关于呼吸应急和医疗急救系统的研究

徐新欣、田雨桐、刘林源

作者简介

徐新欣（2000-），江苏扬州人，南京审计大学贸易经济专业本科生

田雨桐（2000-），江苏徐州人，南京审计大学金融工程专业本科生

刘林源（1970-），南京审计大学经济学院讲，研究方向：电子商务；单位地址：江苏南京浦口区雨山西路86号，邮政编码：211815；E-mail:[e-mail]

南京审计大学大学生创新创业训练计划项目“实时健康监测与呼吸应急系统的研究”（项目编号：202011287068Y）

摘要：通过大数据信息采集分析建立起一种组织严密、行动迅速，并能实施有效救治的医疗系统。该系统达到预测可提出有效的医疗预防效果并在发生重大医疗事故时实行最优化资源配置。

关键词：医疗急救、大数据

一 项目研究背景

（一）我国医疗急救现状

我国卫生部门高度关注紧急医学救援体系,救援系统逐步完善,形成了灾区个人互助急救、国家统筹紧急医学救援及跨国互助紧急救援体系等。国内急救主要模式是指挥型，即把应急平台作为整个应急体系的中枢，形成高度智能化的指挥系统。市急救中心作为指挥平台，在受理120呼叫后，指挥患者附近的医院或直属急救站点，派出救护车和救护人员开展现场救治，再送往相关医院。

医疗急救体系现存问题：院前急救方面，等待救护车的时间较长，医疗急救人员的紧缺，都是目前比较棘手的问题。院内急救方面，医院急诊室的利用情况也不容乐观，三级医院急诊室收治大量非急诊患者，急诊资源难以得到合理利用；二级医院的急诊资源利用率也同样较低。社会急救方面，公民们尤其是一些特殊岗位人群并不具备足够的急救知识，相应的简易急救器材配置也不够。

（二）项目研究意义

对于人们的健康数据进行专业化的处理和再利用，可以对监测身体状况、预防有关疾病和分析卫生健康趋势产生重大且积极的影响。

我们利用终端汇集众多医疗机构和城市交通状况的实时信息，当有突发情况发生时，个人佩戴的外部设备向终端发送其心率等身体状况和位置信息，终端就通过算法计算判断出援救伤员的最佳医院和路线，及时准确地进行医疗救援，以减少人员伤亡。这样也可以有效缓解紧急救援产业人才缺乏等问题。

种群、地区、性别、年龄等都是影响健康标准设置的重要因素，利用大数据资源深入研究和分析不同因素的影响状况，总结出相关规律，对卫生保健、疾病预防和治疗也有着重大的指导意义。

（三）项目已有基础

（1）大数据信息采集基础：全球健康大数据正以每年48%的速度增长，在2020年数据量将超过2300Exabytes。大量健康医疗数据的积累为算法搭建提供了基础。

（2）健康大数据的整理方式，目前有EHR(电子健康档案)EMR(电子病历)两种。

（3）我国医疗的大数据体系逐渐完善，人工智能深度学习也在逐步加强，在图像识别、语音识别两方面已达到很高层面，这些信息完全足够系统分析判别突发事件场景进而做出决策。

（4）现已有基于贝叶斯的网络应急资源实时调度方法的改进研究。采用有向无环图表述每个网络应用,将信誉因子引入到资源实时调度中,对网络资源使用情况进行实时评估,刺激节点在任务结束后释放占用资源,给出资源调度策略,并对调度决策进行后期修正,利用修正的结果进行网络应急资源实时调度。

（5）5G网络是一种新型的网络方式，其普及率仍较低，仍需进一步进行研究及发展。5G网络在实际应用过程中表现出更加强化的功能，并且理论上其传输速度每秒能够达到数十GB，因此 5G技术将在我们的救援系统中得以应用，帮助终端更快地做出最优判断，进一步维护伤者安全。

二 项目研究目标及主要内容

（一）项目研究目标

通过大数据信息采集分析建立起一种组织结构严密，行动迅速，并能实施有效救治的医疗系统，该系统一方面可以利用我国医疗系统的大数据分析功能，对系统使用者个人健康状况进行预测并提出有效预防措施。另一方面可以应对城市中由于重大交通事故、地震、火灾等突发事件所造成的群体伤亡或个人伤害，提供快速、合理、及时的灾害处理方法，实行最优化医疗资源分配，最大可能地减少人员伤亡。

（二）项目研究内容

首先，该项目的研究展开要采集大量关于医疗卫生方面的信息，为此需要进行社区问卷走访调查，并通过合理手段收集医院及急救中心的相关信息。与此同时，查阅资料并归纳现阶段社会拥有的科技能力，了解市场中智能手环等智能终端的应用原理及发展前景；

其次，完成数据汇总后，聘请相关技术人员，以及指导老师的帮助，采取三种分析法分析数据。一是样本微观分析，在汇总的医疗信息中抽取部分样本进行分析其数据；二是定性定量分析，以因果关系为基础，采取数学和统计学模型定向描述或拟合样本的特征、规律和联系，用函数关系近似描述相关关系，同时反复检验以控制误差；三是趋势外推分析，通过大数据分析、定性定量分析和总体分析，对比归纳演绎进行趋势外推，扩大到整个城区进行总体预测评估；

再次，运用算法并利用GIS、GPS系统进行辅助。GPS的定位功能，可将被急救方位置发送至急救方；再利用GIS对地理信息进行高效获取、更新、操作、分析及显示；

最后，利用移动互联技术，根据现代科技来研发智能设备，使该系统能够达到监控个人健康状况的目的。将健康数据发送至终端并结合历史数据分析预测个人健康救援需求，系统可通过救援调度算法，制定最优方案高效救助伤员。

三、项目中期研究

为进一步了解我组项目，我们在通过调查问卷、实地调研的方式搜集信息之外，还利用电话、邮件采访、请教了几位有关医疗和大数据技术人员，加强了项目研究。调查问卷分别针对年轻人和中老年人提出了不同问题。且据调查问卷显示，对智能医疗设备的态度这一项，受年龄、周边环境、家庭经济等因素具有明显差异。不过，极多数年轻人认为智能医疗设备很有必要，而中老年人群中，大部分人认为智能医疗设备 可有可无，持有这一态度的多数为农村户口或与子女共住。同时，我组紧跟时事，在询问了解新冠疫情这一公共卫生医疗事件对人们产生的影响中，人们对于医疗急救系统的期望普遍提高，不过多数中老年人由于不常接触互联网等技术，对此方面仍一知半解，这对智能医疗急救系统的推广增加了阻碍。
  实时监测与呼吸应急系统的研究依据于互联网技术、5G通信技术、大数据等先进的具有前瞻性的技术，它的建立基于超高频RFID电子标签技术标识急救病人个体电子病历信息，同时结合视频语音技术、GPS定位、大数据等将急救现场数据信息实时上传至急救医疗数据共享中心，供卫生部、各级120中心、各医院分级利用，并根据无线视频传输的远程急救支持系统为各救护现场提供安全支撑。通过智能医疗急救穿戴设备，人们的日常身体状况将通过传感技术进行监测并录入电子病历，并上传实时监测与呼吸应急系统数据中心。卫生部门可根据系统服务平台对120中心和医院进行监管指挥，并定期获得自制的统计数据报表，以省卫生厅数据中心为中心、各地市120急救分中心、其它卫生系统三级方式进行灵活的区域权限控制。120中心可以通过该系统，对其管辖内的医院进行合理的调度，实时监管医院的急救出勤情况和跟踪急救事件的处理情况，提高和监控各医院急救事件的处理效率。与此同时，实时监测与呼吸应急系统的的推广，一方面将带动5G业务、RFID芯片、手持终端、医疗器械等企业良好的经济效益，另一方面又给卫生部门监管、调度、应急提供了透明化、公开化的职能管理方式，向公众展示政府职能部门处理医疗急救情况的快速、准确、公开的良好的示范窗口，产生良好的社会效应。
  但是虽然该系统拥有如此巨大的优势，却依旧存在着不足之处。首先，突发重大应急事件后，无法第一时间获取准确数据，无法进行伤情预警评估；其次，无法进行急诊患者的救治工作规范掌控，无法第一时间知道事件信息；再次，120急诊调度系统、HIS系统/急诊系统、专病数据库、卫计委平台、国家数据平台等系统的不互通，导致信息传输的障碍[1]；最后，20、医护及各科室之间信息传输效率慢，无法及时进行科室联动，无法进行及时、科学有效的救治。

4. 研究结论

（一）基于医疗传感设备进行信息数据采集

基于智能医疗传感设备，可对被监护人进行人体体征数据采集，并将此数据信息运用在预防疾病和紧急事件事发两个方面上。

通过让被监护者佩戴医疗传感设备，实时监测记录一系列反映其身体健康状况的指标，传感设备可定期把这些指标数据传输到家庭库终端以进行第一层面的数据采集。家庭库与网络互联，通过对数据格式进行转换，将被监护人的身体数据信息通过传感器网络上传至地区医疗信息库中心。该信息库储存着当地所有被监护人年龄、身体素质、病史等个人信息和实时的、历史的人体体征健康数据。人工智能对历史信息进行挖掘并对实时指标数据进行分析，大体判断目前被监护人的身体状况，若发现潜在异常情况，依据专家系统发布预警提出建议，并生成一份简易回执报告单传输至各个家庭终端。家属、被监护人自身可通过手机、电脑等联网设备查看原始数据信息和回执报告单，为应对潜在疾病危险做好准备。加大普通群众疾病预防力度，而不是仅仅在患病之时采取治疗手段。

医疗传感设备与GIS、GPS系统连接。当智能医疗传感设备检测到被监护人面临摔倒、重大撞击、疾病突发等紧急情况时，GPS可进行定位功能，并利用GIS对地理信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示。传感设备将会在第一时间把被监护人的人体体征、位置信息、所处环境状况等信息以警报形式传送给监护人和地区医疗信息库中心，以缩短对被监护者的紧急救援时间。这就是第二层面的数据收集。

（二）基于区块链、物联网进行数据共享共用

我国医疗资源分配不合理，部分医院自身对其医疗资源的规划也不明晰。利用物联网、区块链技术对本市各个医院的医疗物资、医护人员数量、挂号人数、床位信息等进行实时监管，并将这些实时信息上传至网络医疗资源控制终端，终端人员对这些资源进行统筹调度，尽可能做到合理分配。通过区块链技术，家庭、社区也可将病人信息上传至居民身体状况档案终端。终端上的信息可以被家庭、医院、社区三方获取，共享共用。

4. 结语：

随着社会水平额不断提高，健全医疗制度的重要性与迫切性不断凸显。目前市面上的智能穿戴设备不断成熟完善，以智能穿戴设备为基础，开发功能更为强大的智能医疗传感设备与基于大数据、物联网等技术的医疗资源系统相结合，创造出更为智能的紧急医疗救援系统，合理、高效的运用医疗资源，提高救援的成功率，这一系统十分符合智慧医疗的前景，并对未来医疗的发展具有重大意义。

参考文献：

[1]张光勇,侯剑.大数据分析下网络应急资源实时调度仿真研究[J].计算机仿真,2018,v.35(04):445-448.

[2]汤玲,皮芝兰.呼吸内科护理中重症患者的应急护理干预措施[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(50):334+337.

[3]邵星，王翠香，孟海涛，刘其明，韩立毛，徐秀芳.基于物联网的社区智慧医疗系统研究[J].软件,2015,36(12):46-48