浅论计算机技术在医学中的应用
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【关键词】计算机；医学；应用 【Abstract】With the rapid development of Computer science and technology, it is widely applied in many fields, including the medical science. This paper which based on the application of computer science and technology in medical field analyzed the examples of how to use computer technology in medical research and revealed their achievement. Meanwhile, it discussed the future of how to combined these two subject together and get the further progress. 【Keywords】computer technology；medical science；application
环网交换机主要采用 SCALANCE X414-3E 交换机， 支持三层交 换和 VLAN 划分。 登录交换机后，首先建立 VLAN，并为每个 VLAN 划 分端口，然后启用 OSPF 路由协议，最后为每个 VLAN 建立一个 子 网 ， 并发布子网。 至此，环网交换机配置完成，重启交换机后，可查看每台 交换机上的路由表，以检查网络连接状态是否正常。 在配置交换机时 需要主要：交换 机 与 IP 设 备 的 连 接 端 口 设 为 “U”，交 换 机 与 交 换 机 连 接 端 口 设 为 “M ”， 而 “F ”为 禁 用 。
833
科技信息
○IT 技术论坛○
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
2008 年 第 35 期
域和使用功能接入相应子网交换机或就近接入工业以太网交换机。 工艺段控制 器 S7-400/S7-300，现 场 操 作 站 通 过 工 业 双 绞 线 接 入
主干网交换机，单机电控系统接入主干网交换机或子网交换机。 分布 I/O ET200S PN 通 过 工 业 双 绞 线 接 入 各 控 制 段 子 网 交 换 机 ，ET200S PN 集成了一个两口的交换机， 因此，ET200 PN 可采用类似于总线的 交换机级联方式通过工业双绞线连接。 在网络节点集中或超出网线长 度限制的区域， 增设远端交换机 SCALANCE X-200 以减少网络电缆 的敷设。 单机设备如切丝机、电子秤、分拣机等，也通过工业双绞线接 入就近的区域交换机。
干、多饮、多食、多尿等症状，则决策系统提醒医生注意排除该患者是 否为糖尿病患者的可能。
（2）决 策 系 统 与 医 学 知 识 库 的 连 接 能 够 帮 助 医 生 解 决 医 疗 诊 断 问 题。 由于临床工作的复杂性，医生在诊疗过程中需要大量知识和信息 的支持以辅助决策，决策系统可以通过网络与医学知识数据库建立连 接，为专项医学问题提供案例参考和解决建议。
科技信息
○科教前沿○
SCIENCE & TEHale Waihona Puke HNOLOGY INFORMATION
2008 年 第 35 期
浅论计算机技术在医学中的应用
邓欢 （泸州医学院生物医学工程系 四川 沪州 646000）
【摘 要】当今世界，计算机技术已经深入到各个领域，得到广泛的应用，其中在医学领域的应用对医学的发展起到了重要作用。 本文从计 算机在医学应用的现状出发 ，分析了目前计算机技术在医学中的应用实例 ，展示计算机与医学的结合成果 。 本文还对计算机与医学结合未来发 展趋势作出展望，指明了今后的研究方向。
（3）决策系统能够及时将患者的药物过敏史 、药物间的相互作用、 药物与疾病的联系反馈给医生，帮助医生更好的录入医嘱。
4.医学信息资源的检索 计算机网络的发展让资源的共享变得可 能，同时也为资源的检索提供高效的服务。 目前在许多国家和地区都 建立起了医学数据库，例如 PubMed、CBM、EBSC、MMDB 等，其收录的 医学资源范围广，年代跨度大，数据形式规范，检索方便，资源的形式 多样，以文字、声音、图片、视频等形式多方面展示信息。
二、计算机在医学领域应用的展望 虽然目前人类的科学知识是有限的，但我们可以看到，在未来，计 算机和医学结合，必将产生更多更有价值、更高效的应用。 1.生物芯片 生物芯片的概念产生于计算机芯片，是 指 采 用 光 导 原位合成或微量点样等方法，将大量生物大分子，如核酸片段、多肽分 子等有序地固化于硅片、聚丙烯酰胺凝胶等载体的表面，组成密集二 维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中的靶分子杂交，通过特 定的仪器检测分析，从而得到靶分子的数量。 生物芯片在临床疾病诊 断、新药研发、环境监测等领域有着广泛的应用前景。 目前， 基因芯片、DNA 芯片等生物芯片已 经 问 世 并 投 入 使 用 ，但 生物芯片技术有待进一步提高和推广。 2.远 程 医 学 20 世 纪 90 年 代 中 期 ，美 国 远 程 医 学 学 会 和 美 国 国 防部卫生事务处就对远程医学作了明确定义：“远程医学是以计算机 技术、卫星通信技术、遥感、遥测和遥控技术、全息摄影技术、电子技术 等高新技术为依托，充分发挥大医院或者专科医疗中心的医疗技术和 设备优势，对医疗条件较差的边远地区、海岛或舰船上的伤病员进行 远距离诊断、治疗或提供医疗咨询。 ”远程医学可以超越地域空间，让 医疗服务者与被服务对象分处两地成为可能。 其实远程医学早在 20 世纪 60 年代就发展起来了，现在的电子计 算机技术让其服务面更广，服务质量更精。 建设在计算机网络基础上 的远程医疗网可以便于不同地区的医生对患者病情会诊，更精确的制 定治疗方案；广大边远地区的患者可以获得平等的治疗机会，不需要 长途跋涉就能咨询专家；另外，远程医疗还能让远程家庭监护成为现 实。 目前，结合计算机网络技术、虚拟现实技术和机器人技术而产生 的远程外科手术技术被越来越多的医院关注。 外科医生通过远程手术 技术，能够对千里之外的患者实施远程手术治疗。 医生根据远程现场 传递回来的患者动态视频和图象， 通过计算机进行虚拟手术操作，其 操作动作会立即转化为数字操作指令回传到远程医院的手术现场，而 在手术现场安置的机器人手臂能根据操作指令精确的控制使用手术 器械完成各科手术操作步骤。 远程手术技术对计算机网络的构造、速 度和计算机图形学、计算机视觉以及机器人技术的要求非常高，但一 旦其技术成熟且推广起来，将大大的提高医疗质量。 （下转第 855 页）
3．组 态 网 络 通 讯
由于制丝车间设备数量多，网络庞大，为了预防网络广播风暴，便 于管理，需要多网络进行 VLAN 划分，根据网络连接及设备分布情况， 我 们 以 环 网 交 换 机 为 基 础 ， 将 整 个 网 络 划 分 为 13 个 VLAN， 其 中 VLAN1 用 于 管 理 ，VLAN150 用 于 环 网 交 换 机 之 间 的 通 讯 ，VLAN100 用于集控计算 机 、服 务 器 等 网 络 设 备 ，其 它 VLAN 则 用 于 现 场 网 络 设 备。 为了 VLAN 间通讯，还需要配置 VLAN 间路由功能。
随着计算机技术的飞速发展，其应用范围也越来越广，深入到了 科学计算、信息处理、人工智能和计算机通信等各个方面。 而近年来， 计算机技术在医学中的应用成为热点研究领域，受到广泛关注。 本文 讨论了计算机在医学各个方面的应用，分析其实际价值，并对未来的 趋势作出预测。
一、计算机技术在医学应用中的现状 1.医院信息系统(Hospital Information System,HIS) 医院是运用各 种诊疗技术为患者提供疾病预防及治疗的场所，同时需要不断提高其 科研水平，推动医疗技术的发展。 在此过程中，有大量的临床原始数据 需要及时处理和分析，为进一步工作提供依据，这就需要提高医院的 管理水平。 现代化的医院信息系统利用计算机软件和网络技术，对医 院各个部门的数据进行有效的收集、加工、存储和维护，为医院提供科 学的、高效的管理。 在 HIS 的构造过程中， 计算机网络技术可以为其提供组网支持， 将地理上分散的医院计算机组成一个可以信息共享的整体；数据库技 术可以提供医院数据的存储服务；数据仓库和数据挖掘技术可以从数 据库中提取出有用的信息，并加以分析，为决策者提供决策支持。 2.电子病历(Electronic Medical Record,EMR) 病历是记载患者 疾 病和健康状况的档案，可以为医生提供治疗的依据，也可以作为医疗 人员之间交流的一项重要文件。 传统的病历是采用纸质手写的方法， 主要有以下的缺点： （1）医生的书写习惯影响病历的质量。 传统病历需要医生用笔书 写，会受到很多主观因素的影响； （2）保存和查找不便。 传统病历是纸质结构，该存储介质易受到损 坏，不易保存，且查找和存取非常麻烦； （3）不易实现共享。 传统病历不能由多个人同时借阅。 若某位患者 的病情需要不同两地的医生同时会诊，在此之前还需将病历的拷贝送 到各地医生手中，会浪费大量的时间和精力。 依靠计算机技术发展起来的电子病历可以很好的解决以上问题。 电子病历又被称为基于计算机的患者记录， 它是用电子设备输入、保 存、处理数字化的患者医疗记录，以取代传统的纸质病历。 其主要特点 在于： （1）保存方便。 对于患者，电子病历只用一张小小的存储卡就能容 纳，对于医院，电子病历可以存放在计算机海量的存储空间中，既便于 保存，又便于携带； （2） 使用方便。 医务人员可以利用电子病历系统方便的存储、获 取、检索患者信息，并能在此基础上广泛开展科学研究，大大减轻工作 量； （3）共享方便。 在计算机网络的支持下，各个医院对同一患者的诊 治情况可以通过电子病历共享，方便医生对患者病情的讨论和研究。 3.临床支持决策系统 决策是指根据现有的信息，从 多 种 行 动 方 案中选择最符合要求的一种。 科学的决策方法能够帮助医生作出恰当 的诊断，从而选择合适的治疗方案。 基于计算机的决策系统能利用收 集到的临床数据和医学知识，为临床决策提供帮助。 （1）决 策 系 统 可 以 预 先 录 入 医 学 数 据 正 常 值 范 围 ，从 而 向 医 生 对 可能出现的问题作出提醒。 例如在监测某患者临床症状时，发现有口
PLC 和 PLC 之间的通讯采用 CBA 的通讯模式，配置步骤如下： (1) 在 硬 件 组 态 中 ， 设 置 CP443 -1 的 属 性 ， 勾 上 CBA Communication 选项； (2) 在 硬 件 组 态 中 ， 设 置 PROFINET-IO-System 的 属 性 ， 修 改 Name，注意：Name 的名字必须设为不同，否则出错； (3) 在 硬 件 组 态 中 ， 设 置 PROFINET-IO-System 的 属 性 ， 选 择 Communication Component 的 比 例 ，一 般 选 87.5% ， 即 把 网 络 的 12.5% 分配给 CBA 通讯； (4)创建 PROFINET Interface； (5) 在 PROFINET Interface 中 ， 创 建 CBA 通 信 的 数 据 块 ， 修 改 Function 的名字，注意：Function 的名字必须设为不同，否则出错； (6) 在 PROFINET Interface 中 ， 设 置 通 信 数 据 块 的 PN_Input 和 PN_Output 的接口；
子 网 交 换 机 不 需 要 路 由 功 能 ，所 以 不 需 设 置 VLAN，只 需 设 置 一 个管理 IP，以便远程管理使用。
配置完网络后，接下来就需要组态 PLC 以 实 现 PROFINET 通 讯 ， PLC 与 控 制 单 元 之 间 的 通 讯 ，对 实 时 性 要 求 较 高 ，采 用 PROFINET 实 时通讯（RT），利用 STEP7 组态软件配置 PROFINET IO，其组态方法与 Profibus-DP 类似。
环网交换机主要采用 SCALANCE X414-3E 交换机， 支持三层交 换和 VLAN 划分。 登录交换机后，首先建立 VLAN，并为每个 VLAN 划 分端口，然后启用 OSPF 路由协议，最后为每个 VLAN 建立一个 子 网 ， 并发布子网。 至此，环网交换机配置完成，重启交换机后，可查看每台 交换机上的路由表，以检查网络连接状态是否正常。 在配置交换机时 需要主要：交换 机 与 IP 设 备 的 连 接 端 口 设 为 “U”，交 换 机 与 交 换 机 连 接 端 口 设 为 “M ”， 而 “F ”为 禁 用 。
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域和使用功能接入相应子网交换机或就近接入工业以太网交换机。 工艺段控制 器 S7-400/S7-300，现 场 操 作 站 通 过 工 业 双 绞 线 接 入
主干网交换机，单机电控系统接入主干网交换机或子网交换机。 分布 I/O ET200S PN 通 过 工 业 双 绞 线 接 入 各 控 制 段 子 网 交 换 机 ，ET200S PN 集成了一个两口的交换机， 因此，ET200 PN 可采用类似于总线的 交换机级联方式通过工业双绞线连接。 在网络节点集中或超出网线长 度限制的区域， 增设远端交换机 SCALANCE X-200 以减少网络电缆 的敷设。 单机设备如切丝机、电子秤、分拣机等，也通过工业双绞线接 入就近的区域交换机。
干、多饮、多食、多尿等症状，则决策系统提醒医生注意排除该患者是 否为糖尿病患者的可能。
（2）决 策 系 统 与 医 学 知 识 库 的 连 接 能 够 帮 助 医 生 解 决 医 疗 诊 断 问 题。 由于临床工作的复杂性，医生在诊疗过程中需要大量知识和信息 的支持以辅助决策，决策系统可以通过网络与医学知识数据库建立连 接，为专项医学问题提供案例参考和解决建议。
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○科教前沿○
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2008 年 第 35 期
浅论计算机技术在医学中的应用
邓欢 （泸州医学院生物医学工程系 四川 沪州 646000）
【摘 要】当今世界，计算机技术已经深入到各个领域，得到广泛的应用，其中在医学领域的应用对医学的发展起到了重要作用。 本文从计 算机在医学应用的现状出发 ，分析了目前计算机技术在医学中的应用实例 ，展示计算机与医学的结合成果 。 本文还对计算机与医学结合未来发 展趋势作出展望，指明了今后的研究方向。
（3）决策系统能够及时将患者的药物过敏史 、药物间的相互作用、 药物与疾病的联系反馈给医生，帮助医生更好的录入医嘱。
4.医学信息资源的检索 计算机网络的发展让资源的共享变得可 能，同时也为资源的检索提供高效的服务。 目前在许多国家和地区都 建立起了医学数据库，例如 PubMed、CBM、EBSC、MMDB 等，其收录的 医学资源范围广，年代跨度大，数据形式规范，检索方便，资源的形式 多样，以文字、声音、图片、视频等形式多方面展示信息。
二、计算机在医学领域应用的展望 虽然目前人类的科学知识是有限的，但我们可以看到，在未来，计 算机和医学结合，必将产生更多更有价值、更高效的应用。 1.生物芯片 生物芯片的概念产生于计算机芯片，是 指 采 用 光 导 原位合成或微量点样等方法，将大量生物大分子，如核酸片段、多肽分 子等有序地固化于硅片、聚丙烯酰胺凝胶等载体的表面，组成密集二 维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中的靶分子杂交，通过特 定的仪器检测分析，从而得到靶分子的数量。 生物芯片在临床疾病诊 断、新药研发、环境监测等领域有着广泛的应用前景。 目前， 基因芯片、DNA 芯片等生物芯片已 经 问 世 并 投 入 使 用 ，但 生物芯片技术有待进一步提高和推广。 2.远 程 医 学 20 世 纪 90 年 代 中 期 ，美 国 远 程 医 学 学 会 和 美 国 国 防部卫生事务处就对远程医学作了明确定义：“远程医学是以计算机 技术、卫星通信技术、遥感、遥测和遥控技术、全息摄影技术、电子技术 等高新技术为依托，充分发挥大医院或者专科医疗中心的医疗技术和 设备优势，对医疗条件较差的边远地区、海岛或舰船上的伤病员进行 远距离诊断、治疗或提供医疗咨询。 ”远程医学可以超越地域空间，让 医疗服务者与被服务对象分处两地成为可能。 其实远程医学早在 20 世纪 60 年代就发展起来了，现在的电子计 算机技术让其服务面更广，服务质量更精。 建设在计算机网络基础上 的远程医疗网可以便于不同地区的医生对患者病情会诊，更精确的制 定治疗方案；广大边远地区的患者可以获得平等的治疗机会，不需要 长途跋涉就能咨询专家；另外，远程医疗还能让远程家庭监护成为现 实。 目前，结合计算机网络技术、虚拟现实技术和机器人技术而产生 的远程外科手术技术被越来越多的医院关注。 外科医生通过远程手术 技术，能够对千里之外的患者实施远程手术治疗。 医生根据远程现场 传递回来的患者动态视频和图象， 通过计算机进行虚拟手术操作，其 操作动作会立即转化为数字操作指令回传到远程医院的手术现场，而 在手术现场安置的机器人手臂能根据操作指令精确的控制使用手术 器械完成各科手术操作步骤。 远程手术技术对计算机网络的构造、速 度和计算机图形学、计算机视觉以及机器人技术的要求非常高，但一 旦其技术成熟且推广起来，将大大的提高医疗质量。 （下转第 855 页）
3．组 态 网 络 通 讯
由于制丝车间设备数量多，网络庞大，为了预防网络广播风暴，便 于管理，需要多网络进行 VLAN 划分，根据网络连接及设备分布情况， 我 们 以 环 网 交 换 机 为 基 础 ， 将 整 个 网 络 划 分 为 13 个 VLAN， 其 中 VLAN1 用 于 管 理 ，VLAN150 用 于 环 网 交 换 机 之 间 的 通 讯 ，VLAN100 用于集控计算 机 、服 务 器 等 网 络 设 备 ，其 它 VLAN 则 用 于 现 场 网 络 设 备。 为了 VLAN 间通讯，还需要配置 VLAN 间路由功能。
随着计算机技术的飞速发展，其应用范围也越来越广，深入到了 科学计算、信息处理、人工智能和计算机通信等各个方面。 而近年来， 计算机技术在医学中的应用成为热点研究领域，受到广泛关注。 本文 讨论了计算机在医学各个方面的应用，分析其实际价值，并对未来的 趋势作出预测。
一、计算机技术在医学应用中的现状 1.医院信息系统(Hospital Information System,HIS) 医院是运用各 种诊疗技术为患者提供疾病预防及治疗的场所，同时需要不断提高其 科研水平，推动医疗技术的发展。 在此过程中，有大量的临床原始数据 需要及时处理和分析，为进一步工作提供依据，这就需要提高医院的 管理水平。 现代化的医院信息系统利用计算机软件和网络技术，对医 院各个部门的数据进行有效的收集、加工、存储和维护，为医院提供科 学的、高效的管理。 在 HIS 的构造过程中， 计算机网络技术可以为其提供组网支持， 将地理上分散的医院计算机组成一个可以信息共享的整体；数据库技 术可以提供医院数据的存储服务；数据仓库和数据挖掘技术可以从数 据库中提取出有用的信息，并加以分析，为决策者提供决策支持。 2.电子病历(Electronic Medical Record,EMR) 病历是记载患者 疾 病和健康状况的档案，可以为医生提供治疗的依据，也可以作为医疗 人员之间交流的一项重要文件。 传统的病历是采用纸质手写的方法， 主要有以下的缺点： （1）医生的书写习惯影响病历的质量。 传统病历需要医生用笔书 写，会受到很多主观因素的影响； （2）保存和查找不便。 传统病历是纸质结构，该存储介质易受到损 坏，不易保存，且查找和存取非常麻烦； （3）不易实现共享。 传统病历不能由多个人同时借阅。 若某位患者 的病情需要不同两地的医生同时会诊，在此之前还需将病历的拷贝送 到各地医生手中，会浪费大量的时间和精力。 依靠计算机技术发展起来的电子病历可以很好的解决以上问题。 电子病历又被称为基于计算机的患者记录， 它是用电子设备输入、保 存、处理数字化的患者医疗记录，以取代传统的纸质病历。 其主要特点 在于： （1）保存方便。 对于患者，电子病历只用一张小小的存储卡就能容 纳，对于医院，电子病历可以存放在计算机海量的存储空间中，既便于 保存，又便于携带； （2） 使用方便。 医务人员可以利用电子病历系统方便的存储、获 取、检索患者信息，并能在此基础上广泛开展科学研究，大大减轻工作 量； （3）共享方便。 在计算机网络的支持下，各个医院对同一患者的诊 治情况可以通过电子病历共享，方便医生对患者病情的讨论和研究。 3.临床支持决策系统 决策是指根据现有的信息，从 多 种 行 动 方 案中选择最符合要求的一种。 科学的决策方法能够帮助医生作出恰当 的诊断，从而选择合适的治疗方案。 基于计算机的决策系统能利用收 集到的临床数据和医学知识，为临床决策提供帮助。 （1）决 策 系 统 可 以 预 先 录 入 医 学 数 据 正 常 值 范 围 ，从 而 向 医 生 对 可能出现的问题作出提醒。 例如在监测某患者临床症状时，发现有口
PLC 和 PLC 之间的通讯采用 CBA 的通讯模式，配置步骤如下： (1) 在 硬 件 组 态 中 ， 设 置 CP443 -1 的 属 性 ， 勾 上 CBA Communication 选项； (2) 在 硬 件 组 态 中 ， 设 置 PROFINET-IO-System 的 属 性 ， 修 改 Name，注意：Name 的名字必须设为不同，否则出错； (3) 在 硬 件 组 态 中 ， 设 置 PROFINET-IO-System 的 属 性 ， 选 择 Communication Component 的 比 例 ，一 般 选 87.5% ， 即 把 网 络 的 12.5% 分配给 CBA 通讯； (4)创建 PROFINET Interface； (5) 在 PROFINET Interface 中 ， 创 建 CBA 通 信 的 数 据 块 ， 修 改 Function 的名字，注意：Function 的名字必须设为不同，否则出错； (6) 在 PROFINET Interface 中 ， 设 置 通 信 数 据 块 的 PN_Input 和 PN_Output 的接口；
子 网 交 换 机 不 需 要 路 由 功 能 ，所 以 不 需 设 置 VLAN，只 需 设 置 一 个管理 IP，以便远程管理使用。
配置完网络后，接下来就需要组态 PLC 以 实 现 PROFINET 通 讯 ， PLC 与 控 制 单 元 之 间 的 通 讯 ，对 实 时 性 要 求 较 高 ，采 用 PROFINET 实 时通讯（RT），利用 STEP7 组态软件配置 PROFINET IO，其组态方法与 Profibus-DP 类似。