电子信息技术在医疗领域的应用和发展

现代电子技术在医疗领域中的应用和发展

20世纪以来，随着计算机科学和信息技术的数字化发展，现代电子技术在医学科技领域中得到广泛的应用、交叉、渗透、融合，形成了许多崭新的医学科技理念、方法、技术和手段，促使I临床医学、基础医学、预防医学、医学工程、医院管理和卫生管理等各方面学科知识和实际丁作都产生了质的飞跃。本文从医疗设备数字化、医疗诊治远程化两方面阐述现代电子技术在医疗领域中的应用和发展。

1 医疗设备数字化

医疗设备中最具代表性的数字化技术是：医学影像数字化技术；电生理参数检测与监护技术；临床检验数字化技术[1]。

1.1医学影像数字化技术

医学影像数字化技术主要是指医学影像以数字方式输出，直接利用计算机对影像数据快捷地进行存储、处理、传输和显示。目前比较成熟的医学影像数字化技术设备有：计算机断层扫描系统(CT)、多层螺旋CT(multislice spiral CT，MSCT)、磁共振成像(MRI)、正电子发射型计算机断层显像(positronemission computed tomography，PECT)、计算机放射摄影(computed radiography，CR)和数字放射摄影(digital radiography，DR)、数字减影血管造影(digital substractionangiography，DSA)等，为介入治疗、心脏搭桥手术等高科技治疗手段的应用提供了良好的发展平台。医学图像归档和通讯系统(picture archiving and communication system，PACS)是数字化医学影像系统的核心构架，是沟通医院影像设备和医生的桥梁，也是未来数字化医院的组成之一。随着计算机技术、网络技术以及数字成像技术的发展，PACS将成为影像科室的重要组成部分。

1．2电生理参数检测与监护技术

电生理技术是指以多种形式的能量刺激生物体，测量、记录和分析生物体发生的电现象(生物电)和生物体的电特性的技术。临床检测中的脑电图(EEG)、肌电图(EMG)、脑阻抗血流图(REG)等均是电生理参数检测技术的典型应用。1CU等监护室中的多导生理监护仪、24h动态监护仪、胎儿监护仪、睡眠监护仪等仪器

都是电生理监护技术的成熟产品。

1．3临床检验数字化技术

临床检验作为临床医学的一个分支在临床需求的推动下，是应用电子、信息、生物等学科的研究成果最多、发展最快的医学临床学科之一。如：血细胞分析仪，血液自动生化分析仪等。现代分子生物学义是研究生物大分子-核酸及其表达产物的结构、功能、遗传、调控、相瓦关系和相互作用，从分子水平上探讨生命现象的一门学科，其主要研究对象是核酸和蛋白质[2]。

2.医疗诊断治疗远程化

远程医疗是医疗信息网络化的核心内容，其目标包括建立远程医疗诊断系统、会诊系统、教育系统和以家庭病床为目的的远程病床监护系统[8]。远程医疗系统实际是远程通信技术、医疗保健技术和信息学技术的结合，这三大技术构成了远程医疗的支撑技术。

2．1远程医疗技术开展现状

目的远程诊治、远程会诊、远程咨询并不是陌生的词汇，它是指借助远程通信的途径实现对远程治疗对象的诊断、治疗、会诊和咨询的过程。诊断和治疗一直是医学的核心内容，因此远程诊治实际是远程医疗最重要的功能[9]。在特殊环境下，医护人员难于或无法在现场为患者提供诊断和治疗，如极地探险、航天、航海、交通事故现场等，此时可通过远程通信网络，把患者的病理信息传送给医疗中心的医生，医生根据患者的病情给出相应的诊断和治疗意见。其中远程会诊对传输的医学图像的质量要求较高，而远程会诊与远程咨询的主要区别在于前者一般为离线方式(非实时)，而后者为在线的实时运作。目前开展的远程咨询主要是病理咨询、影像咨询、社区诊所与中心医院间的诊治咨询等模式。远程监护是通过通信网络将患者端的生理信息和医学信号传送到监护中心进行分析，并给出诊断意见的一种远程医疗模式。远程监护的意义在于：对自理能力较差的患者实施远程监护，缩短医患距离，减少患者心理压力，在提高诊断的准确性、节省患者开支的同时也缓解医院的空间压力。

2．2远程医疗技术开展的进展

2．2．1远程手术

远程手术是指外科医生通过远程医疗通信设备在本地对一个遥远地方的患

者进行手术治疗。这一方式可在最短的时间内汇集外科专家共同攻克疑难手术，在一些微创外科手术中用更精密的仪器来代替人工操作以减小手术创伤，在放射性外科手术中对医生的健康加以保护，这些是人们目前共同关注的热点。世界上第一个远程手术试验已于1993年在意大利和美国之间成功地完成。在这次试验中，试验者对一个动物器官模型进行了成功的组织切片。远程手术作为工程科学和医药科学的结合提供了互相结合的平台，也为许多生活在遥远或者相对孤立环境中的患者提供了希望和机遇。通常情况下传统的遥控操作系统应用中最重要的问题是保证系统的稳定性；而对于柔软组织来说，机器人和环境之间力反馈的真实性也显得非常重要。在手术中，由于地域的隔离，外科医生会失去力的感觉和操作能力，而这些都是手术成功的必要条件。遥控操作系统就是为了恢复这些失去的能力而没计的。从遥控操作器到主操作器的直接力反馈能够增加操作的灵活度。与通常的遥控操作系统应用不同，远程手术任务要求非常高的灵活度和真实度，这是因为外科医生在很大程度上是依赖他们的运动力感觉和触觉以完成高精度的操作并检测隐藏的组织。在远程手术中就是对遥控操作系统的敏感度和系统性能的量化，这对于控制器的设计指标非常重要。目前用于远程手术的机器人产品主要有：(1)达芬奇机器人手术系统；(2)ZEUS宙斯外科机器人手术系统。远程机器人手术系统主要由控制台和操作臂两部分组成。控制台是机器人手术系统的核心，由计算机系统、手术操作监视器、机器人控制监视器、操作手柄和输入输出设备等组成。术者坐在控制台前，通过机器人控制监视器设定器械动作的幅度、张开角度的大小、器械闭合后锁定与否等，利用操作手柄进行手术操作。手术前需对操作臂活动范围进行设定。术者的手术操作转化为电信号，传导给机器人的操作臂，从而实现远程手术。远程机器人手术系统具有普通腔镜手术无法替代的优点：(1)可进行精细操作，计算机系统可将术者在操作台上易于完成的大幅度动作通过缩小传输到机器人双臂手柄上，并可将术者的动作进行高频波过滤，消除器械的抖动和震颤，使操作更平稳准确。(2)术者可坐在舒适的椅子上从容地进行手术操作，不易疲劳。(3)手术通常由术者1人就可以完成，有时仅需l位助手医师，帮助安装、更换手术器械，协助止血，术后卸载器械装置等，能有效节约人力资源[10-11]。实现远程手术其操作的核心技术是双向操作控制器的设计，这种设计在决定遥控操作系统的稳定性和性能方面起了主要的作用。