移动医疗救援系统设计

张玉韬，程茅薇，王修来

移动医疗救援系统设计

张玉韬，程茅薇，王修来

目的：设计一种移动医疗救援系统，实现远距离移动环境下官兵生命体征的实时监测及救治。方法：采用Linux+Apache+MySQL+JAVA的开源架构，设计移动远程医疗子系统和无线临床监测子系统，并根据系统应用的不同场景选取不同的数据传输方式。结果：该系统可以与HIS有效对接，帮助医院优化流程、提高医疗效率。结论：该系统是集成应急环境下伤病员的生理数据跟踪采集、实时监控、智能判断、远程医疗的综合信息系统，可为应急状态下及时、恰当的诊疗方案和便捷的转诊提供有效的技术支持。

移动医疗救援；远程医疗；智能诊断；临床监测

0 引言

医疗救援是部队医院的重要职责。在现代战争卫勤保障中，信息的作用越来越明显，其中伤病员信息的及时采集、传输、处理、追踪和利用已成为分级救治卫勤保障的重要内容。现代高科技战争的卫勤保障特点决定了无线通信技术和传感器网络在战场医疗救护方面的广泛应用。现代化战争对战场救护的方式、效率、可靠性等方面提出了更高的要求，主要体现在大量高技术武器在战争中的使用对人员的杀伤率大大增强，战场上伤员的伤类更多、伤情更复杂、伤势更严重[1]。战场的随机性使得战场救治范围不断扩大，也加重了救治工作任务。另外，由于战场救治工作与和平条件下的救治工作不同，必须在运动的环境下进行，是救治、护理、转送的一体化，这对医疗救援工作提出了更高的要求。

目前，国外许多军事发达国家都针对现代战场特点研制了高技术医疗装备，探索新的医疗救援方式。我国在这一方面和国外军事发达国家相比还有所差距，为了提高我军的医疗救援能力，为打赢现代化高科技、信息化战争做好准备，亟需对目前的医疗救援方式进行改革和创新。本文将对如何运用无线传感器网络技术构建移动医疗救援系统进行研究，重点对构建移动救援系统的目标、总体方案和关键技术进行探讨。

1 移动救援系统实现的目标

移动救援系统构建的目标是利用移动通信等技术实现野战环境生命体征的自动化采集、传输与处理，为实现官兵、卫生所等基层医疗单位与大型综合性医院之间的医疗信息实时交互提供有效的平台，最终实现应急环境下随时随地的、便携的移动诊疗，使得野战和应急环境下官兵医疗服务随处可得。具体有以下2个方面：

（1）实现官兵生命体征的实时监测。使用无线传感器网络覆盖单兵活动区域，士兵佩戴可以实时监测体温、血压、脉搏、血氧等重要生理指标的可穿戴无线传感器设备，设备获取数据并在本地进行简单处理后，利用基站传送到战地营救所或者战地医院，对监控数据进行实时分析判断，如果发现异常或危险，能够报警并快速采取救护措施，同时可以提供士兵的实时定位跟踪等辅助功能。

（2）实现远距离移动环境下官兵的及时救治。充分发挥军区总医院在军队医疗服务保障体系中的重要作用，使医疗网络覆盖体系单位的基层医院、部队卫生所、边哨卫生所、干休所等基层医疗卫生单位。在应急环境下，战地营救所或者战地医院利用网关，通过卫星系统、卫勤指挥系统或移动通信网传送到后方医疗机构和指挥机构，实现远程会诊、咨询等卫勤保障功能，使伤病员能够及时得到高质量的医疗服务，使卫勤保障具有系统性、连续性和实时性，提高现代化战伤的救治速度和救治水平。

2 移动医疗救援系统的总体设计方案

2.1 设计思想

当今信息化战争对单兵作战能力的要求越来越高，为了在野外环境下为士兵的生命健康提供保障，着眼于实现动态化、实时化、精确化的卫勤保障，提升医疗资源的使用效益，降低战士的伤亡率，利用物联网和无线传感器网络等先进技术，开发设计具有移动化、全天候、全方位的士兵生命体征监测、远程诊疗等功能的移动医疗救援系统。

2.2 系统架构

系统的实现采用“Linux+Apache+MySQL+JAVA”开源架构，提高了系统整体的性能、稳定性和安全性。系统的拓扑结构如图1所示。

图1 移动医疗救援系统拓扑结构

2.3 主要功能模块

移动医疗救援系统主要由移动远程医疗子系统和无线临床监测子系统所构成的平台来实现其功能，将移动化和数字化2大特征融入到医疗救治过程中，突破了医疗受时空限制的缺陷。

2.3.1 移动远程医疗子系统

移动远程医疗子系统包括移动生命体征监测、远程会诊、智能诊疗等。

首先是通过传感器获取生理参数信息。通过佩戴在患者身上的多个传感器实时监测生理参数，利用无线通信技术采集获取生理参数信息，进而实现远程医疗和监护，给野外活动的官兵较大的自由，官兵可以不受时间、地点的限制随时随地得到监护中心的监护。

移动远程医疗子系统通过为基层卫生机构提供远距离的医疗咨询和指导，能够充分发挥大型综合型医院的医疗技术优势，为提高应急救护点、基层卫生机构的医疗水平提供有效的渠道[2]。目前，远程医疗通过对医疗数据、医学图像和语音的综合传输，实现了实时的语音和高清晰图像的交流，为患者与医生、基层医院与综合型医院搭建了沟通的平台。远程医疗主要包括远程诊断、远程会诊及护理、远程教育、远程医疗信息服务等所有医学活动。

移动远程医疗子系统还利用模糊神经网络技术，对疾病样本进行学习，实现疾病的智能诊断，为患者自诊和基层医疗机构诊断提供依据。通过将所有疾病症状进行分类、总结和概括，建立主要症状集合，作为机器学习的经验数据；针对疾病描述的不确定性，利用粗糙集理论，对模糊性与不确定性的信息进行处理，运用神经网络的自学习功能获取疾病知识，提高疾病判断结果的准确性和全面性；综合运用模糊神经网络技术，构建疾病智能诊断系统模型，引导用户对自身的疾病情况有初步的了解。

该子系统能够实现专家与伤员、专家与医务人员之间异地“面对面”的诊疗，使伤员在原地、原医疗机构即可接受远地专家的会诊，并在其指导下进行治疗和护理，为紧急状态下的救护提供了有效的途径。

2.3.2 无线临床监测子系统

无线临床监测子系统的主要目的是通过掌上电脑（personal digital assistant，PDA）、电子设计自动化（electronic design automation，EDA）等智能终端为医生、护士提供床边记录的方便途径，实现医院电子病历的全程管理。面向临床医疗监测，以患者为中心、以基于医学知识的医疗过程处理为基本管理单元，实现伤员在医院内的诊疗过程的精准化、高效化、便捷化[3-4]。主要解决的问题包括电子病历的法律地位及技术标准、全程实现电子病历的业务流程标准、结构化医学文档标准格式、建立医学字典库集等。无线临床监测系统主要包括门诊和病房医生工作站、电子病历、医学图像存档与传输系统、检验信息系统、放射科信息系统等。

2.4 生理数据的采集和传输方式

2.4.1 常见的生理数据

医疗常见的人体生理参数需要通过不同的特点选择不同的传感器，通过不同的信号进行采集。各种被测基本生理参数被分为2大类：一类是电信号，通常用电极直接提取，如脑电图、心电图等；另一类是非电信号，要通过不同的传感器获得，如血压、呼吸等。目前，采集体温、血压、脉率/心率、呼吸率、心电图血氧饱和度等常见的生理数据的无线传感器设备已比较成熟，正在向微型化、集成化、智能化和网络化的方向发展，而其载体也朝着人们更容易接受、适合长期使用和不干扰日常生活的方向发展[5]，为移动医疗救援系统的实现奠定了基础。

2.4.2 数据传输方式

应用场景不同，传输方式也应该因地制宜。根据远程医疗子系统和无线临床监测子系统应用的不同场景，以野战环境下和院内临床监测2种场合分别说明：

（1）野战环境下。野战环境下数据传输相对比较复杂，考虑到要获取士兵的定位和生理参数2种信息，采用北斗卫星导航系统定位，采用ZigBee作为传感器网络组网协议，并通过3G传输生理参数至军队网络，中间设置3G网关和防火墙，防止恶意、非法的数据传入军网系统。

（2）医院内部。由于在医院内部临床监测的数据传输范围距离不大，一般情况下网络覆盖一层或者一栋楼即可，因此，采用IEEE 802.11g标准作为无线WLAN组网协议。以我院建成的无线镇痛泵网络为例，患者通过佩戴无线镇痛泵实时采集生理数据，并由病房内的基站传输至监控中心，监测台根据所获取的数据向基站返回指示，无线镇痛泵从基站接收返回的信号，根据信号作出判断（如图2所示）。

图2 无线镇痛泵布置图

2.5 接口设计

2.5.1 可穿戴式医疗设备接口设计

可穿戴式医疗设备与医院已有信息系统的有效对接是实现医疗数据完整、准确的重要条件。可穿戴式医疗设备种类繁多，为实现设备与系统的有效对接，购买具有开放接口的设备，根据医院HIS的数据结构对可穿戴式医疗设备数据采集模块进行设计，重点是与医院门诊系统的对接。根据系统功能流程和数据流向，接口软件的主要功能为患者基本数据的交换，如患者姓名、年龄等基础信息以及动态生理数据等。

2.5.2 无线临床监测子系统与HIS接口

无线临床监测系统重点实现与住院临床诊疗数据的交换。把采集数据传输拆分开来，将用药信息、费用信息、检查信息、药品信息等封装在多个动态链接库中供医院HIS调用[6]。系统采用中间件技术屏蔽操作系统和系统接口的异构性。

3 应用效果

移动医疗救援系统的主要模块已在我院成功运用。移动远程医疗子系统中的远程视频模块已在我院应用多年，在远程医疗教学、搭建远程医疗会诊车[7]、救治汶川地震伤员[8]等活动中都发挥了重要作用，有效地提高了专家资源的使用效率，提高了突发事件的卫勤保障能力。其中的移动生命体征监测和智能诊疗模块已准备在汤山疗养区建立示范基地进行试用。在无线临床监测方面，我院已投入运行了无线临床护理信息系统，实现医护移动查房和床前护理、患者药品和标本的智能识别、人员和设备的实时定位、患者呼叫的无线传达功能等。该系统可以与HIS有效对接，不仅可以帮助医院优化流程、提高医疗效率，同时可以帮助医院实现“以患者为中心”的管理理念。

4 结语

本文对移动医疗救援系统构建的关键问题进行了研究，从临床出发，满足野战、应急环境下医疗服务管理和业务的信息化需求，探讨集成应急环境下以伤病员的生理数据跟踪采集、实时监控、智能判断、远程医疗为一体的综合信息系统的构建，为应急状态下制定及时、恰当的诊疗方案和便捷的转诊提供了有效的技术支持。通过微型、智能、数字化人体穿戴式多参量医学传感终端采集患者的体温、血压、心跳、脉搏等生理参数，实现人体多生理参数的微创/无创、实时、准确获取；并通过无线传感器网络将采集的数据传输给远程医疗监护中心；监护中心负责实时保存、处理、统计和显示监护对象的基本信息情况，为医生提供治疗和护理依据，实现真正意义上的移动远程在线跟踪集视频图像、声音、文字于一体的医疗监控、会诊等，完成对生命的无缝隙监护和健康管理。基于模糊神经网络的疾病智能诊疗方法可以模拟医生临床诊断时运用直觉和模糊推断的功能，按不同的疾病种类进行分类，对患者输入的疾病症状进行判断，自动生成诊断结论，为不能及时到达医院的患者自诊和基层医疗机构的诊疗与训练提供了辅助参考。患者入院后的监控、信息传送通过无线临床信息系统实现，将患者信息作为各个业务部门信息共享的核心，实现“以患者为中心”的数据管理。

[1] 刘谦民，崔示德，常城，等.军队医院在应急医疗救援中的作用[J].医院管理论坛，2011，28（5）：30-31.

[2] 杜柯，朱新银，赵碧霞.无线通信技术在智慧医疗管理系统中的应用[J].医学信息学杂志，2013，34（6）：14-17.

[3] 彭晨辉，李则河，蒋宏.浅谈无线网络在医院中的应用与体会[J].中国医院管理，2011，29（8）：61.

[4] 陈锋，侯世科，樊毫军.基于物联网的灾害医疗救援体系构建[J].医疗卫生装备，2014，35（5）：122-125.

[5] 滕晓菲，张元亭.移动医疗：穿戴式医疗仪器的发展趋势[J].中国医疗器械杂志，2006，30（5）：330-340.

[6] 马小英，李振叶，马利亚.医院信息系统与医保系统接口设计[J].中国数字医学，2009，4（3）：31-33.

[7] 周丽君，王志平，顾怀敏，等.远程医疗会诊车的应用与管理[J].中国误诊学杂志，2010，10（22）：5 390-5 391.

[8] 张曙光，周丽君，姚兵，等.远程医疗会诊在救治汶川地震伤员中的应用及体会[J].医学研究生学报，2008，21（8）：855-857.

（收稿：2014-03-26 修回：2014-07-03）

Design of mobile medical rescue system

ZHANG Yu-tao1，2,CHENG Mao-wei3,WANG Xiu-lai1
（1.Nanjing General Hospital of Nanjing Military Area Command,Nanjing 210002,China;2.Nanjing University of Science &Technology,Nanjing 210094,China;3.The 309th Hospital of the PLA,Beijing 100091,China）

ObjectiveTo design a mobile medical rescue system for vital signs tele monitoring and treatment at real time.MethodsA open source framework by Linux,Apache,MySQL and JAVA was formed for the design of tele medical subsystem and wireless monitoring sub-system.Data transmission modes were selected according to different application conditions.ResultsThe system had interfaces with HIS,and could be used to optimize flow and enhance efficiency in the hospital.ConclusionThe system integrates the functions of vital signs tracking and acquisition,real-time monitoring, intelligent judgement and remote medicine,and can provide support for proper diagnosis and transfer treatment.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（4）：25-28]

mobile medical rescue;remote medical treatment;intelligent diagnosis;clinical monitoring

R318；R821.12；R319

A

1003-8868（2015）04-0025-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.04.025

南京军区南京总医院院立项目（2014055）

张玉韬（1983—），女，工程师，主要从事医院信息化及人力资源管理方面的研究工作，E-mail：zyt_yu@126.com。

210002南京，南京军区南京总医院（张玉韬，王修来）；210094南京，南京理工大学（张玉韬）；100091北京，解放军309医院（程茅薇）

王修来，E-mail：398462160@qq.com