潘曉東，費(fèi) 軍，張益明

滿足應(yīng)急醫(yī)療救援活動(dòng)需求的中央監(jiān)護(hù)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

潘曉東，費(fèi) 軍，張益明

目的：設(shè)計(jì)傷員中央監(jiān)護(hù)定位系統(tǒng)，滿足應(yīng)急災(zāi)害醫(yī)療救援活動(dòng)的需要。方法：系統(tǒng)由無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，傷員、救援人員移動(dòng)信息終端，監(jiān)控服務(wù)器組成。傷員移動(dòng)信息終端接收與獲取位置信息，并通過無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將這些參數(shù)發(fā)送至中央監(jiān)控服務(wù)器；服務(wù)器對(duì)每名傷員的生命體征參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。結(jié)果：利用該系統(tǒng)，每一名傷員的生命體征信息（含報(bào)警信息）以及所處位置可以實(shí)時(shí)處于監(jiān)控狀態(tài)，便于救援人員及時(shí)察覺報(bào)警，找到傷員，開展救援。結(jié)論：該系統(tǒng)具有攜運(yùn)負(fù)擔(dān)小、適用目標(biāo)多的優(yōu)點(diǎn)，可以大大提高應(yīng)急救援工作的效率，挽救更多的生命。

應(yīng)急醫(yī)療救援；定位；生命體征；監(jiān)控

0 引言

我國是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。我國大陸大部分地區(qū)位于地震烈度Ⅵ以上區(qū)域，50%的國土位于Ⅶ度以上的地震高烈度地區(qū)[1]。地震等重大突發(fā)事件到來后，一支支領(lǐng)受不同任務(wù)的救援隊(duì)伍便展開了各種形式的救援工作，在這之中，醫(yī)療救援隊(duì)無疑是比較重要的一支。目前，除了總后勤部配發(fā)的特種車輛（如X線車、手術(shù)車等），大部分還是采用民用裝備為主[2]。面對(duì)救援地域復(fù)雜的地理?xiàng)l件和多變的自然環(huán)境（氣象條件、溫度、濕度等）、無法有效保障的電源需求，面對(duì)大批量傷員需同時(shí)救護(hù)、許多傷員需要生命體征監(jiān)護(hù)、部分傷員暫時(shí)不宜搬動(dòng)（如外物壓迫或傷情不允許搬動(dòng)）的現(xiàn)實(shí)需求，我院自行研發(fā)了無人值守傷員監(jiān)護(hù)定位系統(tǒng)，以滿足救援現(xiàn)場對(duì)傷員進(jìn)行監(jiān)護(hù)定位的需要。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)由無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，傷員、救援人員移動(dòng)信息終端，監(jiān)控服務(wù)器組成，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.1 傷員移動(dòng)信息終端

傷員移動(dòng)信息終端包含體征參數(shù)監(jiān)測、傷員主動(dòng)呼叫與終端區(qū)域定位3個(gè)單元。

1.1.1 生命體征參數(shù)采集單元

生命體征參數(shù)采集單元主要由低功耗指套式血氧飽和度監(jiān)測儀、臂式無創(chuàng)血壓測試儀組成。低功耗指套式血氧飽和度監(jiān)測儀以光電式血氧飽和度監(jiān)測儀作為基礎(chǔ)，其工作原理是通過檢測交替紅光（660 nm）、紅外光（940 nm）透射過手指的微弱光線進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行I-V轉(zhuǎn)換、濾波、放大，再送往A/D轉(zhuǎn)換經(jīng)微處理器處理[3]。微處理芯片自帶模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)獲取的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、讀取、分析、計(jì)算，得到血氧飽和度、脈率、脈動(dòng)波形、末梢血流灌注指數(shù)等生命體征參數(shù)，并對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行判斷，若超出域值范圍，則發(fā)出報(bào)警聲與報(bào)警信號(hào)。使用指套式血氧飽和度監(jiān)測儀的目的在于：傷員由于異物壓迫，很有可能無法連接胸部導(dǎo)聯(lián)，而指端相對(duì)來說便于連接，且指套式血氧飽和度探頭不易脫落。

臂式無創(chuàng)血壓測試儀以標(biāo)準(zhǔn)的臂式無創(chuàng)血壓測試儀作為基礎(chǔ)，其工作原理也稱振蕩法，通過袖帶的導(dǎo)氣管將氣壓傳導(dǎo)到壓力傳感器，在增加或減少靜壓的過程中，提取、放大動(dòng)脈搏動(dòng)引起的袖帶內(nèi)的氣壓波動(dòng)并描繪其包絡(luò)線，然后對(duì)包絡(luò)線的幾何形態(tài)加以分析。包絡(luò)線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的靜壓為平均壓，由平均壓通過比值法或拐點(diǎn)法估算收縮壓和舒張壓[4]。由于標(biāo)準(zhǔn)的臂式無創(chuàng)血壓測試儀工作需要人為觸發(fā)（即需要手工按“開始”鍵），不能滿足實(shí)際使用需求。本系統(tǒng)采用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器與繼電器組合構(gòu)成自動(dòng)定時(shí)開關(guān)電路來達(dá)到實(shí)際需求，血壓測試結(jié)果也通過藍(lán)牙端口與傷員移動(dòng)信息終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。采用臂式無創(chuàng)血壓測試儀的目的在于測量準(zhǔn)確，受外界干擾小。

1.1.2 傷員主動(dòng)呼叫單元（通過按動(dòng)按鈕呼叫救援人員）

病房呼叫系統(tǒng)是患者請(qǐng)求醫(yī)生或者護(hù)士進(jìn)行診斷護(hù)理的緊急呼叫工具，當(dāng)患者需要醫(yī)護(hù)人員幫助時(shí)，可以通過病房呼叫系統(tǒng)發(fā)出呼叫請(qǐng)求[5]。本文將此概念引入系統(tǒng)研發(fā)中，如需救援人員幫助，可按動(dòng)信息終端上的組合鍵，如同手機(jī)解鎖，輸入正確則自動(dòng)發(fā)出呼叫信息，引發(fā)信息終端與監(jiān)控端報(bào)警。

1.1.3 終端軟件程序

采用Java語言編程，使用Eclipse集成開發(fā)環(huán)境。前者是一種可以撰寫跨平臺(tái)應(yīng)用軟件的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，具有卓越的通用性、高效性、平臺(tái)移植性和安全性，廣泛應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)（personal computer，PC）、數(shù)據(jù)中心、游戲控制臺(tái)、超級(jí)計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話和互聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)擁有全球最大的開發(fā)者專業(yè)社群；后者是一個(gè)開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺(tái)。

1.2 救援人員移動(dòng)信息終端

救援人員移動(dòng)信息終端包含終端區(qū)域定位與接收監(jiān)控端發(fā)送的位置信息與報(bào)警信息2個(gè)單元。

1.3 中央監(jiān)控端

監(jiān)控服務(wù)器屏幕顯示每一名傷員的生命體征信息與位置信息（分屏顯示），如有傷員有主動(dòng)呼叫或者生命體征參數(shù)超出域值，該傷員的位置高亮顯示。數(shù)據(jù)通信服務(wù)基于C/S模式，主要功能是負(fù)責(zé)監(jiān)控終端與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換。

服務(wù)器信息管理程序采用異步Socket編程，有效地解決了傳輸控制協(xié)議（transmission control protocol，TCP）多連接問題[6]。信息瀏覽程序通過框架異步刷新HTML文件，實(shí)現(xiàn)了生命體征參數(shù)與定位地圖的動(dòng)態(tài)更新。服務(wù)器信息管理程序采用C#語言進(jìn)行編寫，使用Microsoft Visual Studio 2008集成開發(fā)環(huán)境，是面向單個(gè)開發(fā)人員的用于構(gòu)建高性能、多層的Microsoft Windows、Web或移動(dòng)解決方案的環(huán)境[7]。

2 系統(tǒng)在自然災(zāi)害救援中的應(yīng)用

自然災(zāi)害發(fā)生后，救援人員攜帶一定數(shù)量的傷員終端與救援人員終端以及組建網(wǎng)絡(luò)必需的組件（如果救援地域無移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，則需攜帶），這些終端與組件固定存放于一普通行李箱內(nèi)。這些攜帶物品體積小、質(zhì)量輕，可以比較方便地隨時(shí)攜帶。由于終端傳感器以及網(wǎng)絡(luò)組件都基于低功耗設(shè)計(jì)，只需配置5號(hào)電池即可。

抵達(dá)展開地域后，如果無第三方公司數(shù)據(jù)傳輸鏈路（比如移動(dòng)、聯(lián)通公司的3G網(wǎng)絡(luò)）信號(hào)，則自行展開Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建無線局域網(wǎng)；如有信號(hào)，則直接利用。

將傷員移動(dòng)信息終端放置于傷員身邊，同時(shí)接好血氧飽和度指套，遇到有可能大出血或者其他有使用需求的傷員，也可戴上血壓監(jiān)測模塊；終端把各個(gè)傷員的多種信息實(shí)時(shí)傳輸給中央監(jiān)控服務(wù)器，以便指揮人員掌握。

如某傷員的血氧飽和度降至90%以下，超出域值范圍，生命體征參數(shù)采集單元的微處理器除了收到體征參數(shù)外，還判斷有異常產(chǎn)生，促發(fā)聲光報(bào)警；報(bào)警信息與體征參數(shù)一起封裝后，通過被動(dòng)式藍(lán)牙傳輸發(fā)送至傷員終端；傷員終端通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸信息（體征參數(shù)信息、報(bào)警信息、位置信息）至中央監(jiān)控服務(wù)器；服務(wù)器獲悉報(bào)警信息后，激活并放大此傷員的信息內(nèi)容（包括體征參數(shù)與位置），同時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警；值守人員根據(jù)就近原則將相關(guān)信息發(fā)送至救援人員；救援人員根據(jù)救援終端上的地圖信息找到該名傷員。

3 結(jié)語

由于終端及其包含的各類傳感器、信息終端體積小、質(zhì)量輕，所用的監(jiān)控服務(wù)器可以使用便攜式計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)可以直接使用第三方公司的數(shù)據(jù)傳輸鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以，系統(tǒng)具有攜運(yùn)負(fù)擔(dān)小、適用目標(biāo)多的優(yōu)點(diǎn)。

本系統(tǒng)成為應(yīng)急救援活動(dòng)的一種利器，可以讓每個(gè)傷病員（特別是由于各種原因無法移動(dòng)的傷員，比如被異物壓迫）獲得有效的生命體征監(jiān)護(hù)并擁有主動(dòng)呼叫救援人員的權(quán)利；可以讓救援人員實(shí)時(shí)了解每名傷員的信息，包括他們所處的位置，擁有第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)異常、找到患者的機(jī)會(huì)。本系統(tǒng)的問世必將大大提高應(yīng)急救援工作的效率，挽救更多本已脆弱

（????）（????）的生命。

在完善系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可以借助現(xiàn)有的系統(tǒng)平臺(tái)，進(jìn)一步擴(kuò)展使用范圍，對(duì)救援隊(duì)伍、救援物資、救援車輛、傷員信息等進(jìn)行更為有效的管理，以達(dá)到災(zāi)害救援工作的整體性和科學(xué)性，提高災(zāi)害救援的信息化水平。

[1] 胡衛(wèi)建，尚紅，司洪波，等．我國應(yīng)對(duì)大震巨災(zāi)應(yīng)急救援裝備的技術(shù)需求研究[J]．北京大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，46（5）：844-850．

[2] 費(fèi)軍，潘曉東．應(yīng)急救援工作的衛(wèi)生裝備與技術(shù)需求[J]．醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2012，33（9）：102，104．

[3] 楊東明，萬頻，張伯威，等．血氧儀核心硬件電路設(shè)計(jì)及Multismi仿真[J]．電子科技，2011，24（2）：60-61．

[4] 劉欣．監(jiān)護(hù)儀無創(chuàng)血壓有效準(zhǔn)確測量方法的探討[J]．中國醫(yī)療設(shè)備，2011，26（11）：82-84．

[5] 丑燦，許建明．基于單片機(jī)的病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．電子制作，2013（3）：57．

[6]徐祗祥．深入．NET平臺(tái)和C#編程[M]．北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2008．

[7] 何玉香，許曉華．日光溫室生產(chǎn)技術(shù)信息化服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建研究[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（25）：14 122-14 124．

（收稿：2013-08-02 修回：2013-12-20）

Design and application of central monitoring and location system for emergency medical rescue

PAN Xiao-dong,FEI Jun,ZHANG Yi-ming
（The 117th Hospital of the PLA,Hangzhou 310013,China）

ObjectiveTo design a central monitoring and location system for emergency medical rescue.MethodsThe system was composed of a wireless data transmission network,mobile information terminal for casualty or rescueman, and a monitor server.The information terminal received and acquired location information,then transmitted it to the central monitor server through the wireless network,and the server monitored the vital signs of each patient.ResultsThe casualty information on the vital signs and location could be monitored at real time.ConclusionThe system has low logistics load and high adaptability,and thus can enhance the efficiency of emergency rescue.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（9）：41-42，45]

emergency medical rescue;location;vital signs;monitoring

R318；TP311.1

A

1003-8868（2014）09-0041-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.09.041

潘曉東（1978—），男，工程師，主要從事生物傳感器應(yīng)用方面的研究工作，E-mail：panxiao1386745@sina.com。

310013杭州，解放軍117醫(yī)院（潘曉東，費(fèi) 軍，張益明）

張益明，E-mail：hz117zym@163.com