摘要：國家鼓勵(lì)智慧醫(yī)院建設(shè)，促進(jìn)了新興技術(shù)與醫(yī)療的融合。5G以其高速率、低時(shí)延和大連接的特點(diǎn)，為萬物互聯(lián)奠定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，極大地改變了醫(yī)療現(xiàn)狀。而藍(lán)牙作為一種近距離低成本的無線連接，與5G技術(shù)在智慧醫(yī)院建設(shè)上，可以融合出新的亮點(diǎn)。本文介紹了一種多生命體征參數(shù)集中采集方法。將醫(yī)院現(xiàn)有帶藍(lán)牙功能的生命體征測(cè)量設(shè)備連接到手持終端采集器（PDA），PDA通過電信物聯(lián)卡的5G信號(hào)接入護(hù)理系統(tǒng)。使患者的身高、體重、體溫、脈搏、血壓、血氧飽和度、血糖等相關(guān)數(shù)據(jù)在5G的加持下，測(cè)量的同時(shí)直接在系統(tǒng)中產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而形成報(bào)表及相關(guān)文書。

關(guān)鍵詞：智慧醫(yī)院；PDA；藍(lán)牙；5G；物聯(lián)卡

中圖分類號(hào)：R197" " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B" " " " " " " " " " " " " " " " "DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2024.05.012

文章編號(hào)：1006-1959（2024）05-0072-06

Multivital Sign Parameters Collection Under 5G Private Network

SONG Lin-ling，XU Wei-qing，YANG Tao，YANG Gui-fang

（Information Data Center of Huzhou Central Hospital，Huzhou 313099，Zhejiang，China）

Abstract：The state encourages the construction of smart hospital， and that promotes the integration of emerging technology and healthcare. 5G， with its characteristics of high speed， low latency， and large connectivity， has laid the foundation for the Internet of everything and greatly changed the current medical situation. Bluetooth， as a close range low-cost wireless connection， can blend with 5G technology to create a new brightened dot in the construction of smart hospital. This article introduces a centralized collection method of multiple vital sign parameters， This method connects the hospital's existing vital signs measurement equipment with Bluetooth function to the personal digital assistant （PDA）， which is connected to the nursing system through the 5G signal of the China Telemunications Corporation’s IoT cards. In this way， the patient's height， weight， body temperature， pulse， blood pressure， blood oxygen saturation， blood sugar， and other related data are measured under the support of 5G， and corresponding data is directly generated in the system at the same time， thereby forming reports and related documents.

Key words：Smart hospital;PDA;Bluetooth;5G;IOT card

2021年10月，國家衛(wèi)健委發(fā)布《公立醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展促進(jìn)行動(dòng)（2021-2025年）》，到2025年，建成一批發(fā)揮示范引領(lǐng)作用的智慧醫(yī)院。在智慧醫(yī)療、智慧服務(wù)、智慧管理三大領(lǐng)域借助云計(jì)算、5G、AI等相關(guān)前沿技術(shù)，打造“三位一體”的全新醫(yī)療體[1-3]。政策的支持，新技術(shù)的應(yīng)用，不斷促進(jìn)著醫(yī)療業(yè)務(wù)上的變革。而當(dāng)前醫(yī)院很多生命體征的采集和錄入，多用手工謄抄為主。很少有設(shè)備與醫(yī)院HIS打通，可以做到數(shù)據(jù)采集的同時(shí)，直接進(jìn)入生產(chǎn)庫?，F(xiàn)階段，醫(yī)院采用的電子體溫計(jì)、電子血壓計(jì)、血氧儀、體重秤等設(shè)備均帶有藍(lán)牙功能。藍(lán)牙作為一種小范圍的無線連接技術(shù)越來越成熟[4-7]，能在設(shè)備間實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗的數(shù)據(jù)通信和語音通信，且方便快捷、靈活安全。醫(yī)院采用的手持終端采集器（PDA）支持5G物聯(lián)卡，通過5Gwifi信號(hào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)延時(shí)毫秒級(jí)的高效傳輸[8-10]。生命體征數(shù)據(jù)的采集作為臨床護(hù)理工作最基礎(chǔ)的日常操作，測(cè)量次數(shù)頻繁，且數(shù)據(jù)安全性有相當(dāng)高的要求。本文主要介紹通過采用先進(jìn)適應(yīng)性技術(shù)，架起穿戴設(shè)備與醫(yī)院信息系統(tǒng)之間的橋梁。以信息系統(tǒng)為突破口，在醫(yī)院現(xiàn)有生命體征測(cè)量設(shè)備的基礎(chǔ)上找到一種方法，減少護(hù)士手工抄錄和轉(zhuǎn)錄到電腦的工作環(huán)節(jié)。使其從重復(fù)勞動(dòng)和機(jī)械勞動(dòng)中解放出來，提高工作效率，增加直接護(hù)理時(shí)間。同時(shí)提高數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，從源頭杜絕由于抄錄或電腦錄入錯(cuò)誤而產(chǎn)生的醫(yī)療不安全隱患。

1實(shí)現(xiàn)邏輯

1.1總體架構(gòu)" 生命體征測(cè)量設(shè)備通過藍(lán)牙連接到PDA（基于安卓系統(tǒng)），PDA通過5Gwifi接入醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)[11，12]，而測(cè)得數(shù)據(jù)通過PDA上安裝的APP直接寫入數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)表中，這樣臨床醫(yī)生護(hù)士在客戶端的信息系統(tǒng)中便可查詢患者相關(guān)的體征數(shù)據(jù)。系統(tǒng)架構(gòu)見圖1。該項(xiàng)目的重點(diǎn)任務(wù)是在現(xiàn)有藍(lán)牙設(shè)備和信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)一款A(yù)PP，以5G專網(wǎng)為橋梁，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的低成本高效傳輸。

1.2具體流程" 湖州市中心醫(yī)院按照統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)、統(tǒng)一項(xiàng)目建設(shè)、統(tǒng)一維護(hù)管理、統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)使用的原則，以本院為中心，聯(lián)合中國電信湖州移動(dòng)分公司建設(shè)9條千兆寬帶專線、18條百兆視頻會(huì)議系統(tǒng)，建成5G手機(jī)APP應(yīng)用、PC端分級(jí)診療協(xié)作醫(yī)共體“云平臺(tái)”。內(nèi)網(wǎng)5G則以多個(gè)室內(nèi)無線射頻單元為點(diǎn)，輻射到全院區(qū)，每平方米1000個(gè)并發(fā)數(shù)，完全能滿足全院300多臺(tái)PDA的數(shù)據(jù)采集及相關(guān)輸血、輸液的執(zhí)行。

本項(xiàng)目開發(fā)的APP通過視圖獲取HIS中的員工列表及其相應(yīng)的權(quán)限。操作人員登陸開發(fā)的APP后，PDA掃描藍(lán)牙設(shè)備，獲取藍(lán)牙名稱和mac地址，根據(jù)業(yè)務(wù)需要進(jìn)行設(shè)備連接。連接成功后掃描患者腕帶二維碼，取得患者的住院ID、姓名、性別、年齡及護(hù)理信息，之后用測(cè)量設(shè)備獲得病人生命體征數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)絇DA。PDA將患者基本信息、操作者、生命體征數(shù)據(jù)整合成一套完整的數(shù)據(jù)鏈，并通過電信的5G內(nèi)網(wǎng)以WebService中間件的形式存入到相應(yīng)的醫(yī)院信息系統(tǒng)里，比如護(hù)理系統(tǒng)、電子病歷系統(tǒng)等[13]。圖2為生命體征參數(shù)測(cè)量流程圖，圖3為生命體征參數(shù)采集APP用戶登錄界面。

2系統(tǒng)建設(shè)

2.1 5G內(nèi)網(wǎng)的建設(shè)" 通過傳輸與下沉客戶機(jī)房的一對(duì)STN A設(shè)備對(duì)接，經(jīng)STN承載網(wǎng)實(shí)現(xiàn)5GC和基站的互通[14]，并通過本地裸纖連接到湖州市中心醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)接入設(shè)備，通過分配 CDMA-outband VPN地址經(jīng)STN網(wǎng)絡(luò)接入省中心5GC MAE網(wǎng)管，用于I層及UPF網(wǎng)元的LCM管理，本地接入設(shè)備在過NAT防火墻時(shí)映射成設(shè)備管理網(wǎng)IP，登入U(xiǎn)PF網(wǎng)元web管理頁面進(jìn)行相關(guān)維護(hù)及配置需求。本方案采用5G傳統(tǒng)宏站和室分的方式對(duì)醫(yī)院5G信號(hào)實(shí)行全覆蓋，醫(yī)療終端通過室內(nèi)無線射頻單元接入，公眾用戶通過室外無線射頻端直接連入5G基帶處理單元。醫(yī)院信息化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)見圖4，5G無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)見圖5。

2.1.1功能規(guī)范" 醫(yī)院5G無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備如下功能：①5G 終端接入功能：支持醫(yī)院5G移動(dòng)醫(yī)療終端的鑒權(quán)與認(rèn)證，訪問和處理醫(yī)療數(shù)據(jù)。支持醫(yī)院5G移動(dòng)醫(yī)療辦公終端的鑒權(quán)與認(rèn)證，訪問和處理醫(yī)療數(shù)據(jù)。②支持?jǐn)?shù)據(jù)路由功能：支持醫(yī)療終端、醫(yī)院移動(dòng)辦公終端到醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)路由配置管理。支持醫(yī)療數(shù)據(jù)基于授權(quán)的分級(jí)分類管理。③具備定位能力：支持醫(yī)療設(shè)備、人員導(dǎo)航的定位，定位精度要求在 3 m以內(nèi)。

2.1.2性能規(guī)范" 醫(yī)院5G無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足以下性能規(guī)范要求：①數(shù)據(jù)傳輸速率要求：?jiǎn)挝贿壿媴^(qū)域（小區(qū)）內(nèi)平均吞吐率，滿足下行450 Mbps，上行50 Mbps。單位邏輯區(qū)域（小區(qū)）下行峰值速率大于 1 Gbps。②并發(fā)用戶數(shù)要求：?jiǎn)挝贿壿媴^(qū)域（小區(qū)）滿足至少 400 個(gè)終端數(shù)據(jù)并發(fā)。③網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要求：從醫(yī)療終端到本地醫(yī)院醫(yī)療應(yīng)用平臺(tái)之間，雙向端到端的平均網(wǎng)絡(luò)時(shí)延不超過 20 ms。從醫(yī)療終端到區(qū)域或者跨區(qū)域醫(yī)療應(yīng)用平臺(tái)之間，雙向端到端平均網(wǎng)絡(luò)時(shí)延不超過 50 ms。④網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性要求：數(shù)據(jù)平均丟包率不超過 5‰。移動(dòng)業(yè)務(wù)跨小區(qū)時(shí)卡頓時(shí)間不超過 15 ms。移動(dòng)業(yè)務(wù)掉話率不超過 8‰。⑤網(wǎng)絡(luò)接入性要求：終端接入成功率不低于 98%。

2.1.3安全規(guī)范" 醫(yī)院5G無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足以下安全規(guī)范要求[15，16]：①無線安全：空口采用 3GPP TS 33.501 V15.1.0 Security requirements and features 標(biāo)準(zhǔn)要求的加密算法?？湛谥С?3GPP TS 33.501 V15.1.0 Security requirements and features 標(biāo)準(zhǔn)完整性保護(hù)。②用戶接入認(rèn)證方式：支持 SIM 卡或eSIM卡認(rèn)證。③設(shè)備安全：設(shè)備具備防非法攻擊能力。設(shè)備支持安全啟動(dòng)和安全存儲(chǔ)。支持安全 Oamp;M 通道、安全用戶管理機(jī)制、安全告警/事件/日志。④傳輸安全：支持采用IPSec對(duì)控制面和數(shù)據(jù)面進(jìn)行加密。支持無線接入設(shè)備與網(wǎng)管、核心網(wǎng)之間基于數(shù)字證書的雙向認(rèn)證。⑤安全組網(wǎng)：醫(yī)院 5G 無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)全部采用符合 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

2.1.4可靠性規(guī)范" 醫(yī)院 5G 無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足以下可靠性規(guī)范要求：①無線射頻單元設(shè)備故障率全年不超過 2%。②網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性不低于 99.999%。

2.1.5可維護(hù)性規(guī)范" 醫(yī)院5G無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足以下可維護(hù)性規(guī)范要求：①可視化：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持向網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)時(shí)上報(bào)狀態(tài)。②故障告警：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持故障時(shí)向網(wǎng)管實(shí)時(shí)上報(bào)告警。③遠(yuǎn)程維護(hù)：支持遠(yuǎn)程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)操作與設(shè)備管理。

2.1.6可演進(jìn)性規(guī)范" 醫(yī)院 5G 無線接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足如下可演進(jìn)性要求：①支持彈性擴(kuò)容：支持通過軟件方式擴(kuò)充容量。②支持長(zhǎng)期演進(jìn)：支持一次性施工滿足后期擴(kuò)容、調(diào)整不增加新的基建工作。新增頻段或更換頻段通過疊加或更換室內(nèi)無線射頻單元的方式實(shí)施。

2.2 APP開發(fā)

2.2.1體溫、脈搏、大便次數(shù)" 體溫、脈搏和大便次數(shù)在一個(gè)操作界面里完成，操作界面見圖6。在這個(gè)界面里PDA能連接耳溫儀和血氧脈搏測(cè)量?jī)x，在APP里能獲取儀器測(cè)量到的患者體溫、脈搏，計(jì)算出每分鐘呼吸次數(shù)，通過PDA的音量調(diào)節(jié)按鈕輸入患者大便次數(shù)，實(shí)現(xiàn)體溫、脈搏、呼吸、大便次數(shù)4個(gè)生命體征數(shù)據(jù)的采集。根據(jù)護(hù)理要求，生命體征數(shù)據(jù)采集有明確的時(shí)間性，系統(tǒng)有設(shè)定好的固定時(shí)間段，如2點(diǎn)、6點(diǎn)、10點(diǎn)、14點(diǎn)、18點(diǎn)、22點(diǎn)，這些在操作界面可直接選擇。此外，還可自行設(shè)定任意時(shí)間點(diǎn)。溫度采集時(shí)能區(qū)分耳溫、口溫、腋溫、肛溫，選擇耳溫時(shí)溫度數(shù)值由藍(lán)牙設(shè)備測(cè)得，選擇其他溫度需要手工在PDA上輸入。系統(tǒng)能錄入大便次數(shù)的同時(shí)，根據(jù)護(hù)理文書的要求可選擇灌腸、失禁、人工肛門、人工肛門失禁等信息。

2.2.2血壓、脈搏、疼痛評(píng)分" 血壓、脈搏和疼痛評(píng)分輸入在一個(gè)操作界面里完成，操作界面見圖7。PDA通過藍(lán)牙連接血壓計(jì)，在APP里獲取儀器測(cè)量到的患者收縮壓、舒張壓、脈搏數(shù)據(jù)，通過PDA的音量調(diào)節(jié)按鈕輸入疼痛評(píng)分，實(shí)現(xiàn)血壓、脈搏、疼痛評(píng)分3個(gè)生命體征數(shù)據(jù)的采集。

2.2.3血糖濃度" PDA連接血糖儀進(jìn)行患者血糖濃度測(cè)量，通過PDA的音量調(diào)節(jié)按鈕選擇隨機(jī)血糖、空腹血糖、餐前血糖、餐后2 h血糖、睡前血糖、質(zhì)控。選擇質(zhì)控選項(xiàng)時(shí)，血糖儀測(cè)量的是質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)，質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)上傳服務(wù)器后，在服務(wù)器里生成符合護(hù)理管理要求的質(zhì)控表，可以隨時(shí)查看和打印。而PDA的音量調(diào)節(jié)按鈕可以選擇血糖審核人員，血糖審核人員可以在測(cè)量界面維護(hù)。血糖測(cè)量界面見圖8。

2.2.4體重、身高" PDA連接體重身高測(cè)量?jī)x器，在APP里能獲取儀器測(cè)量到的體重、身高，實(shí)現(xiàn)體重、身高2個(gè)生命體征數(shù)據(jù)的采集。其中包含四個(gè)參數(shù)：分別為臥床、輪椅、扶入、平車。音量（+）控制體重參數(shù)，音量（-）控制身高參數(shù)。體重身高可以在患者入院處集中測(cè)量，也可以去病區(qū)測(cè)量，鑒于體重身高測(cè)量?jī)x占用地方比較大，資金投入較高，建議在入院處集中測(cè)量。身高體重測(cè)量界面見圖9。

3應(yīng)用效果

根據(jù)PDA屏幕大小和護(hù)士的工作習(xí)慣，雖然將體溫、脈搏、大便次數(shù)、血壓、呼吸率、疼痛評(píng)分、體重、身高8個(gè)生命體征參數(shù)和血糖濃度分裝在上面介紹的4個(gè)界面里，但也可以單獨(dú)測(cè)量其中某一個(gè)參數(shù)。如要測(cè)量疼痛評(píng)分，登錄后進(jìn)入“血壓”界面，掃描患者腕帶，輸入疼痛評(píng)分即可。

在生命體征數(shù)據(jù)產(chǎn)生、傳輸、存儲(chǔ)和利用的整個(gè)過程中，無需護(hù)士手工抄錄，為臨床護(hù)理人員在生命體征數(shù)據(jù)采集時(shí)提供一種方便、靈活、可靠的解決方案，減少護(hù)士測(cè)量生命體征數(shù)據(jù)的工作環(huán)節(jié)，提高了工作效率。能避免原來在抄錄過程中出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤，甚至是張冠李戴的錯(cuò)誤，減少了數(shù)據(jù)采集時(shí)的差錯(cuò)。PDA原始接入方式有可能導(dǎo)致信號(hào)在不同AP間漫游，不僅傳輸速度慢，還可能造成網(wǎng)絡(luò)的假連現(xiàn)象，提示多次執(zhí)行相同的數(shù)據(jù)采集操作。5G無線內(nèi)網(wǎng)的建立，采用電信5G物聯(lián)網(wǎng)卡，PDA數(shù)據(jù)傳輸?shù)玫搅吮ＷC。以上種種建設(shè)，均有利于醫(yī)生及時(shí)準(zhǔn)確掌握患者病情。而生命體征數(shù)據(jù)采集[17-20]時(shí)操作方式方法的改變，需要更改與之相關(guān)的現(xiàn)有操作規(guī)程，拋棄傳統(tǒng)的手工錄入，無紙化在一定程度上要求護(hù)理部認(rèn)同醫(yī)院信息系統(tǒng)中相關(guān)數(shù)據(jù)作為護(hù)理憑證，從而改變護(hù)理管理手段，最終達(dá)到提高醫(yī)院護(hù)理管理質(zhì)量的目的。

4總結(jié)

隨著有藍(lán)牙功能的可穿戴設(shè)備增多，該生命體征集中采集方法在院內(nèi)具有不斷的可擴(kuò)展性，也可以根據(jù)臨床需求相應(yīng)的增加需要采集的數(shù)據(jù)類型。還能在手機(jī)端安裝查看患者實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的APP或小程序，以便醫(yī)生和護(hù)士隨時(shí)隨地了解患者相關(guān)信息。該系統(tǒng)也可以突破內(nèi)網(wǎng)限制，延伸到外網(wǎng)5G，像居家的可穿戴設(shè)備一樣接入到APP中，實(shí)現(xiàn)全生命周期的體征數(shù)據(jù)的采集。

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收稿日期：2023-04-04；修回日期：2023-04-25

編輯/成森