姬金虎 沈灿林
摘 要
目的：将互联网+穿戴式医疗设备作为医院的“触手”，与患者随时随地连接起来，促使医养结合项目的落地实施。作用：（1）打破医疗器械集中在医疗机构中形成的“医疗孤岛”，使用互联网+技术扩展医疗资源覆盖的广度和密度，提高医疗资源的服务效率，达到普通健康数据采集分析由计算机自动完成，慢性疾病随时监控，定期指导，突发状况通过穿戴式设备实时上报、及时处理;（2）互联网+穿戴式医疗监护设备打破医院“围墙边界”，为居家养老提供24小时在线的医疗服务，院内院外健康监护同质化，提高人民群众对于医养结合项目的认可度;（3）互联网+穿戴式医疗设备的技术革命将改变医疗服务模式，由原来固定场所提供医疗服务到随时随地在线监测患者健康状态。结论：互联网+穿戴式医疗设备可以解决医养结合项目中医院床位不足，医疗资源效率问题，做到慢性病患者院外病情监控。同时也降低患者医疗费用，将医养结合落到实处。
关键词
互联网+;穿戴式医疗设备;医养结合
中图分类号： R197.39 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.03.055
新疆医科大学大学位于新疆的心脏地带，搭建了全疆（未来覆盖整个中亚地区）主流的医疗资源;医疗资源以“点”的方式散播在各个城市。如何开展全疆的医养结合项目，如何落地，是新疆医科大学不可推卸的责任，也是新疆医科大学的义务。在老龄化的中国社会中，把慢性病患者集中在医疗机构中进行医养结合，显然不现实，床位和医疗资源使用效率都不允许。
因此，在地广人稀的新疆实施医养结合项目开展首先应考虑新的技术的引入：互联网+穿戴式医疗设备;通过新技术，新设备将医疗资源投送到用户家中，打破医疗资源在空间上的阻隔。通过穿戴式医疗设备的使用，实现患者在医院以外，全疆范围甚至是中亚区域内实现实时的健康监控，利用人工智能，完成患者健康指导，自动急救服务等。《互联网+穿戴式心电监护设备》作为打破医院围墙的触手，通过无线网络将用户的健康数据实时传送到医院服务器中，根据服务器对数据的分析，得出患者生命体征的处理级别。具备简单便捷，适合老年人使用的特点。打破医疗设备与人在空间上的限制。根据中国人口变化趋势，未来中国社会的老龄化将加深，意味着慢性病患者增多，患者更多的时候是居家养老，预防突发情况的出现，因此，我们需要互联网+技术将医院和患者紧密地联系到一起，通过穿戴式设备提供全天候的健康监护。
1 国内外研究现状
穿戴式医疗设备从2015年开始兴起，从国自然立项项目个数以及资助金额就可以看出2015-2018年呈现井喷态势。在国内外都属于前沿技术。5G技术的出现和发展也预示着互联网+技术从研究到实际应用的进步，未来万物互联必将在医疗领域应用。互联网+穿戴设备目前国内外研究情况看都属于实验研究阶段。医疗设备主要以穿戴设备为主，例如：日本Toshiba公司开发的“LifeMinder”[1][2]通过可穿戴设备+通信设备接驳达到生理数据接入网络。欧洲委员会开发的MobiHealth[3]项目，是根据需求定制的輕量级的穿戴式健康设备。Imperial CollegeLondon的UbiMon[4]的观点更加微型化，建议使用可植入的生理数据采集设备监测用户身体数据。微型化穿戴设备还有“指环传感器”“ring sensor”[5]，由darbeloff信息系统技术实验室的科学家们开发，该系统可以无线传输心率信号到服务器。针对心脏健康的监护方面的工作，还有美国Alabama大学。他们开发了可穿戴的无线运动+心率监测系统[6]。随着医疗传感器的微型化，5G技术的发展，穿戴设备逐渐从实验室走入市场，例如，现在市场上可以购买到的运动监测手表，已经具备了心率，体温，睡眠质量等功能。
如今，医疗传感器技术与通信技术的发展促成了互联网+穿戴式设备的落地实现。这些因素都促使了穿戴式生命体征监护仪的研发。通过穿戴式生命体征监护仪提供一种使用舒适、移动便携、功能多样和廉价的监测护理解决方案。
过去人们看病要去医院等医疗场所才可以获得医疗服务，就好像过去我们要存钱、取钱要去银行一样;移动技术的发展打破了资源的空间束缚，居家养老也可以全天候享受到零距离的医疗监护，可以大幅提高患者的生活质量，提高医疗资源的使用效率。
2 项目实施验证
医养结合项目关键在于如何为患者提供随时随地的医疗监护服务。达到患者在医院以外享受到的医疗服务和病房中是一样的。这个目标采用互联网+穿戴式医疗设备来实现。
本项目验证实验内容为：搭建一个互联网+穿戴式医疗监护设备系统，完成一个可实现的医养结合系统。通过分析，此系统分三个部分：终端-移动网络解决方案-服务器，重点在终端，穿戴式生理数据采集平台的研发上，本项目选取互联网+医疗数据采集系统的方式测试项目实施情况。
总体结构可以概括为三大部分：生理数据采集器、手机App、医院后台管理程序，其总体设计框架如图1所示。
图1 总体设计框架
2.1 项目实验过程
实验阶段使用医用电极板，导联线采集心电数据，项目落地后，把电极板和导联线融为一体，微型化，采集心电模拟信号。信号由单片机采集后A＼D转换为数字信号，python编码实现信号去噪。此方法采用简易的数据阈值法，去除过高和过低的异常数值即可，后期研发设备需要进一步优化数据采集算法。
采集到的数值数据每30秒写入txt文本一次，1分钟传送后传送该文件到服务器上。
无线传送模式，有三种选择：1）使用无线网卡利用wifi传送;2）使用蓝牙与手机接驳，由手机app通过数据网络传送数据;3）单片机直接使用4G模块使用移动网络传送数据。
實验结果表明：1）无线网络功率大，穿戴设备待机时间短，老年患者无法随时随地使用wifi信号，该方案不合适;2）使用蓝牙接驳手机，利用手机传输数据虽然耗电量小，但是故障率太高，容易导致蓝牙连接中断。老年人使用不便。3）使用4G信号直接与服务器相连是最佳方案，使用简单，稳定，耗电量可以忍受。
服务器端接收到txt文件后，进行可视化，例如：导入excel查看数据动态变化。
2.2 生理数据采集处理
实验采用的单片机有两种：Arduino uno，树莓派2.购买了医用心电电极板，导联线，802.11无线网卡（免驱），蓝牙4.0模块，4G通讯模块。
采集线路接入单片机模拟接口，使用python编程将模拟信号转变为数字信号，也可以使用现有的模数转换模块完成。获取的数据存储在txt文本中，每隔1分钟通过无线网络传输到服务器上。
2.3 无线通信模块
根据项目实验，穿戴式设备的传输方式推荐为4G模块直接传输数据，该方法简单，患者不用操作，稳定，有手机信号的地方就可以稳定使用。使用蓝牙接驳手机传送数据，可以在手机端增加医疗服务功能，该方式也可以降低穿戴设备的能耗，提高待机时长，但是手机和设备的连接故障率较高，且需要专业人员解决。
2.4 程序设计
该实验系统软件部分为：信号处理部分，文件存储传输，服务器端接收显示程序。信号处理部分在模拟接口端收到数据后，剔除异常数据，将数值归一化，表示为0-100之间数值。然后由文件处理程序每隔一段时间将内存中数据存储到sd卡中，再将txt数据发送给指定的ip地址。服务器端通过共享文件夹或者ftp或者其他方式获得数据文件后，打开显示。由此模拟穿戴式设备网络传输数据全过程。
3 项目测试结论
1）互联网+穿戴式医疗设备可以有效将医疗服务延伸到患者身边，随时随地监护患者生命数据，助力医养一体化的实施;
2）技术的变革会引发行业运行模式的转变，如同冷兵器时代整齐的方阵作战到现代隐身战机的发展。互联网+穿戴式医疗设备，打破了医院“围墙”的界限。以社区、家庭为基础的医养服务体系将得以落地实施。
3）从医疗服务提供的角度看，医疗资源提高了服务效率，也就可以提高医务工作者的收入;医院和医务工作者也希望可以实时监测到自己患者的身体健康变化情况;患者也可以在家中获得住院时一样可以获得的医疗监测，并且费用按需支出，生活质量更高。
4）医养结合项目作为医疗与养老相结合的新事物，我们需要从技术手段，运营模式，医疗系统，患者支出等多方面开展研究，以确保项目的落地实施。
作为项目的核心：互联网+穿戴式医疗设备，是医养结合项目的技术根基，直接影响到上层工作开展，就好比计算机硬件决定了计算机性能和功能一样。
4 展望
未来的中国社会将进入老龄化，慢性病高发的时期，人力资源变珍贵，医护资源尤其宝贵。通过互联网+穿戴式医疗设备可以提高医疗资源的效率，让计算机替代一个医生24小时监管1千名甚至1万名患者。
实施医养结合旨在提高广大人民群众生活质量，为居家养老提供24小时在线的医疗服务。将大幅提高人民群众享受医疗资源的公平性，提高医疗服务的质量和贴合度。将医疗资源从医院等医疗机构释放出去，走进每一个家庭。结合家庭签约医生，社区医院，专科大夫等多级医疗服务减少住院观察时间，减少门诊量为患者和医务人员减轻负担。随着互联网+生态环境的变化，特别是5G网络的使用，医疗监测器械的无线传输技术已经成熟。现有心电，血压，血氧，血糖等设备可以廉价，方便地接入医院服务器。也会促进互联网+穿戴式医疗设备的快速投入市场。
参考文献
[1]Kazushige Ouchi;Takuji Suzuki;Miwako Doi Lifeminder：A Wearable Healthcare Support System with Timely Instruction based on the User's Context 2004.
[2]Troster G
[3]孙荣国，黄勇，曾智.积极探索建设数字化医院努力，提高医疗服务质量现代预防医学，2008，35：297-285.
[4]Gopalsamy C，Park S，Rajamanickam R，et al.The wearable motherboard：The first generation ofadaptive and responsive textile structures （ARTS） for medical applications. Virtual Reality， 1999，4-152-168.
[5]Asada H;Shahis P;Reisner A，Rhee;S，Hutchinson RC Mobile Monitoring with Wearable Photoplethysmographie Sensors 2003（5-6）.
[6]Milenkovic A;Otto C;Jovanov J Wireless Sensor Networks for Personal Health Monitoring：Issues and An Implementation[J] 2006（13/14）.
