基于可穿戴設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)照護系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用*

——劉方斌 陳 飛 譚 夢 曹清心 朱小蔚 馬寧玲 齊曉林*

1 東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 江蘇 南京 210002 2 東部戰(zhàn)區(qū)疾病預(yù)防控制中心 江蘇 南京 210002

干休所老年患者由于年齡較大、行動不便且病情較復(fù)雜，往往需要醫(yī)護人員24 h實時監(jiān)護。隨著軍改政策實施，一方面，干休所衛(wèi)生人力資源配比下降；另一方面，與軍隊綜合醫(yī)院相比，干休所醫(yī)療設(shè)備資源不足，醫(yī)療技術(shù)實力偏弱，醫(yī)護人員經(jīng)驗欠缺，難以滿足老年患者需求[1-3]。網(wǎng)絡(luò)照護是將信息技術(shù)高度融合入病房的一種創(chuàng)新服務(wù)模式，能夠?qū)崿F(xiàn)患者24 h實時監(jiān)護，為其提供優(yōu)質(zhì)的遠程醫(yī)療服務(wù)[4]?？纱┐魇街悄茉O(shè)備是對日常穿戴設(shè)備(如眼鏡、手表、手套等)進行智能化設(shè)計、開發(fā)，通過可穿戴設(shè)備，人體可以更好地感知外部與自身信息，能在計算機、網(wǎng)絡(luò)及他人輔助下高效處理信息，實現(xiàn)無縫連接[5-6]。為了解決干休所衛(wèi)生人力資源緊張、設(shè)備技術(shù)落后、服務(wù)質(zhì)量較低等問題，滿足老年患者照護需求，東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院(以下簡稱“總院”)信息科利用可穿戴式智能設(shè)備，設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)照護系統(tǒng)，將總院專家服務(wù)輻射至干休所，取得了良好效果。

1 技術(shù)支撐

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設(shè)備，按約定協(xié)議，將物體與網(wǎng)絡(luò)相連接，物體通過傳播媒介進行信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能[7]。醫(yī)學(xué)物聯(lián)網(wǎng)可感知醫(yī)學(xué)服務(wù)對象，實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)交換和無縫連接，達到對醫(yī)療衛(wèi)生保健服務(wù)的實時動態(tài)監(jiān)控、連續(xù)跟蹤管理和精準醫(yī)療健康決策。本研究網(wǎng)絡(luò)照護系統(tǒng)采取基于物聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)自動采集方法，老年患者在干休所和家中穿戴便攜式智能生命體征采集設(shè)備，便可實現(xiàn)生命體征自動采集和數(shù)據(jù)自動上傳，并實現(xiàn)緊急呼叫。

1.2 移動通信技術(shù)

5G移動通信是第四代通信技術(shù)的升級和延伸[8]。本研究網(wǎng)絡(luò)照護系統(tǒng)通過5G通信技術(shù)和視頻高清技術(shù)，便于干休所老年患者及時獲取總院優(yōu)質(zhì)醫(yī)療專家資源，實現(xiàn)專家實時遠程救治指導(dǎo)，保障老年患者病情診斷的準確性和救治的專業(yè)性。

2 系統(tǒng)設(shè)計與功能

系統(tǒng)通過傳感器設(shè)備采集信息，再利用ZigBee、藍牙等無線協(xié)議進行傳輸，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，在護士站大屏、醫(yī)生電腦、護士PDA展示。系統(tǒng)整體框架圖見圖1。

圖1 系統(tǒng)整體框架

2.1 生理感知和監(jiān)測子系統(tǒng)

(1)信息采集。在病房內(nèi)安裝無線網(wǎng)絡(luò)、藍牙橋接等，老年患者根據(jù)病情差異，穿戴不同智能采集設(shè)備(如無線血糖儀、無線血壓計、智能床墊等)， 并利用病房內(nèi)其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(如智能輸液、智能病床、報警設(shè)備等)，實時采集生命體征、行為(臥床、離床等)及醫(yī)療處置(輸液起止時間等)信息。(2)信息上傳。利用藍牙、ZigBee等無線網(wǎng)絡(luò)，將采集的信息實時傳輸至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。醫(yī)護人員借助PDA設(shè)備中的APP，查看系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實時了解老年患者病情變化，輔助其進行診療與護理。(3)異常監(jiān)測。數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，護士站大屏幕及PDA可實時顯示，并提供危險數(shù)據(jù)報警，醫(yī)護人員在第一時間掌握老年患者的危險體征數(shù)值和定位，便于及時救護。

2.2 大數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)

利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，結(jié)合老年患者住院電子病歷信息、門診就診信息及采集信息，對上傳的系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)進行分析、展示及利用。(1)數(shù)據(jù)抽取。以老年患者個人ID、身份證作為關(guān)鍵詞字段，從多個數(shù)據(jù)源(如生命體征數(shù)據(jù)、電子病歷數(shù)據(jù)庫)，抽取老年患者個人數(shù)據(jù)集。(2)數(shù)據(jù)整理。以老年患者個體為中心，將從各數(shù)據(jù)庫抽取的數(shù)據(jù)，整理成個人健康檔案，方便醫(yī)護人員使用。(3)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。根據(jù)醫(yī)護人員需要，分析老年患者病情特征，如易跌倒時間、地點，分析老年患者生命體征出現(xiàn)異常的高峰時間。

2.3 結(jié)果可視化子系統(tǒng)

(1)數(shù)據(jù)展示。將采集的生命體征數(shù)據(jù)及老年患者住院與門診數(shù)據(jù)進行分析并展示，包括體征變化情況、用藥等。(2)專家查看。總院專家通過工作站查看老年患者生命體征變化情況及住院與門診信息。(3)護士查看。干休所護士通過護士站大屏幕實時查看老年患者病情相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.4 專家遠程救治指導(dǎo)子系統(tǒng)

(1)當(dāng)干休所聯(lián)系總院進行遠程救治指導(dǎo)時，總院專家通過平臺監(jiān)測的生命體征以及平臺展示的住院與門診數(shù)據(jù)，提前掌握老年患者基本信息和病情。(2)借助遠程會議系統(tǒng)，實現(xiàn)實時遠程視頻救助指導(dǎo)。(3)當(dāng)老年患者居家休養(yǎng)時，可借助總院互聯(lián)網(wǎng)遠程會診平臺實現(xiàn)遠程診療指導(dǎo)。

3 應(yīng)用效果

(1)提高了干休所醫(yī)護人員工作效率。統(tǒng)計系統(tǒng)應(yīng)用前(2020年9月21日-12月20日)和應(yīng)用后(2020年12月21日-2021年3月21日)相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示：每位護士每天照護老年患者平均人數(shù)從5人增加至10人；照護每位老年患者平均時間從4 h縮短至1.5 h；護士往返病房和護理站平均次數(shù)從30.5次/天降低到15次/天；醫(yī)護人員平均工作時間從10.1 h/d降低到7.1 h/d。

(2)提高了服務(wù)響應(yīng)及時性。統(tǒng)計系統(tǒng)應(yīng)用前(2020年9月21日-12月20日)和應(yīng)用后(2020年12月21日-2021年3月21日)相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示：老年患者照護需求響應(yīng)平均時間從10.1 min縮短至40 s；獲取總院專家服務(wù)平均響應(yīng)時間從1.1 h縮短至5 min；病情異常響應(yīng)時間(患者發(fā)現(xiàn)異常至護士到達測量患者生命體征結(jié)束)從3 min縮短至35 s。

(3)增加了干休所服務(wù)項目。利用總院儀器設(shè)備、專家，大幅度增加了干休所服務(wù)項目。系統(tǒng)應(yīng)用前干休所可開展護理項目共27項，均為常規(guī)護理，如發(fā)熱護理、老年病護理等；系統(tǒng)應(yīng)用后通過總院專家遠程指導(dǎo)，護理服務(wù)項目增加到212項，服務(wù)內(nèi)容更趨專業(yè)性，如術(shù)后康復(fù)護理、造瘺口護理等。

4 討論

4.1 網(wǎng)絡(luò)照護系統(tǒng)優(yōu)勢

目前，干休所病房監(jiān)護主要依靠醫(yī)生和護士定時巡查，無法實現(xiàn)24 h實時監(jiān)護。但老年患者病情變化較快，提供24 h實時監(jiān)護服務(wù)十分必要。本研究基于信息技術(shù)研發(fā)了網(wǎng)絡(luò)照護平臺，搭載了生理感知和監(jiān)測系統(tǒng)、病程救治指導(dǎo)系統(tǒng)，保障了患者24 h實時監(jiān)護和優(yōu)質(zhì)遠程醫(yī)療服務(wù)。

系統(tǒng)應(yīng)用前，醫(yī)護人員必須到床旁了解老年患者病情。系統(tǒng)應(yīng)用后，基于可穿戴智能設(shè)備，打破了時間、地點、人員局限，網(wǎng)絡(luò)照護系統(tǒng)即時、即地采集老年患者身體狀況相關(guān)數(shù)據(jù)，干休所醫(yī)護人員和專家可以通過工作站顯示器和移動設(shè)備實時掌握老年患者身體各項數(shù)據(jù)和醫(yī)療數(shù)據(jù)，從而提供實時照護。

對數(shù)據(jù)進行科學(xué)合理的分析能使數(shù)據(jù)價值最大化。利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以老年患者個人ID作為關(guān)鍵詞字段匹配個人監(jiān)護數(shù)據(jù)，按照分析需求分封多個數(shù)據(jù)組，后臺使用命令對數(shù)據(jù)組進行分析，分析結(jié)果返回數(shù)據(jù)庫儲存，所有分析結(jié)果實時更新，力求實現(xiàn)老年患者身體狀況數(shù)據(jù)分析零延遲傳輸及利用。大數(shù)據(jù)處理軟件和可視化硬件保障后臺數(shù)據(jù)分析和前臺信息展示能夠科學(xué)、清晰處理監(jiān)護平臺獲取數(shù)據(jù)。

干休所老年患者多患有慢性病，一般符合較為穩(wěn)定、成熟的疾病臨床路徑，因此針對老干部疾病庫的病種建立更完善的遠程救治指導(dǎo)，可提升干休所醫(yī)護救治能力。平臺搭載的病程救治指導(dǎo)系統(tǒng)支持專家開展實時遠程救治指導(dǎo)。

系統(tǒng)應(yīng)用前，干休所因編制問題，人員短缺，導(dǎo)致老年患者無法及時獲取照護服務(wù)。通過應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)照護平臺，總院醫(yī)護人員可遠程實時監(jiān)護應(yīng)用身體狀況，并提供照護服務(wù)，解決了干休所人員短缺問題。此外，系統(tǒng)應(yīng)用前，干休所醫(yī)療設(shè)備短缺，且無高端醫(yī)療設(shè)備，專家技術(shù)力量薄弱。網(wǎng)絡(luò)照護系統(tǒng)應(yīng)用后，總院專家可通過平臺為干休所提供服務(wù)，并為干休所醫(yī)護人員提供指導(dǎo)，側(cè)面提升了干休所技術(shù)力量，一定程度上提高了干休所醫(yī)護人員技術(shù)水平。

4.2 網(wǎng)絡(luò)照護系統(tǒng)研發(fā)關(guān)鍵點

網(wǎng)絡(luò)照護系統(tǒng)設(shè)計過程中網(wǎng)絡(luò)協(xié)議選擇至關(guān)重要。針對醫(yī)療傳感器接入網(wǎng)絡(luò)問題，總院信息科采用了藍牙和ZigBee協(xié)議。實踐發(fā)現(xiàn)，藍牙適合短距離傳輸，適用于病房固定設(shè)備(如智能床墊)，而ZigBee協(xié)議更適合在病房、護士站移動設(shè)備中使用(如護士手持PDA)。

4.3 不足與展望

由于技術(shù)局限性以及管理限制，網(wǎng)絡(luò)照護系統(tǒng)存在以下不足：(1)受醫(yī)療傳感器技術(shù)發(fā)展限制，導(dǎo)致可以實時監(jiān)測獲取的患者病情相關(guān)數(shù)據(jù)較少。(2)受軍隊醫(yī)院管理限制，系統(tǒng)在總院專家資源應(yīng)用方面功能相對單一。下一步研究將從以下幾方面展開：第一，關(guān)注醫(yī)療傳感器發(fā)展動態(tài)，不斷擴充系統(tǒng)新接入設(shè)備，為老年患者實時監(jiān)護提供更多數(shù)據(jù)。第二，與總院管理者溝通，在允許的范圍內(nèi)，不斷豐富系統(tǒng)功能，最大化利用總院專家資源。第三，探索網(wǎng)絡(luò)照護系統(tǒng)在干休所和居家休養(yǎng)全過程中的應(yīng)用。第四，利用B/S架構(gòu)，考慮將總院HIS延伸至干休所，為干休所患者提供掛號、問診、檢驗檢查、取藥等全流程服務(wù)，進一步延伸干休所醫(yī)療服務(wù)項目。第五，利用互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療優(yōu)勢，建立老年患者隨訪系統(tǒng)，全面掌握老年患者健康狀況。