5G+AR急危重症协同救治系统探索与实践

陈春玲

（温州市人民医院信息工程科 浙江省温州市 325000）

1 引言

急诊医学是一门处理和研究各种急性病变和急性创伤的一门多专业的综合科学，需要在短时间内对威胁人类生命安全的意外灾伤和疾病采取紧急救护措施。急诊医学包括急救医学（院前急救）、危重病医学、灾害医学、毒物学、复苏学、创伤学、小儿急救等诸多亚专业。急危重病人病情较急、危重、病情变化快，对病人的评估不足，预处理欠全面及转运途中出现病情变化预见不足，往往会影响救助效果。我国绝大多数医院的院前与院内急救属不同的医疗机构，导致急救有严重断点，衔接不连贯，影响院前危重症患者的救治效果。可见，实施院前及院内无缝隙交接管理模式对提高危重症患者救治质量十分重要[1]。

2 发展现状及趋势

根据我国卫生部进行的全国医疗卫生服务调查显示，我国人口占世界总人 口的 22%，但医疗资源仅占世界的 2%，而有限的医疗资源 80%在大医院[2]。农村与城市，不同区域之间医疗发展不平衡，基层医务人员结构不合理、专业化水平乘次不齐、救治经验不足等诸多因素都影响着危急病人救助的成功率。医疗资源的短缺、分配不均在一定程度上促进了互联网技术与医疗行业的结合，我国5G于2019年正式进入商 用。5G 正以优于4G 百倍的高速率、大带宽、广连接、安全等特性为整个社会开创无限可能[3]。5G+AR急危重症协同救治系统的出现顺应时代的发展趋势，系统通过信息化手段，实现了上级与基层医疗机构及医疗人员之间的信息共享，信息共享的本质是知识转移，是对基层医院医疗卫生人员的一次潜在培训。基层医院的医生AR 眼镜端扫码发起远程协助会话，通过AR 眼镜摄像头，以基层医师第一视角上级医院传输现场救治的音视频场景，并以AR 眼镜近眼显示牵头医院音视频信息，基层医师在牵头医院急诊医师/专科医师指示下，以第一视角传输患者报告单、救治设备数据等完整连续的音视频信息，为牵头医院急诊医师/专科医师提供参考，AR 眼镜端以近眼显示的方式，显示上级医院急诊医师/专科医师提示建议、患者评估单等格式化信息，上级医生则把诊疗技术、已固化的经验等转移给基层医院的医生。这是一个典型的非均衡的知识转移过程，通过知识转移实现资源互补、提高基层医院医疗服务人员的技术水平和诊疗经验[1]，同时有利于上级医院医生在第一时间掌握患者病情，提前制定治疗方案并进行医疗资源的前置准备，提升急危重症救治效率，为患者赢得宝贵的救治时间。

目前上级医院与基层医院急危重病人的协同救助，大多数还是通过上级医生和基层医生电话沟通，基层医生口头汇报病人病情及报告单上关键指标，或是上次传病人的一些心电影像等数据，部分地方采用的远程会诊模式，上级医生是通过远程视频连线进行会诊，对基层医生精选指导。然而急危重病人大多病情变化迅速，固定的远程会诊设备具有一定的局限性，危急时刻基层医生无法兼顾抢救病人及向上级医生汇报情况。而基于5G 的AR 眼镜的远程会诊，完美弥补这个缺憾，以AR 可穿戴设备为载体，上级医生为基层医师提供及时、准确的指导和协助，让上级医生如临现场，直面病人，参与到抢救中来，提升基层医院急危重症救治水平。增强现实(Augmented Reality，AR)是一种允许用户实时查看并与真实世界无缝叠加的虚拟图像进行交互的技术。增强现实的应用可以增强面对面沟通模式的体验，也可以使远程人员能够感觉双方处于同一位置进行沟通，更方便地解决问题、简化工作量[5]。AR 虚拟现实的出现已经有很长一段时间了，但是一直停留不前的主要原因就是因为网络的传输速度跟不上。现今中国是5G 网络覆盖最完善的国家,随着5G 正式商用，5G 将为医疗行业领域铺设一张超大带宽、超低时延、超多连接、安全可靠的移动基础网络，为将来大量应用于医疗行业的5G 应用和设备提供可靠的网络环境。对于危重病人，时间就是生命，实现基层医院或者救护车转运途中即完成对患者的远程会诊，实现院内外急救诊疗的无缝连接，快速诊断，优化工作流程，有效的缩短患者的急救时间，全面提升基层医疗疾病救治力度及水平，实现城市医联体整体医疗和服务的同质化。

3 危急重协同救治系统平台设计

3.1 总体架构

基于5G 基础设施和增强现实技术，以基层医院救治指导协作、院内急诊救治和院内专科衔接为重点，建设5G+AR急危重症协同救治系统，无缝衔接城市医联体各成员及合作医疗机构，以数字化手段重塑急重症救治过程，创新基层医生、急诊医生和专科医生的协作模式，全面提升基层医疗疾病救治力度及水平，实现城市医联体整体医疗和服务的同质化。方案总体框架如图1所示。

图1：总体框架

3.1.1 基层医院服务延伸

通过5G+AR急危重症协同救治系统的接入，实现急诊业务在城市医联体内的无缝衔接。通过系统将服务延伸到瞿溪、郭溪、泽雅、潘桥、黄龙社区卫生服务中心和瓯海区中西医结合医院、瓯海区第三人民医院、泰顺县人民医院等基层医院，以AR 可穿戴设备为载体，为基层医师提供及时、准确的指导和协助，提升基层医院急危重症救治水平。

3.1.2 专家团队医疗协同

基于5G+AR急危重症协同救治系统，上级医院急诊中心可以根据患者情况向胸痛中心、卒中中心、创伤中心、复苏中心、中毒中心、危险性上消化道出血中心的专家团队发起即时医疗协作申请，实时邀请相关专家通过MDT 方式共同参与对基层医师的协作和指导。

3.1.3 提升急危重症救治效率

上级医院相关急诊专家团队通过5G+AR急危重症协同救治系统，在第一时间掌握患者病情，提前制定治疗方案并进行医疗资源的前置准备，提升急危重症救治效率，为患者赢得宝贵的救治时间。

3.1.4 构建急危重症救治全流程服务

完成5G+AR急危重症协同救治系统建设并投入使用后，根据后续业务开展情况实现与市急救中心信息系统对接，实现“基层医院救治-院前转送急救-院内急诊救治-院内专科协作”全流程业务覆盖。

3.2 技术架构

系统在纵向层级由5G 网络和医疗边缘云基础设施、信息资源、服务组件、应用系统、服务渠道五个部分构成；横向层面由通过智能手机、PC 工作站、AR 眼镜、智慧平台等服务渠道面向基层医师、急诊专家团队提供服务的协同救治管理系统、基层端协同救治服务系统、医院端协同救治服务系统和实现与基层医院信息系统接口对接的接口服务系统构成。技术架构示意图如图2所示。

图2：技术架构示意图

3.3 应用服务

5G+AR急危重症协同救治系统的应用服务由接口服务系统和业务应用两部分构成。如图3所示。

图3：接口服务系统

3.3.1 接口服务系统

通过接口服务系统实现牵头医院与基层医院的信息互通。在协同救治过程中，牵头医院的急诊专家团队可按需从基层医院基础信息系统/牵头医院基础信息系统/区域卫生平台中调阅相关患者信息、生命体征信息、检验检查信息、电子病历信息、健康档案信息等诊疗数据，为远程医疗协助提供信息支持。

3.3.2 协同救治管理系统

协同救治管理系统采用传统WEB 架构，面向基层医院和牵头医院的相关医师提供服务，主要功能包括：

（1）医疗机构管理功能；

（2）基层医师、急诊专家团队基本信息维护和权限分配功能；

（3）急诊专家团队的协作救治值班相关排班功能；

（4）远程协助会诊列表的查询和明细查阅功能；

（5）会话功能，以IM 方式提供基层医师、急诊专家团队间进行实时图文消息、视频传输和急诊诊疗信息等发送；

（6）急诊知识库维护；

（7）通知管理功能。

3.3.3 基层医院协同救治服务系统（APP）

基层医院协同救治服务系统（APP）同时支持Android 和IOS两种平台，安装在基层医师的智能手机上，主要功能包括：

（1）基层医师根据协同救治管理系统分配的账户登录系统，一次登录后永久保留登录状态；

（2）根据基层医师AR 会诊的需求发起远程协助请求，并以短信/APP 消息/语音电话的方式通知牵头医院的急诊中心；

（3）采用扫患者二维码拍身份证的方式，在协助请求中附带上患者病情信息（结构化录入方式），并将基层医院基础信息系统中的患者基本信息、检查检验信息等实时记录上传到5G+AR急危重症协同救治系统；

（4）完成远程协助申请后返回协助请求二维码，基层医师可以通过AR 眼镜扫码启动远程协助会话；

（5）在手机中显示远程会话的多人协同音视频，支持多视角显示，支持截屏拍照；

（6）实现本次协作的相关多媒体信息自动化归档；

（7）提供基层医师相关远程协助列表查询和明细信息浏览功能。

3.3.4 基层医院协同救治服务系统（AR 眼镜）

基层医院协同救治服务系统（AR 眼镜）基于Android 平台，内置在AR 眼镜中，主要功能包括：

（1）AR 眼镜端扫码启动远程协助会话；

（2）通过AR 眼镜摄像头，以基层医师第一视角向牵头医院传输现场救治的音视频场景，并以AR 眼镜近眼显示牵头医院音视频信息；

（3）基层医师在牵头医院急诊医师/专科医师指示下，以第一视角传输患者报告单、救治设备数据等完整连续的音视频信息，为牵头医院急诊医师/专科医师提供参考；

（4）AR 眼镜端以近眼显示的方式，显示牵头医院急诊医师/专科医师提示建议、患者评估单等格式化信息；

（5）基层医师以语音操作方式，完成患者评估并上传。

3.3.5 牵头医院协同救治服务系统（APP）

牵头医院协同救治服务系统（APP）同时支持Android 和IOS两种平台，安装在急诊医师/专科医师的智能手机上，主要功能包括：

（1）急诊医师/专科医师根据协同救治管理系统分配的账户登录系统，一次登录后永久保留登录状态；APP开机自启，永久常驻；

（2）实时接收基层医师的远程协助申请，并以系统消息/声音提示/电话呼入等通知方式；

（3）接收到远程协助申请后，进入协助间并向基层医师传输本地音视频信息、或者只显示头像；

（4）提供基层医师提交的患者基本信息、生命体征、检查检验信息等诊疗相关数据的查阅功能；

（5）提供患者评估单等相关信息推送功能，将相关系统推送到基层医师端；

（6）面向急诊医师，提供专科医师邀请功能，邀请专科医师进行实时协助，协助请求将以系统消息/声音提示/电话呼入等方式通知给专科医师；专科医师收到请求后进入协助间与急诊医师一起给基层医师提供专业协助；

（7）提供以文字、语音等方式录入远程协助相关备注信息；

（8）提供当前和历史远程协助记录查询和明细查看功能。

3.3.6 牵头医院协同救治服务系统（智慧屏）

牵头医院协同救治服务系统（智慧屏）基于鸿蒙平台，内置在智慧屏中，主要功能包括：

（1）以地图方式显示医联体成员单位情况；

（2）系统显示设备二维码，经牵头医院协同救治服务系统（APP）扫码进入协作间；

（3）协作间以多人协作，多视角展示方式显示基层救治场景（AR 眼镜第一视角）、急诊医师端、专科医师端等音视频信息；

（4）急诊医师专科医师可以选择某个实时视频全屏播放；

（5）支持视频切换、视频定格、视频回放、消息显示；

（6）支持诊疗数据浏览，医学图像查看。

3.4 方案优势

3.4.1 基层医院救治场景第一视角展示

通过AR 眼镜为媒介，基层医院医师以第一视角展示救治现场场景，使远程医师可以直观、迅速、同视角的掌握患者救治过程相关信息，为远程急诊专家团队提供第一手材料。

3.4.2 实时无障碍协作

基于5G 网络，使基层医师和远程医师之间开展实时和无延时、无卡顿的音视频沟通，实现双方高效和无障碍沟通和协作。

3.4.3 解放基层医师双手

基层医师佩戴AR 眼镜，在与远程医师的沟通交流无需双手介入，使得基层医师在沟通的同时顺利开展相关救治工作，提高工作效率，为患者救治赢得时间。

3.4.4 关键信息无损传输

通过AR 眼镜可穿戴设备，基层医师以不间断和时间连续方式向远程医师传输患者症状和身体情况、救治设备动态数据等关键信息。同时基层医师可以按远程医师的指示，翻阅检查报告等尚未实现电子化的材料，实现关键信息的无损传输。

4 总结

基于5G 网络、增强现实、人工智能等技术建设急危重症协同救治系统，以此为基础建立一条贯穿急危重症救治“基层医院救治-院前转送急救-院内急诊救治-院内专科协作”全过程各环节的高速“跑道”，以AR 可穿戴设备为载体，自然交互为手段，创新急危重症救治医疗协作模式，全面优化病史信息、生命体征数据、远程场景等医疗信息采集及共享，以此基础创新推出急诊5.0 版本，在城市医联体和合作机构范围内实现患者急诊救治同质化服务，让急救更加快速、高效、准确，助力打造温州医疗高地。