基于物聯網和云計算的智能化醫療急救指揮系統

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 信息技術研究院，北京 0008；.天津市急救中心，天津 000；.中南大學湘雅二醫院，湖 南長沙 00）

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基于物聯網和云計算的智能化醫療急救指揮系統

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 信息技術研究院，北京 100084；3.天津市急救中心，天津 300011；4.中南大學湘雅二醫院，湖 南長沙 410011）

摘要：隨著我國對院前急救醫療資源需求的快速增加，國內醫療急救體系目前主要以調度為主，對實現智能化具有迫切的需求。物聯網、云計算等高新技術的迅速發展為構建智能化醫療急救指揮系統提供了堅實的支撐。通過對相關資源進行集成和整合，將先有“調度系統”轉化為“調度指揮系統”，實現醫療急救指揮系統的智能化，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。

關鍵詞：院前急救；智能化醫療急救指揮系統；物聯網；云計算

1　引言

傳統的醫療急救調度系統主要由計算機網絡平臺系統、有線語音通信系統、受理調度及信息管理、電子地圖系統、車載衛星定位系統等組成［1，2］，是一個承擔著“120”急救電話呼叫受理、調派救護車、急救通信服務以及組織協調重大災害事故的醫療救援系統［3］。

傳統的醫療急救調度系統主要以調度為主，不能有效解決現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，物聯網、云計算等高新技術的快速發展為傳統的醫療急救調度系統智能化升級提供了技術支撐，醫療急救調度系統應由“調度系統”轉化為“調度指揮系統”，簡稱為醫療急救指揮系統。

醫療急救指揮系統是一套集電話語音、急救指揮調度、車載視頻終端、視頻監控采集、車載導航醫助、車輛定位、遠程急救會診、公共服務平臺、遠程生命監測于一體的現代化綜合院前醫療救援系統［4］。智能化的醫療急救指揮系統不僅優化了傳統的醫療急救調度系統功能，使院前救治更加快速、高效，還增加了遠程會診指導、視頻實時傳輸等功能，使院內急救向院前延伸，實現院前院內無縫銜接，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

經過近10年的努力，目前國內多數城市的急救中心已經建立了以救護車調派為主的醫療急救調度系統，為區域救護車資源的整合和優化利用發揮了重要作用。但近年來，中國高危人群數量逐年上升，人民群眾對院前醫療急救的需求在快速增加，現有院前急救體系存在著資源不足、缺乏高效指揮等問題，國內醫療急救體系對醫療急救調度系統實現智能化具有迫切的需求。

2.1現代中國人口眾多，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、半失能老年人數達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達到8000萬人［7］。據2012年衛生部報告，中國有慢性病患者2.6億人，慢性病導致的死亡人數已經占到總死亡人數的85％，疾病負擔已占總疾病負擔的70％［8］。各類慢性疾病患者以及老人是急救的潛在服務者，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）大多數發生在院外，而大量的死亡也發生在院外，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。有關專家對院外危重癥救治生存率進行了估計，結果顯示，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］。

現代醫學告訴我們，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，即便院內設備再先進，醫生的技術再高明，都不可能挽救病人的生命。因而，構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，構建和諧社會，具有重要作用。

2.2目前國內院前急救體系面臨的主要問題

目前國內的院前急救體系主要面臨著以下幾方面問題：（1）交通堵塞，導致救護車不能在黃金救助時間內將病患者送到醫療救護點。（2）沒有有效的信息采集和通訊平臺，危重患者信息難以實時傳送，救護車和急診科銜接不到位，患者到達醫療救護點才開始診斷和救護的準備工作，大大增加了救護時間。（3）沒有遠程專家支持系統，醫療資源不能優化高效利用。（4）目前國內各急救中心和醫療單位還沒有建立院前診療系統，院前無法真正實現“能力救治”，病患到達的醫療救護點若無能力救治還需轉院甚至轉城市才能得到有效醫治，院前死亡率還很高，與歐美等發達國家相比還很落后。

在老年人口和慢性病患者逐年增加、突發事件頻繁發生、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行改革，引進物聯網、云計算等高新技術，實現醫療急救調度系統的智能化。

3　信息和通訊技術在院前急救中的應用實踐

近年來，隨著物聯網、云計算、知識庫等高新技術的發展，有部分學者在運用醫療物聯網和云平臺等高新技術提升急救指揮調度能力方面做出了努力。陳昊［5］等對基于移動物聯網的區域協同心血管病急救模式進行了研究，以區域醫療協同為基本途徑，實現心血管病救治的院前院內一體化。朱晟曌［4］等對移動醫療車載救護系統的應用集成技術進行了研究，設計并提出了移動醫療車載救護系統應用集成方案和系統構架。胡楠［3］等對急救指揮調度系統的設計與實現進行了研究。這些研究在不通程度上提出將物聯網、云計算等技術融入到醫療急救指揮系統中，但存在著只運用于某種疾病的救治或系統功能未能較好滿足院前急救需求等問題。

醫療急救指揮系統的智能化要充分運用近年來出現的物聯網、云計算、知識庫等高新技術［10］。通過物聯網（感應器）可以對救護車的出入進行自動感應，自動讀取病人的信息，自動尋找設備、藥品等。云計算為快速方便完成海量計算、判斷、匹配等提供技術支持。循證知識庫可以隨時提供國內外最“相似”病人信息。3G/4G網絡可以為快速、隨時隨地傳輸信息提供保障。及時調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］。雖然各項高新技術的成熟發展為構建智能化醫療急救指揮系統提供了堅實支撐，然而要真正實現醫療急救指揮系統的智能化卻難以企及。

4　智能化醫療急救指揮系統

目前，物聯網、云計算、循證知識庫、3G/4G網絡等各項新技術已比較成熟，但急救指揮系統智能化需求和各項新技術之間尚存在鴻溝，需要通過集成和整合相關資源來實現醫療急救指揮系統的智能化。對相關資源進行集成整合重點在于明確醫療急救系統的各項需求，并且在技術上能保障各項新技術的融合集成。

醫療急救指揮系統的智能化主要體現于當呼救發出后，系統必須盡快接受和處理，以最快的速度調度救護車前往救治地點，運用遠程醫療、循證知識庫等輔助智能手段進行適宜高效的現場處置，然后將呼叫者以最快速度送往有救治能力的醫院，實現院前院內無縫銜接。智能化醫療急救指揮系統功能結構圖見圖1，其主要功能表現在以下幾個方面。

4.1呼救的智能化

病人呼救時，系統可以根據呼救電話（固定或者移動）對病人位置自動進行定位，不僅避免了病人對地址的描述不清，還節省了描述位置的時間，同時可以根據呼救電話（實名制）調用病人或者聯系人的基本信息，盡可能確認病人身份。

4.2調度指揮系統智能反應

（1）快速出車。指揮系統接到呼叫后，按照就近、就能力原則快速智能推薦出車醫院。（2）智能交通。依托市交通指揮系統，指揮救護車使用GPS選擇最短路線和避開交通繁忙路段相結合，智能化選擇行程路線，快速到達呼救現場。⑶指揮呼救點。在救護車到達現場前，指揮中心應用“遠程醫療”系統對現場呼救病人進行溝通和心理輔導，必要時指導止血和簡單救治。

4.3救護車到達現場智能救治

（1）現場急救。救護車到達現場后，根據病人的情況，隨車醫護人員可以立即進行現場救治。（2）指揮中心遠程指導。如果發現特殊病人，隨車醫護人員沒有把握救治，可以通過“遠程醫療”系統，請求指揮中心（專家、循證知識庫、病人檔案）的遠程指導，更好地救治病人。

4.4救護車護送病人到醫院

（1）系統智能化選擇目標救治醫院。首先系統采用經過專家論證獲得一致共識的準則選擇救治點所在醫院，這些準則包括距離最近、道路交通、具有救治基本條件、以及救治條件當時可及等，將這些條件納入指揮系統，實現自動化判斷和決策。（2）智能交通“干預性”指揮。從呼救現場到救治醫院，救護車行走路線依托交通指揮中心的信息和調動能力，進行智能化指揮，必要時進行交通干預，保證在當時條件下以最快的速度到達醫院。（3）上車時病人身份自動識別。在救護車合理位置安裝個人身份識別系統（如：在車頂安裝人臉識別系統，在車上配置身份證讀取系統，或者手持式虹膜識別系統），從而在病人上車時自動識別病人身份。（4）自動調閱病人健康檔案。獲得病人身份信息后，通過指揮中心可以快速調閱病人健康檔案，將健康檔案傳送到救護車上，并提前傳送到救治醫院，便于醫院進行診斷治療。（5）救護車實時傳輸病人的生命體征數據、視頻信息等至指揮中心和接診醫院。（6）指揮中心專家組會診并制定救治方案。指揮中心專家根據病人病情、健康檔案、循證知識庫、救護車上傳輸的病人生命體征數據以及專家經驗制定科學的救治方案，及時指導救護車上的醫護人員，并將救治方案提前傳送到救治醫院。（7）網絡醫院提前做好救治準備并進入待命狀態。救治網絡醫院收到指揮中心發送的病人健康檔案、專家救治方案以及救護車上傳輸的患者實時生命體征數據信息后，提前進行各種準備，預測病人到達時間并及時進入施救預備狀態。（8）救護車到達醫院，醫院直接進行急救。救護車到達救治醫院后，醫院通過專門安裝的物聯網感應系統，自動反應，并快速識別病人，通過匹配調出指揮中心發送的病人基本信息、健康檔案和指揮中心專家的救治方案，直接進入救治流程。

圖1　智能化醫療急救指揮系統功能結構圖

5　結論與展望

從患者呼叫“120”開始到送達醫院期間的每個環節，智能化的醫療急救指揮系統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，通過智能化的醫療急救指揮系統，救護車從傳統的轉運工具提升為了綜合救治平臺，患者一上救護車就能得到醫生和專家的及時高效搶救，同時醫院根據救護車上患者圖像和生命體征參數準備好相應搶救設備和手術設備，讓病人到達醫院后便能得到及時搶救。可見，智能化的醫療急救指揮系統可使整個院前急救各流程環環相扣，讓有限的急救資源高效運轉。

然而在實現醫療急救指揮系統的智能化道路上，還需要我們努力。智能化的醫療急救指揮系統不是簡單的將云計算、醫療物聯網、循證知識庫、4G傳輸等新技術疊加在傳統的醫療急救調度系統之上，而是要充分考慮醫療急救體系的各項需求，明確需求與新技術之間的融合實施存在哪些鴻溝以及解決的辦法［12］。將各項新技術進行優化集成并發揮最大的效用，做到技術與需求之間的無縫融合。此外，還要強化管理工作，將優化集成技術、現有系統和明確需求三方面進行一體化的整合，從而對智能化系統進行升級，然后經過多次循環，迭代收斂，最終實現醫療急救指揮系統的智能化功能。

參考文獻

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［6］中國成唯一老年人口超1億國家直面老齡化社會挑戰.http://news.xinhuanet.com/politics/2011-08/24/c_131071747.htm

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［8］衛生部:中國目前已確診慢性病患者超過2.6億人.http://www.chinanews.com/jk/2012/07-09/4017596.shtml

［9］中國數字醫療網.2011中國衛生信息技術交流大會”四大熱點.［2011-09-19］.http://www.hc3i.cn/zhuanti/2011itf/

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［11］姚志洪.健康物聯網與健康云［J］.中國衛生信息管理雜志，2011，08（4）:36-41.

［12］謝樺，陳春妍，曹劍峰.物聯網在醫療衛生領域中的應用與思考［J］.中國衛生信息管理雜志，2013，10（6）:493-496.

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

*基金項目：國家科技支撐計劃項目，主動醫療服務共性關鍵技術研發及應用示范（編號：2013BAH05F04）

作者簡介：宛云英（1987-），女，碩士學位，專業：衛生統計學。

通訊作者：張福林。