【作 者】余曼，譚安祖，黃建琪溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院信息管理處，溫州市，325000

0 引言

生命體征是指評(píng)價(jià)生命活動(dòng)存在與否及其質(zhì)量的指標(biāo)，包括體溫、脈搏、呼吸和血壓[1]。這四項(xiàng)體征受大腦皮質(zhì)控制，在機(jī)體正常情況下變化相對(duì)較小，而在機(jī)體處于病理狀態(tài)中變化敏感。正是由于這樣的特性，生命體征成為醫(yī)護(hù)工作中用來(lái)衡量人體機(jī)體身心狀態(tài)變化可靠且重要的指標(biāo)。因此在患者的臨床護(hù)理工作中，做好生命體征變化的監(jiān)測(cè)、記錄和分析，是臨床護(hù)理內(nèi)容中極為重要的一部分。

而快速準(zhǔn)確的采集評(píng)估甚至最大范圍共享患者的體征數(shù)據(jù)，可以借助新一代的信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)。國(guó)家科技部辦公廳于2017年5月發(fā)布的《“十三五”醫(yī)療器械科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》就明確指出了要利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)，來(lái)驅(qū)動(dòng)醫(yī)療器械向遠(yuǎn)程化、移動(dòng)化、智慧化方向發(fā)展。在大力提倡“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”模式的當(dāng)下，將科技創(chuàng)新的理念在生命體征檢測(cè)工作中深化有著極為重要的戰(zhàn)略意義。將體征數(shù)據(jù)的采集規(guī)范化、傳輸電子化、數(shù)據(jù)云端化，實(shí)現(xiàn)護(hù)理人員的移動(dòng)辦公、患者的醫(yī)療數(shù)據(jù)的追溯共享，這有助于有效提高護(hù)理工作效率、優(yōu)化醫(yī)療服務(wù)，是醫(yī)學(xué)模式變更的一次有意義的實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)。

1 存在的問(wèn)題

1.1 手工方式易出錯(cuò)

目前生命體征的監(jiān)測(cè)主要還是以手工方式進(jìn)行，護(hù)理人員需要攜帶紙質(zhì)護(hù)理記錄單，通過(guò)核對(duì)床頭卡確認(rèn)患者身份，然后進(jìn)行體征數(shù)據(jù)的測(cè)量。

這樣的作業(yè)方式，使用床頭卡匹配患者、從耳溫槍、血壓計(jì)等設(shè)備中讀取數(shù)值，將數(shù)值抄錄在紙質(zhì)記錄單，進(jìn)而摘抄到電子病歷系統(tǒng)等步驟都有可能造成醫(yī)療數(shù)據(jù)差錯(cuò)并引發(fā)醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)。并且這種模式無(wú)法保證紙質(zhì)單據(jù)和電子病歷中護(hù)理記錄人員一致，這對(duì)于醫(yī)療安全管理的追溯工作會(huì)造成不利影響。

1.2 差異化測(cè)量易疏漏

在患者生命體征測(cè)量的過(guò)程中，有很多特異化的場(chǎng)景需要特殊處理。例如患者有心律不齊或脈搏短絀的情況，應(yīng)由兩名護(hù)理人員同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，并且記錄方式需要是“心率/脈率”；呼吸不規(guī)律的患者及嬰兒應(yīng)當(dāng)測(cè)量1 min；術(shù)后患者、病情危重以及接受了特殊治療的患者需要加測(cè)，一般需要15～30 min測(cè)量一次。

現(xiàn)行的手工作業(yè)方式，只能通過(guò)護(hù)理人員的人為記憶和臨床經(jīng)驗(yàn)來(lái)避免這種特異化、易疏忽引起的醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)。這種容錯(cuò)率低的醫(yī)療行為會(huì)給護(hù)理工作埋下很大的隱患。

1.3 數(shù)據(jù)共享難度大

目前醫(yī)學(xué)服務(wù)模式由傳統(tǒng)疾病醫(yī)學(xué)服務(wù)向健康醫(yī)學(xué)服務(wù)模式加速變革，大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)、人工智能等信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，這個(gè)高速發(fā)展的時(shí)代對(duì)數(shù)據(jù)共享提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。就生命體征數(shù)據(jù)而言，患者及其家屬希望可以隨時(shí)獲取到患者的體征信息；電子病歷系統(tǒng)希望可以完整同步到護(hù)理記錄單；公共衛(wèi)生監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)希望可以快速采集數(shù)據(jù)以供疾病疫情控制等工作。

當(dāng)前的紙質(zhì)單記錄，難以實(shí)現(xiàn)這種“數(shù)據(jù)全局共享”的需求。即便通過(guò)摘抄轉(zhuǎn)錄的方式，也會(huì)存在錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、效率低的問(wèn)題，并且對(duì)于患者醫(yī)療數(shù)據(jù)互聯(lián)互通目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也是很大的一個(gè)挑戰(zhàn)。

2 云平臺(tái)

云平臺(tái)是指由廣域異構(gòu)計(jì)算資源整合而成，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)為用戶按需提供計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和應(yīng)用軟件等服務(wù)的一個(gè)抽象的、虛擬的和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的計(jì)算機(jī)資源池。在云平臺(tái)上，計(jì)算機(jī)資源得以共享，從而提供強(qiáng)大的計(jì)算存儲(chǔ)、計(jì)算功能[2]。并且隨著在各個(gè)領(lǐng)域越來(lái)越廣泛的應(yīng)用和實(shí)踐，云平臺(tái)的擴(kuò)展性、安全性、穩(wěn)定性得到了有效證實(shí)。

本系統(tǒng)基于阿里云平臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)，具體架構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)采用了阿里云的ECS（Eastic Compute Service，云服務(wù)器）、SLB（Server Load Balancing，服務(wù)器負(fù)載均衡）、RDS（Relational Database Service，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)）和VPC（Virtual Private Cloud，專用網(wǎng)絡(luò)）。

圖 1 阿里云架構(gòu)Fig.1 Ali cloud architecture

整個(gè)云的核心組件是生命體征服務(wù)ECS， ECS是包含了 CPU、內(nèi)存、操作系統(tǒng)、磁盤、帶寬等服務(wù)器組件的虛擬計(jì)算環(huán)境。ECS與傳統(tǒng)服務(wù)器相比，具有高可用性、安全性、彈性的優(yōu)勢(shì)。其中高可用性體現(xiàn)在服務(wù)可用性高達(dá) 99.95%，數(shù)據(jù)可靠性高達(dá)99.999 999 9%，支持宕機(jī)遷移、數(shù)據(jù)快照備份和回滾、系統(tǒng)性能報(bào)警、容災(zāi)備份。安全性體現(xiàn)在支持配置安全組規(guī)則、云盾防 DDoS 系統(tǒng)、多用戶隔離、防密碼破解。彈性則在于支持不停機(jī)升級(jí)帶寬、內(nèi)存CPU輕松擴(kuò)展。本系統(tǒng)在ECS上配置了實(shí)例規(guī)格族通用型g5，選擇了Windows Server 2008 r2標(biāo)準(zhǔn)版鏡像，并在安裝的IIS組件上發(fā)布了自主開發(fā)的Restful Web Service以實(shí)現(xiàn)患者生命體征數(shù)據(jù)的上傳，發(fā)布了WAP網(wǎng)站以供患者及其家屬在移動(dòng)端進(jìn)行個(gè)人生命體征數(shù)據(jù)的查詢。

系統(tǒng)采用了阿里云提供的SLB來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能、魯棒性。SLB是將訪問(wèn)流量根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略分發(fā)到后端多臺(tái)云服務(wù)器的流量分發(fā)控制服務(wù)。SLB通過(guò)設(shè)置虛擬服務(wù)地址將位于同一地域的多臺(tái)ECS實(shí)例虛擬成一個(gè)統(tǒng)一的應(yīng)用服務(wù)池，再根據(jù)應(yīng)用指定的方式，將來(lái)自客戶端的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求分發(fā)到云服務(wù)器池中。溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院作為?？漆t(yī)院，在患者體量上并不大，但是考慮到醫(yī)療護(hù)理行為的實(shí)效性和嚴(yán)謹(jǐn)性，需要考慮單點(diǎn)故障造成的隱患，因此部署了SLB來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的強(qiáng)壯性。

系統(tǒng)采用了RDS進(jìn)行生命體征數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。RDS是一種穩(wěn)定可靠、可彈性伸縮的在線數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)。本系統(tǒng)采用RDS主要有兩方面的考慮，一是阿里云的RDS支持SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，不需要增加開發(fā)人員的學(xué)習(xí)成本；二是無(wú)需采購(gòu)硬件且便于快捷擴(kuò)容與部署，大大降低了本系統(tǒng)在各院區(qū)間推廣和使用的難度及成本。

3 生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要為醫(yī)護(hù)人員提供患者的體溫、血壓、脈率、呼吸、血糖、血氧飽和度的監(jiān)測(cè)與采集功能。護(hù)理人員通過(guò)掃描患者手腕帶的二維碼，確認(rèn)患者身份后測(cè)量患者相關(guān)數(shù)據(jù)，測(cè)量設(shè)備將數(shù)據(jù)上傳至PDA設(shè)備，經(jīng)由護(hù)理人員加工核對(duì)后上傳至云平臺(tái)。這些數(shù)據(jù)將同步導(dǎo)入到電子病歷系統(tǒng)中的體溫單或危急護(hù)理記錄單中，也可供患者及其家屬自行查閱。

3.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

本系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖2所示，主要包括了醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備、PDA設(shè)備、云計(jì)算平臺(tái)、查詢網(wǎng)站、電子病歷服務(wù)器。醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備通過(guò)相應(yīng)通信協(xié)議將患者各項(xiàng)生命體征參數(shù)上傳至安卓設(shè)備；PDA設(shè)備則用于呈現(xiàn)患者的生命體征數(shù)據(jù)并提供可視化界面供護(hù)理人員修改調(diào)整；云平臺(tái)用于存儲(chǔ)患者的相關(guān)數(shù)據(jù)并提供相關(guān)查詢接口；查詢網(wǎng)站供患者及其家屬使用移動(dòng)設(shè)備來(lái)查詢相關(guān)的生命體征數(shù)據(jù)；電子病歷服務(wù)器則負(fù)責(zé)將云端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至電子病歷數(shù)據(jù)庫(kù)中，供護(hù)理人員書寫繪制護(hù)理記錄。

圖2 整體架構(gòu)圖Fig.2 Overall architecture diagram

3.2 硬件部分

本系統(tǒng)以帶有掃描功能的安卓設(shè)備為中心，輔以袖帶式血壓計(jì)、指夾式脈搏儀、接觸式紅外體溫計(jì)、非接觸式體溫計(jì)等測(cè)量?jī)x，并附有延長(zhǎng)線纜、探針等附件。

系統(tǒng)在硬件部分主要考慮到的特性有：

（1）便攜性?？紤]到生命體征監(jiān)測(cè)工作移動(dòng)范圍廣、測(cè)量頻率高，系統(tǒng)采用了基于安卓系統(tǒng)的掌式PDA與小型精準(zhǔn)的醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備。在電源方面則使用了可充電式鋰電池，以減少更換電池的繁瑣操作。

（2） 兼容性。由于不同的醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備提供的通信端口存在多樣性，為了使系統(tǒng)獲得最大程序的可擴(kuò)展性，因此采用的PDA設(shè)備支持串口、藍(lán)牙、USB等常用通訊端口[3]。

（3）魯棒性?？紤]到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的特性，采用的PDA具有本地存儲(chǔ)功能。當(dāng)測(cè)量時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法上傳到云端，PDA能將相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后重新上傳[4]。

3.3 軟件部分

本系統(tǒng)包含了基于安卓平臺(tái)開發(fā)的生命體征管理系統(tǒng)、基于云平臺(tái)的數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)、基于微信公眾號(hào)的生命體征查詢網(wǎng)頁(yè)、基于Web Service的生命體征信息接收系統(tǒng)。其中安卓的體征管理系統(tǒng)和獲取數(shù)據(jù)的電子護(hù)理單界面如圖3所示。

基于安卓平臺(tái)開發(fā)的生命體征管理系統(tǒng)主要包含了以下功能：

（1）用戶登錄。護(hù)理人員可以通過(guò)賬戶密碼登錄、二維碼掃碼兩種方式登錄系統(tǒng)，用戶20 min之內(nèi)沒有操作行為將自動(dòng)注銷登錄信息。通過(guò)用戶登錄認(rèn)證的方式，一則自動(dòng)化記錄操作護(hù)理人員信息從而提高工作效率，二則保證了生命體征數(shù)據(jù)的可回溯性從而提高醫(yī)療質(zhì)量。

圖 3 生命體征采集系統(tǒng)與電子病歷體溫單系統(tǒng)截圖Fig.3 Vital signs acquisition system and electronic medical record temperature system screenshot

（2）患者定位。護(hù)理人員可以通過(guò)掃描患者手腕帶的二維碼從而定位需要測(cè)量的患者，從而提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。也可以通過(guò)“待測(cè)”快速過(guò)濾本責(zé)任組內(nèi)當(dāng)前需要測(cè)量的患者列表，從而提高每日普測(cè)覆蓋率。也可以通過(guò)“體溫異常”、“入院三天”、“術(shù)后三天”過(guò)濾需要特別關(guān)注的患者，從而提高護(hù)理人員的監(jiān)測(cè)和交接班工作的效率。

（3）患者信息查詢。護(hù)理人員在定位患者后，可以查看患者的床位、姓名、年齡、性別、身高、體重、醫(yī)囑、術(shù)式、治療、住院天數(shù)、歷史體征、異常生命體征等信息。

（4） 生命體征數(shù)據(jù)采集。護(hù)理人員使用藍(lán)牙連接耳溫槍，使用線纜連接袖帶血壓計(jì)、脈搏儀，測(cè)量采集患者的體溫、血壓、脈搏、呼吸、血氧飽和度等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)當(dāng)前測(cè)量時(shí)間將數(shù)據(jù)匹配到相近的業(yè)務(wù)時(shí)間點(diǎn)上。護(hù)理人員也可以手工填寫或者修改相關(guān)數(shù)據(jù)。

（5）生命體征數(shù)據(jù)上傳。護(hù)理人員通過(guò)醫(yī)療儀器采集相關(guān)體征數(shù)據(jù)，并咨詢填寫病人的疼痛評(píng)分、大便次數(shù)后，點(diǎn)擊“保存采集”按鈕實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳。數(shù)據(jù)會(huì)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的環(huán)境下上傳至阿里云。

4 結(jié)論

基于云平臺(tái)的生命體征檢測(cè)系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)對(duì)本院信息化工作具有相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實(shí)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。

其現(xiàn)實(shí)價(jià)值表現(xiàn)在有效地提高了生命體征監(jiān)測(cè)工作的效率。在系統(tǒng)輔助下整個(gè)過(guò)程若操作熟練只需60 s即可完成，而傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法則至少需要4 min。臨床驗(yàn)證了本系統(tǒng)減輕了護(hù)理人員約35%的查房工作量，并且也規(guī)避了人工抄錄數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的潛在錯(cuò)誤，在提高醫(yī)療安全級(jí)別和患者滿意度的同時(shí)，還為優(yōu)質(zhì)護(hù)理服務(wù)提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

本系統(tǒng)的戰(zhàn)略意義在于驗(yàn)證了醫(yī)院醫(yī)療云建設(shè)工作的可行性并提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，傳統(tǒng)的醫(yī)療信息產(chǎn)品模式和服務(wù)模式必須實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型和升級(jí)。將系統(tǒng)部署到云端，不僅實(shí)現(xiàn)了未來(lái)數(shù)據(jù)共享的目的，更是為未來(lái)醫(yī)院信息工作的大數(shù)據(jù)挖掘、人工智能應(yīng)用提供了更為可靠的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

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