韓 俗 汪新建 劉 艷

(四川大學(xué)華西公共衛(wèi)生學(xué)院/四川大學(xué)華西第四醫(yī)院 成都 610041)

1 引言

近年來(lái)隨著互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，各醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)朝著智慧醫(yī)院方向逐步推進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引進(jìn)，無(wú)論是在醫(yī)院智能管理、醫(yī)療技術(shù)，還是就醫(yī)體驗(yàn)和便民服務(wù)上，都發(fā)揮著重要作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括條碼、二維碼、無(wú)線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification Devices，RFID)、WIFI、藍(lán)牙、近場(chǎng)通信 (Near-Field Communication，NFC)、超寬帶(Ultra Wide Band，UWB)和Zigbee等[1]。目前RFID在物聯(lián)網(wǎng)中使用較為廣泛，然而對(duì)于醫(yī)院病區(qū)這類(lèi)較為開(kāi)闊的空間來(lái)說(shuō)RFID有一定局限性。藍(lán)牙5.0的出現(xiàn)為醫(yī)院智慧病房建設(shè)提供新思路和發(fā)展空間。

2 技術(shù)背景

2.1 概述

藍(lán)牙作為一種無(wú)線連接技術(shù)，能在設(shè)備間實(shí)現(xiàn)方便快捷、靈活安全、低成本、低功耗的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信。自1999年推出藍(lán)牙第1個(gè)版本1.0A以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷完善，傳輸速率和有效覆蓋范圍都有較大改進(jìn)[2]。由于其安全可靠的性能，藍(lán)牙技術(shù)在手機(jī)和移動(dòng)終端上廣泛使用。2016年6月藍(lán)牙5.0面世，為物聯(lián)網(wǎng)普及和發(fā)展增添新動(dòng)力。

2.2 藍(lán)牙5.0與藍(lán)牙4.2比較

藍(lán)牙5.0 標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)于藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)，在各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)上都有較大提高，具備更快的傳輸速度、更低的功耗，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)有效傳輸距離，同時(shí)新增導(dǎo)航信標(biāo)功能。傳輸速度的提高有助于降低設(shè)備實(shí)際功耗，對(duì)一些移動(dòng)設(shè)備和穿戴設(shè)備來(lái)說(shuō)，提高續(xù)航時(shí)間。此外藍(lán)牙5.0具有更強(qiáng)的抗干擾能力，尤其是對(duì)Wi-Fi和LTE信號(hào)，能一定程度規(guī)避有限空間內(nèi)的信號(hào)堵塞。性能對(duì)比，見(jiàn)表1。

表1 藍(lán)牙4.2與藍(lán)牙5.0性能對(duì)比

2.3 藍(lán)牙5.0與其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)比較

目前常見(jiàn)的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù)中，WIFI應(yīng)用最廣泛，其通訊距離較遠(yuǎn)，速度快，符合社會(huì)信息化需求。RFID作為目前物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)，廣泛應(yīng)用于信息識(shí)別、數(shù)據(jù)采集、管理控制等多個(gè)領(lǐng)域。NFC技術(shù)在RFID技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合無(wú)線互連技術(shù)研發(fā)而成，實(shí)現(xiàn)電子支付、身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)交換、防偽等多種功能[3]。ZigBee采用動(dòng)態(tài)、自主的路由協(xié)議，基于AODV的路由技術(shù)，具有近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗特點(diǎn)[4]。各無(wú)線技術(shù)部分參數(shù)對(duì)比，見(jiàn)表2。各技術(shù)特點(diǎn)不同，適用于不同場(chǎng)景應(yīng)用，如WIFI適用于較為寬闊的室內(nèi)環(huán)境；RFID適用于近距離身份驗(yàn)證、信息采集、跟蹤領(lǐng)域；ZigBee適用于無(wú)線控制和自動(dòng)化應(yīng)用的較低速的數(shù)據(jù)傳輸交換；NFC適用于近距離的移動(dòng)設(shè)備，被廣大通訊運(yùn)營(yíng)商所關(guān)注。藍(lán)牙5.0彌補(bǔ)原有版本的不足，提高數(shù)據(jù)傳輸速度，增加傳輸距離，在智能家居領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

表2 無(wú)線技術(shù)參數(shù)對(duì)比

3 設(shè)計(jì)方案及效果

3.1 概述

醫(yī)院病房作為患者醫(yī)療、護(hù)理、康復(fù)、起居等活動(dòng)的人文和物理環(huán)境，對(duì)患者疾病治療及健康恢復(fù)具有重要作用。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，智慧病房作為建設(shè)智慧醫(yī)院的重要組成部分，既要充分保障醫(yī)療、護(hù)理工作順利開(kāi)展，又要確保病房、設(shè)備安全衛(wèi)生，為患者提供舒適、健康、智能的生活環(huán)境。智慧病房依托成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行識(shí)別、采集、監(jiān)測(cè)，提高醫(yī)護(hù)工作效率，降低醫(yī)療差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)；利用智能交互終端系統(tǒng)，增強(qiáng)護(hù)患溝通效果，改善患者就醫(yī)體驗(yàn)；通過(guò)智能控制，使醫(yī)院工作人員能迅速發(fā)現(xiàn)和處理意外事故。智慧病房?jī)?nèi)醫(yī)療設(shè)備和其他電子設(shè)備較多，獲取設(shè)備狀態(tài)、傳感器、患者、監(jiān)護(hù)、資產(chǎn)等重要數(shù)據(jù)資料需要傳輸距離遠(yuǎn)、通訊速度快、功耗低、成本低且安全性高的通訊技術(shù)。藍(lán)牙5.0可以取代病房復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)布線，滿(mǎn)足病區(qū)和病房無(wú)線化需求，為患者營(yíng)造整潔舒適的環(huán)境，同時(shí)其參數(shù)性能也是建設(shè)智慧病房通訊標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)先選擇?；谒{(lán)牙5.0的智慧病房設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖1。

圖1 基于藍(lán)牙5.0的智慧病房

3.2 病房環(huán)境控制

不同患者擁有不同的健康狀況和習(xí)慣，對(duì)于溫度、亮度、濕度等環(huán)境要求不同，常常需要對(duì)病房設(shè)備和設(shè)施進(jìn)行調(diào)整。病房?jī)?nèi)控制開(kāi)關(guān)裝置繁多且易損壞，給患者帶來(lái)諸多不便。采用物聯(lián)網(wǎng)藍(lán)牙5.0智能控制技術(shù)，可將患者移動(dòng)設(shè)備經(jīng)過(guò)授權(quán)接入智慧病房環(huán)境控制子系統(tǒng)，患者可自由調(diào)控，選擇符合自身健康需求的生活環(huán)境。

3.3 生命體征采集

生命健康監(jiān)護(hù)及生理參數(shù)采集為患者診斷及治療提供重要數(shù)據(jù)支持，以往這類(lèi)儀器設(shè)備與配套軟件自成體系，醫(yī)務(wù)人員只能在終端旁獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用推進(jìn)，數(shù)據(jù)可通過(guò)無(wú)線通訊技術(shù)傳輸至移動(dòng)終端，便于醫(yī)護(hù)人員便捷獲取患者基本信息和采集的生命體征數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析討論?；颊邤?shù)據(jù)涉及個(gè)人隱私，因此要選擇安全性高的通訊技術(shù)，同時(shí)患者體征數(shù)據(jù)多元化，要確保數(shù)據(jù)傳輸吞吐量及速率，以及信號(hào)的抗干擾性。藍(lán)牙5.0基于自身特性，使用快速跳頻、擴(kuò)頻、調(diào)頻技術(shù)及前向糾錯(cuò) (Forward Error Correction, FEC)，能提高數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性和安全性，保證準(zhǔn)確率[5]。

3.4 病房安全

醫(yī)院病房是醫(yī)務(wù)人員日常開(kāi)展醫(yī)療工作的主要區(qū)域，為確保醫(yī)療環(huán)境安全和醫(yī)療數(shù)據(jù)準(zhǔn)確記錄，多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)制定規(guī)章制度及相應(yīng)措施，如為醫(yī)護(hù)人員佩戴RFID信息卡，在進(jìn)行醫(yī)療護(hù)理工作時(shí)，通過(guò)刷卡進(jìn)行身份驗(yàn)證和記錄。然而大多數(shù)情況下醫(yī)務(wù)人員為保持醫(yī)療衛(wèi)生，或進(jìn)行醫(yī)療操作，刷卡方式存在不便。藍(lán)牙5.0具有較為精確的室內(nèi)導(dǎo)航功能，可根據(jù)醫(yī)護(hù)人員位置自動(dòng)對(duì)接病床患者信息?；颊呖赏ㄟ^(guò)數(shù)字床頭機(jī)查看醫(yī)護(hù)人員基本信息，雙向驗(yàn)證，提高醫(yī)療行為安全性，降低醫(yī)療事故發(fā)生幾率，減少醫(yī)患矛盾。對(duì)于一些患有精神疾病和智障等特殊患者，佩戴可穿戴設(shè)備，利用藍(lán)牙5.0導(dǎo)航定位功能，保障住院患者安全，避免不安全事件發(fā)生。

3.5 輸液智能監(jiān)控

醫(yī)院病房是住院患者進(jìn)行靜脈輸液治療的常用地點(diǎn)，護(hù)士在病房?jī)?nèi)負(fù)責(zé)管理輸液患者，工作量大，極易造成疏忽，無(wú)法避免多患者同時(shí)需要護(hù)士進(jìn)行輸液管理的情況?；谖锫?lián)網(wǎng)的無(wú)線智能輸液監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)患者輸液登記、藥物識(shí)別、輸液控制、時(shí)間管理等功能，護(hù)士可查看所有輸液患者實(shí)時(shí)情況，對(duì)輸液管理進(jìn)行有效的時(shí)間分配，提高工作效率，減少醫(yī)患矛盾[6]。目前部分醫(yī)院使用WIFI作為無(wú)線傳輸方式，相對(duì)于藍(lán)牙5.0來(lái)說(shuō)，WIFI功率大，穩(wěn)定性較差，使用在醫(yī)療設(shè)備上具有潛在風(fēng)險(xiǎn)，成本上藍(lán)牙5.0也更有優(yōu)勢(shì)[7]。

3.6 智能交互

醫(yī)患溝通一直是醫(yī)院管理工作重點(diǎn)，諸多醫(yī)患糾紛源于一些不良的醫(yī)患溝通方式。醫(yī)院在數(shù)字化進(jìn)程中為病床配備電子床頭卡，為患者提供呼叫幫助、宣教、訂餐、繳費(fèi)等服務(wù)。然而大多數(shù)電子床頭卡都設(shè)在固定位置，通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，患者或陪護(hù)操作使用并不方便，很難達(dá)到預(yù)期效果。智慧病房采用移動(dòng)終端接入藍(lán)牙5.0無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，患者可自由使用終端設(shè)備，選擇所需服務(wù)，在數(shù)據(jù)安全性前提下為患者提供良好的服務(wù)體驗(yàn)，創(chuàng)新智慧醫(yī)療服務(wù)模式。

3.7 應(yīng)用效果

本院智慧病房項(xiàng)目按照規(guī)劃分為3期建設(shè)，目前已完成1期基礎(chǔ)建設(shè)，包括網(wǎng)絡(luò)綜合布線、病房電子信息板、護(hù)理電子白板、智能床頭卡、智能呼叫顯示等項(xiàng)目，前端設(shè)備統(tǒng)一配置BLE5.0藍(lán)牙模塊，工作人員只要攜帶員工卡便可與智能床頭卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，提供查房點(diǎn)名、人員定位、護(hù)士巡更軌跡查詢(xún)等物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)功能。智慧病房建設(shè)能有效改善醫(yī)患和護(hù)患溝通，提升患者就醫(yī)體驗(yàn)，提高醫(yī)護(hù)人員工作效率和服務(wù)質(zhì)量，減輕工作負(fù)荷，降低差錯(cuò)率，避免醫(yī)療糾紛，從而科學(xué)合理地優(yōu)化病房診療流程，增強(qiáng)醫(yī)院精細(xì)化管理水平。項(xiàng)目啟用以來(lái)本院月入院人數(shù)同比增長(zhǎng)69.3%，月出院人數(shù)同比增長(zhǎng)78.7%，月平均住院日同比下降0.3天，患者滿(mǎn)意度上升5%。

4 結(jié)語(yǔ)

本院智慧病房項(xiàng)目即將進(jìn)入2期階段，即數(shù)據(jù)采集階段，包括基于藍(lán)牙5.0實(shí)現(xiàn)智慧病房環(huán)境控制、生命體征采集、輸液智能監(jiān)控等項(xiàng)目。通過(guò)引入物聯(lián)網(wǎng)，降低醫(yī)院病房建設(shè)成本，美化病房環(huán)境，改善患者體驗(yàn)，使有限的醫(yī)療資源得到充分共享利用[8]。隨著人工智能的興起，物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，智慧病房建設(shè)將迎來(lái)新機(jī)遇與挑戰(zhàn)。