边防海岛伤病员急救系统的设计与应用

何 健 石 磊 杨明明 孙文桥

边防海岛伤病员急救系统的设计与应用

何 健①*石 磊①杨明明①孙文桥①

目的：设计海防部队及偏远训练地域伤病员急救信息系统，改进边防海岛伤病员院前急救的薄弱环节。方法：运用无线移动通信技术、HL7消息队列和接口技术相结合，使急救系统与医院信息系统(HIS)、实验室信息系统(LIS)、影像归档及传输系统(PACS)、电子病历(EMR)和健康档案系统进行对接。结果：系统平台采用面向服务的架构，所有功能均以原子粒度的网络服务(Web Service)进行排练组合构建，较好解决了软件的复用和互操作性。通过对这些原子粒度的服务进行流程重组，形成移动伤情采集端、移动急救端、会诊端和医疗信息集成端组成4个业务功能块。平时、战时在远离后方医院的急救环境下，使多种医疗数据进行有效融合，为医疗诊断和救治提供可靠的数据资料，实现了医疗资源的网络共享和伤病员急救的闭环管理。结论：边防海岛伤病员急救系统可更多维化、可视化展示伤病员的伤病情，实现医疗资源系统的互联互通互操作，有效提升边防海岛的卫勤保障效能与应对突发事件能力，提高伤病员的医疗救治质量。

边海防急救；移动通信；消息队列；HL7；电子病历

何健,男,(1984- ),硕士，工程师。解放军第210医院信息科，研究方向：数据库与医疗软件开发。

目前，物联网在健康监测领域的应用悄然兴起，美国军队在此领域的研究已经走在前列，较为有代表性的是战时伤病员医疗救护信息(medical communicationsfor combat casualty care，MC4)系统与战场医疗信息程序(theater medical information program，TMIP)网络系统[1]。MC4是一项战场救护医疗保障通信系统，通过获取单兵的医疗记录，采用数据融合技术，可依靠数字化技术，以一种全新的方式拯救生命；国内有广州总医院研制的军民区域协同远程急救网络，利用蓝牙技术实现急救现场和救护车上患者心电等生理指标的采集、接收和发送，通过3G网络和卫星进行传输，但目前还未利用医院信息系统(hospital information system，HIS)数据库和健康档案辅助患者进行急救[2-3]。

1 边防海岛急救需求

边防海岛不同于周边交通便利的城市，在空间与时间上对急救有许多制约，尤其是处于海岛的大风、暴雨对船舶航行有着许多限制；处于边境或交通不便的部队，伤病员危急的伤病情与交通不便、时间紧迫形成矛盾；此外，许多情况下伤病员不宜挪动，需要现场就地急救；基层卫生队的医生由于受条件限制，缺乏临床实践，对某些特殊伤情的处理缺乏经验。为此，本研究研制一种适用于边防海岛的急救平台，以解决上述特殊需求，提高边防海岛医院的救治能力。

2 边防海岛伤病员急救系统总体设计

边防海岛伤病员急救系统按使用对象划分为：移动急救数据采集端、移动会诊端、固定会诊端、医院信息集成端以及移动电子病历(electronic medical record，EMR)。当急救情况发生时，现地卫勤人员首先通过伤病员生命特征参数采集系统采集伤病员体征数据，然后通过急救端同步传送到院内医院信息集成端[4]。与此同时，移动会诊端可查询该伤病员的历史就诊数据和电子健康档案，可查询到其历史检查、检验数据、疾病史、血型、过敏史、家族遗传史、手术史和行为习惯等重要参考信息，多方位对伤病员的健康数据进行收集，然后通过多点会诊技术(移动会诊端、固定端)对伤病员进行紧急会诊，指导现地卫勤人员进行现场救治，然后卫勤人员可在伤病员到达医院之前对其病情进行观察，并书写急救病历。

2.1 软件系统架构

该系统从底层硬件到外部接口的逻辑层次划分为基础IT层、数据库层、业务动作支持平台层、核心业务层和外部接口层。为保证数据的安全传输，系统使用了专用的传输专线[5]和防火墙技术对数据进行保护，同时使用加密的数据协议，保证数据安全使用(如图1所示)。

图1 急救软件系统架构图

2.2 系统分层

2.2.1 基础IT平台层

基础IT平台层处于最底层，由移动监护设备、手机和平板电脑等网络硬件设备和通讯系统组成，是支持数据采集和网络通讯的基础构件。

2.2.2 数据库层

数据库层处于基础IT平台层的上一层，是整个系统平台的数据仓库，不仅包括HIS数据库、实验室信息系统(laboratory information system，LIS)数据库、影像归档及传输系统(picture archiving and communication systems，PACS)数据库以及军队人员历史健康档案数据库，是构建伤病员多维医疗数据的关键。

2.2.3 业务动作支持平台层

本系统平台是面向服务的架构，所有的功能均以原子粒度的网络服务(Web Service)进行排练组合而构建，其优点是较好解决了软件的复用和互操作性。通过对这些原子粒度的服务进行流程重组，即可形成数个业务模块，如参数采集和网络传输服务能够形成移动急救功能，数据提取、网络传输和会诊分析服务组成远程会诊功能。

2.2.4 核心业务层

该层是由上一层即业务动作支持平台层对基础服务进行封装而编排构建而成，是面向用户提供的功能模块，由数个后台动态链接库组成。

2.2.5 外部接口层

该层由急救端接口、会诊端接口、数据库接口以及移动端接口组成。向外部公布这些接口后，外部程序或手机APP可以通过接口获取标准数据，如通过获取急救端的API函数可以调取伤病员的历次住院数据，获取会诊端的视频语音数据、获取健康档案数据的数据库接口和通过移动端接口获取患者生命体征的移动端数据。

2.3 系统功能模块

本系统主要由移动伤情采集端、移动急救端、会诊端和医疗信息集成端组成4个功能模块，如图2所示。

图2 急救系统拓扑图

2.3.1 移动伤情采集端

移动伤情采集端可安装在移动医疗救护载体上，也可由医疗救护人员携行，主要由数字化急救医疗装备和无线通信模块组成[7]。数字化多参数生理信号采集模块可实时采集伤病员的生理数据，包括心电、血压、呼吸及血氧等指标，将所收集的医疗数据通过无线通信模块转换成消息，然后基于3G无线网同步传输到后方医院数据库[8]。

2.3.2 移动急救端

移动急救端为平板电脑(packet assembler disassembler，PAD)，包括移动EMR和移动会诊指导端，现地卫勤人员可以根据伤病员的主诉或伤患处的客观描述信息，以及伤病员战现场急救与后送过程中的医疗处置、用药及病程等信息，整理形成伤病员的院前病历，将电子文书和电子图像资料一起随伤病员后送传输，有助于提高信息链条的完整性。

2.3.3 会诊端

会诊端由固定会诊端与移动会诊端PAD组成。固定会诊端可安装于后方医院或医院船、野战救护所等更高级别的医疗后送组织机构，用于实时接收中央监护系统转发的伤病员医疗数据，从而给予诊疗建议与双向交流，及时指导急救端卫勤人员的现场救治行为。移动会诊端可安装于笔记本电脑、手机及PAD等移动通信载体，其具有与固定会诊端相同的功能，对口专家未处于固定会诊部位时，可以通过移动会诊端实施会诊工作。

2.3.4 医疗信息集成端

医疗信息集成端是一种消息中间件，有各种数据接口，如HIS接口、LIS接口、PACS接口、EMR接口以及健康档案系统接口[9]。其工作原理是：急救端将伤病员的身份标识信息发送至会诊端，如伤病员的军人保障卡号码等，根据身份标识号从医院历史数据库调取该伤病员的基本信息、历史医疗信息，包括诊疗记录、检查检验报告、EMR以及军人健康档案信息等，了解该伤员的既往史和健康情况，并将这些医疗信息整合后通过医疗信息集成子系统传输到会诊端，从而为战现场急救工作及会诊指导提供更加丰富的医疗参考依据，实现了医疗数据的共享。

3 边防海岛伤病员急救系统关键技术

基于HL7的消息中间件和消息引擎是本系统的关键技术，不论生命体征数据、历史检验、检查数据、健康档案数据乃至EMR数据都要依靠消息中间件来进行数据交换[6-8]。若将移动伤情采集端的生命体征数据采集到医院数据库中，需要构建HL7消息引擎和应用微软消息队列(micro soft message queue，MSMQ)来进行数据的整合及传输(如图3所示)。

图3 急救系统数据融合传输示意图

图3 显示，HL7消息中间件能通过网口或串口，接收来自于心电监护仪等其他设备和word、excel等格式的原始数据，然后转换为HL7v3格式的数据，将HL7格式[10-13]的数据再经过MSMQ传输之前，先转换成为XML[14]格式的数据。经过消息队列传输到医院信息接收端后，该消息再经过HL7消息引擎被解析HIS系统和各个子系统(如LIS、EMR)可以识别的消息，然后被导入到数据库里形成永久数据[15-16]。

HL7将现实世界各种医疗情况归纳为数种典型的事件，如患者登记、检查医嘱及转诊等。所谓医疗信息就是在各个医疗系统中传递的消息(Message)。在HL7数据格式中，消息是系统间传递数据的最小单位。消息由一组消息段(Segment)组成，消息段又是一系列域(field)按一定顺序的逻辑组合，域之间用“|”分隔；域可以进一步分解为组件和子组件，之间用“＾”和“＆”分隔。在HL7消息中，MSH表示消息头，用于定义消息类型、来源、目标及消息语法规则；PID表示患者信息，包括患者就诊号、姓名等；OBR用于记录观察请求信息；OBX用于定义患者的观察结果。以1名伤病员的心电图[17]HL7消息为例：

PID|1|94158||Tom＜cr＞

OBR|1|||8＾multi-para Moniter|||(发送时间)|＜cr＞

OBX|1|CD|8＆CHN～L|1|1＾ECG＾＾＾100||||||F＜cr＞

OBX|2|TS|8&TIM＾＾L|1|(发送时间)||||||IF＜cr＞

OBX|3|NA|8&WAV＾＾L|1|(1S内采样的心电图值，共100个)

消息段PID|1||94158||Tom＜cr＞，经解析之后，可生成XML文件，可方便转换成为数据库轻易识别的数据格式。

如生成相应的XML文件为：

＜PID＞

＜PID.1＞1＜/PID.1＞

＜PID.2/＞

＜PID.3＞94158＜/PID.3＞

＜PID.4/＞

＜PID.5＞Tom＜/PID.5＞

＜/PID＞

4 边防海岛伤病员急救系统应用效果

本系统在多次卫勤训练任务中应用，并取得良好效果，极大提高了边防海岛伤病员的救治质量，医疗信息集成端和移动急救端如图4、图5所示。

图4 医疗信息集成端界面图

图5 移动急救端界面图

5 结语

边防海岛伤病员急救系统所采用的移动器材均属于便携式，体积和重量均很小，便于携带和使用，而且功能足够支撑伤病员急救的需要，当普通3G或2G网络受限制时，可以通过卫星天线进行数据传输。通过该系统可更多维化、可视化展示伤病员的伤病情，实现医疗资源系统的互联互通互操作，有效提升边防海岛的卫勤保障效能。

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The desgin and application of emergency system for border island patients/

HE Jian, SHI Lei, YANG Ming-ming, et al//
China Medical Equipment,2017,14(3):108-111.

Objective: To design the emergency information system for patients in coastal defence forces and remote training fields in order to compensate the weak link of pre-hospital emergency for them. Methods: By the combination of wireless mobile communication technology, the HL7message queue and interface technology, to achieve the integration of emergency system, hospital information system (HIS), laboratory information system (LIS), picture archiving and communication systems (PACS), electronic medical record (EMR) and health record. Results: In ordinary times and the wartimes, even if patients stayed away from the emergency environment of rear hospital, various medical data still could be efficiently integrated, and be provided for medical diagnosis and treatment, so as to achieve network sharing of medical resources and closed-loop management of emergency patients. Conclusion: The design and application of this emergency system can effectively enhance rear security efficiency for emergency, and improve the medical treatment quality for patients.

Coastal defense emergency; Mobile communication; Message queue; HL7; Electronic medical record

1672-8270(2017)03-0108-04

R197.324

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.03.030

2016-11-16

①解放军第210医院信息科 辽宁 大连 116021

*通讯作者：210xxk@163.com

[First-author’s address] Information Department, The No.210 Hospital of People's Liberation Army, Dalian 116021, China.