邊防海島傷病員急救系統的設計與應用

何 健 石 磊 楊明明 孫文橋

邊防海島傷病員急救系統的設計與應用

何 ?、?石 磊①楊明明①孫文橋①

目的：設計海防部隊及偏遠訓練地域傷病員急救信息系統，改進邊防海島傷病員院前急救的薄弱環節。方法：運用無線移動通信技術、HL7消息隊列和接口技術相結合，使急救系統與醫院信息系統(HIS)、實驗室信息系統(LIS)、影像歸檔及傳輸系統(PACS)、電子病歷(EMR)和健康檔案系統進行對接。結果：系統平臺采用面向服務的架構，所有功能均以原子粒度的網絡服務(Web Service)進行排練組合構建，較好解決了軟件的復用和互操作性。通過對這些原子粒度的服務進行流程重組，形成移動傷情采集端、移動急救端、會診端和醫療信息集成端組成4個業務功能塊。平時、戰時在遠離后方醫院的急救環境下，使多種醫療數據進行有效融合，為醫療診斷和救治提供可靠的數據資料，實現了醫療資源的網絡共享和傷病員急救的閉環管理。結論：邊防海島傷病員急救系統可更多維化、可視化展示傷病員的傷病情，實現醫療資源系統的互聯互通互操作，有效提升邊防海島的衛勤保障效能與應對突發事件能力，提高傷病員的醫療救治質量。

邊海防急救；移動通信；消息隊列；HL7；電子病歷

何健,男,(1984- ),碩士，工程師。解放軍第210醫院信息科，研究方向：數據庫與醫療軟件開發。

目前，物聯網在健康監測領域的應用悄然興起，美國軍隊在此領域的研究已經走在前列，較為有代表性的是戰時傷病員醫療救護信息(medical communicationsfor combat casualty care，MC4)系統與戰場醫療信息程序(theater medical information program，TMIP)網絡系統[1]。MC4是一項戰場救護醫療保障通信系統，通過獲取單兵的醫療記錄，采用數據融合技術，可依靠數字化技術，以一種全新的方式拯救生命；國內有廣州總醫院研制的軍民區域協同遠程急救網絡，利用藍牙技術實現急救現場和救護車上患者心電等生理指標的采集、接收和發送，通過3G網絡和衛星進行傳輸，但目前還未利用醫院信息系統(hospital information system，HIS)數據庫和健康檔案輔助患者進行急救[2-3]。

1 邊防海島急救需求

邊防海島不同于周邊交通便利的城市，在空間與時間上對急救有許多制約，尤其是處于海島的大風、暴雨對船舶航行有著許多限制；處于邊境或交通不便的部隊，傷病員危急的傷病情與交通不便、時間緊迫形成矛盾；此外，許多情況下傷病員不宜挪動，需要現場就地急救；基層衛生隊的醫生由于受條件限制，缺乏臨床實踐，對某些特殊傷情的處理缺乏經驗。為此，本研究研制一種適用于邊防海島的急救平臺，以解決上述特殊需求，提高邊防海島醫院的救治能力。

2 邊防海島傷病員急救系統總體設計

邊防海島傷病員急救系統按使用對象劃分為：移動急救數據采集端、移動會診端、固定會診端、醫院信息集成端以及移動電子病歷(electronic medical record，EMR)。當急救情況發生時，現地衛勤人員首先通過傷病員生命特征參數采集系統采集傷病員體征數據，然后通過急救端同步傳送到院內醫院信息集成端[4]。與此同時，移動會診端可查詢該傷病員的歷史就診數據和電子健康檔案，可查詢到其歷史檢查、檢驗數據、疾病史、血型、過敏史、家族遺傳史、手術史和行為習慣等重要參考信息，多方位對傷病員的健康數據進行收集，然后通過多點會診技術(移動會診端、固定端)對傷病員進行緊急會診，指導現地衛勤人員進行現場救治，然后衛勤人員可在傷病員到達醫院之前對其病情進行觀察，并書寫急救病歷。

2.1 軟件系統架構

該系統從底層硬件到外部接口的邏輯層次劃分為基礎IT層、數據庫層、業務動作支持平臺層、核心業務層和外部接口層。為保證數據的安全傳輸，系統使用了專用的傳輸專線[5]和防火墻技術對數據進行保護，同時使用加密的數據協議，保證數據安全使用(如圖1所示)。

圖1 急救軟件系統架構圖

2.2 系統分層

2.2.1 基礎IT平臺層

基礎IT平臺層處于最底層，由移動監護設備、手機和平板電腦等網絡硬件設備和通訊系統組成，是支持數據采集和網絡通訊的基礎構件。

2.2.2 數據庫層

數據庫層處于基礎IT平臺層的上一層，是整個系統平臺的數據倉庫，不僅包括HIS數據庫、實驗室信息系統(laboratory information system，LIS)數據庫、影像歸檔及傳輸系統(picture archiving and communication systems，PACS)數據庫以及軍隊人員歷史健康檔案數據庫，是構建傷病員多維醫療數據的關鍵。

2.2.3 業務動作支持平臺層

本系統平臺是面向服務的架構，所有的功能均以原子粒度的網絡服務(Web Service)進行排練組合而構建，其優點是較好解決了軟件的復用和互操作性。通過對這些原子粒度的服務進行流程重組，即可形成數個業務模塊，如參數采集和網絡傳輸服務能夠形成移動急救功能，數據提取、網絡傳輸和會診分析服務組成遠程會診功能。

2.2.4 核心業務層

該層是由上一層即業務動作支持平臺層對基礎服務進行封裝而編排構建而成，是面向用戶提供的功能模塊，由數個后臺動態鏈接庫組成。

2.2.5 外部接口層

該層由急救端接口、會診端接口、數據庫接口以及移動端接口組成。向外部公布這些接口后，外部程序或手機APP可以通過接口獲取標準數據，如通過獲取急救端的API函數可以調取傷病員的歷次住院數據，獲取會診端的視頻語音數據、獲取健康檔案數據的數據庫接口和通過移動端接口獲取患者生命體征的移動端數據。

2.3 系統功能模塊

本系統主要由移動傷情采集端、移動急救端、會診端和醫療信息集成端組成4個功能模塊，如圖2所示。

圖2 急救系統拓撲圖

2.3.1 移動傷情采集端

移動傷情采集端可安裝在移動醫療救護載體上，也可由醫療救護人員攜行，主要由數字化急救醫療裝備和無線通信模塊組成[7]。數字化多參數生理信號采集模塊可實時采集傷病員的生理數據，包括心電、血壓、呼吸及血氧等指標，將所收集的醫療數據通過無線通信模塊轉換成消息，然后基于3G無線網同步傳輸到后方醫院數據庫[8]。

2.3.2 移動急救端

移動急救端為平板電腦(packet assembler disassembler，PAD)，包括移動EMR和移動會診指導端，現地衛勤人員可以根據傷病員的主訴或傷患處的客觀描述信息，以及傷病員戰現場急救與后送過程中的醫療處置、用藥及病程等信息，整理形成傷病員的院前病歷，將電子文書和電子圖像資料一起隨傷病員后送傳輸，有助于提高信息鏈條的完整性。

2.3.3 會診端

會診端由固定會診端與移動會診端PAD組成。固定會診端可安裝于后方醫院或醫院船、野戰救護所等更高級別的醫療后送組織機構，用于實時接收中央監護系統轉發的傷病員醫療數據，從而給予診療建議與雙向交流，及時指導急救端衛勤人員的現場救治行為。移動會診端可安裝于筆記本電腦、手機及PAD等移動通信載體，其具有與固定會診端相同的功能，對口專家未處于固定會診部位時，可以通過移動會診端實施會診工作。

2.3.4 醫療信息集成端

醫療信息集成端是一種消息中間件，有各種數據接口，如HIS接口、LIS接口、PACS接口、EMR接口以及健康檔案系統接口[9]。其工作原理是：急救端將傷病員的身份標識信息發送至會診端，如傷病員的軍人保障卡號碼等，根據身份標識號從醫院歷史數據庫調取該傷病員的基本信息、歷史醫療信息，包括診療記錄、檢查檢驗報告、EMR以及軍人健康檔案信息等，了解該傷員的既往史和健康情況，并將這些醫療信息整合后通過醫療信息集成子系統傳輸到會診端，從而為戰現場急救工作及會診指導提供更加豐富的醫療參考依據，實現了醫療數據的共享。

3 邊防海島傷病員急救系統關鍵技術

基于HL7的消息中間件和消息引擎是本系統的關鍵技術，不論生命體征數據、歷史檢驗、檢查數據、健康檔案數據乃至EMR數據都要依靠消息中間件來進行數據交換[6-8]。若將移動傷情采集端的生命體征數據采集到醫院數據庫中，需要構建HL7消息引擎和應用微軟消息隊列(micro soft message queue，MSMQ)來進行數據的整合及傳輸(如圖3所示)。

圖3 急救系統數據融合傳輸示意圖

圖3 顯示，HL7消息中間件能通過網口或串口，接收來自于心電監護儀等其他設備和word、excel等格式的原始數據，然后轉換為HL7v3格式的數據，將HL7格式[10-13]的數據再經過MSMQ傳輸之前，先轉換成為XML[14]格式的數據。經過消息隊列傳輸到醫院信息接收端后，該消息再經過HL7消息引擎被解析HIS系統和各個子系統(如LIS、EMR)可以識別的消息，然后被導入到數據庫里形成永久數據[15-16]。

HL7將現實世界各種醫療情況歸納為數種典型的事件，如患者登記、檢查醫囑及轉診等。所謂醫療信息就是在各個醫療系統中傳遞的消息(Message)。在HL7數據格式中，消息是系統間傳遞數據的最小單位。消息由一組消息段(Segment)組成，消息段又是一系列域(field)按一定順序的邏輯組合，域之間用“|”分隔；域可以進一步分解為組件和子組件，之間用“＾”和“＆”分隔。在HL7消息中，MSH表示消息頭，用于定義消息類型、來源、目標及消息語法規則；PID表示患者信息，包括患者就診號、姓名等；OBR用于記錄觀察請求信息；OBX用于定義患者的觀察結果。以1名傷病員的心電圖[17]HL7消息為例：

PID|1|94158||Tom＜cr＞

OBR|1|||8＾multi-para Moniter|||(發送時間)|＜cr＞

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

OBX|2|TS|8&TIM＾＾L|1|(發送時間)||||||IF＜cr＞

OBX|3|NA|8&WAV＾＾L|1|(1S內采樣的心電圖值，共100個)

消息段PID|1||94158||Tom＜cr＞，經解析之后，可生成XML文件，可方便轉換成為數據庫輕易識別的數據格式。

如生成相應的XML文件為：

＜PID＞

＜PID.1＞1＜/PID.1＞

＜PID.2/＞

＜PID.3＞94158＜/PID.3＞

＜PID.4/＞

＜PID.5＞Tom＜/PID.5＞

＜/PID＞

4 邊防海島傷病員急救系統應用效果

本系統在多次衛勤訓練任務中應用，并取得良好效果，極大提高了邊防海島傷病員的救治質量，醫療信息集成端和移動急救端如圖4、圖5所示。

圖4 醫療信息集成端界面圖

圖5 移動急救端界面圖

5 結語

邊防海島傷病員急救系統所采用的移動器材均屬于便攜式，體積和重量均很小，便于攜帶和使用，而且功能足夠支撐傷病員急救的需要，當普通3G或2G網絡受限制時，可以通過衛星天線進行數據傳輸。通過該系統可更多維化、可視化展示傷病員的傷病情，實現醫療資源系統的互聯互通互操作，有效提升邊防海島的衛勤保障效能。

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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解放軍第210醫院信息科 遼寧 大連 116021

*通訊作者：210xxk@163.com

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