魏安海，顏樂先，張和華，尹軍,李姝穎

第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所 醫(yī)學工程科，重慶 400042

探討基于物聯(lián)網(wǎng)的重癥監(jiān)護智能報警管理系統(tǒng)的構建

魏安海，顏樂先，張和華，尹軍,李姝穎

第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所 醫(yī)學工程科，重慶 400042

重癥監(jiān)護室設備報警頻率高，種類多，醫(yī)護人員易產(chǎn)生“報警疲勞”，基于此，提出基于物聯(lián)網(wǎng)的重癥監(jiān)護智能報警管理系統(tǒng)的基本結(jié)構、功能及其工作流程，分析了該系統(tǒng)在重癥監(jiān)護室報警管理中的應用與前景。

物聯(lián)網(wǎng)；重癥監(jiān)護；報警管理系統(tǒng)

引言

重癥監(jiān)護室（ICU）是對各類有潛在高危因素的患者治療、監(jiān)護的特殊病房，對ICU患者而言，監(jiān)護的生命體征數(shù)據(jù)直接影響醫(yī)護人員的診療及決策。高質(zhì)量、高成效的優(yōu)質(zhì)監(jiān)護，可以有效降低患者的綜合并癥發(fā)生率及死亡率，保障患者安全。若不能及時有效的提供全面、系統(tǒng)、持續(xù)、嚴密的醫(yī)學監(jiān)護，可能會直接危機病人生命。在醫(yī)療設備相關的事件調(diào)查中，監(jiān)護警報問題幾乎發(fā)生在所有醫(yī)療機構中，其中大部分發(fā)生在遠程監(jiān)控、重癥監(jiān)護室，且都涉及到警報系統(tǒng)的問題。為避免此類問題，醫(yī)護人員需要耗費大量的時間和精力進行定期巡查，確保病人生命體征正常及ICU設備正常運行，如何行之有效的處理監(jiān)護報警問題，對于ICU患者而言至關重要[1-3]。

在ICU急搶救設備種類繁多，如血尿常規(guī)分析儀、血液生化分析儀、血氣分析儀、監(jiān)護儀、輸液泵和呼吸機等，每個設備都配備其獨立的報警系統(tǒng)，導致ICU設備警報種類復雜繁多；此外在儀器使用過程中，如儀器故障、警報范圍未個體化設置、電量耗盡等都會出現(xiàn)儀器報警，ICU儀器報警還具有頻率高的特點。然而在實際報警過程中約有85%～99%報警不需要臨床干預，醫(yī)護人員長期遭受大量“誤報”信息的干擾，易產(chǎn)生“報警疲勞”，而忽視病人病情變化，若對報警信息處理不及時，可能導致患者受傷或者死亡,如何有效區(qū)分報警種類及緊急程度，并采取適當?shù)男袆?，對于重癥患者監(jiān)護至關重要[4-9]。

鑒于此，我們提出設計基于物聯(lián)網(wǎng)技術的醫(yī)院ICU急救設備報警管理系統(tǒng)，集病人生命體征狀態(tài)顯示、設備運行狀態(tài)實時顯示、異常報警、視頻通訊、手機APP等功能于一體，該系統(tǒng)在為醫(yī)生提供所需的病患數(shù)據(jù)指導醫(yī)療決策的同時，對儀器故障報警和病人異常監(jiān)護報警實行分級處理，支持病人監(jiān)護個性化報警設置，避免不必要臨床干擾，提升監(jiān)護工作效率的同時，確保護理安全性,具有重要的臨床意義。

1 系統(tǒng)構建

1.1 定義

在物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)院ICU急救設備報警管理系統(tǒng)中，由數(shù)據(jù)采集與控制模塊將采集的病人監(jiān)護數(shù)據(jù)及設備運行數(shù)據(jù)發(fā)送至中央監(jiān)控系統(tǒng)，中央監(jiān)控系統(tǒng)自動識別監(jiān)護設備，并通過數(shù)據(jù)處理區(qū)分儀器設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和病人監(jiān)護數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)再次通過設備故障報警系統(tǒng)和病人異常數(shù)據(jù)報警系統(tǒng)分析后，對監(jiān)測到設備故障信息或病人體征異常數(shù)據(jù)按照相應報警等級進行報警，并將報警信息發(fā)送至相應醫(yī)護人員，醫(yī)護人員按照報警等級做出相應處理，亦可通過手機客戶端登錄并查看查看歷史監(jiān)護數(shù)據(jù)，開啟床頭視頻通訊，進一步確認病人狀況，系統(tǒng)結(jié)構如下圖所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構圖

1.2 功能與作用

1.2.1 數(shù)據(jù)采集與控制模塊

該模塊在實現(xiàn)監(jiān)護儀、呼吸機、注射泵、輸液泵等設備ICU設備運行數(shù)據(jù)采集與實時控制的同時，獲取病人監(jiān)護數(shù)據(jù)，該模塊接口兼容各類ICU設備數(shù)據(jù)接口（如：RS232、GPIB、USB等），此外此模塊還可采集與傳輸視頻及語音信息，并將采集的病人監(jiān)護數(shù)據(jù)及設備運行數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)傳輸模塊[10]。

1.2.2 通信模塊

通信模塊保證采集與控制模和中央監(jiān)護系統(tǒng)實時通信，通訊模塊將數(shù)據(jù)采集與控制模塊傳送的數(shù)據(jù)進行編碼，傳送至報警管理系統(tǒng)，進行實時數(shù)據(jù)采集；中央監(jiān)控系統(tǒng)將監(jiān)控指令下發(fā)至通信模塊，通信模塊編碼過后，發(fā)送至采集與控制模，進行實時設備控制。

1.2.3 報警管理系統(tǒng)

報警管理系統(tǒng)自動識別監(jiān)護設備，并通過數(shù)據(jù)處理區(qū)分儀器設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和病人監(jiān)護數(shù)據(jù)，實時判斷設備運行狀態(tài)，顯示運行狀態(tài)，報警故障狀態(tài)，并進行故障診斷，以及數(shù)據(jù)存儲；實時判斷病人監(jiān)護狀態(tài)，處理并報警異常監(jiān)護數(shù)據(jù)，并通過無線通信網(wǎng)絡發(fā)送至相應醫(yī)護人員手機，報警管理系統(tǒng)包括：儀器狀態(tài)顯示模塊、儀器故障報警模塊、儀器故障分析模塊、病人生命體征顯示模塊、病人異常監(jiān)護數(shù)據(jù)報警模塊、雙向視頻通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲與分析模塊。

（1）儀器故障狀態(tài)分析診斷模塊。通過對儀器運行數(shù)據(jù)進行分析處理，識別儀器種類型號及工作狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)錯誤代碼，對照分類整理的錯誤代碼，按照錯誤代碼對應故障緊急性對報警信息進行分級報警，報警劃分為3級：緊急報警、警告報警、報警提示。緊急報警具有最高優(yōu)先級，代表儀器設備故障直接危及病人生命，需要立刻處理；警告報警優(yōu)先級其次，代表設備運行處于警告狀態(tài)，有一定風險，但不影響使用，不會影響病人生命安全；報警提示優(yōu)先級最低，代表設備可能會出現(xiàn)風險運行，設備需維護。如：剩余電量為30%的時候，系統(tǒng)會進行報警提示；剩余電量為20%的時候，系統(tǒng)會進行警告報警；剩余電量為10%的時候，系統(tǒng)會進行緊急報警。

（2）儀器運行狀態(tài)顯示模塊。通過故障診斷與報警模塊分析數(shù)據(jù)自動選取儀器對應圖標及報警狀態(tài)，緊急報警對應儀器紅色圖標閃爍，警告報警對應儀器黃色圖標閃爍，報警提示對應儀器藍色圖標閃爍，儀器正常狀態(tài)為綠色圖標，并在圖標旁顯示儀器運行數(shù)據(jù)。

（3）病人監(jiān)護數(shù)據(jù)分析診斷模塊。此模塊通過對比分析病人監(jiān)護數(shù)據(jù)與醫(yī)護人員設置的個性化監(jiān)護參數(shù)或選擇系統(tǒng)內(nèi)置術后監(jiān)護指標，對病人體征數(shù)據(jù)進行實時分析，并確定病人監(jiān)護狀態(tài)分為3級：緊急報警、警告報警、報警提示和正常監(jiān)護，緊急報警為最高級別的報警，病人需立刻搶救，如心搏停止、窒息等；警告報警優(yōu)先級其次，表示監(jiān)護數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，如心律失常；報警提示優(yōu)先級最低表示技術故障，如：傳感器放置錯誤。并將分析結(jié)果傳遞至病人生命體征顯示及報警模塊。其中個性化監(jiān)護參數(shù)設置可按照不同監(jiān)護要求設置監(jiān)護報警參數(shù)，如：警報值調(diào)到適合病人的范圍、重點監(jiān)護參數(shù)報警、關閉次要監(jiān)護參數(shù)報警等；系統(tǒng)內(nèi)置術后監(jiān)護指標按照常見疾病監(jiān)護指標分類設置，醫(yī)護人員可直接選擇對應術后指標，亦可在此基礎上進一步個性化設置。

（4）病人生命體征顯示及報警模塊。通過病人異常數(shù)據(jù)分析模塊診斷數(shù)據(jù)，對病人生命體征監(jiān)護參數(shù)進行實時顯示，若緊急報警，顯示參數(shù)直接變?yōu)榧t色并閃動；若警告報警，顯示參數(shù)直接變?yōu)辄S色并閃動；若報警提示，顯示參數(shù)直接變?yōu)樗{色并閃動；若無異常，這監(jiān)護數(shù)據(jù)直接顯示為綠色；在報警同時發(fā)送短信通知相應醫(yī)護人員。病人異常數(shù)據(jù)報警模塊在確保病人安全的同時整合并減少警報信號，避免醫(yī)護人員出現(xiàn)“報警疲勞”。

（5）數(shù)據(jù)存儲及分析模塊。數(shù)據(jù)存儲模塊具有一定的數(shù)據(jù)存儲能力，可以將儀器運行狀態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)以及病人生命體征監(jiān)護數(shù)據(jù)存儲進數(shù)據(jù)庫中，并可保存一定時間的歷史運行數(shù)據(jù)，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，對一定的儀器故障進行預測。

3 系統(tǒng)建立的方法與途徑

在ICU急救設備報警管理系統(tǒng)的建立過程中，首先需要實現(xiàn)對各類醫(yī)療設備實時通信與監(jiān)控，其次建立合理的術后監(jiān)護模型，最后采用分級報警對儀器運行故障和病人監(jiān)護異常報警，整合了報警系統(tǒng)，實行分級報警，避免“報警疲勞”，提升醫(yī)護質(zhì)量。

（1）建立實時通訊與控制模塊。實時通訊與控制模塊要能兼容RS232、RS485、RJ45、USB等通訊接口，可實現(xiàn)監(jiān)護數(shù)據(jù)以及儀器運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的實時采集，能對儀器進行實時控制，通過該模塊連接醫(yī)療設備和ICU智能報警管理系統(tǒng)。

（2）建立合理的術后監(jiān)護模型。不同手術，不同人群，術后監(jiān)護參數(shù)指標和重點有所變化，不能一概而論。按照臨床實際監(jiān)護指標，對常見手術術后監(jiān)護指標按照年齡和體質(zhì)指數(shù)進行分類，便于醫(yī)護人員直接調(diào)用選取對應參數(shù)，減少繁瑣的儀器設置步驟，提高工作效率。

（3）建立合理的分級報警模型。ICU急救設備報警管理系統(tǒng)能否達到預期功能，很大程度上取決于分級報警模型是否科學、合理。分級報警模型應該具有以下特點：報警簡潔易懂，報警信息記錄詳盡，確保報警安全可靠等。

4 應用前景展望

通過醫(yī)院ICU急救設備報警管理系統(tǒng)，實時監(jiān)控ICU設備運行狀態(tài)，診斷故障設備，對故障進行分級報警，醫(yī)護人員按相應報警等級第一時間做出正確相應，可有效避免警報信號不響、警報系統(tǒng)關閉等設備故障或監(jiān)測不良，引起的醫(yī)療風險，提升護理安全性；通過實時監(jiān)測并分析病人生命體征數(shù)據(jù)，個性化設置報警參數(shù)，減少警報信號，避免警報范圍設置過窄，醫(yī)護人員出現(xiàn)“報警疲勞”。ICU急救設備智能管理系統(tǒng)為醫(yī)護人員提供所需的監(jiān)護數(shù)據(jù)并適時指導醫(yī)療決策的同時，也可有效減少有害警報，避免報警識別困難及醫(yī)護人員因“報警疲勞”而延誤治療，有利于醫(yī)療質(zhì)量的提升。此外，利用報警管理系統(tǒng)對大數(shù)據(jù)進行收集和分析，建立常見醫(yī)療器械維護“字典”，結(jié)合風險評估策略對醫(yī)療器械進行風險評估，保障醫(yī)療設備安全。

5 討論和總結(jié)

應用ICU急救設備報警管理系統(tǒng)可以確保醫(yī)療設備使用安全，防止醫(yī)護人員“報警疲勞”。但在實現(xiàn)ICU急救設備報警管理系統(tǒng)過程中，ICU醫(yī)療設備種類多、接口各異、警報種類繁多，報警體系相互獨立，使得實現(xiàn)通訊控制和建立分級報警模型存在較大困難，需要較長一段時間來實現(xiàn)整合，此外，在建立合理分類的術后監(jiān)護模型時，由于術具有多樣化，不同人群不同手術手術監(jiān)護重點有所差異，需臨床科室進一步完善監(jiān)護數(shù)據(jù)?？傊?，避免醫(yī)護人員“報警疲勞”，確保醫(yī)療設備使用安全十分必要，是提升醫(yī)療質(zhì)量，降低醫(yī)療風險必不可少的重要環(huán)節(jié)，應該引起相關部門和使用單位的高度重視。

[1]馬繼紅,戚紅軍,周素鮮,等.重癥護理技術綜合信息系統(tǒng)軟件的開發(fā)與應用[J].中華護理雜志,2002,37(5):368-369.

[2]徐麗華,成磊,唐珊珊.重癥護理研究進展[J].中國護理管理,2013,(4):1-5.

[3]王耀平,湯黎明,吳敏.ICU病房建設與設備配置[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2003,(5):33-35.

[4]周姓良,胡靖青,劉愛俠,等.ICU預防報警疲勞的研究進展[J].中華護理雜志,2014,(6):712-715.

[5]趙海俠,王薇.醫(yī)護人員對心電監(jiān)護儀報警疲勞的研究進展[J].護理學報,2015,(17):26-29.

[6]Technol B.Alarms pose challenges to healthcare facilities[J].Biomed Instrum Technol,2011,45(s1):5.

[7]Keller J P,Diefes R,Graham K,et al.Why clinical alarms are a ‘top ten’ hazard: how you can help reduce the risk[J].Biomed Instrum Technol,2011,45(s1):17-23.

[8]Moorman B A,Gee T.Functional basics of third-party alarm notification systems[J].Biomed Instrum Technol,2011,45(s1): 76-82.

[9]Konkani A,Oakley B,Bauld T J.Reducing hospital noise: a review of medical device alarm management[J].Biomed Instrum Technol,2012,46(6):478-487.

[10]沈云明,鄭焜,吳勝,等.ICU醫(yī)療設備警報管理及警報信息集成技術分析[J].中國醫(yī)療器械雜志,2014,(4):270-273.

Discussion on the Establishment of Smart Alarm Management System Based on Internet of Things for ICU

The alarms of Intensive Care Unit (ICU) devices have many types and alarm frequently. The medical staff is easy to produce “alarm fatigue” . Based on this, this paper puts forward the basic structure, function and work flow of the ICU smart alarm management system based on Internet of Things, and analyzed the application and prospect of this system for ICU.

Internet of Things; ICU; alarm management system

WEI An-hai, YAN Le-xian, ZHANG He-hua, YIN Jun, LI Shu-ying
Department of Medical Engineering, Institute of Surgery Research, Daping Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400042, China

R197.32

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.12.039

1674-1633(2016)12-0138-03

2015-12-28

2016-01-08

尹軍，高級工程師，第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所醫(yī)學工程科主任。主要研究方向：醫(yī)學儀器管理與研發(fā)。

通訊作者郵箱：gaiety@126.com