院前急救心電圖實時傳輸系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)

廖 廓 楊惠予

院前急救心電圖實時傳輸系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)

廖 廓①楊惠予①

目的：設計院前急救心電圖實時傳輸系統(tǒng)，為在急救患者到院前得到最專業(yè)準確的心電圖診斷分析，縮短急救患者到院后的等待診療時間。方法：利用4G網(wǎng)絡及虛擬專用撥號網(wǎng)絡(VPDN)，將急救車上收集到的患者心電圖數(shù)據(jù)實時發(fā)送到醫(yī)院內，心電圖室醫(yī)生及急診科醫(yī)生根據(jù)接收到的心電圖數(shù)據(jù)及時對患者病情進行分析報告、急救指導和手術及治療準備等系列操作。結果：急救患者的病情在院前已得到初步確診，院內已做好相關治療準備，患者到達醫(yī)院后可快速得到專業(yè)救治。結論：院前急救心電圖實時傳輸系統(tǒng)可以彌補院前急救隊伍技術力量的不足，縮短急救患者的救治時間，提高搶救成功率。

院前急救；4G網(wǎng)絡；虛擬專用撥號網(wǎng)絡；心電圖

心電圖不僅是醫(yī)生診斷某些疾病的重要參考依據(jù)，患者病情輕重的現(xiàn)場評估手段，而且還是急危重證現(xiàn)場急救的重要學術資料和客觀法律依據(jù)[1-2]。但是心電圖診斷具有較強的專業(yè)性，即使救護車上配備有心電圖設備，可由于隨車出診的醫(yī)護人員經(jīng)驗不足，專業(yè)性有限，導致對心電圖解析不全不準確，特殊、疑難、復雜心電圖難以及時咨詢、診斷都可能會導致患者錯過最佳的搶救時機[3-4]。因此，如何實現(xiàn)在急救車上讓急救患者的心電圖數(shù)據(jù)得到最專業(yè)最準確的分析診斷，達到院前和院內數(shù)據(jù)共享，從而開展更有效有針對性的治療，其研究十分重要[5-7]。

虛擬專用撥號網(wǎng)絡(virtual private dial-up networks，VPDN)是一種基于撥號用戶的虛擬專用撥號網(wǎng)絡，通過利用寬帶網(wǎng)絡上傳輸數(shù)據(jù)時，對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的封包和加密，可以傳輸私有數(shù)據(jù)，達到私有網(wǎng)絡的安全級別[8]。VPDN利用IP網(wǎng)絡的承載功能結合相應的認證和授權機制建立起安全的虛擬專用網(wǎng)，是近年來隨著Internet的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新技術，利用VPDN可以使院前急救外網(wǎng)與醫(yī)院信息系統(tǒng)(hospital information system，HIS)形成安全的局域網(wǎng)，使院前急救數(shù)據(jù)能夠暢通、安全地在急救專網(wǎng)和HIS中運行[9]。

本研究設計的院前急救心電圖實時傳輸系統(tǒng)，是利用4G網(wǎng)絡及VPDN在救護車上構建虛擬的院內局域網(wǎng)環(huán)境，將急救車上心電圖設備收集到的患者心電圖數(shù)據(jù)實時發(fā)送到院內服務器，院內心電圖室醫(yī)生及急診科醫(yī)生根據(jù)接收到的心電圖數(shù)據(jù)對患者病情出具分析報告，并進行急救指導、手術及治療準備等系列操作。從而使急救患者在救護車上即可享受與在院同等的專業(yè)救治，極大提高搶救成功率[10-11]。

1 院前急救心電圖實時傳輸系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)硬件包括邁迪克斯移動心電圖、4G網(wǎng)絡、4G無線卡、4G平板電腦、光纖接收器、網(wǎng)絡交換機、HIS服務器、心電圖服務器和工作站電腦。

(1)麥迪克斯心電圖機。采用MedExMECG-200型麥迪克斯心電圖機，新型的數(shù)字化采集模塊24位(bit)高精度采樣，垂直分辨率可達16，777，216點，采樣速度為1000點/s，保證可采集高精度的心電信號并可剔除非心電性噪音信號。高性能生物電放大器，心電信號與主機隔離，具有電磁、光電多重隔離，隔離電壓達4000 V，具有高抗干擾能力及高可靠性，完全符合國家標準(GB9706.1-1995)醫(yī)療設備安全標準及國際標準(IEC60601)。內置高速、大容量硬盤可以存儲上萬人的病歷，每例患者可記錄10次不同時間的心電圖，可以隨時檢索、回放和統(tǒng)計。

(2)聯(lián)通4G網(wǎng)絡。采用LTE FDD 4G網(wǎng)絡，其下行速率能達到100～150 Mbps，上傳速度達到20～40 Mbps[12]。

(3)光纖接收器。單模光纖收發(fā)器，覆蓋的范圍可達20～120 km。

(4)路由器。采用華為AR2220，使用多核CPU，提高數(shù)據(jù)的并發(fā)處理能力，為大容量業(yè)務的全方位部署創(chuàng)造條件，協(xié)議管理、業(yè)務處理、數(shù)據(jù)交換獨立分布處理，性能更高，業(yè)務更可靠，見表1。

表1 路由器參數(shù)

(5)交換機。采用HP ProCurve 2610-48 (J9088A)，詳細參數(shù)見表2。

表2 交換機參數(shù)

表3 服務器參數(shù)

表4 醫(yī)生工作站電腦及4G平板電腦參數(shù)

(6)服務器。心電圖服務器及WEBSERVERS云服務器采用聯(lián)想System x3650 M4(7915I51)；HIS服務器采用IBM740，詳細參數(shù)見表3。

(7)醫(yī)生工作站電腦及4G平板電腦。醫(yī)生工作站電腦要求能流暢清晰查看心電圖影像報告，實現(xiàn)醫(yī)生工作站的一般操作即可，以惠普ProDesk 600 G2 MT為例。4G平板電腦以華為攬閱M2 10.0為例，詳細參數(shù)見表4。

1.2 系統(tǒng)的軟件組成

VPDN軟件、WIFI、院前急救護士站、心電數(shù)據(jù)采集傳輸軟件、心電閱片工作站軟件、急診醫(yī)生站系統(tǒng)、短信平臺系統(tǒng)

(1)安卓系統(tǒng)VPDN的設置步驟。選擇“設置”→選擇“無線和網(wǎng)絡”或“移動網(wǎng)絡”→選擇“接入點名稱”，在空白處點“MENU”→新建APN名稱為VPDN；APN為#777；代理未設置；端口未設置；用戶名為test@yjzfbg.vpdn.gd；密碼為1；服務器為MMSC；身份驗證類型為PAP或CHAP APN；類型為default。

(2)WiFi熱點設置。進入“設置”菜單，點擊“無線和網(wǎng)絡”選項。點擊“綁定與便攜式熱點”，勾選“綁定與便攜式熱點”菜單中的“便攜式WiFi熱點”，將4G平板電腦變成WiFi熱點。

(3)急診護士站(Android版)。救護車4G平板電腦上安裝的急診護士站可以實現(xiàn)將患者的基本信息(姓名、年齡、身份證號碼、電話號碼)通過云服務器輸入HIS服務器中查詢患者是否曾在本院就診，調出曾就診病歷，并可為患者建檔，具有及時登記患者的癥狀、病情等功能。還可通過相關功能提醒院內心電圖閱片醫(yī)生及時閱片，提醒院內急診科醫(yī)生及時查閱心電圖結果。

(4)心電數(shù)據(jù)采集傳輸軟件。為患者做心電圖檢測、采集，并將心電記錄儀中的心電數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜兀M而通過VPDN建立的虛擬院內網(wǎng)絡上傳給院內服務器，供院內醫(yī)生診斷分析。

(5)心電閱片工作站軟件。接收救護車上傳的心電圖數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析、診斷后將心電圖報告上傳到院內服務器。

(6)急診醫(yī)生站系統(tǒng)。救護車上的急診醫(yī)生站系統(tǒng)可接收、查看心電圖報告，書寫初步診斷，院內急診醫(yī)生站可查看診斷，并提前準備相關的手術或者其他治療安排。

(7)短信平臺系統(tǒng)。提醒院內的心電圖閱片醫(yī)生及時閱片，提醒急診科醫(yī)生及時查閱心電圖報告結果。

1.3 系統(tǒng)框架

系統(tǒng)主要涉及院前及院內兩部分的信息數(shù)據(jù)傳輸。院前部分主要是采集數(shù)據(jù)及接收院內傳回的數(shù)據(jù)，院內部分主要是接收院前采集的數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)并傳回數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)的框架設計如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構拓撲圖

2 院前急救心電圖實時傳輸系統(tǒng)應用

院前心電圖信息傳輸流程：①運行救護車上4G平板電腦上的VPDN軟件，創(chuàng)建WiFi熱點虛擬院內局域網(wǎng)環(huán)境；②護士運行平板電腦上的急診護士站應用程序(application program，APP)登記患者信息，為患者建檔；③移動心電圖配置的筆記本電腦通過無線網(wǎng)卡連接4G平板電腦創(chuàng)建的WiFi熱點；④將心電圖設備采集的圖像資料通過WiFi上傳至醫(yī)院局域網(wǎng)內心電圖服務器；⑤短信平臺通過短信提醒院內心電圖室的醫(yī)生閱片并及時出具報告；⑥醫(yī)生通過心電圖閱片工作站查看心電圖圖像并及時出具報告；⑦救護車上醫(yī)生通過平板電腦上急診醫(yī)生站APP獲取心電圖結果，并作出初步診斷。院前心電圖信息傳輸流程如圖2所示。

圖2 院前心電圖信息傳輸流程圖

3 結語

通過結合硬件配置和軟件體系設計實現(xiàn)了院前急救心電圖實時傳輸系統(tǒng)。利用信息化技術，實時將患者心電圖數(shù)據(jù)傳回醫(yī)院，得到專業(yè)的心電圖分析報告，能夠及時幫助急救車上的醫(yī)護人員對患者進行更準確、更有效的治療[13-14]。該系統(tǒng)實現(xiàn)了患者未到，信息先到，彌補了救護車上醫(yī)生心電圖診斷的專業(yè)知識不足的問題[15]。同時，使得患者的病情在院前已得到初步確診，院內已做好相關的治療準備，當患者到達醫(yī)院后可快速的得到專業(yè)的救治，實現(xiàn)院前與院內無縫隙救護，節(jié)約救治時間，從而提高搶救成功率。

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The design and implementation of real-time transmission system for pre-hospital emergency ECG/

LIAO Kuo, YANG Hui-yu//
China Medical Equipment,2017,14(9):116-119.

Objective: To design real-time transmission system for pre-hospital emergency electrocardiogram(ECG) so as to provide specialty and accurate diagnostic analysis about ECG before patient achieved at hospital and to shorten the waiting time for diagnosis and treatment after they achieved at hospital. Methods: 4 G network and virtual private dialup network(VPDN) were used to real-time transmit ECG data of patient from ambulance to hospital so as to doctors of ECG department and emergency room can analyze the detecting reporter, choose plan of emergency guidance and prepare operation and treatment for patients according to the

ECG data in time. Results: The situations of emergency patients have been grasped and been primarily confirmed before they achieved hospital, therefore, the doctors could made relative preparation for fast and specially treating patients after they once achieved hospital. Conclusion: The real-time transmission system of prehospital emergency ECG can remedy the shortage of technical strength of pre-hospital emergency team, and shorten the treating time of emergency patients, and increase the success rate of rescue.

Pre-hospital emergency; 4G network; Virtual private dial-up network; Electrocardiogram

Department of Information, Central Hospital of Xiangtan, Xiangtan 411100, China.

1672-8270(2017)09-0116-04

R-058

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.09.032

2017-02-23

①湘潭市中心醫(yī)院信息科 湖南 湘潭 411100

廖廓,男,(1972- ),大專，工程師。湘潭市中心醫(yī)院信息科，從事醫(yī)院信息系統(tǒng)的規(guī)劃、建設和管理工作。