院前急救心电图实时传输系统的设计和实现

2017-09-26杨惠予

中国医学装备 2017年9期

廖廓杨惠予

院前急救心电图实时传输系统的设计和实现

廖廓①杨惠予①

目的：设计院前急救心电图实时传输系统，为在急救患者到院前得到最专业准确的心电图诊断分析，缩短急救患者到院后的等待诊疗时间。方法：利用4G网络及虚拟专用拨号网络(VPDN)，将急救车上收集到的患者心电图数据实时发送到医院内，心电图室医生及急诊科医生根据接收到的心电图数据及时对患者病情进行分析报告、急救指导和手术及治疗准备等系列操作。结果：急救患者的病情在院前已得到初步确诊，院内已做好相关治疗准备，患者到达医院后可快速得到专业救治。结论：院前急救心电图实时传输系统可以弥补院前急救队伍技术力量的不足，缩短急救患者的救治时间，提高抢救成功率。

院前急救；4G网络；虚拟专用拨号网络；心电图

心电图不仅是医生诊断某些疾病的重要参考依据，患者病情轻重的现场评估手段，而且还是急危重证现场急救的重要学术资料和客观法律依据[1-2]。但是心电图诊断具有较强的专业性，即使救护车上配备有心电图设备，可由于随车出诊的医护人员经验不足，专业性有限，导致对心电图解析不全不准确，特殊、疑难、复杂心电图难以及时咨询、诊断都可能会导致患者错过最佳的抢救时机[3-4]。因此，如何实现在急救车上让急救患者的心电图数据得到最专业最准确的分析诊断，达到院前和院内数据共享，从而开展更有效有针对性的治疗，其研究十分重要[5-7]。

虚拟专用拨号网络(virtual private dial-up networks，VPDN)是一种基于拨号用户的虚拟专用拨号网络，通过利用宽带网络上传输数据时，对网络数据的封包和加密，可以传输私有数据，达到私有网络的安全级别[8]。VPDN利用IP网络的承载功能结合相应的认证和授权机制建立起安全的虚拟专用网，是近年来随着Internet的发展而迅速发展起来的新技术，利用VPDN可以使院前急救外网与医院信息系统(hospital information system，HIS)形成安全的局域网，使院前急救数据能够畅通、安全地在急救专网和HIS中运行[9]。

本研究设计的院前急救心电图实时传输系统，是利用4G网络及VPDN在救护车上构建虚拟的院内局域网环境，将急救车上心电图设备收集到的患者心电图数据实时发送到院内服务器，院内心电图室医生及急诊科医生根据接收到的心电图数据对患者病情出具分析报告，并进行急救指导、手术及治疗准备等系列操作。从而使急救患者在救护车上即可享受与在院同等的专业救治，极大提高抢救成功率[10-11]。

1 院前急救心电图实时传输系统设计

1.1 系统硬件组成

系统硬件包括迈迪克斯移动心电图、4G网络、4G无线卡、4G平板电脑、光纤接收器、网络交换机、HIS服务器、心电图服务器和工作站电脑。

(1)麦迪克斯心电图机。采用MedExMECG-200型麦迪克斯心电图机，新型的数字化采集模块24位(bit)高精度采样，垂直分辨率可达16，777，216点，采样速度为1000点/s，保证可采集高精度的心电信号并可剔除非心电性噪音信号。高性能生物电放大器，心电信号与主机隔离，具有电磁、光电多重隔离，隔离电压达4000 V，具有高抗干扰能力及高可靠性，完全符合国家标准(GB9706.1-1995)医疗设备安全标准及国际标准(IEC60601)。内置高速、大容量硬盘可以存储上万人的病历，每例患者可记录10次不同时间的心电图，可以随时检索、回放和统计。

(2)联通4G网络。采用LTE FDD 4G网络，其下行速率能达到100～150 Mbps，上传速度达到20～40 Mbps[12]。

(3)光纤接收器。单模光纤收发器，覆盖的范围可达20～120 km。

(4)路由器。采用华为AR2220，使用多核CPU，提高数据的并发处理能力，为大容量业务的全方位部署创造条件，协议管理、业务处理、数据交换独立分布处理，性能更高，业务更可靠，见表1。

表1 路由器参数

(5)交换机。采用HP ProCurve 2610-48 (J9088A)，详细参数见表2。

表2 交换机参数

表3 服务器参数

表4 医生工作站电脑及4G平板电脑参数

(6)服务器。心电图服务器及WEBSERVERS云服务器采用联想System x3650 M4(7915I51)；HIS服务器采用IBM740，详细参数见表3。

(7)医生工作站电脑及4G平板电脑。医生工作站电脑要求能流畅清晰查看心电图影像报告，实现医生工作站的一般操作即可，以惠普ProDesk 600 G2 MT为例。4G平板电脑以华为揽阅M2 10.0为例，详细参数见表4。

1.2 系统的软件组成

VPDN软件、WIFI、院前急救护士站、心电数据采集传输软件、心电阅片工作站软件、急诊医生站系统、短信平台系统

(1)安卓系统VPDN的设置步骤。选择“设置”→选择“无线和网络”或“移动网络”→选择“接入点名称”，在空白处点“MENU”→新建APN名称为VPDN；APN为#777；代理未设置；端口未设置；用户名为test@yjzfbg.vpdn.gd；密码为1；服务器为MMSC；身份验证类型为PAP或CHAP APN；类型为default。

(2)WiFi热点设置。进入“设置”菜单，点击“无线和网络”选项。点击“绑定与便携式热点”，勾选“绑定与便携式热点”菜单中的“便携式WiFi热点”，将4G平板电脑变成WiFi热点。

(3)急诊护士站(Android版)。救护车4G平板电脑上安装的急诊护士站可以实现将患者的基本信息(姓名、年龄、身份证号码、电话号码)通过云服务器输入HIS服务器中查询患者是否曾在本院就诊，调出曾就诊病历，并可为患者建档，具有及时登记患者的症状、病情等功能。还可通过相关功能提醒院内心电图阅片医生及时阅片，提醒院内急诊科医生及时查阅心电图结果。

(4)心电数据采集传输软件。为患者做心电图检测、采集，并将心电记录仪中的心电数据传输到本地，进而通过VPDN建立的虚拟院内网络上传给院内服务器，供院内医生诊断分析。

(5)心电阅片工作站软件。接收救护车上传的心电图数据，对数据进行分析、诊断后将心电图报告上传到院内服务器。

(6)急诊医生站系统。救护车上的急诊医生站系统可接收、查看心电图报告，书写初步诊断，院内急诊医生站可查看诊断，并提前准备相关的手术或者其他治疗安排。

(7)短信平台系统。提醒院内的心电图阅片医生及时阅片，提醒急诊科医生及时查阅心电图报告结果。

1.3 系统框架

系统主要涉及院前及院内两部分的信息数据传输。院前部分主要是采集数据及接收院内传回的数据，院内部分主要是接收院前采集的数据、分析数据并传回数据。整个系统的框架设计如图1所示。

图1 系统架构拓扑图

2 院前急救心电图实时传输系统应用

院前心电图信息传输流程：①运行救护车上4G平板电脑上的VPDN软件，创建WiFi热点虚拟院内局域网环境；②护士运行平板电脑上的急诊护士站应用程序(application program，APP)登记患者信息，为患者建档；③移动心电图配置的笔记本电脑通过无线网卡连接4G平板电脑创建的WiFi热点；④将心电图设备采集的图像资料通过WiFi上传至医院局域网内心电图服务器；⑤短信平台通过短信提醒院内心电图室的医生阅片并及时出具报告；⑥医生通过心电图阅片工作站查看心电图图像并及时出具报告；⑦救护车上医生通过平板电脑上急诊医生站APP获取心电图结果，并作出初步诊断。院前心电图信息传输流程如图2所示。

图2 院前心电图信息传输流程图

3 结语

通过结合硬件配置和软件体系设计实现了院前急救心电图实时传输系统。利用信息化技术，实时将患者心电图数据传回医院，得到专业的心电图分析报告，能够及时帮助急救车上的医护人员对患者进行更准确、更有效的治疗[13-14]。该系统实现了患者未到，信息先到，弥补了救护车上医生心电图诊断的专业知识不足的问题[15]。同时，使得患者的病情在院前已得到初步确诊，院内已做好相关的治疗准备，当患者到达医院后可快速的得到专业的救治，实现院前与院内无缝隙救护，节约救治时间，从而提高抢救成功率。

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The design and implementation of real-time transmission system for pre-hospital emergency ECG/

LIAO Kuo, YANG Hui-yu//
China Medical Equipment,2017,14(9):116-119.

Objective: To design real-time transmission system for pre-hospital emergency electrocardiogram(ECG) so as to provide specialty and accurate diagnostic analysis about ECG before patient achieved at hospital and to shorten the waiting time for diagnosis and treatment after they achieved at hospital. Methods: 4 G network and virtual private dialup network(VPDN) were used to real-time transmit ECG data of patient from ambulance to hospital so as to doctors of ECG department and emergency room can analyze the detecting reporter, choose plan of emergency guidance and prepare operation and treatment for patients according to the

ECG data in time. Results: The situations of emergency patients have been grasped and been primarily confirmed before they achieved hospital, therefore, the doctors could made relative preparation for fast and specially treating patients after they once achieved hospital. Conclusion: The real-time transmission system of prehospital emergency ECG can remedy the shortage of technical strength of pre-hospital emergency team, and shorten the treating time of emergency patients, and increase the success rate of rescue.

Pre-hospital emergency; 4G network; Virtual private dial-up network; Electrocardiogram

Department of Information, Central Hospital of Xiangtan, Xiangtan 411100, China.

1672-8270(2017)09-0116-04

R-058

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.09.032