基于5G技术的智慧急救应用研究.pdf

信息通信基于5G技术的智慧急救应用研究赵迎升，黄玲，孙之光（华信咨询设计研究院有限公司，浙江杭州310 0 52）摘要：运用5G技术实现急救车与急救中心的数据传输和信息互通，在急救车上进行院内专家对病患远程实时会诊指导，建立院前院内一体化绿色通道，构建院前12 0 调度系统与院内急救、远程会诊一体化业务协同的全流程体系，实现病人“上车即入院”，从而为急症患者赢得宝贵的救治时间,提高急危危重症救治效率,提高科学调度水平，提升社会急救能力。关键词：5G；院前急救；上车即入院中图分类号：TN929.52023年第0 5期(总第 2 45 期)文献标识码：A文章编号：2 0 9 6-9 7 59(2 0 2 3)0 5-0 2 15-0 40引言随着5G商用的不断深入，5G与智慧医疗的融合也将越来越紧密。5G所具备的高速率、高可靠、低时延等性能，将使其成为促进“互联网+医疗健康”发展的重要抓手和技术手段，划时代地提升远程医疗、快速急救的模式，提升医疗体系接警效率与病患院前急救水平。工业和信息化部、国家卫生健康委2 0 2 0 年11月18 日联合印发的关于组织开展5G+医疗健康应用试点项目申报工作的通知（工信厅联通信函（2 0 2 0）2 7 0 号）中将急诊救治做为8 个重点方向之一，鼓励各地、各单位建设试点项目，推动运用5G技术改造提升卫生健康网络基础设施，开展应用创新，培育可复制、可推广的5G智慧医疗健康新产品、新业态、新模式。根据国内5G商用进程和国家、各省相关政策指引，研究基于5G和物联网技术的智慧急救应用，形成5G+智慧急救建设方案。1业务现状和发展需求目前，各地急诊救治仍然存在院前急救体系不完善及急救能力不足的问题，具体体现在：（1)受通讯技术条件的限制，无线通讯系统仅能传输语音数据，无法传输图像视频数据，缺乏病患生命体征数据监测和传输系统、精准定位系统，调度中心无法精准掌握急救车行车动态，难以协调最匹配患者病情的医疗资源，导致院内医生只能等到病人到达医院后才能够准确直观的了解病患的生命体征，对于车上病人的救治基本只能单靠急救医生来进行，从而丧失黄金救助时间。（2）12 0 接线员对医疗知识掌握有限，接警过程难以进行有效现场评估和医疗处治电话指导；接车急救医生也往往水平有限，仅能进行简单治疗。(3)急救中心、医院业务相对独立，应用系统缺少联动，彼此之间不能实现信息交换与共享，无法实现实现病人“上车即入院”。2方案设计2.1设计思路国家卫健委颁布的关于深入开展“互联网+医疗健康”便民惠民通知文件中明确指出：“加强患者信息共享、远程急救指导和院内急救准备，实现院前与院内的无缝对接”。为实现以上目标，5G+智慧急救建设方案从以下两个方面进行设计：信息技术上：由单纯的信息技术改为“物联网+信息技术+5G+远程医疗”的技术融合，实现了急救车、病患信息的数据采集、传输和实时展示，通过数据采集共享等技术，构建了多方协作的远程急救、远程会诊和远程指导流程，实现最大限度缩短患者到院抢救时间，保障人民群众生命安全；功能定位上：充分利用现有指挥调度平台，建设基于物联网和5G技术的智慧急救指挥调度平台，系统功能模块包括手机定位、急救智慧分级调度、重大事件预警和处置、患者生命体征检测与传输、联网医院预告知等。2.2总体功能设计5G+智慧急救建设方案利用5G、高清视频等技术打通急救车与急救中心、医院之间的高速信息通道，实现急救车内多方协作的远程急救、远程会诊和远程指导；利用高带宽、低时延5G网络，实现急救车与急救中心的数据共享和互联互通，保证了急救电子病历、患者生命体征数据等院前急救信息链完整，保障患者医疗信息完整可追溯；建设智慧急救指挥调度平台，实现从指挥调度、急救服务、数据互通到监控管理的全方面智慧化升级。通过以上设计，实现精准的急救车就近分配和指引，辅助院内医生提前判断患者病情，并以此制定最优急救诊疗流程设计，配置好相关抢救的医疗设备，在一定程度上缓解急救压力。总体功能设计如图1所示。2.3总体业务流程5G+智慧急救建设方案建立“病人发病一分配急救医疗车一现场急救一急救车中处置一远程会诊一院内处置”的业务流程，打通患者信息传输的各环节，实现院前急救数据共享与互联互通，保障患者医疗信息完整可追溯。其整体业务流程如图2 所示。（1)病人发病，拨打12 0，12 0 指挥调度系统智能分配话务员，最快接通呼叫，并通过手机定位获取病人准确位置信息，迅速分配医疗急救车赶赴现场；(2)急救医生经过现场简单急救措施后，将病人运送上急救车；收稿日期：2 0 2 3-0 2-17作者简介：赵迎升（19 7 8-），男，宁夏人，学士，华信咨询设计研究院有限公司，高级工程师，所长，从事移动通信核心网及政企信息化咨询与研究工作；孙之光（19 7 7-），女，辽宁人，硕士，华信咨询设计研究院有限公司，高级工程师，副院长，从事移动通信核心网咨询与研究工作；黄玲（19 7 8-），女，浙江人，学士，华信咨询设计研究院有限公司，高级工程师，副所长，从事移动通信核心网及政企信息化咨询与研究工作。215Changjiang Information&Communications(3)急救医生在急救车上对病人进行进一步救治，并通过车载多导联监护仪、心电图机等采集患者生命体征数据，利用5G高速网络回传至生命体征检测与传输系统、联网医院预告知系统，将患者状况实时发至急救中心，并将急救电子病历上传到后端平台；医院专家根据掌握的病患信息，同步做好救治准备，提前制定针对性的抢救方案，建立院前院内一体化绿色通道，实现“上车即入院”；(4)在病患病情复杂的情况下，随车急救医生可通过车载急救远程会诊系统向院内专家发起会诊请求，实现实时交互会诊和专家指导；(5)救护车抵达医院后，医院根据已经准备好的院前院内一体化救治方案，调阅、参考急救电子病历，第一时间开展专业救治。2.4急救车5G智慧化改造5G智慧化改造的急救车联网医院病人呼救120调度赵迎升等：基于5G技术的智慧急救应用研究对急救车进行5G智慧化改造，可以充分发挥急救车的移动优势，实现“现场一急救车一医院一指导医院/急救中心”的连续、实时、多方协作的远程急救。通过在救护车内安装5G医疗网关、车载行车记录仪、车载摄像头、北斗+GPS定位终端、高清视频交互终端、显示屏等设备设施，采集车内外视频图像、音频信息、车辆实时定位信息、人员信息、监护仪等医疗设备实时监测信息、车辆行驶状况信息等，通过5G网络实时传输到智慧急救指挥调度平台，便于实施远程会诊和远程指导，也能够使医院在第一时间掌握患者病情，提前制定急救方案并进行资源准备，实现院前急救与院内救治的无缝对接，对院前急救信息进行采集、处理、存储、传输、共享，可充分提升管理救治效率，提高服务质量，优化服务流程和服务模式。急救车5G智慧化改造示意图如图3所示。智慧急救指挥调度平台指挥调度系统升地理信息系统升指挥调度级智能车载终端信数字录音系统息系统患者生命体征检数据互通测与传输系统联网医院预告知急救电子病历系系统统重大事件预警和处置系统监控管理急救视频监控系统图1总体功能设计框架呼吸、心电远程急救指导远程影像诊断等实时监测远程视频会诊临时医疗点：急救现场图2 5G+智慧急救总体业务流程图手机定位系统级调度机智能分配系统急救服务急救服务满意度回访系统急救收费票据管理系统急救综合信息管理系统高清视频/远程影像辅助远程会诊急救车医院120线路自动拨测系统急救智慧分级调度系统院内专家除颤仪监护仪便携超声医疗设备数据上传5G医疗网关麦克风GPS/北斗远程会诊摄车载显示器像头图3急救车5G智慧化改造示意图5G基站视频监控患者生命体征数据实时上传，通过预告知系统传到急救中心大屏高清远程视频会诊，及时指导在途救治216Changjiang Information&Communications随着医疗科技水平的发展，急救车内大量使用除颤监护一体机、呼吸机、便携超声等医疗设备。对各类医疗设备监测数据进行集成，实现数据实时共享，对保证病人生命安全、优化医疗服务流程、提高医疗服务质量及效率至关重要。但是，急救车上各种医疗设备往往由不同生产厂家制造，需要解决硬件传输接口、传输协议以及数据格式上不同造成通信效率低的问题，5G医疗网关是急救车5G智慧化改造的核心，旨在实现不同品牌型号的医疗设备与院内信息平台系统间的互联互通，从而实现医疗设备、医护人员、病人之间的连接，提高数据传输效率，构建医疗设备联网系统。2.5智慧急救指挥调度平台建设智慧急救指挥调度平台提供日常紧急医学救援管理工作的信息化支撑，同时也是作为提升某个普通紧急救援事件为重大事件的信息来源，完成具体的平战结合指导精神。(1)指挥调度功能指挥调度功能由指挥调度系统、地理信息系统、手机定位系统、智能车载终端信息系统、数字录音系统、调度机智能分配系统和12 0 线路自动拨测系统组成，确保快速分配话务员、迅速调度出车、迅速到达现场、实时监控运送病人车辆动态和呼叫语音录音，实现智能化、精准化指挥调度。指挥调度系统提供统一的UI界面，整合12 0 话务接入、电话录音管理、命令单处理、车辆状态管理等具体业务功能。在终端座席配置一机三屏，其中两屏调度（受理调度主屏和监测副屏。主屏显示来电号码，车载信息，当日受理信息，调度派别信息，未接和排队电话，待派等。副屏显示各中心站点信息，分站信息，短信发送，通信录，拨打电话，历史信息查询等），一屏地图。地理信息系统辅助调度人员快速查看不同来源的地理定位信息，快速做出调派指令的辅助工具，辅助指挥调度系统决策。通过接入车辆定位、呼救报警定位来查看位置信息，提供具体的地图操作和轨迹回放等操作。手机定位系统通过部署在本地化的位置信息服务器，对120急救受理中需要救助人员提供被动、对方知晓的位置查询定位功能。在指挥中心值班人员开始处理12 0 报警电话的时候，向主叫用户推送位置短信链接，发起定位请求；12 0 主叫用户收到信息后，打开手机的GPS定位功能，通过WiFi或4G/5G网络，点击短信中的链接地址，系统将该请求和定位结果进行匹配，并将定位结果发送到指挥中心，中心得到的定位信息在GIS上显示，并翻译成区域或街道名称。智能车载终端信息系统是接受调度命令单的主要和关键系统，在执行出车任务全程使用。对一定数量的急救车辆实现2 4小时实时、动态地监控、跟踪，能很好地满足急救车辆的调度、实时状态管理等功能。数字录音系统将保存所有的呼入和呼出电话的录音，存储在数字录音系统中，供各级指挥调度系统查询、点播和回放。调度机智能分配系统执行12 0 报警呼入排队、席位识别、分配上台，通过该系统控制和调配人员对呼入话务处理，以及识别系统是否处于繁忙中。120线路自动拨测系统主要通过模拟线路对12 0 特服号码进行自动呼叫，并通过CTI服务器对呼叫过程实现智能应答检测，以达到实时检测12 0 语音链路通畅情况及在出现系统故障时发出警告的目的。(2)数据互通功能217赵迎升等：基于5G技术的智慧急救应用研究数据互通功能由患者生命体征检测与传输系统、联网医院预告知系统、急救电子病历系统组成，将救急车上的病人生命体征信息提前传送到医院，并生成急救电子病历供院内医生调阅参考，是院前、院内急救无缝衔接的关键功能。患者生命体征检测与传输系统利用车载监护仪实时采集病患的生命体征数据，连接5G医疗网关，通过4G/5G网络将采集到的病患生命体征数据实时传输到急救中心监护业务服务端软件中，通过监护业务服务软件对接收的数据进行解析、存储，并将病患生命体征数据路由到目标医院，并在目标医院的预告知终端上以合理的方式进行展示。通过联网医院预告知系统，在患者送往医院的途中，可将本次出车的关键信息（包括受理详情、患者基本信息、现场初步诊断信息、患者生命体征实时监护数据、车辆任务状态、预计送达医院时间、预计送达医院还需要行驶的距离等）显示到医院预告知终端屏幕上，便于院内提前做好接诊准备，尽可能缩短院内抢救的时间，提高救治成功率。急救电子病历系统提供驶向现场的信息查询、现场和返院途中的快速填写、以及返站后的编辑和提交，以覆盖急救全程方式来实现移动端和PC端的双向同步，改变了之前急救病历手工填写、不规范、不易读、错误多的弊端。将急救病历以计算机可处理的方式存储、组织，形成信息资源库，保证安全性，提供可访问的接口，即为急救病历基础资源库。急救电子病历系统在服务端平台侧生成急救病历库，开放接口给医院调用，当病人送达相关医院后，无需手工填报，医院即可获取所接受患者病历信息，并定期同步到全民健康信息平台系统。(3)急救服务功能急救服务功能由急救智慧分级调度系统和急救服务满意度回访系统组成，实现智能化辅助话务员问答，并及时对急救服务进行回访。急救智慧分级调度系统以国家卫计委办公厅需要紧急救治的急危重伤病标准及诊疗规范为基本依据，建立专家知识库，提供所有主诉情况、回答和解决方案，提供知识库的维护、更新功能。系统可以辅助调度员进行信息问答、电话医疗指导，生成病情处置预案，通过问答步骤执行生成的病情处置预案可以电话指导现场的呼救者在救护车到达之前力所能及地采取措施自救和互救，以稳定病人的情况，为急救赢取时间；在车辆到达现场前，根据呼救者的回答形成病患的危重等级，并将问答情况和严重等级发送到急救车上，让随车医生提前了解现场病患的生命体征情况，并做好针对性的急救准备。急救服务满意度回访系统针对急救服务结束的任务，即急救出车任务完成，于事发第二天这一时间段内，以人工或自动的方式对事发当天的急救服务进行市民满意度回访调查。(4)监控管理功能监控管理功能由重大事件预警和处置系统、急救视频监控系统、急救收费票据管理系统和急救综合信息管理系统组成，是“5G+院前急救”的辅助管理手段。重大事件预警和处置系统通过和指挥调度过程中的任务关联，自动监测调度数据，当达到预置的阈值后，会触发关键字来实现重大事件预警、发布、预案关联等，并实现预警处置。急救视频监控分为固定点监控和急救车任务中的移动监控，以全程视频监控的方式查看和掌握现场情况。可在出现医疗事故时或其他必要情况时取出作为依据与证据，明确事故责任。分站视频数据存储在本地NVR主机中，移动车载视信息通信分布式高性能日志架构设计与研究张航,王红雷，程凯，张文彬，向芸（中国移动通信集团设计院有限公司湖北分公司，湖北武汉430 0 0 0)摘要：文章从分布式日志工具出发提出了一种高性能的设计架构，其中主要技术点包括：容器化部署、高性能落盘、基于消息队列的日志收发、InfluxDB时序数据库可视化展示、异常处理恢复等。基于以上关键技术实现的分布式日志可以广泛用于各种分布式集群中，并具备高可用的机制，从不同维度实现高性能可行的日志采集系统。文章对比了没有采用buff策略以及使用buff策略的性能实现,其中QPS指标为每一次访问请求所查询的次数,其中包含了日志大于MaxSize自动备份切割的过程，发现QPS指标较原有指标提升倍以上，相比原有无优化操作的性能有明显提升。关键词：容器化；分布式系统；消息队列；日志工具；高性能落盘中图分类号：TP3Design and research of distributed high-performance log architectureZHANG Hang,WANG Honglei,CHENG Kai,ZHANG Wenbin,XIANG Yun(China Mobile Communication Group Design Institute Co.,LTD.Hubei Branch;Hubei Wuhan,430000)Abstract:This article proposes a high-performance design architecture based on distributed logging tools.The main technicalpoints include:container deployment,high-performance disk placement,message queue based log sending and receiving,vis-ualization of the InfluxDB temporal database,exception handling and recovery,and so on.Distributed logs implemented basedon the above key technologies can be widely used in various distributed clusters,and have a highly available mechanism toachieve high-performance and feasible log collection systems from different dimensions.This article compares performance im-plementations that do not use the buff policy with those that use the buff policy.The QPS indicator refers to the number of queriesper access request,and includes the process of automatically backing up and cutting logs that are larger than MaxSize.It is foundthat the QPS indicator improves by more than 6 times compared to the original indicator,significantly improving performancecompared to the original operation without optimization.Keywords:Containerized;Histributed system;Message queue;Logging tool;High performance drop disk1引言随着二十一世纪计算机技术的发展，每天海量的数据正以前所未有的速度增长。人们常常利用集群以及分布式技术收稿日期：2 0 2 3-0 3-0 9作者简介：张航（19 8 5-），男，湖北武汉人，本科，中级通信工程师，主要研究方向为4/5G无线网络优化、智能优化方法。ii+频平时存储在车载硬盘中，当急救指挥中心需要调视频时，可通过部署在政务云上的视频监控平台软件直接分发给指挥调度系统终端，并在大屏上进行展示。2.6联网医院建设改造内容联网医院设置急救中心，安排人员值班，安装由预告知大屏和预告知终端软件构成的预告知终端，接收预告平台发送的数据，展示数据，并打通院内急救系统，缩短病人入院救治时间。3应用效果与思考医疗健康领域做为5G典型应用场景，受到各方高度关注，特别是5G智慧急救研究参与方较多、部署实施较广，发展势头良好，应用效果良好，通过应用5G智慧急救平台，平均出车时间可降低12%；院前急救和院内数据打通后，患者到院后的手术准备时间可平均节省30%以上。但是平台实际部署和应用推广中也存在部分问题，包括：车载医疗网关兼容性不足，不能适配全部车载医疗设备，导致部分生命体征数据实际无法上传；急救中心、医疗机构协同不足，未形成机制，医院预告知终端无人值守，远程会诊缺少专家支撑；急救车数量和急救医师数量及能力不匹配，急救体系能力无2023年第0 5期(总第2 45期)文献标识码：A文章编号：2 0 9 6-9 7 59(2 0 2 3)0 5-0 2 18-0 3来应对处理这些数据信息，从而使得系统稳定运行。但分布式系统同样对系统以及服务日志数据有着不小的挑战，随着时间推移，由于分布式节点过多，导致系统日志数量相比以往+一法最大化服务社会。以上问题都影响着5G智慧急救平台发挥其效果，需要后续从组织管理、技术研究等多角度进行解决。4结语5G智慧急救体系的最终成熟，需要拉长产业链，跨界融合、协同推进：卫生行政部门积极进行政策引导，医疗机构积极配合，形成闭环的救治流程，加大急救医师培养，建立急救医师晋升通道，从机制体制层面支撑急救体系的完善；同时，传统通信设备厂商、医疗设备厂商、医疗软件厂商乃至人工智能厂商等都需要积极参与体系的建设，开放共享，从技术层面支撑急救体系的成熟。参考文献：1刘磊,盛伟.浅谈5G技术在院前急救体系中的应用.中国新通信,2 0 2 2,0 2 4(0 0 1)-7 57 6.2罗自然,林洁尘,严静东.5G技术在急诊急救场景的探索和实践J.中国信息化,2 0 2 1(0 8):2 9-31.3朱宏,黄旺程,管新,等.基于5G网络的智慧急救研究与设计J.长江信息通信,2 0 2 2,2 39(11):2 0 2-2 0 4.218一+