云平臺(tái)的生命體征監(jiān)測系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)探討

張振，陳盈泰，趙黎萍，張金濤

上海市寶山區(qū)大場醫(yī)院/上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院寶山分院，上海 200444

0 引言

對于生命體征，主要是和生命活動(dòng)質(zhì)量相關(guān)的評價(jià)，涉及體溫評價(jià)、脈搏評價(jià)、呼吸評價(jià)與血壓評價(jià)幾項(xiàng)內(nèi)容。這幾項(xiàng)體征受到機(jī)體大腦皮質(zhì)的調(diào)節(jié)與控制，處于機(jī)體正常狀態(tài)下變化是比較小的，然而若機(jī)體處于病理狀態(tài)，幾項(xiàng)體征的變化是相對敏感的。因?yàn)樗姆N特性，將生命體征作為醫(yī)護(hù)工作者判斷機(jī)體是否具備身心健康的依據(jù)，所以在患者臨床實(shí)踐管理中，對患者進(jìn)行生命體征的變化與信息記錄是臨床護(hù)理的重要內(nèi)容。在互聯(lián)網(wǎng)與醫(yī)療模式融合發(fā)展的情況下，把科技創(chuàng)新的思想作用在生命體征監(jiān)測工作中產(chǎn)生深遠(yuǎn)的意義。把體征信息進(jìn)行規(guī)范化采集、電子化傳輸、云端化管理等，完成護(hù)理工作者移動(dòng)辦公和患者醫(yī)療信息的共享任務(wù)，能夠極大程度上提高護(hù)理工作效率。如何構(gòu)建云平臺(tái)為基礎(chǔ)的生命體征監(jiān)測系統(tǒng)，把監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建落到實(shí)處，具體如下。

1 云平臺(tái)的生命體征監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)與實(shí)現(xiàn)的必要性

1.1 便于處理傳統(tǒng)生命體征監(jiān)測手工出現(xiàn)錯(cuò)誤的問題

在生命體征的監(jiān)測工作中，如果以手工的形式開展工作，護(hù)理工作者要攜帶紙質(zhì)模式的護(hù)理記錄單，對于床頭卡進(jìn)行核對明確患者身份，接下來實(shí)施體征信息測量[1]。傳統(tǒng)的手工監(jiān)測生命體征方式，運(yùn)用床頭卡與患者信息進(jìn)行匹配、建筑而溫情與血壓計(jì)等機(jī)械設(shè)備讀取生命體征素質(zhì)，把數(shù)值記錄在對應(yīng)的記錄單上，最終摘抄到電子病歷系統(tǒng)中。一系列的醫(yī)療操作容易引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，無法保證紙質(zhì)信息和電子病歷中記錄的數(shù)據(jù)相一致，在一定程度上影響著醫(yī)院醫(yī)療安全管理效率。

1.2 便于規(guī)避差異化測量的結(jié)果

對于患者生命體征的測量，醫(yī)護(hù)人員應(yīng)關(guān)注特異化場景的處理。比如患者存在心律不齊的情況或者脈搏短絀的情況，需要安排兩位護(hù)理工作者或者兩位以上的護(hù)理工作者同時(shí)進(jìn)行測量工作，記錄過程尤其注重心率和脈率。如果患者存在著呼吸不規(guī)律的現(xiàn)象，需要測量1分鐘左右[2]。手術(shù)之后的患者與病情危重的患者應(yīng)該增加測量次數(shù)，一般情況下在半個(gè)小時(shí)左右測量一次生命體征。對于傳統(tǒng)的生命體征測量方式，只通過護(hù)理工作者認(rèn)為記憶與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)規(guī)避差異化測量的結(jié)果，無形中給護(hù)理工作埋下安全隱患，因此基于云平臺(tái)建設(shè)生命體征監(jiān)測系統(tǒng)能夠最大化地規(guī)避差異化測量結(jié)果，使得生命體征測量信息更加安全與可靠。

1.3 便于提高監(jiān)測數(shù)據(jù)共享質(zhì)量

現(xiàn)階段醫(yī)學(xué)服務(wù)模式，通過疾病醫(yī)學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榻】滇t(yī)學(xué)模式，大數(shù)據(jù)與人工智能等信息技術(shù)日益發(fā)展，對數(shù)據(jù)共享的質(zhì)量提出更為嚴(yán)格的要求。結(jié)合生命體征信息，患者和家屬均希望能夠隨時(shí)隨地得到患者體征數(shù)據(jù)[3]，電子病歷系統(tǒng)要將數(shù)據(jù)同步到護(hù)理記錄當(dāng)中，公共衛(wèi)生監(jiān)測單位以迅速收集信息的方式控制疾病傳播與蔓延。傳統(tǒng)的紙質(zhì)單，記錄形式不能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)時(shí)效性共享，也就是說摘抄轉(zhuǎn)錄的方式依舊存在著信息記錄錯(cuò)誤的可能，對醫(yī)療信息互聯(lián)互通目標(biāo)的達(dá)成而言產(chǎn)生一定的挑戰(zhàn)。

2 生命體征監(jiān)測的創(chuàng)新方向

針對患者生命體征的監(jiān)測，結(jié)合當(dāng)前在此方面的實(shí)踐情況，總結(jié)生命體征監(jiān)測的創(chuàng)新方向，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

2.1 患者體征數(shù)據(jù)采集方面

醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，對于各項(xiàng)技術(shù)與實(shí)踐操作手段均進(jìn)行了創(chuàng)新，但生命體征監(jiān)測依然存在手工操作的現(xiàn)象。護(hù)理人員必須依靠紙質(zhì)的護(hù)理單，詳細(xì)校對床頭卡，在確認(rèn)了患者身份之后才會(huì)測量體征數(shù)據(jù)。這種比較傳統(tǒng)的方法，護(hù)理人員需要人工匹配患者的信息，或者利用耳溫槍和血壓計(jì)等專業(yè)醫(yī)療設(shè)備采集數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)記錄在紙質(zhì)護(hù)理單、上傳電子病歷系統(tǒng)中。比較繁瑣的操作流程，可能使醫(yī)療數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯(cuò)，從而誘發(fā)醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)。但其實(shí)行業(yè)內(nèi)也開始采用信息化的信息獲取方法，比如患者佩戴手環(huán)，護(hù)理人員掃描手環(huán)便可獲取患者住院信息、個(gè)人體征數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)自動(dòng)更新、上傳至系統(tǒng)中，保證單據(jù)和電子病歷護(hù)理記錄相同，為醫(yī)療安全管理患者體征數(shù)據(jù)的追溯提供便利，可以在行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步普及。

2.2 面對不同癥狀的處理方面

患者測量生命體征時(shí)，往往需要按照其癥狀的基本需求作出處理。面對這種不同的測量需求，雖然已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了信息化，但傳統(tǒng)手工作業(yè)仍然存在，如護(hù)理人員過度依賴臨床經(jīng)驗(yàn)，想要消除因差異導(dǎo)致的隱患，但卻增加了醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率，而且此種醫(yī)療行為容錯(cuò)率不高，還會(huì)為患者護(hù)理埋下隱患。為此，建議今后測量患者生命體征時(shí)，可以采用云計(jì)算技術(shù)，采集生命體征數(shù)據(jù)之后自動(dòng)化分析，消除不同情況處理潛在的一些隱患。

2.3 生命體征數(shù)據(jù)查詢與共享方面

現(xiàn)如今醫(yī)療行業(yè)以及醫(yī)院內(nèi)部工作、管理模式發(fā)生了極大轉(zhuǎn)變，從原來以疾病為核心轉(zhuǎn)型為以健康為核心的模式，大力應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)和人工智能技術(shù)，改變了以往患者生命體征監(jiān)測的形式，需要從根本上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。實(shí)際上在患者生命體征監(jiān)測得出的數(shù)據(jù)中，不僅是患者與家屬想要隨時(shí)查詢到患者體征數(shù)據(jù)，醫(yī)生以及護(hù)理人員同樣需要通過體征數(shù)據(jù)做出診斷，了解恢復(fù)情況。

在此方面建議利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)護(hù)理記錄的同步，而且在采集患者生命體征數(shù)據(jù)之后，也能夠?qū)崟r(shí)上傳到系統(tǒng)中，為疾病疫情控制、患者及其家屬查詢提供便利。傳統(tǒng)紙質(zhì)單記錄在數(shù)據(jù)全局共享這一方面實(shí)現(xiàn)起來存在一定難度，無法完全規(guī)避數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、效率不高等問題。所以，利用云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)患者生命體征信息共享，極大實(shí)現(xiàn)了醫(yī)療數(shù)據(jù)共享，而且在先進(jìn)技術(shù)手段的支持下，生命體征數(shù)據(jù)查詢效率也顯著提升，可見生命體征監(jiān)測信息化、智能化與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必要性。

3 云平臺(tái)基本概述

云平臺(tái)是通過廣域異構(gòu)計(jì)算資源優(yōu)化而成的，以互聯(lián)網(wǎng)為主給用戶按照需求提供相應(yīng)的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源以及應(yīng)用資源，體現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源池的動(dòng)態(tài)管理。借助云平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)有信地進(jìn)行計(jì)算機(jī)資源共享，體現(xiàn)云平臺(tái)的計(jì)算存儲(chǔ)與計(jì)算功能。目前云平臺(tái)具備的拓展性、穩(wěn)定性已經(jīng)得到證實(shí)[4]。云平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，系統(tǒng)包括云服務(wù)器、服務(wù)器負(fù)載均衡、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫以及專用網(wǎng)絡(luò)。核心組件是生命體征服務(wù)云服務(wù)器，云服務(wù)器涉及內(nèi)存、磁盤和操作系統(tǒng)與CPU等。云服務(wù)器和傳統(tǒng)的服務(wù)器進(jìn)行對比，更加體現(xiàn)安全性與彈性的優(yōu)勢。安全性更多的體現(xiàn)在多用戶合理、防密碼破解與支持配置安全組規(guī)則等方面；彈性更多的表現(xiàn)為促進(jìn)內(nèi)存CPU輕松拓展與支持不停機(jī)轉(zhuǎn)型帶寬[5]。

在云平臺(tái)的設(shè)計(jì)中，通過阿里云提供的服務(wù)器負(fù)載均衡賦予系統(tǒng)較強(qiáng)的高性能，服務(wù)器負(fù)載均衡是把訪問流量結(jié)合轉(zhuǎn)發(fā)措施下發(fā)給多臺(tái)云服務(wù)器的流量控制中心，設(shè)置虛擬服務(wù)地址發(fā)位于相同區(qū)域的多臺(tái)云服務(wù)器進(jìn)行虛擬化組建服務(wù)池，接下來按照指定的規(guī)則，把客戶端的網(wǎng)絡(luò)請求下發(fā)給云服務(wù)器池中。與此同時(shí)，把關(guān)系型數(shù)據(jù)庫當(dāng)作生命體征信息的存儲(chǔ)中心，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是相對于可靠性與可伸縮性的在線數(shù)據(jù)庫服務(wù)模式。首先應(yīng)思考阿里云的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫支持SQL數(shù)據(jù)庫引擎，不需另外增加開發(fā)與學(xué)習(xí)的成本；其次是思考不需要采購硬件實(shí)現(xiàn)存貯擴(kuò)容，減小系統(tǒng)在醫(yī)院內(nèi)運(yùn)用和推廣的難度。

4 云平臺(tái)的生命體征監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)措施

監(jiān)測患者血壓信息、呼吸信息、體溫信息等，護(hù)理工作者對患者手腕兒部位的二維碼進(jìn)行掃描，明確患者身份之后，對患者生命體征信息進(jìn)行測量，測量設(shè)備把信息傳到PDA設(shè)備中，護(hù)理工作者加工核對之后，把信息傳到元平臺(tái)系統(tǒng)中[6]。相關(guān)信息同步導(dǎo)入在電子病歷系統(tǒng)的體溫記錄到人類，提供患者和家屬自主查閱。

4.1 生命體征監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

生命體征監(jiān)測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)包含幾項(xiàng)內(nèi)容：醫(yī)療檢測設(shè)備、云計(jì)算平臺(tái)、電子病歷服務(wù)器、查詢網(wǎng)站和PDA設(shè)備。其中醫(yī)療檢測設(shè)備已通信協(xié)議為主，把患者的生命體征信息傳送到安卓設(shè)備類、PDA設(shè)備對患者生命體征信息進(jìn)行加工，便于護(hù)理工作者及時(shí)調(diào)整、云平臺(tái)保存患者的生命體征信息提供查詢接口、查詢網(wǎng)站給患者和家屬提供移動(dòng)設(shè)備記錄患者生命體征信息的條件、電子病歷服務(wù)器把云端信息傳送到電子病歷信息庫中，提高護(hù)理工作者書寫繪制記錄表的效率。

4.2 硬件模塊實(shí)現(xiàn)

在硬件模塊的實(shí)現(xiàn)上，將具備掃描作用的安卓設(shè)備當(dāng)作中心點(diǎn)，配合指夾模式的脈搏儀器、接觸模式的紅外體溫計(jì)儀器、袖帶模式的血壓計(jì)與非接觸模式的體溫計(jì)等儀器，同時(shí)準(zhǔn)備延長線纜與探針等附件[7]。首先思考硬件兒模塊建設(shè)的便捷性，參照生命體征監(jiān)測工作移動(dòng)范圍與測量頻率的指標(biāo)，可選取PDA和小型精準(zhǔn)醫(yī)療檢測儀器設(shè)備。準(zhǔn)備可充電式鋰電池，控制更換電池的頻繁操作；其次思考硬件模塊建設(shè)的兼容性，因?yàn)椴煌尼t(yī)療檢測設(shè)備對應(yīng)的通信端口是多樣化的，以賦予系統(tǒng)可拓展性特征為基礎(chǔ)，通過PDA設(shè)備支持藍(lán)牙通信端口與USB通信端口運(yùn)作；最后思考硬件模塊建設(shè)的魯棒性，由于無線網(wǎng)絡(luò)存在著不穩(wěn)定性，利用PDA設(shè)備的本地存儲(chǔ)功能是尤為關(guān)鍵的。如果測量過程中受到網(wǎng)絡(luò)的影響，不能把信息及時(shí)上傳到云端系統(tǒng)內(nèi)，PDA會(huì)把信息保存在本地，在恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)之后再次上傳。

4.3 軟件模塊實(shí)現(xiàn)

在軟件模塊的建設(shè)中，涉及生命體征管理體系、數(shù)據(jù)上傳體系、微信公眾號的查詢網(wǎng)頁、生命體征信息接收體系。其一，用戶登錄。護(hù)理工作者以賬戶密碼登錄和二維碼掃碼的形式優(yōu)化登錄系統(tǒng)，用戶在20分鐘之內(nèi)不進(jìn)行具體操作會(huì)被自動(dòng)注銷登錄數(shù)據(jù)。通過用戶登錄進(jìn)行認(rèn)證，一方面能夠保證操作護(hù)理工作者信息統(tǒng)計(jì)的自動(dòng)化，另一方面能夠體現(xiàn)生命體征信息的可回溯性，使得醫(yī)療水平得以增強(qiáng)[8]。其二，患者定位。護(hù)理工作者掃描患者手腕兒部位的二維碼，定位相關(guān)的患者，保證信息數(shù)據(jù)足夠準(zhǔn)確。還可利用監(jiān)測功能挑選需要測量的患者信息，提高普測覆蓋率。還應(yīng)該顧及體溫異常現(xiàn)象、手術(shù)三天關(guān)鍵詞，找到需要特殊護(hù)理的患者，強(qiáng)化護(hù)理工作者監(jiān)測工作以及交接班工作質(zhì)量。其三，查詢患者數(shù)據(jù)信息。護(hù)理工作者在準(zhǔn)確定位患者之后，了解患者的床位信息、姓名信息、年齡信息、性別信息、身高信息、體重信息、治療信息、治療天數(shù)信息、異常生命體征信息等[9]。其四，采集生命體征信息數(shù)據(jù)。護(hù)理工作者運(yùn)用藍(lán)牙與耳溫槍銜接起來，通過線纜對袖帶模式的血壓計(jì)、脈搏儀器進(jìn)行銜接，對患者體溫指標(biāo)、血壓指標(biāo)、脈搏指標(biāo)與呼吸指標(biāo)進(jìn)行測量與記錄，結(jié)合測量時(shí)間把信息匹配到對應(yīng)的業(yè)務(wù)時(shí)間點(diǎn)上。在此期間，護(hù)理工作者也可以通過手工填寫或者修改的方式，完善信息統(tǒng)計(jì)。其五，上傳體征信息數(shù)據(jù)。護(hù)理工作者借助一流設(shè)備得到患者體重信息，咨詢與填寫患者的疼痛情況與病情變化情況，點(diǎn)擊保存信息的按鈕完成信息上傳，可以在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中把數(shù)據(jù)傳到阿里云平臺(tái)內(nèi)[10]。

綜上所述，云平臺(tái)的生命體征監(jiān)測系統(tǒng)的研究課題的開展具有十分重要的意義和價(jià)值，可有效的增強(qiáng)生命體征監(jiān)測效率，降低人工抄錄信息潛在的錯(cuò)誤出現(xiàn)概率，不只是可提升醫(yī)療安全級別，還可確保護(hù)理服務(wù)具備可靠性與安全性。在實(shí)際的生命體征監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)中，應(yīng)整體設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，基于先進(jìn)的思想發(fā)揮云平臺(tái)優(yōu)勢，最大化的提高生命體征監(jiān)測實(shí)效性。