远程医疗浅析
作者：艾育华 方少元 孙季丰
单位：艾育华(广州华南理工大学电子与通信工程系 510641；广州南方医院信息科网络中心(aiyuhua@263.net) 510515)；方少元 孙季丰(广州华南理工大学电子与通信工程系 510641)
关键词：远程医疗；通信网络；应用分类
北京生物医学工程000414 摘 要 远程医疗作为综合医学、通信、计算机工程、信息学和人工智能等学科的边缘科学正在世界各地兴起，文中探讨了远程医疗的定义，对远程医疗的应用、网络构成以及其应用分类进行了分析。
0 引 言
远程医疗(telemedicine)自50年代末在美国开始出现，其后在美国国家航空航天局(NASA)、美国国防部(DOD)的积极推动下，使远程医疗的应用和研究得以深入；随着80年代以来，电子、通信、计算机等相关技术的飞速发展，极大地促进了远程医疗的发展；进入90年代，由于互联网在世界范围内的广泛应用，远程医疗更是发展迅猛。
, 百拇医药
远程医疗在北美、欧洲、日本以及其他一些国家，得到政府、企业、私人的有力支持，如美国政府就拟1996～2000年投入150亿美元进行远程医疗的研究开发工作，欧洲、日本也有类似计划；90年代左右，国内通过介绍国外远程医疗成果和与国外合作开始了这方面的研究及应用，同时卫生部与美国STM卫星公司等国内外大企业合作积极推动“金卫”网的建立，远程医疗在我国正方兴未艾，发展潜力巨大[1～5]。
1 远程医疗的定义
远程医疗一般认为是用现代通信手段提供医疗信息和服务。根据这个定义，一个患者给他的医生打电话询问有关病情，可以认为是一次远程医疗事例；目前许多电台开播的健康栏目，请有关医务人员介绍一些医疗知识，也可以认为是远程医疗事例。
不过我们认为，上述情况至多是低层次的远程医疗。因为首先它们是非正式的，这就是说它们的形式没有严格的操作规范，没有相关条例约束，易受外界因素干挠(如商业因素)，不受法律保护，所以其传递的信息是不可靠的；其次，它们传递的信息是非常有限的，无法传递准确的医学图像和生理电信号等信息，所以绝大多数无法作出正确的诊断和治疗。
, 百拇医药
因此，我们对远程医疗做进一步的定义：远程医疗是指利用现代通信手段，为医护人员之间、医护人员和居民用户之间，提供值得信赖的医学信息和服务以提高医疗质量和水平，而不论信息和服务发生地点和医疗方式。
2 远程医疗的应用及其网络构成
(1)远程医疗的应用包括医护人员通过远程医疗系统与远方同行学术交流，或为居民和患者提供医疗帮助(图1)。如目前国内外许多医学网站提供远程医疗资料的共享、为患者提供在线医疗服务，包括预约门诊、医学咨询、心理辅导等等；清华大学白净教授领导研究的社区医生助手系统，使医院能够通过电话线远程获取社区居民的各项生理信息，从而可以对患者进行远程监护[6]；随着现在多媒体通信网的发展，有线电视网由于其使用的广泛性和高带宽，高质量的远程医疗服务将可能很快通过有线电视网进入千家万户。
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图1 医学交流和医疗帮助
(2)异地医学专家通过远程医疗系统组织视频会议对罕见或重大病例进行会诊(图2)。如1998年12月，美国佛蒙特州州立大学医学院等几家医疗机构和越南河内通过国际ISDN线路，实现远程医疗的连接，进行了心脏手术演示，并计划与河内三家医院以及河内医学院建立连接；1998年9月，广州中山医科大学第一附属医院通过ATM交换技术，向北京展览馆十五大代表现场直播胸外科手术，获得成功[4，7]。
图2 专家会诊和手术演示等
(3)后方医疗专家组通过远程医疗系统的无线通信对特殊场合(远洋舰艇、飞机等)、特殊地域(如战场、灾区、监狱)的医疗小组进行技术支持和帮助(图3)。如1999年6月在南极洲美国Amundsen-Scott考察站上唯一的女医生(47岁)发现自己胸部有一肿块，无法判断其是良性还是恶性，同时由于南极特殊的环境，考察队要在十月才能撤出，因此美国国家科学基金会通过空军的一架C-141飞机将必要的医疗器械和远程医疗设施空投到考察站，这位医生在美国本土专家的指导下，用这些设备对自己进行肿块病理组织活检，并将肿块细胞的数字图像发送回美国，由医学专家们帮助诊断和制定下一步措施[8]。
, http://www.100md.com
图3 特殊地域医疗帮助
(4)远程医疗系统所依赖的通信网络包括目前的电信网、现在兴起的互联网(internet)、不久将用于多媒体通信的有线电视网，以及特殊部门(如铁道部、卫生部、军队)的专网。
目前远程医疗常用到的有：(1)租用电信网的DDN(digital data network)线路，如美国俄克拉荷马州远程医疗系统就是通过租用T1信道在1995年将全州54家医疗机构联网，以及美国军队的医疗诊断图像支持系统也是通过T1信道来实现美国国内和海外军事基地医院的互联；(2)利用宽带综合业务数字网(B-ISDN)，可获得155.52Mbit/s以上的传输速率，如广州电信局与中山医科大学、邮电管理局合作，利用ATM技术、会议电视和高速局域网分别为北京和深圳做了现场手术演示；(3)而随着INTERNET的迅速发展，利用INTERNET提供的远程医疗服务也越来越多，国内现在不少大型网站提供网上预约门诊(如北京在线http://www.263.net)，和一些医院也通过建立自己的网站提供网上健康咨询等服务(如新健康网络http://www.newhealth.com.cn)等；(4)同时，由于有线电视网络广泛普及入户，而同轴铜缆具有较高带宽，国外研究表明，在HFC网络上用Cable Modem进行双向通信，其数据上行速率为10Mbps，下行速率为30Mbps，同时中国工程物理研究所1997年在四川完成10Mbps/PAL频道的高速电视信息系统的实验，拨号上网码速率可达3Mbps，所以利用有线电视网传送信息将很快应用到远程医疗领域[9]。
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3 远程医疗分类
(1)远程医疗系统从时间的角度，可分为实时和非实时两类。
非实时远程医疗系统技术上讲主要是存储(store)和发送(forward)两项技术。存储是指将获取的医疗信息(如放射影像、病理图像、生理电信号、生化数据等)或诊疗资料以合适的格式保存在数据库内或文件形式：发送则指将这些信息或资料通过合理的方式(如HTTP、FTP等)传送到目的地。非实时远程医疗系统适用于非紧急情况下，两地医护人员进行技术交流；居民用户获得医疗机构的健康指导等等。其优点是费用较低廉。
实时远程医疗系统指医护人员间或居民用户与医护人员通过文字、语音、图像实时进行交流。目前通过文字、语言、静止图像的实时交互实现较易，而视频图像交互由于受限于网络带宽和费用还未广泛使用。实时远程医疗系统主要适用于异地专家通过视频会议方式对罕见或重大病例进行会诊；急救情况异地专家提供指导、医院本部提供相关医疗信息(如患者血型、禁用药等)。实时远程医疗系统的特点在于其实时交互性(real-time interactive)，但使用费用相对较贵。
, 百拇医药
(2)远程医疗从应用角度可分为远程医学教育、远程放射学(teleradiology)、远程皮肤病学(teledermatology)、远程病理学(telepathology)、远程心脏病学(telecardiology)、远程肿瘤学(teleoncllegy)、远程口腔学(teledentistry)、远程眼科学(teleophthalmology)、远程家庭健康护理(telehome health care)、远程急救学(emergency telemedicine)、远程手术(telesurgery)和远程精神病学(telepsychiatry)等等。
从传送的信息看，远程教育主要是文字、图像(多采用非实时远程医疗系统)，当然如果是手术演示，则需实时视频会议系统；远程放射学主要是灰度静止二维图像(X光片)或图像序列(CT、MRI)；远程皮肤学和远程病理学主要是彩色静止二维图像；远程口腔学和远程眼科学主要是放射图像和彩色二维图像、远程心脏病学主要是超声图像、心电信号；远程家庭健康护理主要是生理数据(如体温、血压、血氧饱和度、脉博等)和生理电信号(如心电、脑电等)；远程肿瘤学主要是放射、病理、皮肤等方面的信息；远程手术主要是手术指令、视频信号、放射图像、反馈信息等；远程精神病学则主要是通过视频和语音信息与患者交流[10，11]。
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4 后 记
随着远程医疗广泛研究和应用，相关技术的研究和发展至关重要。由于远程医疗中图像的保存和传送占据重要的地位，要求对医学图像使用统一的标准，因此国际上致力于DICOM标准的制定[12]；而由于远程医疗中数据的传输量巨大，只有多媒体通信技术的发展才可为远程医疗拓宽“道路”；同时远程医疗的周边设施和技术(如家用监护设备、虚拟现实技术、医用机器人、传感器等)的研究和开发同样可促进远程医疗的广泛应用[13，14]。
作者简介：艾育华(1972—)，男，硕士研究生。
参考文献
[1] 池慧.远程放射学和远程医学.国外医学生物医学工程分册，1998，21(2)：112～120
[2] 陈梦东，王田苗，张启先.医用外科机器人系统的研究和发展.国外医学生物医学工程分册，1998，21(4)：193～201
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[3] 闫强，何大卫.远程医疗的发展及应用.生物医学工程学杂志，1998，15(4)：429～432
[4] http://www.telemedtoday.com/
[5] http://www.matmo.org/
[6] 白净，张永红，单红旭.社区医生助手系统.世界医疗器械，1999，5(4)：60～61
[7] http://www.gzsums.edu.cn/virtualhospital/xnyy.htm
[8] http://www.newsweek.com/nw-srv/printed/us/st/md0104-1.htm.
[9] 高扬，赵武文.从“高速电视系统”到“第五传媒”.计算机世界，1998，50：D4～D5
, 百拇医药
[10] http://www.tatrc.org/
[11] http://www.tmgateway.org/
[12] 林天毅，段会龙，吕维雪.医学数字图像通讯(DICOM)标准及在我国的实施策略.国外医学生物医学工程分册，1998，21(2)：65～73
[13] 康晓东.远程医学诊断和治疗系统.世界网络与多媒体，1999，7(1)：26～32
[14] 张继武，王光兴，王东辉.ATM与远程医学.世界医疗器械，1999，5(6)：52～54
(1999-09-21收稿), 百拇医药
单位：艾育华(广州华南理工大学电子与通信工程系 510641；广州南方医院信息科网络中心(aiyuhua@263.net) 510515)；方少元 孙季丰(广州华南理工大学电子与通信工程系 510641)
关键词：远程医疗；通信网络；应用分类
北京生物医学工程000414 摘 要 远程医疗作为综合医学、通信、计算机工程、信息学和人工智能等学科的边缘科学正在世界各地兴起，文中探讨了远程医疗的定义，对远程医疗的应用、网络构成以及其应用分类进行了分析。
0 引 言
远程医疗(telemedicine)自50年代末在美国开始出现，其后在美国国家航空航天局(NASA)、美国国防部(DOD)的积极推动下，使远程医疗的应用和研究得以深入；随着80年代以来，电子、通信、计算机等相关技术的飞速发展，极大地促进了远程医疗的发展；进入90年代，由于互联网在世界范围内的广泛应用，远程医疗更是发展迅猛。
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远程医疗在北美、欧洲、日本以及其他一些国家，得到政府、企业、私人的有力支持，如美国政府就拟1996～2000年投入150亿美元进行远程医疗的研究开发工作，欧洲、日本也有类似计划；90年代左右，国内通过介绍国外远程医疗成果和与国外合作开始了这方面的研究及应用，同时卫生部与美国STM卫星公司等国内外大企业合作积极推动“金卫”网的建立，远程医疗在我国正方兴未艾，发展潜力巨大[1～5]。
1 远程医疗的定义
远程医疗一般认为是用现代通信手段提供医疗信息和服务。根据这个定义，一个患者给他的医生打电话询问有关病情，可以认为是一次远程医疗事例；目前许多电台开播的健康栏目，请有关医务人员介绍一些医疗知识，也可以认为是远程医疗事例。
不过我们认为，上述情况至多是低层次的远程医疗。因为首先它们是非正式的，这就是说它们的形式没有严格的操作规范，没有相关条例约束，易受外界因素干挠(如商业因素)，不受法律保护，所以其传递的信息是不可靠的；其次，它们传递的信息是非常有限的，无法传递准确的医学图像和生理电信号等信息，所以绝大多数无法作出正确的诊断和治疗。
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因此，我们对远程医疗做进一步的定义：远程医疗是指利用现代通信手段，为医护人员之间、医护人员和居民用户之间，提供值得信赖的医学信息和服务以提高医疗质量和水平，而不论信息和服务发生地点和医疗方式。
2 远程医疗的应用及其网络构成
(1)远程医疗的应用包括医护人员通过远程医疗系统与远方同行学术交流，或为居民和患者提供医疗帮助(图1)。如目前国内外许多医学网站提供远程医疗资料的共享、为患者提供在线医疗服务，包括预约门诊、医学咨询、心理辅导等等；清华大学白净教授领导研究的社区医生助手系统，使医院能够通过电话线远程获取社区居民的各项生理信息，从而可以对患者进行远程监护[6]；随着现在多媒体通信网的发展，有线电视网由于其使用的广泛性和高带宽，高质量的远程医疗服务将可能很快通过有线电视网进入千家万户。
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图1 医学交流和医疗帮助
(2)异地医学专家通过远程医疗系统组织视频会议对罕见或重大病例进行会诊(图2)。如1998年12月，美国佛蒙特州州立大学医学院等几家医疗机构和越南河内通过国际ISDN线路，实现远程医疗的连接，进行了心脏手术演示，并计划与河内三家医院以及河内医学院建立连接；1998年9月，广州中山医科大学第一附属医院通过ATM交换技术，向北京展览馆十五大代表现场直播胸外科手术，获得成功[4，7]。
图2 专家会诊和手术演示等
(3)后方医疗专家组通过远程医疗系统的无线通信对特殊场合(远洋舰艇、飞机等)、特殊地域(如战场、灾区、监狱)的医疗小组进行技术支持和帮助(图3)。如1999年6月在南极洲美国Amundsen-Scott考察站上唯一的女医生(47岁)发现自己胸部有一肿块，无法判断其是良性还是恶性，同时由于南极特殊的环境，考察队要在十月才能撤出，因此美国国家科学基金会通过空军的一架C-141飞机将必要的医疗器械和远程医疗设施空投到考察站，这位医生在美国本土专家的指导下，用这些设备对自己进行肿块病理组织活检，并将肿块细胞的数字图像发送回美国，由医学专家们帮助诊断和制定下一步措施[8]。
, http://www.100md.com
图3 特殊地域医疗帮助
(4)远程医疗系统所依赖的通信网络包括目前的电信网、现在兴起的互联网(internet)、不久将用于多媒体通信的有线电视网，以及特殊部门(如铁道部、卫生部、军队)的专网。
目前远程医疗常用到的有：(1)租用电信网的DDN(digital data network)线路，如美国俄克拉荷马州远程医疗系统就是通过租用T1信道在1995年将全州54家医疗机构联网，以及美国军队的医疗诊断图像支持系统也是通过T1信道来实现美国国内和海外军事基地医院的互联；(2)利用宽带综合业务数字网(B-ISDN)，可获得155.52Mbit/s以上的传输速率，如广州电信局与中山医科大学、邮电管理局合作，利用ATM技术、会议电视和高速局域网分别为北京和深圳做了现场手术演示；(3)而随着INTERNET的迅速发展，利用INTERNET提供的远程医疗服务也越来越多，国内现在不少大型网站提供网上预约门诊(如北京在线http://www.263.net)，和一些医院也通过建立自己的网站提供网上健康咨询等服务(如新健康网络http://www.newhealth.com.cn)等；(4)同时，由于有线电视网络广泛普及入户，而同轴铜缆具有较高带宽，国外研究表明，在HFC网络上用Cable Modem进行双向通信，其数据上行速率为10Mbps，下行速率为30Mbps，同时中国工程物理研究所1997年在四川完成10Mbps/PAL频道的高速电视信息系统的实验，拨号上网码速率可达3Mbps，所以利用有线电视网传送信息将很快应用到远程医疗领域[9]。
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3 远程医疗分类
(1)远程医疗系统从时间的角度，可分为实时和非实时两类。
非实时远程医疗系统技术上讲主要是存储(store)和发送(forward)两项技术。存储是指将获取的医疗信息(如放射影像、病理图像、生理电信号、生化数据等)或诊疗资料以合适的格式保存在数据库内或文件形式：发送则指将这些信息或资料通过合理的方式(如HTTP、FTP等)传送到目的地。非实时远程医疗系统适用于非紧急情况下，两地医护人员进行技术交流；居民用户获得医疗机构的健康指导等等。其优点是费用较低廉。
实时远程医疗系统指医护人员间或居民用户与医护人员通过文字、语音、图像实时进行交流。目前通过文字、语言、静止图像的实时交互实现较易，而视频图像交互由于受限于网络带宽和费用还未广泛使用。实时远程医疗系统主要适用于异地专家通过视频会议方式对罕见或重大病例进行会诊；急救情况异地专家提供指导、医院本部提供相关医疗信息(如患者血型、禁用药等)。实时远程医疗系统的特点在于其实时交互性(real-time interactive)，但使用费用相对较贵。
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(2)远程医疗从应用角度可分为远程医学教育、远程放射学(teleradiology)、远程皮肤病学(teledermatology)、远程病理学(telepathology)、远程心脏病学(telecardiology)、远程肿瘤学(teleoncllegy)、远程口腔学(teledentistry)、远程眼科学(teleophthalmology)、远程家庭健康护理(telehome health care)、远程急救学(emergency telemedicine)、远程手术(telesurgery)和远程精神病学(telepsychiatry)等等。
从传送的信息看，远程教育主要是文字、图像(多采用非实时远程医疗系统)，当然如果是手术演示，则需实时视频会议系统；远程放射学主要是灰度静止二维图像(X光片)或图像序列(CT、MRI)；远程皮肤学和远程病理学主要是彩色静止二维图像；远程口腔学和远程眼科学主要是放射图像和彩色二维图像、远程心脏病学主要是超声图像、心电信号；远程家庭健康护理主要是生理数据(如体温、血压、血氧饱和度、脉博等)和生理电信号(如心电、脑电等)；远程肿瘤学主要是放射、病理、皮肤等方面的信息；远程手术主要是手术指令、视频信号、放射图像、反馈信息等；远程精神病学则主要是通过视频和语音信息与患者交流[10，11]。
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4 后 记
随着远程医疗广泛研究和应用，相关技术的研究和发展至关重要。由于远程医疗中图像的保存和传送占据重要的地位，要求对医学图像使用统一的标准，因此国际上致力于DICOM标准的制定[12]；而由于远程医疗中数据的传输量巨大，只有多媒体通信技术的发展才可为远程医疗拓宽“道路”；同时远程医疗的周边设施和技术(如家用监护设备、虚拟现实技术、医用机器人、传感器等)的研究和开发同样可促进远程医疗的广泛应用[13，14]。
作者简介：艾育华(1972—)，男，硕士研究生。
参考文献
[1] 池慧.远程放射学和远程医学.国外医学生物医学工程分册，1998，21(2)：112～120
[2] 陈梦东，王田苗，张启先.医用外科机器人系统的研究和发展.国外医学生物医学工程分册，1998，21(4)：193～201
, 百拇医药
[3] 闫强，何大卫.远程医疗的发展及应用.生物医学工程学杂志，1998，15(4)：429～432
[4] http://www.telemedtoday.com/
[5] http://www.matmo.org/
[6] 白净，张永红，单红旭.社区医生助手系统.世界医疗器械，1999，5(4)：60～61
[7] http://www.gzsums.edu.cn/virtualhospital/xnyy.htm
[8] http://www.newsweek.com/nw-srv/printed/us/st/md0104-1.htm.
[9] 高扬，赵武文.从“高速电视系统”到“第五传媒”.计算机世界，1998，50：D4～D5
, 百拇医药
[10] http://www.tatrc.org/
[11] http://www.tmgateway.org/
[12] 林天毅，段会龙，吕维雪.医学数字图像通讯(DICOM)标准及在我国的实施策略.国外医学生物医学工程分册，1998，21(2)：65～73
[13] 康晓东.远程医学诊断和治疗系统.世界网络与多媒体，1999，7(1)：26～32
[14] 张继武，王光兴，王东辉.ATM与远程医学.世界医疗器械，1999，5(6)：52～54
(1999-09-21收稿), 百拇医药