何 健 石 磊 楊明明 孫文橋

邊防海島傷病員急救系統(tǒng)的設(shè)計與應用

何 健①*石 磊①楊明明①孫文橋①

目的：設(shè)計海防部隊及偏遠訓練地域傷病員急救信息系統(tǒng)，改進邊防海島傷病員院前急救的薄弱環(huán)節(jié)。方法：運用無線移動通信技術(shù)、HL7消息隊列和接口技術(shù)相結(jié)合，使急救系統(tǒng)與醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)、實驗室信息系統(tǒng)(LIS)、影像歸檔及傳輸系統(tǒng)(PACS)、電子病歷(EMR)和健康檔案系統(tǒng)進行對接。結(jié)果：系統(tǒng)平臺采用面向服務(wù)的架構(gòu)，所有功能均以原子粒度的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(Web Service)進行排練組合構(gòu)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(wù)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(yī)療信息集成端組成4個業(yè)務(wù)功能塊。平時、戰(zhàn)時在遠離后方醫(yī)院的急救環(huán)境下，使多種醫(yī)療數(shù)據(jù)進行有效融合，為醫(yī)療診斷和救治提供可靠的數(shù)據(jù)資料，實現(xiàn)了醫(yī)療資源的網(wǎng)絡(luò)共享和傷病員急救的閉環(huán)管理。結(jié)論：邊防海島傷病員急救系統(tǒng)可更多維化、可視化展示傷病員的傷病情，實現(xiàn)醫(yī)療資源系統(tǒng)的互聯(lián)互通互操作，有效提升邊防海島的衛(wèi)勤保障效能與應對突發(fā)事件能力，提高傷病員的醫(yī)療救治質(zhì)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(yī)院信息科，研究方向：數(shù)據(jù)庫與醫(yī)療軟件開發(fā)。

目前，物聯(lián)網(wǎng)在健康監(jiān)測領(lǐng)域的應用悄然興起，美國軍隊在此領(lǐng)域的研究已經(jīng)走在前列，較為有代表性的是戰(zhàn)時傷病員醫(yī)療救護信息(medical communicationsfor combat casualty care，MC4)系統(tǒng)與戰(zhàn)場醫(yī)療信息程序(theater medical information program，TMIP)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[1]。MC4是一項戰(zhàn)場救護醫(yī)療保障通信系統(tǒng)，通過獲取單兵的醫(yī)療記錄，采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)，可依靠數(shù)字化技術(shù)，以一種全新的方式拯救生命；國內(nèi)有廣州總醫(yī)院研制的軍民區(qū)域協(xié)同遠程急救網(wǎng)絡(luò)，利用藍牙技術(shù)實現(xiàn)急救現(xiàn)場和救護車上患者心電等生理指標的采集、接收和發(fā)送，通過3G網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星進行傳輸，但目前還未利用醫(yī)院信息系統(tǒng)(hospital information system，HIS)數(shù)據(jù)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(xiàn)場就地急救；基層衛(wèi)生隊的醫(yī)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(jīng)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(yī)院的救治能力。

2 邊防海島傷病員急救系統(tǒng)總體設(shè)計

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

2.1 軟件系統(tǒng)架構(gòu)

該系統(tǒng)從底層硬件到外部接口的邏輯層次劃分為基礎(chǔ)IT層、數(shù)據(jù)庫層、業(yè)務(wù)動作支持平臺層、核心業(yè)務(wù)層和外部接口層。為保證數(shù)據(jù)的安全傳輸，系統(tǒng)使用了專用的傳輸專線[5]和防火墻技術(shù)對數(shù)據(jù)進行保護，同時使用加密的數(shù)據(jù)協(xié)議，保證數(shù)據(jù)安全使用(如圖1所示)。

圖1 急救軟件系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)分層

2.2.1 基礎(chǔ)IT平臺層

基礎(chǔ)IT平臺層處于最底層，由移動監(jiān)護設(shè)備、手機和平板電腦等網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備和通訊系統(tǒng)組成，是支持數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)通訊的基礎(chǔ)構(gòu)件。

2.2.2 數(shù)據(jù)庫層

數(shù)據(jù)庫層處于基礎(chǔ)IT平臺層的上一層，是整個系統(tǒng)平臺的數(shù)據(jù)倉庫，不僅包括HIS數(shù)據(jù)庫、實驗室信息系統(tǒng)(laboratory information system，LIS)數(shù)據(jù)庫、影像歸檔及傳輸系統(tǒng)(picture archiving and communication systems，PACS)數(shù)據(jù)庫以及軍隊人員歷史健康檔案數(shù)據(jù)庫，是構(gòu)建傷病員多維醫(yī)療數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。

2.2.3 業(yè)務(wù)動作支持平臺層

本系統(tǒng)平臺是面向服務(wù)的架構(gòu)，所有的功能均以原子粒度的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(Web Service)進行排練組合而構(gòu)建，其優(yōu)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(wù)進行流程重組，即可形成數(shù)個業(yè)務(wù)模塊，如參數(shù)采集和網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)能夠形成移動急救功能，數(shù)據(jù)提取、網(wǎng)絡(luò)傳輸和會診分析服務(wù)組成遠程會診功能。

2.2.4 核心業(yè)務(wù)層

該層是由上一層即業(yè)務(wù)動作支持平臺層對基礎(chǔ)服務(wù)進行封裝而編排構(gòu)建而成，是面向用戶提供的功能模塊，由數(shù)個后臺動態(tài)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，如通過獲取急救端的API函數(shù)可以調(diào)取傷病員的歷次住院數(shù)據(jù)，獲取會診端的視頻語音數(shù)據(jù)、獲取健康檔案數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫接口和通過移動端接口獲取患者生命體征的移動端數(shù)據(jù)。

2.3 系統(tǒng)功能模塊

本系統(tǒng)主要由移動傷情采集端、移動急救端、會診端和醫(yī)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(tǒng)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(yī)療救護載體上，也可由醫(yī)療救護人員攜行，主要由數(shù)字化急救醫(yī)療裝備和無線通信模塊組成[7]。數(shù)字化多參數(shù)生理信號采集模塊可實時采集傷病員的生理數(shù)據(jù)，包括心電、血壓、呼吸及血氧等指標，將所收集的醫(yī)療數(shù)據(jù)通過無線通信模塊轉(zhuǎn)換成消息，然后基于3G無線網(wǎng)同步傳輸?shù)胶蠓结t(yī)院數(shù)據(jù)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(xiàn)地衛(wèi)勤人員可以根據(jù)傷病員的主訴或傷患處的客觀描述信息，以及傷病員戰(zhàn)現(xiàn)場急救與后送過程中的醫(yī)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(yī)院或醫(yī)院船、野戰(zhàn)救護所等更高級別的醫(yī)療后送組織機構(gòu)，用于實時接收中央監(jiān)護系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的傷病員醫(yī)療數(shù)據(jù)，從而給予診療建議與雙向交流，及時指導急救端衛(wèi)勤人員的現(xiàn)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(yī)療信息集成端

醫(yī)療信息集成端是一種消息中間件，有各種數(shù)據(jù)接口，如HIS接口、LIS接口、PACS接口、EMR接口以及健康檔案系統(tǒng)接口[9]。其工作原理是：急救端將傷病員的身份標識信息發(fā)送至會診端，如傷病員的軍人保障卡號碼等，根據(jù)身份標識號從醫(yī)院歷史數(shù)據(jù)庫調(diào)取該傷病員的基本信息、歷史醫(yī)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(yī)療信息整合后通過醫(yī)療信息集成子系統(tǒng)傳輸?shù)綍\端，從而為戰(zhàn)現(xiàn)場急救工作及會診指導提供更加豐富的醫(yī)療參考依據(jù)，實現(xiàn)了醫(yī)療數(shù)據(jù)的共享。

3 邊防海島傷病員急救系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

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

圖3 急救系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合傳輸示意圖

圖3 顯示，HL7消息中間件能通過網(wǎng)口或串口，接收來自于心電監(jiān)護儀等其他設(shè)備和word、excel等格式的原始數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)換為HL7v3格式的數(shù)據(jù)，將HL7格式[10-13]的數(shù)據(jù)再經(jīng)過MSMQ傳輸之前，先轉(zhuǎn)換成為XML[14]格式的數(shù)據(jù)。經(jīng)過消息隊列傳輸?shù)结t(yī)院信息接收端后，該消息再經(jīng)過HL7消息引擎被解析HIS系統(tǒng)和各個子系統(tǒng)(如LIS、EMR)可以識別的消息，然后被導入到數(shù)據(jù)庫里形成永久數(shù)據(jù)[15-16]。

HL7將現(xiàn)實世界各種醫(yī)療情況歸納為數(shù)種典型的事件，如患者登記、檢查醫(yī)囑及轉(zhuǎn)診等。所謂醫(yī)療信息就是在各個醫(yī)療系統(tǒng)中傳遞的消息(Message)。在HL7數(shù)據(jù)格式中，消息是系統(tǒng)間傳遞數(shù)據(jù)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(guī)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(jié)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(fā)送時間)|＜cr＞

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

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

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

消息段PID|1||94158||Tom＜cr＞，經(jīng)解析之后，可生成XML文件，可方便轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)庫輕易識別的數(shù)據(jù)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(tǒng)應用效果

本系統(tǒng)在多次衛(wèi)勤訓練任務(wù)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(zhì)量，醫(yī)療信息集成端和移動急救端如圖4、圖5所示。

圖4 醫(yī)療信息集成端界面圖

圖5 移動急救端界面圖

5 結(jié)語

邊防海島傷病員急救系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)受限制時，可以通過衛(wèi)星天線進行數(shù)據(jù)傳輸。通過該系統(tǒng)可更多維化、可視化展示傷病員的傷病情，實現(xiàn)醫(yī)療資源系統(tǒng)的互聯(lián)互通互操作，有效提升邊防海島的衛(wèi)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(yī)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.