摘 要：以實(shí)現(xiàn)人人享受醫(yī)療為目標(biāo)，建立社區(qū)醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將成為遠(yuǎn)程醫(yī)療發(fā)展的新趨勢(shì)。根據(jù)SIP協(xié)議的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一套社區(qū)醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)社區(qū)居民的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程教育，并可進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診，使得社區(qū)中的病人特別是慢性病患者和老年人在家中便可接受醫(yī)師的指導(dǎo)和治療。系統(tǒng)已在濟(jì)南某社區(qū)試運(yùn)行，達(dá)到了期望的效果。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程醫(yī)療；會(huì)話初始化協(xié)議(SIP)；社區(qū)醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；遠(yuǎn)程會(huì)診

中圖分類號(hào)：TP3021文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004-373X(2008)08-137-04

Design of Network System for Community Medical Based on SIP

YANG Licai1，LIU Naizhi1，WANG Dewei2

(1.School of Control Science and Engineering，Shandong University，Ji′nan，250061，China;2.Network Center，Shandong University，Ji′nan，250014，China)

Abstract：To achieve the goal of health for everybody，constructing the community medical network system has been a new trend of telemedicine.This paper puts forward a new project and its realization for the community medical network system based upon Session Initiation Protocol (SIP).The community medical network systems designed with SIP can be used for telemonitoring，teleeducation and teleconsultation for communities.Using the network designed in this paper，the patients，especially the elderly and those with chronic disesases，can be treated and guided at home by the physician.The system has been in trial operation in a community of Jinan，that the desired effect has been reached.

Keywords：telemedicine;Session Initiation Protocol(SIP);community medical network system;teleconsultation

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，以及人們的生活質(zhì)量的不斷改善，社區(qū)醫(yī)療保健(Community Health Care，CHC)已經(jīng)成為當(dāng)今醫(yī)療領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)問題之一。社區(qū)醫(yī)療保健是指在社區(qū)中對(duì)本社區(qū)的居民實(shí)施監(jiān)護(hù)診斷、治療、康復(fù)和保健，即建立社區(qū)遠(yuǎn)程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)代多媒體技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的迅速發(fā)展為社區(qū)醫(yī)療保健的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。社區(qū)醫(yī)療服務(wù)是國(guó)際上公認(rèn)的一種比較理想的基層衛(wèi)生服務(wù)模式，開展社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)是我國(guó)衛(wèi)生工作的方針，也是我國(guó)衛(wèi)生體制改革的重要內(nèi)容。根據(jù)我國(guó)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)現(xiàn)狀，衛(wèi)生部提出發(fā)展社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)的總體目標(biāo)：2000年基本完成社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)的試點(diǎn)和擴(kuò)大試點(diǎn)，2005年各地基本建立起社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)體系框架，2010年在全國(guó)建立完整的社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)體系^[1]。幾乎所有發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家都建立遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，以幫助醫(yī)療保健服務(wù)滿足公眾不斷增長(zhǎng)的需要。現(xiàn)在美國(guó)有8 000多家社區(qū)診所和醫(yī)療機(jī)構(gòu)開展面向慢性病患者和老年人的遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)。

隨著下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，軟交換并不僅將公共交換電話網(wǎng)絡(luò)PSTN(Public Switched Telephone Network，PSTN)移植到IP網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)電話(Voice over Internet Protocol，VoIP)，他向電信運(yùn)營(yíng)商提供一個(gè)優(yōu)秀的體系架構(gòu)，將話音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、新興的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)整合到一個(gè)統(tǒng)一的框架中，SIP協(xié)議就是其中的關(guān)鍵紐帶。由IETF最年輕的工作組之一的SIP^[2]工作組發(fā)布的SIP相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為通信和網(wǎng)絡(luò)界的研究熱點(diǎn)。目前SIP工作組發(fā)表的協(xié)議和草案已超過30個(gè)，除了核心協(xié)議以外，其他協(xié)議涵蓋QoS、安全、消息頭和方法擴(kuò)展、與PSTN等其他協(xié)議的互操作性、穿透防火墻和NAT、應(yīng)用多消息體、即時(shí)消息等諸多話題，其最終目標(biāo)就是為所有Internet成功的應(yīng)用提供無所不在的接入，成為聯(lián)系Internet和電信、多媒體的重要媒介^[3]。

本文根據(jù)國(guó)家大力發(fā)展社區(qū)醫(yī)療的總體方針和山東省信息產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)發(fā)展基金項(xiàng)目“虛擬醫(yī)院集成平臺(tái)的研究與開發(fā)”的課題需要，通過對(duì)社區(qū)醫(yī)療門診的特點(diǎn)和家庭醫(yī)療保健需求進(jìn)行深入研究和分析，綜合利用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，設(shè)計(jì)出了一種基于SIP協(xié)議的針對(duì)慢性病患者和老年人的社區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)作為醫(yī)院與病人之間的橋梁，減少不必要的“病人訪問醫(yī)院”以及醫(yī)生處方病人的次數(shù)，實(shí)現(xiàn)更有效和更高質(zhì)量的病人護(hù)理，使病人盡可能的呆在家中便可接受高校的醫(yī)生指導(dǎo)和護(hù)理措施^[4]。在濟(jì)南市某社區(qū)試運(yùn)行的結(jié)果表明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性和先進(jìn)性。

1 SIP的體系結(jié)構(gòu)

SIP是一個(gè)應(yīng)用層控制協(xié)議，與HTTP一樣，SIP也是一個(gè)通信協(xié)議，是一系列標(biāo)準(zhǔn)的集合。他定義了終端設(shè)備(計(jì)算機(jī)、固定電話和移動(dòng)電話)如何通過協(xié)議彼此交換信息。

SIP可建立、修改、終止多媒體會(huì)話或呼叫。SIP主要有2種結(jié)構(gòu)元素，即用戶代理UA和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。UA位于SIP終端站中，他包含2個(gè)部分：一是用戶代理客戶端(UAC)，負(fù)責(zé)發(fā)布SIP請(qǐng)求；二是用戶代理服務(wù)器(UAS)，負(fù)責(zé)響應(yīng)SIP請(qǐng)求。與一般情況下，這兩個(gè)部分可以相互轉(zhuǎn)換。其中，用戶代理服務(wù)器有3種不通的類型，即：重定向服務(wù)器、代理服務(wù)器和注冊(cè)服務(wù)器^[5](Register)。

SIP的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

作為用戶代理服務(wù)器的3種類型之一，重定向服務(wù)器通過發(fā)送被呼叫者獲得的SIP URL地址處理INVITE消息。代理服務(wù)器執(zhí)行應(yīng)用層的SIP請(qǐng)求和響應(yīng)路由。代理服務(wù)器可以是有記憶的，也可以是無記憶的。有記憶的代理服務(wù)器在處理完一個(gè)呼叫后，將完全忘記有關(guān)該呼叫的所有信息，直到下一個(gè)消息的到達(dá)。另外，代理可以是有分支代理，亦可以是無分支代理，例如，有分支代理可讓幾部電話同時(shí)振鈴，直到有人拿起其中1部電話為止，而無分支代理一次只能有一部電話振鈴。注冊(cè)服務(wù)器一般用于記錄SIP地址(SIP URL)和相關(guān)的IP地址，通常用于啟動(dòng)后的注冊(cè)。由于在REGISTER消息中使用SIP URL地址，當(dāng)INVITE請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，代理服務(wù)器或重定向服務(wù)器可直接轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求信息。這一基于注冊(cè)服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)特性構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)支持真正的號(hào)碼移動(dòng)性服務(wù)的基礎(chǔ)。通常情況下，一個(gè)SIP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)不通種類服務(wù)器的組合。SIP呼叫典型的流程，如圖2所示。

圖2中，User@sip1.com作為UAC，希望同User2@sip2.com通話，UAC首先發(fā)送一個(gè)INVITE請(qǐng)求，本地的SIP代理服務(wù)器sip1.com接收到這個(gè)INVITE請(qǐng)求后，經(jīng)過地址解析，將其發(fā)送至SIP代理服務(wù)器sip2.com，同時(shí)sip1.com返回給User1一個(gè)100 Trying消息。sip2.com接收到sip1.com的INVITE請(qǐng)求后，將其轉(zhuǎn)發(fā)給user2@sip2.com，并返回給sip1.com一個(gè)Trying消息。User2接收到INVITE請(qǐng)求后，在應(yīng)答之前，將返回給sip2.com一個(gè)180 Ringing消息，此Ringing消息將依次轉(zhuǎn)發(fā)給sip1.com，User1。如果User2決定應(yīng)答呼叫，則返回一個(gè)200 OK消息，此消息經(jīng)過sip2.com，sip1.com，最后到達(dá)User1。User1在收到200 OK消息后，直接發(fā)送一個(gè)ACK確認(rèn)消息給User2。至此呼叫建立過程完成，User1和User2之間可以建立媒體通道進(jìn)行對(duì)話。當(dāng)一方想結(jié)束通話時(shí)，發(fā)送一個(gè)BYE消息給對(duì)方，對(duì)方返回一個(gè)200 OK消息，SIP呼叫即被終止。

社區(qū)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)采用SIP協(xié)議作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵協(xié)議，是基于其在結(jié)合Internet設(shè)計(jì)方面有著明顯的優(yōu)越性：

(1) SIP擁有優(yōu)異的可擴(kuò)展性，可以大大降低對(duì)中心節(jié)點(diǎn)(核心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器)的壓力，使系統(tǒng)服務(wù)邊緣化。

(2) 使用SIP協(xié)議可以簡(jiǎn)單易行的嵌入廉價(jià)的終端用戶設(shè)備，并且可確保其互操作能力，使不同的設(shè)備進(jìn)行通信。

(3) SIP強(qiáng)調(diào)支持多方會(huì)議，包括IP多播和請(qǐng)求分支的功能，這為遠(yuǎn)程會(huì)診提供了很好的支持。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路及實(shí)現(xiàn)

SIP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、VoIP等領(lǐng)域有較為成功的應(yīng)用^[68]。借鑒SIP在這些方面應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)，本文給出的基于SIP的社區(qū)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)為技術(shù)平臺(tái)，采用模塊化設(shè)計(jì)，一期工程主要構(gòu)架以監(jiān)護(hù)心電、血壓等生理參數(shù)為目標(biāo)，并可以進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診的監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)病人在社區(qū)中就能及時(shí)得到醫(yī)生或領(lǐng)域?qū)＜业谋O(jiān)護(hù)急救處理、康復(fù)指導(dǎo)、病史管理等多項(xiàng)醫(yī)療服務(wù)。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，可以針對(duì)不同的慢性病人和老年人的監(jiān)護(hù)要求提供不同的服務(wù)功能。 

2.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及連接

該社區(qū)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)由用戶終端設(shè)備(家居攝像頭、個(gè)人計(jì)算機(jī)、醫(yī)療終端)、社區(qū)醫(yī)生電子工作站、社區(qū)健康檔案數(shù)據(jù)庫(kù)等組成。利用醫(yī)院院區(qū)及社區(qū)范圍內(nèi)已有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將系統(tǒng)的軟件安裝即可使用。系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，分為客戶端、業(yè)務(wù)邏輯中間層和服務(wù)器端。從內(nèi)容上分為用戶信息管理、個(gè)人健康檔案管理、醫(yī)生信息管理及會(huì)診管理。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、社區(qū)診所服務(wù)器客戶端、家庭客戶端和用戶界面文件系統(tǒng)構(gòu)成，安裝時(shí)系統(tǒng)將區(qū)分社區(qū)客戶端和家庭客戶端分別將所需文件自動(dòng)安裝并完成相應(yīng)的設(shè)置。每次通信均由隨機(jī)啟動(dòng)的客戶進(jìn)程發(fā)起，服務(wù)器進(jìn)程從開機(jī)就處于等待狀態(tài)，隨時(shí)對(duì)客戶進(jìn)程進(jìn)行響應(yīng)，從而滿足監(jiān)控的要求。

社區(qū)醫(yī)療系統(tǒng)的硬件基本構(gòu)成如圖3所示。

在系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)上，需要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，采用一個(gè)大硬盤的中高檔微機(jī)即可，主要是硬盤存儲(chǔ)量要大，以便于建立病人數(shù)據(jù)庫(kù)以及存儲(chǔ)醫(yī)療數(shù)據(jù)等。服務(wù)器安裝Windows NT Server操作系統(tǒng)，由于他提供了客戶機(jī)/服務(wù)器模式，使得網(wǎng)絡(luò)處理速度可以加快。在用戶和社區(qū)診所中僅需要1臺(tái)微機(jī)和一些簡(jiǎn)易的監(jiān)控、采集器械便可使病人實(shí)現(xiàn)在家中就醫(yī)的方便模式。另外，對(duì)一些患有較嚴(yán)重慢性病患者和老年人可以在其家中裝備監(jiān)控儀器，如：用于糖尿病人的血糖儀；用于哮喘病人的峰值呼吸流量計(jì)；用于心臟病人的心電圖機(jī)；用于高血壓病人的電子血壓計(jì)等。同時(shí)，社區(qū)診所還可以提供一些面向胎兒和孕婦的監(jiān)護(hù)設(shè)備，對(duì)本社區(qū)內(nèi)的懷孕家庭租借，并對(duì)他們進(jìn)行監(jiān)護(hù)，這對(duì)孕婦特別是高危妊娠孕婦和胎兒都具有很好的幫助和指導(dǎo)作用。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可以放置在社區(qū)診所中與社區(qū)診所服務(wù)器客戶端共用同一臺(tái)微機(jī)，通過對(duì)Windows NT服務(wù)器進(jìn)行設(shè)置，可將本社區(qū)內(nèi)的微機(jī)聯(lián)成小型的局域網(wǎng)絡(luò)，方便于管理。

2.2 軟件功能模塊構(gòu)成及實(shí)施

系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖4所示。

系統(tǒng)的核心軟件為一個(gè)遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)管理平臺(tái)。注冊(cè)登錄模塊實(shí)現(xiàn)社區(qū)用戶和社區(qū)醫(yī)生的注冊(cè)登錄，記錄病人的基本情況，并對(duì)用戶的資料進(jìn)行管理。電子病歷模塊記錄病人的歷次診斷記錄、檢查結(jié)果和治療措施等。軟硬件接口模塊提供系統(tǒng)與遠(yuǎn)程醫(yī)療終端的數(shù)據(jù)傳輸，并可根據(jù)需要設(shè)置相應(yīng)參數(shù)。遠(yuǎn)程會(huì)診工具包模塊提供患者向醫(yī)生面對(duì)面的咨詢，同時(shí)醫(yī)生也可通過他對(duì)病人的康復(fù)狀況有一個(gè)視覺上的了解。

系統(tǒng)典型工作流程為：病人和醫(yī)生首先在數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)登錄，獲得一個(gè)用戶ID，以后登錄直接用ID號(hào)和密碼即可。登錄之后，病人便可以建立自己詳盡的健康檔案，并可以將一些自己在家中測(cè)得的醫(yī)療數(shù)據(jù)填寫到相應(yīng)的地方，然后提交。社區(qū)醫(yī)生進(jìn)入系統(tǒng)后，可以查看本社區(qū)病人的數(shù)據(jù)檔案，并對(duì)病人測(cè)得的醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行異步診斷，并將診斷結(jié)果寫入到病人病歷中，這時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)回復(fù)病人病情已診斷。另外，系統(tǒng)還可提供遠(yuǎn)程會(huì)診服務(wù)，病人可以通過會(huì)診預(yù)約服務(wù)與社區(qū)醫(yī)生聯(lián)系，在約定的時(shí)間進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診治療。目前，對(duì)病人的教育也正在逐漸成為醫(yī)療保健系統(tǒng)的重要組成部分，通過將基于計(jì)算機(jī)的培訓(xùn)課程通過醫(yī)療平臺(tái)進(jìn)行傳遞，使對(duì)病人變得有更高的效率和效能。這里，平臺(tái)可以通過Email或者BBS等方式將一些醫(yī)療培訓(xùn)資料提供給本社區(qū)的居民。

3 結(jié)論及意義

開發(fā)社區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的目的和意義在于：

(1) 縮短醫(yī)生和患者之間的距離，社區(qū)診所一般建立在各個(gè)社區(qū)內(nèi)，離社區(qū)居民比較近，能夠?yàn)榛颊咛峁┘皶r(shí)地救助，減少患者和醫(yī)務(wù)人員的路途奔波。另外對(duì)患者重要生理參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，不僅可以輔助醫(yī)療，還能在病情突發(fā)惡化時(shí)報(bào)警。

(2) 社區(qū)中老齡人口數(shù)量的增大，對(duì)社區(qū)醫(yī)療保健的要求也越來越高。對(duì)自理能力較差的老年人的日常生活狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，不僅能提高醫(yī)護(hù)人員的護(hù)理水平和患者的生活質(zhì)量，還可以評(píng)估監(jiān)護(hù)對(duì)象的健康狀況。

(3) 現(xiàn)代生活水平的提高和生活方式的變化，使患有心腦血管疾病、糖尿病、睡眠綜合癥等慢性疾病人群越來越龐大。對(duì)患有慢性疾病的病人進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，不僅能使病人的及時(shí)地了解自己的病情狀況，而且能夠通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)及時(shí)地獲得醫(yī)生的康復(fù)指導(dǎo)。

(4) 通過社區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，在社區(qū)診所與核心大醫(yī)院之間建立聯(lián)系，相互交換患者的電子病歷和進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診，不僅實(shí)現(xiàn)了“雙向轉(zhuǎn)診”，而且也從一定程度上減輕了核心大醫(yī)院的就醫(yī)壓力，實(shí)現(xiàn)了病人的“分流”。

如前所述，構(gòu)建一個(gè)社區(qū)遠(yuǎn)程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，不僅有利于提高現(xiàn)有的醫(yī)療設(shè)施和醫(yī)學(xué)專業(yè)人員的工作效率和工作質(zhì)量，緩解醫(yī)療條件的不足與人們對(duì)于醫(yī)療保健的要求之間的矛盾，而且在一定程度上，可以將網(wǎng)絡(luò)上大量的保健信息資源通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)匯聚，提供給社區(qū)居民，達(dá)到保健教育的目的。系統(tǒng)雖然需要很少的外圍硬件支持，很多功能由軟件替代，但是目前國(guó)內(nèi)社區(qū)的條件還不是很平衡，因此還需要根據(jù)具體的情況設(shè)計(jì)符合當(dāng)前社區(qū)條件的模塊加入到系統(tǒng)中，使系統(tǒng)得到進(jìn)一步的完善。

現(xiàn)代醫(yī)療行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展趨勢(shì)就是向網(wǎng)絡(luò)化智能化醫(yī)療系統(tǒng)方向發(fā)展，建立以人為本和不斷創(chuàng)新的醫(yī)療服務(wù)體系，通過社區(qū)醫(yī)療服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，可以逐步實(shí)現(xiàn)“小病在社區(qū)，大病去醫(yī)院”的良好的就醫(yī)局面。通過社區(qū)與家庭、社區(qū)與大醫(yī)院相互結(jié)合的醫(yī)療機(jī)制將成為充分利用醫(yī)療資源，降低醫(yī)療費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)人人享受醫(yī)療的良好模式。

參 考 文 獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

楊立才 男，1962年出生，教授，博士。研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芘c智能計(jì)算、醫(yī)學(xué)圖像處理等。