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远程医疗及其协同理论与技术研究

李军怀  
【摘要】: 远程医疗是利用现代化网络技术、通信技术、多媒体技术以及现代医疗技术,建立不同区域的医疗单位之间、医师和患者之间的联系,完成远程咨询、诊治、教学、学术研究和信息交流任务,形成医学专家之间及其与患者之间的一种全新的诊疗模式。本文在系统分析与研究异构环境下协同理论与技术基础上,针对远程医疗系统的特点,主要研究了远程医疗系统的结构模型、协作机制、医疗信息集成与共享、用户接口模型以及系统实现技术。 1.通过对远程医疗系统中协同工作组织问题的研究与分析,以及对远程医疗系统组成原理、协同服务的描述,提出了一个支持远程医疗系统架构的参考模型。 2.提出了一种基于智能Agent技术的开放、主动远程医疗系统结构模型OATMS(openand Active TeleMedicine System),并讨论了模型中Agent的实现结构。同时,针对目前MAS应用系统中,语义通信机制不完善的问题,提出了一种Agent通信的抽象模型,并讨论了Agent之间的通信流程和消息传输所采用的方法。在此基础上,针对KQML语言在Agent通信中缺乏语义标准的问题,提出了一种基于XML的Agent语义通信语言框架。 3.通过对远程医疗系统中医疗专家之间协作行为的分析研究,提出了系统组成的静态和动态要素概念。在此基础上,通过对系统静态特性和动态特性的抽象,提出了描述远程协同诊断系统的四元组(P,R,T,O)结构模式。然后针对目前缺乏适合远程协同诊断系统特点的形式化描述方法问题,提出了一种基于XML的协同工作描述语言CSDL(Collaborative System Description Language),此语言不仅刻画了系统的各种要素,而且对系统中各要素间的交互协议进行了描述,可对系统的分析与构造进行有效的指导。 4.在分析异构环境下医疗信息共享平台的特性、目标和功能的基础上,提出了适合远程医疗系统需要的基于信息代理的信息共享模型及实现体系结构。同时,特别针对目前数据资源分布性、异构性、多样性、自治性等特点,借鉴开放数据库互连标准ODBC以及JAVA“一处编程,处处可用”的特点,提出了“数据包装器”的概念,并构建了一种异构数据源集成系统模型。在此模型中,对各种异构数据源建立“包装器”,然后通过资源代理定义数据源存取的抽象接口,通过用户代理、信息代理进行数据访问,为医疗环境中的信息共享和服务提供了良好的解决方法。模型的构建充分满足了目前远程医疗系统中信息源的分布性、异构性、多态性和自治性等要求。 5.在对远程医疗中用户接口特性、支撑结构和实现方法的分析基础上,通过对用户动作的多层次抽象和对动作结果的例化,提出了一个面向用户的、独立于应用程序、便于裁剪的多用户接口模型,使参与远程医疗协同工作的多个用户之间能够实现多层次的协同。该结 构是介于集中式结构和复制式结构之间的一种混杂结构:共享信息集中存放于主部件中,维 持一致性;而信息显示和人机交互的语义部分复制在分布的用户接口代理中。用户接口代理 是该结构的关键,它封装了用户界面管理的共享策略,实现协作感知的信息共享。该结构支 持表示级、视图级和对象级的三级信息共享,具有良好的开放性。 6.基于上述理论,设计并实现了一个远程协同诊断原型系统 RCDS(Remote Cooperative Dioposis System)。该系统支持位于不同地方的用户通过连入Internet的站点进行交互,利 用WYSIWIS的共享窗口以及实时的语音完成用户之间的协同工作。远程诊断系统把病人的 资料通过通信网络传输给不同地点的医学专家,使专家共同完成对病人的病情诊断。RCDS 与目前大多数基于视频会议的远程诊断系统不同,它能支持医务人员之间的同步和异步工 作。异步远程诊断不要求实时,不需要很高的网络传输,具有较大灵活性,适用于远程专家 会诊。RCDS的同步诊断允许多个医生对同一幅医学图象,采用声、文、图等方式进行分析、 讨论。


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