重要的影響。一個科室若是沒有知識型領導帶頭從事相關業務工作，那么檔案管理信息化建設、大數據技術的應用等工作均會受到嚴重的制約、難以順利開展。因此，在醫院檔案管理工作過程中，應當提高醫院領導者的思想意識，選派專門的檔案管理主管領導，主抓醫院檔案信息化、現代化管理工作。

（二）加強軟、硬件設施建設

在將先進管理理念融入到檔案管理工作的基礎上，還應當加強檔案管理軟、硬件設施建設。對現階段醫院檔案管理工作現狀進行分析發現，為了促進醫院信息基礎平臺得到良好的建設和整合，除了應當保證技術、產品配備的齊全外，還應當加強軟、硬件設施建設，對其進行創新和優化。在合理核算成本、分析投入產出的前提下，可以為檔案管理工作提供所需要的各類設施，加強對滿足大數據管理各項要求軟件的研發和應用。

（三）加強對專業檔案管理人員的教育和培訓

除了創造良好的大數據檔案管理環境、強化對軟硬件設施建設外，還需要加強對專業檔案管理人員的教育培訓。缺乏專業化的檔案管理人才，會導致大數據技術的應用效果受到嚴重不利影響。所以，實現大數據檔案管理需要加強對專業人才的引進和培養。具體來說，醫院應當在專業檔案管理人員培訓方面加大投入，促使醫院檔案管理水平獲得進一步提升，組建一支高素質、高水平的檔案管理隊伍，不僅具有扎實的專業知識，還可以在日常工作中利用先進的技術對數據進行分析、應用，促使醫院檔案管理工作持續、快速發展。

（四）加強對大數據技術的安全管理

大數據技術應用于醫院檔案管理需要大量的數據存儲，若是數據設備、相關程序發生故障，會對醫療分析與疾病診斷等工作的準確性產生嚴重的不良影響，檔案存儲的安全性關系著醫院業務的連續性。數據系統發生故障導致數據存儲、數據災難備份、數據恢復等能力面臨著巨大的考驗。若是數據未能及時、完全恢復，將對醫院的各項業務、就醫人員的滿意度造成直接損害。數據的安全性、可靠性是醫院對大數據技術的首要要求。以往的數據規模相對較小，數據備份、數據恢復較為容易，并且實時備份工作難度較小。然而，隨著信息時代的到來，各類信息充斥著醫療系統，臨床信息逐漸向著數量大、種類多的方向發展，臨床信息系統甚至會多達數十個，服務器規模較為龐大，數據備份、恢復等工作難度較大，數據安全已經成為醫院檔案管理工作的首要問題。因此，應當加強對大數據技術應用的安全管理，促使醫療信息系統能夠正常運行。

（五）加強大數據技術在檔案管理工作中的落實

大數據技術應用于醫院檔案管理是一項較為重要的項目，在數據平臺建設方面投入大量人力、物力的主要目的是促使大數據的技術優勢和價值得到充分發揮，為醫院檔案現代化、信息化管理提供強有力的支持，提升醫院醫療水平，為院領導、各臨床科室進行診斷分析提供幫助。若是在完成平臺構建后，未將其應用到實際工作中，就難以充分發揮大數據技術的作用和價值，致使醫院檔案管理出現發展滯后的問題。所以，加強大數據技術在檔案管理工作中的落實、充分利用大數據分析至關重要，不僅能夠提高醫院醫療水平，而且還能使醫院獲得更高的經濟效益。

五、結束語

在大數據時代背景下，不管大數據如何定義，其在本質上都是信息管理者借助信息技術處理海量信息。基于大數據時代的背景，衛生系統在建設過程中樹立了數據與服務并重的理念，改變了衛生系統管理在傳統意義上的衡量標準，特別是針對醫院檔案管理工作，大數據技術的應用為醫院持續、穩定發展提供了新的元素。

參考文獻：

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[2] 賈方琦.新醫改環境下醫院檔案管理的優化策略[J].黑龍江檔案，2014（5）：80.

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[5] 湯慧軍.探析信息化技術在醫院檔案管理中的應用[J].大家健康（中旬版），2014（8）：308- 309.

第4篇

【關鍵詞】  矯形外科　醫療機器人　 圖像處理　手術仿真　術中配準　手術安全

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【摘要】  矯形外科是醫療機器人的重要應用領域，本文綜述了典型醫療機器人在矯形外科中的應用與發展，并對機器人技術在矯形外科中所涉及的手術機器人機構、醫學圖像處理、手術仿真、術中配準、手術安全等關鍵技術進行了分析，同時指出了今后的發展方向。

【關鍵詞】  矯形外科　醫療機器人　 圖像處理　手術仿真　術中配準　手術安全

application and development of robotic technology in orthopedic surgery

tian heqiang,wu dongmei,du zhijiang,et al.

state key aboratory of robotics and system,harbin university of technology,harbin 150080,china

    abstract：orthopedic surgery is important application of medical robot.the application and development of typical medical robots in orthopedic surgery are summarized in this paper.the key techniques such as surgical robot prototype design,medical image processing,surgery simulation,intraoperative registration,surgical safety are analyzed in detail.the trend of future development is forecast as well.

   

key words：orthopedic surgery;  medical robot;  image processing;  surgical simulation;  intraoperative registration;  surgical safety

矯形外科手術是手術室中最常見的一種手術，但是由于各種原因，一些病人的術后效果并不令人滿意。例如，在長肢骨骨折手術中，通常采用髓內釘對斷裂的骨頭進行內固定，但是斷骨的復位和髓內釘的鎖定對多數的外科醫生，有時甚至對經驗豐富的臨床專家都是一個巨大的挑戰。經椎弓根準確置入螺釘技術，穿透椎弓根皮質骨比例高達5.2％～28.1％。在關節置換手術中，被植入的裝置必須放到恰當的位置，并能夠和人體內的其它骨頭很好的配合。骨切開術則需要切口準確，在斷骨碎片自動愈合之前必須將它們固定到正確的位置。韌帶修復術、骨折恢復術和股骨髓內釘植入術等都需要很高的精度。

       

另一方面，機器人輔助外科手術系統可以明顯的改善手術的精度、質量、效率和穩定性，可以實現手術最小損傷，提高手術安全性，縮短治療時間，降低醫療成本。同時骨骼不像易于變形的軟組織，容易固定，還比較容易在ct、x線中成像，容易進行手術。機器人技術的顯著優點同矯形外科的實際需要緊密的結合起來，在醫療機器人研究領域占有率接近20％，使得矯形外科手術成為醫療機器人技術的主要應用領域。

1  典型矯形外科機器人介紹

       

美國華盛頓大學第一次把機器人應用在全膝關節置換手術(tka)矯形外科中。隨著機器人技術在矯形外科應用的開展，出現了幾種典型的矯形外科機器人系統。

     

1992年integrated surgical systems公司推出其商業化產品robodoc系統［1］，該系統能夠完成一系列的骨科手術，如全髖關節置換術及全膝關節置換術(tha & tka)，也用于了全膝關節置換翻修術(rtka)(圖1)。使用robodoc系統進行全髖關節置換手術時，首先醫生在患者髖部置入3根標志針，這些標志針會被作為進行患者和機器人之間位置注冊的基準點。之后對患者進行ct掃描，并將ct數據導入規劃工作站。規劃結束以后，通過標志針的注冊，機器人也幾經移動到合適的位置，準備開始在股骨上切割用于安裝假體的空腔。切割過程中，robodoc在計算機屏幕上提供加工過程的可視化顯示。整個切削過程受到監控中，醫生可以在計算機屏幕上監控操作，一旦出現特殊情況醫生還可以馬上停止機器人的操作。當切割完成后，機器人會離開手術空間，之后的操作由醫生按常規手術過程徒手完成。利用此系統進行手術，股骨與假體的吻合程度是傳統手術的4倍多。

   　 robodoc在商業上的成功促使德國orto maquet公司在1997年推出了caspar手術系統［2］，該系統用于tha&tka中的骨骼磨削，以及前交叉韌帶重建術的隧道入點定位，磨削精度達到了0.1 mm(圖2)，在歐洲一些醫院里得到應用。

       

2001年英國imperial college開發了acrobot(active constrain robot)系統［3］，該系統是一個半自主的機器人，用于tka和微創膝關節單髁置換術(uka)，如圖3所示。使用時，醫生先把手術刀安裝在機器人的末端關節上，然后拉著機器人的手臂使手術刀沿著患者膝蓋上的預切割部位運動1周，機器人就可以通過自身所帶的力傳感器和位置傳感器記錄下相應的信號，在實際手術時，機器人通過所記錄的信號來防止醫生運動到安全區域外或者切割過多的骨頭，確保切削工具處于預期的切削體積之內。acrobot系統使用術前ct圖像進行手術規劃，術中配準使用基于基準針的［based on fiducials(pin)］配準方法，配準時，醫生把幾個基準點位置定在夾鉗上，夾鉗連接到股骨和脛骨上。

     

  　  象robodoc這樣的系統太過于龐大，一般從工業機器人演變而來。為了特定手術的需要，出現了一種較為緊湊型的機器人crigos，該機器人不像以前采用串聯機構的系統，它采用并聯平臺，也稱為stewart平臺。充分利用了并聯機器人剛度大、精度高、體積小等特點，來減少手術中醫生的誤操作、增加動作的穩定性。除此之外，比較典型的系統還包括韓國kaist開發的arthrobot系統［5］和美國卡內基梅隆大學開發的mbars系統［6］，以及以色列technion開發mars系統，并被mazor醫療技術公司商業化推出spine assist系統［7，8］。這些系統和crigos一樣采用了并聯機構，比crigos還要先進的地方是他們固定在骨骼上，并不需要較大的工作空間來執行任務，使用在主動模式中。

       

arthrobot系統是一種新型的關節造型術機器人系統，適用于全髖關節置換術(tha)。mbars系統用于髕股關節成形術(pfa)，整個準備空腔的過程需要大約2 min，速度比手工過程的平均時間要快。spine assist系統是以色列mazor公司在2002年推出的一種mars商品化產品，是專門用于脊柱手術的微型機器人，主要進行椎弓根螺釘手術和經椎板關節突關節螺釘固定手術(圖4)，該系統采用了微型化的并聯機器人結構，機械本體的體積顯著縮小，可以直接安裝在骨骼上，定位精度達到1.7 mm以內。該系統可以幫助醫生確定手術儀器和植入物的精確位置、可縮短手術時間、提高手術精確度，從而使脊柱內固定手術中因植入物位置不當而造成的醫源性損傷的風險降低到最低。在進行手術時，通過專用的夾鉗固定實現機器人和患者骨骼的相對位置固定。將術前規劃導入系統的工作站，再采集2張正、側位的x線圖像，術前規劃的結果會自動集成到術中的x線圖像上。機器人就會自動運動到規劃的位置上，醫生可以通過機器人上的導航臂，按照規劃的位置和姿態完成手術。

     

另一個新的方法是開發固定在骨骼上的小型機器人，具有較少的自由度(一般為2個)，用于對全膝關節置換手術(tka)手術中導引工具的定位。相應的例子有praxiteles，galileo、gp系統。通常這些機器人與商業化的導航系統一起工作。2005年法國praximmedivision公司開發了praxiteles系統［9］(圖5)，主要用于tka。praxiteles安裝在遠端股骨上對圍繞遠端股骨的導鋸器定位。praxiteles同導航系統集成在一起，導航系統提供tka手術的無圖像導航。

小型機器人的概念由手持式的機器人發揮到了極限。這類機器人不直接進行骨骼切削，而是通過醫生的手工進行，是半主動的。這些機器人的例子有itd、pfs。itd是一款六軸并聯機器人，用于對手的顫動和解剖物的運動進行補償。他采用了光學跟蹤系統來測量目標位置。2004年美國卡內基梅隆大學和西賓夕法尼亞州醫院聯合開發了pfs［10］(precision freehand sculptor)(圖6)，該系統由手持工具、跟蹤系統和顯示器組成，跟蹤系統監視手持切削工具的位置，計算機提供刀具位于期望切削區的可視化顯示。

   

盡管近年來對緊湊型機器人的研究興趣高漲，大型外科機器人的研究并沒有停止。2004年，東京大學研制了一款重達900 kg的9軸機器人系統［11］，用于tka手術。2005年法國medtech、zimmer公司研制一個安裝在輪式推車上的小型六軸機器人brigit系統［12］，該系統用于高位脛骨截骨術(hto)，也可以用于tha、tka手術。另外在機器人結構形式上出現了串并混連結構的矯形外科機器人系統。串并混連結構可將串聯結構和并聯結構的優點集中在一起。2007年，意大利的stefano bruni等［13］就采用串并混合結構的機器人應用于tka。其中機械本體采用串聯結構，加工頭采用并聯結構。

       

除了上述典型的矯形外科機器人系統外，國內研究機構把機器人技術應用于矯形外科也進行了不同的嘗試，根據國情自主開發了一些矯形外科機器人系統。

       

2004年，北京航空航天大學機器人所開發了一套雙平面機器人導航系統［14］，解決了經x線圖像導航機器人完成髓內釘的遠端孔鎖定手術的難題，該系統在北京積水潭醫院完成了首次接骨手術。2004年哈爾濱工業大學機器人研究所開發了一套基于x線圖像導航的機器人輔助骨科手術系統［15］。該系統引導1臺并聯機器人模仿長骨骨折復位手術中傳統臨床治療操作，通過牽引裝置進行斷骨復位，引導另1臺基于motoman工業機器人的串聯機器人引導醫生完成髓內釘鎖定。這個系統中的所有功能在臨床尸體樣本實驗中得以證明和實現。

2  矯形外科機器人系統的關鍵技術

       

通過上述典型系統的介紹可以看出，除去機器人主體部分外，矯形外科機器人系統主要有以下幾個組成：術前處理系統，包括醫療圖像獲取、處理及三維建模、手術規劃與仿真等模塊；術中干預系統，包括機械臂執行機構、手術目標三維模型與現實空間的配準、安全監控等模塊；術后評價系統，包括手術數據分析等模塊。因此其關鍵技術包括以下幾個方面［16～19］：

2.1  機器人結構設計

       

矯形外科機器人系統從早期的工業機器人平臺到目前的專用機器人，從早期的大型復雜結構到目前的小型模塊化結構，從早期的簡單定位功能到目前的多功能操作，從較多自由度發展到具有較少的自由度小型機器人系統和便攜式的機器人。小型化、專用化和模塊化的趨勢比較明顯。所以在研制矯形外科機器人時注意以下幾點：選擇合適的機構形式，串聯結構、并聯結構還是串并混合結構；小型化，結構緊湊，便于安裝和維修；根據實際要求可以選擇有動力或無動力，無動力一般用于手術導航或定位，同時具有較高的安全性；是否使用傳感器，為了增加手術安全，提高手術精度，一些位置傳感器、力傳感器等設計中要考慮，提供誤差補償和觸覺反饋信息；是否符合醫生的操作習慣；是否方便消毒，保證系統的安全性等。

2.2  醫學圖像三維建模

       

醫學圖像是手術的主要信息來源，尤其對基于圖像導航的矯形外科機器人系統是非常關鍵的問題。醫學影像三維重建就是研究由ct、mri等這些醫療成像設備獲取的二維影像序列構建組織或器官的三維幾何模型，并在計算機屏幕上“真實”繪制與顯示。逼真的三維幾何模型能夠為外科醫生進行手術模擬、手術導航、手術定位、制定手術方案提供客觀、準確、直觀、科學的信息。同時由于這些圖像信息具有準確性和可靠性，也被作為醫療機器人、特別是手術支援機器人的控制信息源。

2.3  手術仿真

       

矯形外科手術中常常需置入假體，確定最佳的假體形狀、置入位置和方向以及人體骨頭接觸面的切割是手術成功的關鍵。虛擬手術仿真系統可以預演手術的整個過程，使醫生可以事先發現手術中的問題，并幫助醫生合理、定量地制定手術方案，選擇最佳的手術路徑，減小手術損傷，減少對周圍健康組織的破壞。對提高定位精度、開展復雜的外科手術和提高手術成功率具有重要的意義。

2.4  術中配準

       

機器人輔助矯形外科手術，確定機器人末端手術器械和患者手術目標及其術前圖像的相對位置，通常是通過確立一些基準點來實現二者的配準。這些基準點通常是在骨頭里鉆入的—些小的金屬釘用做基準點。但是，這些在人體中人工加入的標志會給病人帶來額外的痛苦。配準的誤差是矯形外科機器人手術系統誤差的主要來源，所以必須解決好配準的精確與精度問題。因此術中配準的精度、速度，以及對病人帶不帶來創傷都是術中配準要研究的問題。

2.5  手術安全

       

醫療機器人是個復雜的系統，涉及許多交互的子系統，包括計算處理、傳感器，機構和人機交互接口。然而，醫療機器人在臨床應用中是直接同人進行交互的，安全問題不容忽視。一般要求機器人工作過程可控。必須確保不存在引起醫療機器人失控或者危及病人的故障因素。醫生也需對機器人系統的功能和缺陷清楚的了解。醫療機器人的研發、測試和維護中要仔細按照文件規定，嚴格遵守操作規程。消毒和生物適應性是醫療機器人特別要關注的問題。安全性問題較為復雜，目前還未能夠形成一個普遍承認的安全標準。

3  結  論

       

矯形外科醫用機器人技術已經展示出了自己的發展特色，正在發展成為一個新興的、前沿性的學術領域，帶動了多種技術學科的發展，已成為數字化醫療的未來重要發展方向。擁有新型的機器人構型、更靈活的手術操作方法、更適宜的醫用傳感器、更安全的機器人控制技術、更合理的手術操作規范等以此來提高系統安全性和臨床可接受度的矯形外科醫用機器人將是今后研發的重點。以傳感器技術、微機電技術為基礎，適應微創手術的發展需求，小型化、模塊化和智能化已成為未來一段時間內矯形外科醫用機器人技術發展的重要趨勢。

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第5篇

【關鍵詞】醫療信息 行業 發展策略

【Abstract】With the rapid development of information technology in the world and the deepening reform of China's medical and health work, As well as the Ministry of Health under the auspices of the national Golden-Meditech implementation of the project to make our hospital management information, the process of greatly accelerated, China's medical industry, information technology has also made great progress in recent years. However, as the people on the continuous improvement of medical quality requirements, Medical institutions, the need for patients to provide more humane, more reasonable service, Therefore, medical resources sharing and information transmission process simplification, The health sector office network and automation, To achieve a comprehensive information sharing is a general trend, More and more hospitals recognize that only through information technology, and gradually establish an information-based hospitals, In order to support the sustainable development of the hospital, thus greatly improving the overall efficiency and operational efficiency of hospitals.

引 言

醫院信息化的根本目的就是快捷全面地傳遞病人信息,為醫生診斷和醫院管理提供全方位服務,建立醫院信息數據倉庫,提供最大限度的醫療信息共享,因此全方位的醫療服務離不開計算機信息技術和現代醫學的全面結合,這也就是醫院的信息化管理。醫院是關乎生命的地方,因此,醫療行業的信息化也受到了社會的廣泛關注。

現階段我國醫院信息化的發展階段可以分為三個部分:第一階段,是醫院管理信息系統建設階段;第二階段,是醫院臨床信息系統建設階段;第三階段,是建設區域衛生信息系統階段。目前,我國醫療信息化建設在經歷短短幾年的發展之后,大部分二甲以上醫院已經完成了第一階段醫院管理信息系統的建設,近兩三年來已經逐漸開始了向第二階段醫院臨床信息化建設進行過渡,并且有一些醫院已經在臨床信息系統建設和探索中間積累了不少經驗,這是一個很大的進步。但是,目前臨床信息化的發展現狀,并不能讓人有太多的樂觀。

臨床管理信息系統(CIS)是整個醫院信息系統中非常重要的一個部分。它是相對面向管理的信息系統而言的,指以病人信息的采集、存儲、展現、處理為中心,為臨床醫護人員和醫技科室的醫療工作服務的信息系統。目前我國處于以財務為核心的醫院管理流程的計算機化(醫院管理信息系統建設)向以病人為中心的醫療信息化(臨床信息系統建設)過渡的關鍵時刻。臨床信息化的一個重要目標是,如何使醫療信息在盡可能大的范圍內以最有效的方式充分利用和整合,進而實現醫院之間、醫院與社區、醫療保險、衛生行政部門等的信息共享,以數據庫為中心實現病人信息的無紙化和無膠片化。今后醫療信息化建設的重點將不再是醫院管理的信息化,而是臨床管理的信息化。如何把信息技術真正應用到疾病的診斷和手術中去,從而在整個診療過程中有效分享和使用臨床和管理信息,是我們一個重要課題。

國際和國內的醫療信息行業專家一致認為,如果不能實現臨床管理的信息化,就不能算是真正地實現了醫療的信息化。那么,我國目前臨床管理信息化到底是存在哪些困難和問題使得臨床醫療信息化難以深入地進行呢?

第一,是資金上的困難。一個三級甲等醫院要建立起一個完整的CIS系統,需要至少幾百萬元甚至上千萬元的投資,而這些投資的絕大部分需要醫院自己籌集,因為目前國家的撥款只占衛生事業支出的10%左右,所以醫院的信息化基本上是自力更生,大多數醫院采取了邊積累邊建設的方式。有些醫院由于受到贏利的壓力,更愿意投資購買一些可以馬上產生效益的醫療設備,如CT機、麻醉機等,而不愿意在不能直接產生經濟效益的信息系統上投入巨資。

第二,是人才的問題。醫院信息化建設要得以迅速發展,必須有一批從事這一工作的專業技術人才。隨著醫院信息化建設的深入發展,現有的專業技術人才無論在數量還是質量上,都不能滿足需要。目前,我國醫院信息化過程中,既懂IT、又懂醫學以及醫院管理的復合型人才十分缺乏。更值得注意的是,醫院好不容易引進了這方面的復合人才,可由于體制的原因,這樣的人才在職稱評定及職位升遷方面卻不能享受優厚甚至只是正常的待遇,以至于人才的流失也很嚴重。

第三,由于醫療行業太過專業,而且業務流程十分繁瑣,醫療信息化本身的復雜程度非一般的其他行業所能比擬。到醫院看一次病,從掛號、就診、化驗、做CT到交費、拿藥,少說也需要十幾個流程,要住院所需要的流程就更多了;另一方面,治療不是一次性買賣,有的病人一住院就是十幾天甚至幾個月,每天都要吃藥打針,這就產生著各種各樣的信息,包括藥品的信息、化驗信息、X光圖像的信息等,從這個意義上說每個病人都在產生著海量的信息。除了每個人在產生著海量信息外,醫療行業還是惟一需要面對13億人口的行業,有的人可以不去銀行存款、可以不坐火車,但沒有人能保證自己不生病。這些都導致醫療信息化復雜程度的提高。

第四,是醫療信息化產品的問題。現有的HIS產品性能很難使用戶滿意,系統響應速度慢,用戶使用常常不得不進行長時間的等待;系統的可靠性和可用性存在問題,死鎖和宕機現象時有發生;系統占用的數據庫空間膨脹過快且導致系統性能下降;產品功能需要增加、擴充和提高,特別是涉及到臨床信息管理功能;產品應用軟件缺乏標準化,難以實現信息共享;用戶需求和設計變動太多,程序修改要求頻繁,而又不易修改;產品維護和技術支持的工作量過大, 企業疲于應付,又使成本居高不下;市場產品雷同,競爭激烈, 又幾乎是同水平、甚至低水平重復。這些情況都影響著醫療信息行業健康有序的發展。

目前國內醫療信息化應用的主要產品有:醫院信息管理系統(HIS)、臨床信息系統(CIS)、醫學影像信息系統(PACS)、檢驗信息系統(LIS)、放射信息系統(RIS)、ICU監護系統、健康查體系統、辦公自動化系統(OA)等。雖然我國大部分二甲以上醫院已經實施了相應的HIS系統,但是由于地域上的距離和網絡發展的不平衡性,各個醫療機構、甚至一個醫院內部的分院、門診部、社區衛生服務中心等網絡之間缺少互聯互通,各網絡的信息系統不能共享,造成網絡的割裂和醫療信息孤島。由于目前這些應用系統大多是不同的軟件廠商或者醫院內部工作組研制,各自相對獨立運行,缺乏統一的數據標準,每個產品有各自的應用目標和專門的信息格式,例如住院處(HIS)和檢驗科(LIS)之間的計算機系統是互不相干的兩個計算機應用系統。如果要連接起來互相通信,一般的做法是通過接口的方式實現,但是由于不同系統之間設計理念和設計方法的差異,導致數據標準不同,需要犧牲一些差異數據,所以,往往并不能做到完全的信息共享。

從技術角度來看醫院各個信息系統的應用集成是解決信息孤島的基本途徑,它可以分為四個層面:首先是數據層面的集成,共享或者合并來自于兩個或更多應用的數據,具體包括數據共享,數據轉化,數據遷移及數據復制等,這是實現信息共享最基本的需求,但仍涉及數據格式的轉換、數據冗余以及完整性的保持等諸多難題。而后是應用系統集成,使不同應用系統之間能夠相互調用信息;然后是用戶界面集成(界面重組),它將各個信息系統采集信息的信息使用一個相對統一的界面來替換,方便與用戶的交互。一般情況下,各個應用程序終端窗口的功能可以一對一地映射到一個基于瀏覽器的圖形用戶界面,面向用戶形成一個新的統一的表示層。最后是業務流程整合――優化原有的業務流程,并通過流程把所有應用、數據管理起來,使之貫穿眾多應用系統、數據、用戶和合作伙伴,這是最理想的層次。目前,國內的應用集成更多地處于數據層面的集成。

第五,是售后服務的問題。由于醫療信息化產品是一個維護性和發展性很強的系統,大多數醫院并不具備足夠的維護和升級發展能力,而軟件產品本身具有很強的應用特性,所以,軟件產品價值的一半以上都取決與售后服務質量。售后服務質量和軟件應用程度、系統的穩定性、安全息相關。從國內軟件業的發展來看,目前軟件行業的盈利重心已經逐步由一次易金額向長期維護服務金額讓渡。選擇一個合適的系統供應商已經成為醫院信息化成敗的關鍵。

據調查顯示,在我國現階段已建成HIS的醫院中,真正被有效利用的僅為60%左右,其余的使用效率不高,甚至是形同虛設。其中的原因之一,就是因為這些醫院的系統提供商缺乏醫療信息化項目實施和管理的經驗,售后服務的薄弱已經成為制約醫療信息化發展的一個瓶頸。

那么如何使我國醫療信息化健康穩步的發展呢?

醫療信息化發展的策略可以分為宏觀和微觀兩種。從宏觀上來看,需要進一步加快醫院信息化的種種規范和標準建設。

在醫療信息化標準建設問題上,我們要重視以下幾點:

第一:原則是盡量與國際標準接軌(如ICD-10、HL7、DICOM、ICPM、SNOMED等);

第二:積極推動現代化醫院的管理模式和工作流程改進;

第三:推動醫院臨床信息系統的建設;

第四:開展數字化醫院試點示范工作。因為數字化醫院不僅技術含量高、情況復雜,還會對醫院的管理理念、人才培育以及技術合作提出了很高的要求;

第五:加強人才培養和技術合作。

在微觀層面上需要關注的問題也很多,重點是需要遵循以下原則:

第一:進行不走形式的信息化規劃。西方現代管理思想中極其推崇計劃,滲透在其企業管理(如MBA課程)、項目管理(如PMBOK)、質量管理(如ISO9000)的點點滴滴中。目前很多單位根本就沒有信息化規劃,是那痛醫那,造成整體建設雜亂無章,還有許多單位的信息化規劃根本就是走形式的。而實際上,信息產業部的資料和一些單位的成功經驗表明,信息化規劃花費20%的投資將貢獻80%的信息化成功率。設計規劃要求醫院要把信息化的目標定位定準確,確定好在經過三年、五年的建設之后,醫院的信息系統達到什么樣的目標。如果沒有一個可實現的系統整體規劃,醫院的信息系統不可能有一個良好的發展。

第二:要開放思想,解決信息孤島問題。從某種意義上說,信息孤島是部門利益條塊分割的產物,一部分的信息孤島是可以用技術來解決的,還有一部分則必須用技術加利益協調來解決。我們知道,信息化建設中,還存在著一種其它行業都沒有的風險,這就是信息化的建設還是一項管理工程。這是因為,信息系統是新生產力的代表,它必然要求有新的生產關系與其相適應。應用整合、互聯互通甚至調整管理運作機制和業務流程,這些必然會觸及到某些部門或某部分人的利益,如果沒有用戶單位最高管理層的明確態度并輔以積極務實的利益協調,信息孤島必將層出不窮。我們可以預見,在行業信息化標準統一之后,醫療信息化會以更快捷更健康的步伐向前邁進。醫療信息資源是人類生命保障基礎的重要組成部分,我們一定要以醫療信息資源共享為基礎,避免使醫療信息成為某一醫院,甚至醫院內部小部門的“私有信息”,更好的服務于社會、服務于人民。沖出醫療信息孤島,實現醫療行業、政府管理部門、社會醫療信息資源的合理利用,這是是醫療信息技術發展的動力,也每個醫療信息工作者的目標和責任。

結 語

綜上所述,并且結合目前我國醫療信息化的發展形式,建設區域內統一的醫療信息平臺已經成為大勢所趨。統一的信息平臺可以通過建設覆蓋全醫院的信息化網絡、建立統一的信息標準和規范,制定統一的應用軟件間接口的標準格式,開發基于標準的應用軟件、中間件和接口,來把醫院的各種醫療信息和經濟信息納入到統一的信息化平臺中管理。解決不同的信息系統和產品之間很難實現智能互聯、資源共享、協同服務的問題,達到最大限度的信息和資源共享,以適應構筑全新的數字化醫院的需要。從發展策略的眼光來看它的優點主要有:

1.有助于建立統一數據標準,可以實現全院的醫療信息共享平臺,并且為下一步區域內醫療信息資源共享打好了堅實基礎。

2.建立統一數據接口,利于決策分析、數據統計,綜合上報。

3.可以把握大局,充分結合各種醫療信息資源和醫院情況,形成科學的醫療信息化解決方案,引導區域內醫療信息化健康茁壯的發展。

3.可以建立完善的本地化服務體系,售后服務健全完善,保證及時響應。