“互聯網+穿戴式醫療設備”助力醫養結合項目的落地實現

姬金虎　沈燦林

摘 要

目的：將互聯網+穿戴式醫療設備作為醫院的“觸手”，與患者隨時隨地連接起來，促使醫養結合項目的落地實施。作用：（1）打破醫療器械集中在醫療機構中形成的“醫療孤島”，使用互聯網+技術擴展醫療資源覆蓋的廣度和密度，提高醫療資源的服務效率，達到普通健康數據采集分析由計算機自動完成，慢性疾病隨時監控，定期指導，突發狀況通過穿戴式設備實時上報、及時處理;（2）互聯網+穿戴式醫療監護設備打破醫院“圍墻邊界”，為居家養老提供24小時在線的醫療服務，院內院外健康監護同質化，提高人民群眾對于醫養結合項目的認可度;（3）互聯網+穿戴式醫療設備的技術革命將改變醫療服務模式，由原來固定場所提供醫療服務到隨時隨地在線監測患者健康狀態。結論：互聯網+穿戴式醫療設備可以解決醫養結合項目中醫院床位不足，醫療資源效率問題，做到慢性病患者院外病情監控。同時也降低患者醫療費用，將醫養結合落到實處。

關鍵詞

互聯網+;穿戴式醫療設備;醫養結合

中圖分類號：? R197.39? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.03.055

新疆醫科大學大學位于新疆的心臟地帶，搭建了全疆（未來覆蓋整個中亞地區）主流的醫療資源;醫療資源以“點”的方式散播在各個城市。如何開展全疆的醫養結合項目，如何落地，是新疆醫科大學不可推卸的責任，也是新疆醫科大學的義務。在老齡化的中國社會中，把慢性病患者集中在醫療機構中進行醫養結合，顯然不現實，床位和醫療資源使用效率都不允許。

因此，在地廣人稀的新疆實施醫養結合項目開展首先應考慮新的技術的引入：互聯網+穿戴式醫療設備;通過新技術，新設備將醫療資源投送到用戶家中，打破醫療資源在空間上的阻隔。通過穿戴式醫療設備的使用，實現患者在醫院以外，全疆范圍甚至是中亞區域內實現實時的健康監控，利用人工智能，完成患者健康指導，自動急救服務等。《互聯網+穿戴式心電監護設備》作為打破醫院圍墻的觸手，通過無線網絡將用戶的健康數據實時傳送到醫院服務器中，根據服務器對數據的分析，得出患者生命體征的處理級別。具備簡單便捷，適合老年人使用的特點。打破醫療設備與人在空間上的限制。根據中國人口變化趨勢，未來中國社會的老齡化將加深，意味著慢性病患者增多，患者更多的時候是居家養老，預防突發情況的出現，因此，我們需要互聯網+技術將醫院和患者緊密地聯系到一起，通過穿戴式設備提供全天候的健康監護。

1 國內外研究現狀

穿戴式醫療設備從2015年開始興起，從國自然立項項目個數以及資助金額就可以看出2015-2018年呈現井噴態勢。在國內外都屬于前沿技術。5G技術的出現和發展也預示著互聯網+技術從研究到實際應用的進步，未來萬物互聯必將在醫療領域應用。互聯網+穿戴設備目前國內外研究情況看都屬于實驗研究階段。醫療設備主要以穿戴設備為主，例如：日本Toshiba公司開發的“LifeMinder”[1][2]通過可穿戴設備+通信設備接駁達到生理數據接入網絡。歐洲委員會開發的MobiHealth[3]項目，是根據需求定制的輕量級的穿戴式健康設備。Imperial CollegeLondon的UbiMon[4]的觀點更加微型化，建議使用可植入的生理數據采集設備監測用戶身體數據。微型化穿戴設備還有“指環傳感器”“ring sensor”[5]，由darbeloff信息系統技術實驗室的科學家們開發，該系統可以無線傳輸心率信號到服務器。針對心臟健康的監護方面的工作，還有美國Alabama大學。他們開發了可穿戴的無線運動+心率監測系統[6]。隨著醫療傳感器的微型化，5G技術的發展，穿戴設備逐漸從實驗室走入市場，例如，現在市場上可以購買到的運動監測手表，已經具備了心率，體溫，睡眠質量等功能。

如今，醫療傳感器技術與通信技術的發展促成了互聯網+穿戴式設備的落地實現。這些因素都促使了穿戴式生命體征監護儀的研發。通過穿戴式生命體征監護儀提供一種使用舒適、移動便攜、功能多樣和廉價的監測護理解決方案。

過去人們看病要去醫院等醫療場所才可以獲得醫療服務，就好像過去我們要存錢、取錢要去銀行一樣;移動技術的發展打破了資源的空間束縛，居家養老也可以全天候享受到零距離的醫療監護，可以大幅提高患者的生活質量，提高醫療資源的使用效率。

2 項目實施驗證

醫養結合項目關鍵在于如何為患者提供隨時隨地的醫療監護服務。達到患者在醫院以外享受到的醫療服務和病房中是一樣的。這個目標采用互聯網+穿戴式醫療設備來實現。

本項目驗證實驗內容為：搭建一個互聯網+穿戴式醫療監護設備系統，完成一個可實現的醫養結合系統。通過分析，此系統分三個部分：終端-移動網絡解決方案-服務器，重點在終端，穿戴式生理數據采集平臺的研發上，本項目選取互聯網+醫療數據采集系統的方式測試項目實施情況。

總體結構可以概括為三大部分：生理數據采集器、手機App、醫院后臺管理程序，其總體設計框架如圖1所示。

圖1 總體設計框架

2.1 項目實驗過程

實驗階段使用醫用電極板，導聯線采集心電數據，項目落地后，把電極板和導聯線融為一體，微型化，采集心電模擬信號。信號由單片機采集后A＼D轉換為數字信號，python編碼實現信號去噪。此方法采用簡易的數據閾值法，去除過高和過低的異常數值即可，后期研發設備需要進一步優化數據采集算法。

采集到的數值數據每30秒寫入txt文本一次，1分鐘傳送后傳送該文件到服務器上。

無線傳送模式，有三種選擇：1）使用無線網卡利用wifi傳送;2）使用藍牙與手機接駁，由手機app通過數據網絡傳送數據;3）單片機直接使用4G模塊使用移動網絡傳送數據。

實驗結果表明：1）無線網絡功率大，穿戴設備待機時間短，老年患者無法隨時隨地使用wifi信號，該方案不合適;2）使用藍牙接駁手機，利用手機傳輸數據雖然耗電量小，但是故障率太高，容易導致藍牙連接中斷。老年人使用不便。3）使用4G信號直接與服務器相連是最佳方案，使用簡單，穩定，耗電量可以忍受。

服務器端接收到txt文件后，進行可視化，例如：導入excel查看數據動態變化。

2.2 生理數據采集處理

實驗采用的單片機有兩種：Arduino uno，樹莓派2.購買了醫用心電電極板，導聯線，802.11無線網卡（免驅），藍牙4.0模塊，4G通訊模塊。

采集線路接入單片機模擬接口，使用python編程將模擬信號轉變為數字信號，也可以使用現有的模數轉換模塊完成。獲取的數據存儲在txt文本中，每隔1分鐘通過無線網絡傳輸到服務器上。

2.3 無線通信模塊

根據項目實驗，穿戴式設備的傳輸方式推薦為4G模塊直接傳輸數據，該方法簡單，患者不用操作，穩定，有手機信號的地方就可以穩定使用。使用藍牙接駁手機傳送數據，可以在手機端增加醫療服務功能，該方式也可以降低穿戴設備的能耗，提高待機時長，但是手機和設備的連接故障率較高，且需要專業人員解決。

2.4 程序設計

該實驗系統軟件部分為：信號處理部分，文件存儲傳輸，服務器端接收顯示程序。信號處理部分在模擬接口端收到數據后，剔除異常數據，將數值歸一化，表示為0-100之間數值。然后由文件處理程序每隔一段時間將內存中數據存儲到sd卡中，再將txt數據發送給指定的ip地址。服務器端通過共享文件夾或者ftp或者其他方式獲得數據文件后，打開顯示。由此模擬穿戴式設備網絡傳輸數據全過程。

3 項目測試結論

1）互聯網+穿戴式醫療設備可以有效將醫療服務延伸到患者身邊，隨時隨地監護患者生命數據，助力醫養一體化的實施;

2）技術的變革會引發行業運行模式的轉變，如同冷兵器時代整齊的方陣作戰到現代隱身戰機的發展。互聯網+穿戴式醫療設備，打破了醫院“圍墻”的界限。以社區、家庭為基礎的醫養服務體系將得以落地實施。

3）從醫療服務提供的角度看，醫療資源提高了服務效率，也就可以提高醫務工作者的收入;醫院和醫務工作者也希望可以實時監測到自己患者的身體健康變化情況;患者也可以在家中獲得住院時一樣可以獲得的醫療監測，并且費用按需支出，生活質量更高。

4）醫養結合項目作為醫療與養老相結合的新事物，我們需要從技術手段，運營模式，醫療系統，患者支出等多方面開展研究，以確保項目的落地實施。

作為項目的核心：互聯網+穿戴式醫療設備，是醫養結合項目的技術根基，直接影響到上層工作開展，就好比計算機硬件決定了計算機性能和功能一樣。

4 展望

未來的中國社會將進入老齡化，慢性病高發的時期，人力資源變珍貴，醫護資源尤其寶貴。通過互聯網+穿戴式醫療設備可以提高醫療資源的效率，讓計算機替代一個醫生24小時監管1千名甚至1萬名患者。

實施醫養結合旨在提高廣大人民群眾生活質量，為居家養老提供24小時在線的醫療服務。將大幅提高人民群眾享受醫療資源的公平性，提高醫療服務的質量和貼合度。將醫療資源從醫院等醫療機構釋放出去，走進每一個家庭。結合家庭簽約醫生，社區醫院，專科大夫等多級醫療服務減少住院觀察時間，減少門診量為患者和醫務人員減輕負擔。隨著互聯網+生態環境的變化，特別是5G網絡的使用，醫療監測器械的無線傳輸技術已經成熟。現有心電，血壓，血氧，血糖等設備可以廉價，方便地接入醫院服務器。也會促進互聯網+穿戴式醫療設備的快速投入市場。

參考文獻

[1]Kazushige Ouchi;Takuji Suzuki;Miwako Doi Lifeminder：A Wearable Healthcare? ? Support System with Timely Instruction Based on the User's Context 2004.

[2]Troster G2004.

[3]孫榮國，黃勇，曾智.積極探索建設數字化醫院努力，提高醫療服務質量現代預防醫學，2008，35：297-285.

[4]Gopalsamy C，Park S，Rajamanickam R，et al.The wearable motherboard：The first generation ofadaptive and responsive textile structures （ARTS） for medical applications. Virtual Reality， 1999，4-152-168.

[5]Asada H;Shahis P;Reisner A，Rhee;S，Hutchinson RC Mobile Monitoring with Wearable Photoplethysmographie Sensors 2003（5-6）.

[6]Milenkovic A;Otto C;Jovanov J Wireless Sensor Networks for Personal Health Monitoring：Issues and An Implementation[J] 2006（13/14）.