基于C#的智能云醫(yī)影像平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

謝蕊 吳慧琳 陳衛(wèi)東 王元茂

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，現(xiàn)代醫(yī)療朝著信息化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，線上醫(yī)療逐漸走進(jìn)大眾的視野。為了滿足人們多樣化的就醫(yī)需求，該系統(tǒng)致力于研究基于醫(yī)學(xué)影像的線上醫(yī)療，使醫(yī)生和患者通過平臺(tái)進(jìn)行交互，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷。通過在SQL Server上進(jìn)行數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用C#語言以及html語言在ASP.NET上搭建系統(tǒng)，并做出了詳細(xì)的需求分析和具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，最終完成了系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：ASP.NET；云存儲(chǔ)；遠(yuǎn)程醫(yī)療；數(shù)據(jù)庫；醫(yī)學(xué)影像

中圖分類號(hào)：TP311 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）31-0056-03

1 引言

1.1 研究背景

近年來，隨著我國“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的多方融入與不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程醫(yī)療已發(fā)展成為當(dāng)下醫(yī)療領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。所謂遠(yuǎn)程醫(yī)療，是指通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與多媒體技術(shù)，與醫(yī)療技術(shù)相結(jié)合，打破空間障礙，實(shí)現(xiàn)人與人異地之間的交互，在醫(yī)生與患者之間建立一條高效的媒體通道，從而滿足廣大人民群眾保健需求的一項(xiàng)全新醫(yī)療服務(wù)[1]。遠(yuǎn)程醫(yī)療打破了醫(yī)療發(fā)展過程中不同區(qū)域之間醫(yī)療信息孤島的現(xiàn)象，有利于多方會(huì)診、協(xié)同診療。

自遠(yuǎn)程醫(yī)療問世以來，我國在該領(lǐng)域已經(jīng)取得了有效的成果。但針對(duì)個(gè)體用戶所提供的遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)的開發(fā)多數(shù)仍停留在技術(shù)平臺(tái)/應(yīng)用階段[2]。因此，遠(yuǎn)程醫(yī)療仍需進(jìn)一步將科學(xué)平臺(tái)開發(fā)技術(shù)與個(gè)體需求分析相結(jié)合，從而更好地貼近大眾的需求。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外遠(yuǎn)程醫(yī)療自誕生之初，就與移動(dòng)通信技術(shù)相結(jié)合并不斷發(fā)展，并衍生了諸如移動(dòng)醫(yī)療和電子病歷等新的概念和應(yīng)用[3]，提高了針對(duì)個(gè)體用戶疾病的防控。相比之下，我國遠(yuǎn)程醫(yī)療的起步較晚，個(gè)體化平臺(tái)發(fā)展較為稚嫩，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[4]：

1） 遠(yuǎn)程醫(yī)療主要應(yīng)用大型醫(yī)院系統(tǒng)，針對(duì)個(gè)體用戶的平臺(tái)較少。

2） 遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量受到設(shè)備和技術(shù)條件的限制。

3） 我國遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)自身存在局限性，覆蓋區(qū)域不平衡，覆蓋深度不夠廣。

1.3 研究意義

該項(xiàng)目為解決遠(yuǎn)程診斷的醫(yī)療影像問題，搭建一個(gè)針對(duì)醫(yī)學(xué)影像的線上診療平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)影像的遠(yuǎn)程診斷、移動(dòng)診斷，方便患者異地就診，同時(shí)便捷多方會(huì)診，降低誤診的可能性。利用醫(yī)學(xué)影像的云存儲(chǔ)、云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像的在線調(diào)閱、統(tǒng)一管理，促進(jìn)區(qū)域醫(yī)療信息化建設(shè)，更好地為區(qū)域內(nèi)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)生專家、患者用戶提供方便。

2 系統(tǒng)分析

2.1 系統(tǒng)需求開發(fā)

在Microsoft的.NET框架中，搭建Web應(yīng)用程序，通過開源支持，將網(wǎng)站后臺(tái)收集的用戶信息存儲(chǔ)在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，使用SQL Server2019可以靈活選擇平臺(tái)，跨關(guān)系、非關(guān)系、結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢[5]。

2.2 系統(tǒng)可行性分析

2.2.1 經(jīng)濟(jì)可行性

本系統(tǒng)就遠(yuǎn)程診斷醫(yī)療影像問題，研究如何建立患者與醫(yī)生平臺(tái)之間的聯(lián)系。在基于數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，本平臺(tái)使用的工具操作性強(qiáng)并且開源、免費(fèi)。在方便患者和醫(yī)生之間的交互同時(shí)，也降低了診療費(fèi)用，從經(jīng)濟(jì)角度分析，該系統(tǒng)是可行的。

2.2.2 技術(shù)可行性

本系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫采用SQL Server2019來管理系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)，利用云存儲(chǔ)，云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)影像的在線調(diào)閱、統(tǒng)一管理[6]，使用這些技術(shù)能夠提高系統(tǒng)的開發(fā)效率，使得該系統(tǒng)的技術(shù)可行性得以保障。

2.2.3 操作可行性

本系統(tǒng)的大部分功能采用可視化界面呈現(xiàn)，患者和醫(yī)生均可直接通過電腦和個(gè)人移動(dòng)端進(jìn)行登錄、訪問和操作。通過平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)影像的遠(yuǎn)程診斷、移動(dòng)診斷，從而便捷異地多方遠(yuǎn)程會(huì)診，在上述工具的幫助下，開發(fā)系統(tǒng)也變得更加簡單。

2.3 性能需求分析

為確保系統(tǒng)使用期間能夠穩(wěn)定高效地運(yùn)行，首先要保證系統(tǒng)開發(fā)的性能。在系統(tǒng)的開發(fā)過程中，充分地確保系統(tǒng)的安全性和有效性。主要包含以下幾點(diǎn)：

1） 安全性：線上診療的同時(shí)保證患者與醫(yī)生個(gè)人信息的安全性。

2） 先進(jìn)性：結(jié)合人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，符合用戶的需求，能夠有效地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)影像診療的功能。

3） 可擴(kuò)展性：該系統(tǒng)經(jīng)研發(fā)投入使用后，在后期可能會(huì)面臨新的用戶需求，因此要充分考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，便于將來系統(tǒng)的后期維護(hù)和更新。

4） 有效性：設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的目的是充分利用線上診療功能建立醫(yī)患間的交互聯(lián)系，并最大限度地滿足用戶的需求，即功能有效性，也是系統(tǒng)開發(fā)過程中有效性最主要的體現(xiàn)。

3 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案

本系統(tǒng)的主要功能在于針對(duì)醫(yī)療影片進(jìn)行遠(yuǎn)程醫(yī)療，并能夠利用平臺(tái)前期發(fā)展做數(shù)據(jù)積累，為后期計(jì)算機(jī)智能分析影片積累條件。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中簡化了常規(guī)問診中一系列煩瑣的流程，將患者和醫(yī)生的碎片化時(shí)間都有效地進(jìn)行利用。

圖1從總體上介紹了本項(xiàng)目從前端和后端兩個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的開發(fā)，前端是用戶進(jìn)行注冊(cè)、登錄、預(yù)約以及就診等功能的可視化交互平臺(tái)；后端則是從醫(yī)生、患者、管理員三個(gè)方面對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。

3.2 系統(tǒng)流程及原理

本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)有兩個(gè)端口：患者端和醫(yī)生端。

1） 患者端：患者通過登錄界面進(jìn)入平臺(tái)填寫個(gè)人資料、身份認(rèn)證，然后可以自行選擇想要就診的醫(yī)院和醫(yī)生，選擇好后進(jìn)行線上掛號(hào)，掛號(hào)成功后患者上傳待診斷的醫(yī)學(xué)影像及看診病歷，最后平臺(tái)接收并進(jìn)行審核，審核通過后等待醫(yī)生問診。

2） 醫(yī)生端：醫(yī)生進(jìn)入平臺(tái)后需要進(jìn)行兩方面的操作：一是安排可供平臺(tái)進(jìn)行看診的時(shí)間段，由系統(tǒng)進(jìn)行排班；二是選擇自己的門診列表，為已通過審核的掛號(hào)病人進(jìn)行看診，給出相關(guān)診療意見。同時(shí)系統(tǒng)設(shè)置了定時(shí)消息提醒，并反饋給患者方便掛號(hào)問診及時(shí)回復(fù)。

3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

3.3.1 數(shù)據(jù)庫概念模型設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中最重要的一步，為了能夠更好地描述用戶的需求，建立E-R圖形象地把實(shí)體模型呈現(xiàn)出來以便于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)更好地管理這些需求。根據(jù)需求分析，數(shù)據(jù)庫整體E-R圖2所示。

圖2從總體上介紹該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的邏輯關(guān)系，以及各部分是如何連接的。例如：患者預(yù)約醫(yī)生、醫(yī)生診治患者、患者上傳影像資料到醫(yī)學(xué)影像庫中、醫(yī)生從庫中調(diào)取資料進(jìn)行分析診斷、管理員管理醫(yī)學(xué)影像庫等。

3.3.2 數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用的是SQL Server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。根據(jù)概念模型設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)庫表，以下選取患者表、醫(yī)生表和醫(yī)學(xué)影像表進(jìn)行說明。

患者表介紹了在項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫中支持存在的患者信息，包括患者編號(hào)和密碼以及患者的其他個(gè)人信息，其中患者編號(hào)（PID） 是唯一標(biāo)識(shí)，不允許重復(fù)。

醫(yī)生表介紹了在項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫中支持存在的醫(yī)生信息，包括醫(yī)生編號(hào)和密碼以及醫(yī)生的其他個(gè)人信息，其中醫(yī)生編號(hào)（DID） 是唯一標(biāo)識(shí)，不允許重復(fù)。

醫(yī)學(xué)影像表介紹了在項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫中支持存在的醫(yī)學(xué)影像信息，包括影像編號(hào)、成像技術(shù)、成像部位和成像日期，其中影像編號(hào)ID由患者編號(hào)PID和醫(yī)生編號(hào)DID共同組成，唯一標(biāo)識(shí)各影像數(shù)據(jù)，不允許重復(fù)。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測試

4.1 系統(tǒng)測試方法

測試過程中經(jīng)常用到的兩種方法為：黑盒測試和白盒測試。黑盒測試就是在已經(jīng)了解系統(tǒng)的具體功能的前提下，對(duì)實(shí)現(xiàn)效果進(jìn)行測試的方法。白盒測試是根據(jù)編寫的源代碼進(jìn)行測試的方法，是結(jié)構(gòu)層次的測試[7]。

4.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和測試結(jié)論

4.2.1 數(shù)據(jù)庫連接

Connection con;

Statement st;

String driverName=”com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver”;

String dbURL=”jdbc：sqlserver：//localhost：1433;DatabaseName= [智能云醫(yī)影像]”;

4.2.2 后臺(tái)設(shè)計(jì)

1） 增加數(shù)據(jù)

"insert into [患者表] values（'p00111'，'黃宇'，20，'男'，'d0903'，'8291iewd'，'1337273829'，'安徽中醫(yī)藥大學(xué)'）";

2） 刪除數(shù)據(jù)

"delete from [患者表] where pid='p01213'";

3） 修改數(shù)據(jù)

"update [患者表] set Password='123512' where pid='p02831'";

4.3 測試結(jié)論

通過多次測試，修改編譯過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與客戶的需求基本吻合，從患者登錄系統(tǒng)進(jìn)行線上掛號(hào)、平臺(tái)排號(hào)到醫(yī)生登錄系統(tǒng)進(jìn)行問診，以及管理員對(duì)系統(tǒng)信息的維護(hù)均能流暢運(yùn)行，基本滿足要求。

5 結(jié)束語

隨著我國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”的新型診療模式也逐漸進(jìn)入人們的視野。在此背景下，結(jié)合已有文獻(xiàn)研究基礎(chǔ)，本項(xiàng)目致力研發(fā)基于云存儲(chǔ)和醫(yī)學(xué)圖像分析的遠(yuǎn)程影像診斷系統(tǒng)。經(jīng)過需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該項(xiàng)目可基本滿足前期用戶的需求，搭建基本的醫(yī)患溝通媒介。在下一步的研究中，將利用系統(tǒng)已存儲(chǔ)的大量醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，結(jié)合圖像分析技術(shù)和人工智能算法，增加智能診斷的功能，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。

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[7] 妥澤花.基于黑盒測試與白盒測試的比較探究[J].電子世界，2021（11）：55-56.

【通聯(lián)編輯：光文玲】

收稿日期：2022-05-26

作者簡介：謝蕊（1999—） ，女，安徽滁州人，學(xué)士，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用、信息可視化；吳慧琳（1999—） ，女，安徽池州人，學(xué)士，主要研究方向?yàn)樾畔⒐芾砼c信息系統(tǒng)；陳衛(wèi)東（1999—） ，男，安徽宿州人，學(xué)士，主要研究方向?yàn)榇髷?shù)據(jù)、信息管理與信息系統(tǒng)；王元茂（1989—） ，男（回族），安徽滁州人，碩士，主要研究方向?yàn)槿斯ぶ悄堋?/p>