基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算的智能化醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)

宛云英，張福林，楊吉江，李金年，段紹斌（.深圳市急救中心，深圳 5806； .清華大學(xué) 信息技術(shù)研究院，北京 0008；.天津市急救中心，天津 000；.中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院，湖 南長沙 00）

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基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算的智能化醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)

宛云英1，張福林1，楊吉江2，李金年3，段紹斌4
（1.深圳市急救中心，深圳 518026； 2.清華大學(xué) 信息技術(shù)研究院，北京 100084；3.天津市急救中心，天津 300011；4.中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院，湖 南長沙 410011）

摘要：隨著我國對院前急救醫(yī)療資源需求的快速增加，國內(nèi)醫(yī)療急救體系目前主要以調(diào)度為主，對實(shí)現(xiàn)智能化具有迫切的需求。物聯(lián)網(wǎng)、云計算等高新技術(shù)的迅速發(fā)展為構(gòu)建智能化醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)提供了堅實(shí)的支撐。通過對相關(guān)資源進(jìn)行集成和整合，將先有“調(diào)度系統(tǒng)”轉(zhuǎn)化為“調(diào)度指揮系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)的智能化，對于提高院前急救的工作效率，保障人民生命安全具有重要作用。

關(guān)鍵詞：院前急救；智能化醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)；云計算

1　引言

傳統(tǒng)的醫(yī)療急救調(diào)度系統(tǒng)主要由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺系統(tǒng)、有線語音通信系統(tǒng)、受理調(diào)度及信息管理、電子地圖系統(tǒng)、車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)等組成［1，2］，是一個承擔(dān)著“120”急救電話呼叫受理、調(diào)派救護(hù)車、急救通信服務(wù)以及組織協(xié)調(diào)重大災(zāi)害事故的醫(yī)療救援系統(tǒng)［3］。

傳統(tǒng)的醫(yī)療急救調(diào)度系統(tǒng)主要以調(diào)度為主，不能有效解決現(xiàn)有院前急救體系存在的資源不足、缺乏高效指揮等問題。近年來，物聯(lián)網(wǎng)、云計算等高新技術(shù)的快速發(fā)展為傳統(tǒng)的醫(yī)療急救調(diào)度系統(tǒng)智能化升級提供了技術(shù)支撐，醫(yī)療急救調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)由“調(diào)度系統(tǒng)”轉(zhuǎn)化為“調(diào)度指揮系統(tǒng)”，簡稱為醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)。

醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)是一套集電話語音、急救指揮調(diào)度、車載視頻終端、視頻監(jiān)控采集、車載導(dǎo)航醫(yī)助、車輛定位、遠(yuǎn)程急救會診、公共服務(wù)平臺、遠(yuǎn)程生命監(jiān)測于一體的現(xiàn)代化綜合院前醫(yī)療救援系統(tǒng)［4］。智能化的醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)不僅優(yōu)化了傳統(tǒng)的醫(yī)療急救調(diào)度系統(tǒng)功能，使院前救治更加快速、高效，還增加了遠(yuǎn)程會診指導(dǎo)、視頻實(shí)時傳輸?shù)裙δ?，使院?nèi)急救向院前延伸，實(shí)現(xiàn)院前院內(nèi)無縫銜接，極大程度的縮短救治時間，提高救治效率［5］。

2　我國院前急救面臨的問題和需求

經(jīng)過近10年的努力，目前國內(nèi)多數(shù)城市的急救中心已經(jīng)建立了以救護(hù)車調(diào)派為主的醫(yī)療急救調(diào)度系統(tǒng)，為區(qū)域救護(hù)車資源的整合和優(yōu)化利用發(fā)揮了重要作用。但近年來，中國高危人群數(shù)量逐年上升，人民群眾對院前醫(yī)療急救的需求在快速增加，現(xiàn)有院前急救體系存在著資源不足、缺乏高效指揮等問題，國內(nèi)醫(yī)療急救體系對醫(yī)療急救調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化具有迫切的需求。

2.1現(xiàn)代中國人口眾多，院前急救需求快速增加

中國高危人群世界最多，并逐年上升。2010年中國就成為世界上唯一老年人口超過1億的國家，其中失能、半失能老年人數(shù)達(dá)3300多萬［6］。2002年我國高血壓患者有1.6億；2010年我國冠心病患者已經(jīng)達(dá)到8000萬人［7］。據(jù)2012年衛(wèi)生部報告，中國有慢性病患者2.6億人，慢性病導(dǎo)致的死亡人數(shù)已經(jīng)占到總死亡人數(shù)的85％，疾病負(fù)擔(dān)已占總疾病負(fù)擔(dān)的70％［8］。各類慢性疾病患者以及老人是急救的潛在服務(wù)者，占120呼救人群比例較大。

人類的危急重癥（如：急性心肌梗死，急性腦血管病等）大多數(shù)發(fā)生在院外，而大量的死亡也發(fā)生在院外，因此搶救院外危重病人對于挽救病人生命具有極其重要的作用。有關(guān)專家對院外危重癥救治生存率進(jìn)行了估計，結(jié)果顯示，美國的院外危重癥救治生存率為10.1％，歐洲為10.7％，而中國不到1％，中國的院前急危重病人搶救成功率不到歐美國家的1/10［9］。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)告訴我們，猝死病人搶救的最佳時間為6分鐘［10］。如果不爭取這寶貴的幾分鐘，即便院內(nèi)設(shè)備再先進(jìn)，醫(yī)生的技術(shù)再高明，都不可能挽救病人的生命。因而，構(gòu)建快速有效的院前急救體系，可以使病人的傷亡率降到最低，對于保障人民生命安全，構(gòu)建和諧社會，具有重要作用。

2.2目前國內(nèi)院前急救體系面臨的主要問題

目前國內(nèi)的院前急救體系主要面臨著以下幾方面問題：（1）交通堵塞，導(dǎo)致救護(hù)車不能在黃金救助時間內(nèi)將病患者送到醫(yī)療救護(hù)點(diǎn)。（2）沒有有效的信息采集和通訊平臺，危重患者信息難以實(shí)時傳送，救護(hù)車和急診科銜接不到位，患者到達(dá)醫(yī)療救護(hù)點(diǎn)才開始診斷和救護(hù)的準(zhǔn)備工作，大大增加了救護(hù)時間。（3）沒有遠(yuǎn)程專家支持系統(tǒng)，醫(yī)療資源不能優(yōu)化高效利用。（4）目前國內(nèi)各急救中心和醫(yī)療單位還沒有建立院前診療系統(tǒng)，院前無法真正實(shí)現(xiàn)“能力救治”，病患到達(dá)的醫(yī)療救護(hù)點(diǎn)若無能力救治還需轉(zhuǎn)院甚至轉(zhuǎn)城市才能得到有效醫(yī)治，院前死亡率還很高，與歐美等發(fā)達(dá)國家相比還很落后。

在老年人口和慢性病患者逐年增加、突發(fā)事件頻繁發(fā)生、院前危重病人搶救成功率較低的大背景下，目前的院前急救搶救效率不能很好的滿足社會需求，急需對院前急救的搶救模式進(jìn)行改革，引進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)、云計算等高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療急救調(diào)度系統(tǒng)的智能化。

3　信息和通訊技術(shù)在院前急救中的應(yīng)用實(shí)踐

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、知識庫等高新技術(shù)的發(fā)展，有部分學(xué)者在運(yùn)用醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)和云平臺等高新技術(shù)提升急救指揮調(diào)度能力方面做出了努力。陳昊［5］等對基于移動物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域協(xié)同心血管病急救模式進(jìn)行了研究，以區(qū)域醫(yī)療協(xié)同為基本途徑，實(shí)現(xiàn)心血管病救治的院前院內(nèi)一體化。朱晟曌［4］等對移動醫(yī)療車載救護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用集成技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計并提出了移動醫(yī)療車載救護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用集成方案和系統(tǒng)構(gòu)架。胡楠［3］等對急救指揮調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。這些研究在不通程度上提出將物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)融入到醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)中，但存在著只運(yùn)用于某種疾病的救治或系統(tǒng)功能未能較好滿足院前急救需求等問題。

醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)的智能化要充分運(yùn)用近年來出現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、知識庫等高新技術(shù)［10］。通過物聯(lián)網(wǎng)（感應(yīng)器）可以對救護(hù)車的出入進(jìn)行自動感應(yīng)，自動讀取病人的信息，自動尋找設(shè)備、藥品等。云計算為快速方便完成海量計算、判斷、匹配等提供技術(shù)支持。循證知識庫可以隨時提供國內(nèi)外最“相似”病人信息。3G/4G網(wǎng)絡(luò)可以為快速、隨時隨地傳輸信息提供保障。及時調(diào)閱病人的電子健康檔案可以快速了解病人既往病史，輔助正確診斷和治療［11］。雖然各項(xiàng)高新技術(shù)的成熟發(fā)展為構(gòu)建智能化醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)提供了堅實(shí)支撐，然而要真正實(shí)現(xiàn)醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)的智能化卻難以企及。

4　智能化醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)

目前，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、循證知識庫、3G/4G網(wǎng)絡(luò)等各項(xiàng)新技術(shù)已比較成熟，但急救指揮系統(tǒng)智能化需求和各項(xiàng)新技術(shù)之間尚存在鴻溝，需要通過集成和整合相關(guān)資源來實(shí)現(xiàn)醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)的智能化。對相關(guān)資源進(jìn)行集成整合重點(diǎn)在于明確醫(yī)療急救系統(tǒng)的各項(xiàng)需求，并且在技術(shù)上能保障各項(xiàng)新技術(shù)的融合集成。

醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)的智能化主要體現(xiàn)于當(dāng)呼救發(fā)出后，系統(tǒng)必須盡快接受和處理，以最快的速度調(diào)度救護(hù)車前往救治地點(diǎn)，運(yùn)用遠(yuǎn)程醫(yī)療、循證知識庫等輔助智能手段進(jìn)行適宜高效的現(xiàn)場處置，然后將呼叫者以最快速度送往有救治能力的醫(yī)院，實(shí)現(xiàn)院前院內(nèi)無縫銜接。智能化醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖見圖1，其主要功能表現(xiàn)在以下幾個方面。

4.1呼救的智能化

病人呼救時，系統(tǒng)可以根據(jù)呼救電話（固定或者移動）對病人位置自動進(jìn)行定位，不僅避免了病人對地址的描述不清，還節(jié)省了描述位置的時間，同時可以根據(jù)呼救電話（實(shí)名制）調(diào)用病人或者聯(lián)系人的基本信息，盡可能確認(rèn)病人身份。

4.2調(diào)度指揮系統(tǒng)智能反應(yīng)

（1）快速出車。指揮系統(tǒng)接到呼叫后，按照就近、就能力原則快速智能推薦出車醫(yī)院。（2）智能交通。依托市交通指揮系統(tǒng)，指揮救護(hù)車使用GPS選擇最短路線和避開交通繁忙路段相結(jié)合，智能化選擇行程路線，快速到達(dá)呼救現(xiàn)場。⑶指揮呼救點(diǎn)。在救護(hù)車到達(dá)現(xiàn)場前，指揮中心應(yīng)用“遠(yuǎn)程醫(yī)療”系統(tǒng)對現(xiàn)場呼救病人進(jìn)行溝通和心理輔導(dǎo)，必要時指導(dǎo)止血和簡單救治。

4.3救護(hù)車到達(dá)現(xiàn)場智能救治

（1）現(xiàn)場急救。救護(hù)車到達(dá)現(xiàn)場后，根據(jù)病人的情況，隨車醫(yī)護(hù)人員可以立即進(jìn)行現(xiàn)場救治。（2）指揮中心遠(yuǎn)程指導(dǎo)。如果發(fā)現(xiàn)特殊病人，隨車醫(yī)護(hù)人員沒有把握救治，可以通過“遠(yuǎn)程醫(yī)療”系統(tǒng)，請求指揮中心（專家、循證知識庫、病人檔案）的遠(yuǎn)程指導(dǎo)，更好地救治病人。

4.4救護(hù)車護(hù)送病人到醫(yī)院

（1）系統(tǒng)智能化選擇目標(biāo)救治醫(yī)院。首先系統(tǒng)采用經(jīng)過專家論證獲得一致共識的準(zhǔn)則選擇救治點(diǎn)所在醫(yī)院，這些準(zhǔn)則包括距離最近、道路交通、具有救治基本條件、以及救治條件當(dāng)時可及等，將這些條件納入指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動化判斷和決策。（2）智能交通“干預(yù)性”指揮。從呼救現(xiàn)場到救治醫(yī)院，救護(hù)車行走路線依托交通指揮中心的信息和調(diào)動能力，進(jìn)行智能化指揮，必要時進(jìn)行交通干預(yù)，保證在當(dāng)時條件下以最快的速度到達(dá)醫(yī)院。（3）上車時病人身份自動識別。在救護(hù)車合理位置安裝個人身份識別系統(tǒng)（如：在車頂安裝人臉識別系統(tǒng)，在車上配置身份證讀取系統(tǒng)，或者手持式虹膜識別系統(tǒng)），從而在病人上車時自動識別病人身份。（4）自動調(diào)閱病人健康檔案。獲得病人身份信息后，通過指揮中心可以快速調(diào)閱病人健康檔案，將健康檔案傳送到救護(hù)車上，并提前傳送到救治醫(yī)院，便于醫(yī)院進(jìn)行診斷治療。（5）救護(hù)車實(shí)時傳輸病人的生命體征數(shù)據(jù)、視頻信息等至指揮中心和接診醫(yī)院。（6）指揮中心專家組會診并制定救治方案。指揮中心專家根據(jù)病人病情、健康檔案、循證知識庫、救護(hù)車上傳輸?shù)牟∪松w征數(shù)據(jù)以及專家經(jīng)驗(yàn)制定科學(xué)的救治方案，及時指導(dǎo)救護(hù)車上的醫(yī)護(hù)人員，并將救治方案提前傳送到救治醫(yī)院。（7）網(wǎng)絡(luò)醫(yī)院提前做好救治準(zhǔn)備并進(jìn)入待命狀態(tài)。救治網(wǎng)絡(luò)醫(yī)院收到指揮中心發(fā)送的病人健康檔案、專家救治方案以及救護(hù)車上傳輸?shù)幕颊邔?shí)時生命體征數(shù)據(jù)信息后，提前進(jìn)行各種準(zhǔn)備，預(yù)測病人到達(dá)時間并及時進(jìn)入施救預(yù)備狀態(tài)。（8）救護(hù)車到達(dá)醫(yī)院，醫(yī)院直接進(jìn)行急救。救護(hù)車到達(dá)救治醫(yī)院后，醫(yī)院通過專門安裝的物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)系統(tǒng)，自動反應(yīng)，并快速識別病人，通過匹配調(diào)出指揮中心發(fā)送的病人基本信息、健康檔案和指揮中心專家的救治方案，直接進(jìn)入救治流程。

圖1　智能化醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

5　結(jié)論與展望

從患者呼叫“120”開始到送達(dá)醫(yī)院期間的每個環(huán)節(jié)，智能化的醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)都在極大程度上為搶救患者贏取了寶貴的時間。在搶救效果上，通過智能化的醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)，救護(hù)車從傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)運(yùn)工具提升為了綜合救治平臺，患者一上救護(hù)車就能得到醫(yī)生和專家的及時高效搶救，同時醫(yī)院根據(jù)救護(hù)車上患者圖像和生命體征參數(shù)準(zhǔn)備好相應(yīng)搶救設(shè)備和手術(shù)設(shè)備，讓病人到達(dá)醫(yī)院后便能得到及時搶救。可見，智能化的醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)可使整個院前急救各流程環(huán)環(huán)相扣，讓有限的急救資源高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

然而在實(shí)現(xiàn)醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)的智能化道路上，還需要我們努力。智能化的醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)不是簡單的將云計算、醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)、循證知識庫、4G傳輸?shù)刃录夹g(shù)疊加在傳統(tǒng)的醫(yī)療急救調(diào)度系統(tǒng)之上，而是要充分考慮醫(yī)療急救體系的各項(xiàng)需求，明確需求與新技術(shù)之間的融合實(shí)施存在哪些鴻溝以及解決的辦法［12］。將各項(xiàng)新技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化集成并發(fā)揮最大的效用，做到技術(shù)與需求之間的無縫融合。此外，還要強(qiáng)化管理工作，將優(yōu)化集成技術(shù)、現(xiàn)有系統(tǒng)和明確需求三方面進(jìn)行一體化的整合，從而對智能化系統(tǒng)進(jìn)行升級，然后經(jīng)過多次循環(huán)，迭代收斂，最終實(shí)現(xiàn)醫(yī)療急救指揮系統(tǒng)的智能化功能。

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The Intelligent Medical Emergency Command System Based on IoT and Cloud Computing

WAN Yun-ying1，ZHANG Fu-lin1，YANG Ji-jiang2，LI Jin-nian3DUAN Shao-bin4
（1.Shenzhen EM Center，Shenzhen 518026，China； 2.RIIT，Tsinghua University，Beijing 100084，China； 3.Tianjin EM Center，Tianjin 300011，China； 4.The Second Xiangya Hospital of Central South University，Changsha 410011，Hunan Province，China）

Abstract:The domestic medical first aid system mainly composed of dispatch at present.Along with the demand for medical resources of pre-hospital care increased rapidly，we have an urgent demand for building intelligent system.The rapid development of high and new technology（for example:internet of things，cloud computing，etc.）provide supports to the intelligent medical emergency command system.Based on integrating the related resources，we can translate dispatch system into dispatch and command system.Building intelligent medical emergency command system plays an important role in improving the working efficiency of pre-hospital care and protecting people's life.

Keywords:Pre-hospital care；Intelligent medical emergency command system；Internet of things；Cloud computing

*基金項(xiàng)目：國家科技支撐計劃項(xiàng)目，主動醫(yī)療服務(wù)共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用示范（編號：2013BAH05F04）

作者簡介：宛云英（1987-），女，碩士學(xué)位，專業(yè)：衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué)。

通訊作者：張福林。