重大赛事医疗保障中院前急救与院内急救衔接不畅是降低伤员救治质量的重要因素之一。理想的急救状态是能够建立赛场、固定医疗站、救护车(直升机)和定点医院之间的信息互联共享,使院内专家参与到院前急救中,实时掌握伤员生命体征变化信息,远程指导院前医生实施现场救治,并提前制定院内救治方案,为医疗保障带来更快、更稳定、更安全的服务。

北医三院崇礼院区依托5G+物联网信息技术,建立冬奥会医疗保障指挥调度平台,打破院前急救和院内救治时间和距离的界线,在可视化指挥调度平台的统一指挥和调度下,提高衔接的实时性、流畅度、准确性,实现运动员从受伤时刻起到救治结束的全过程获得高质量、高效率的救治。

一、“相约北京”测试活动医疗保障工作分析

1、赛事医疗保障流程

2021年2月张家口赛区举办了“相约北京”测试活动,《2021年国家跳台中心医疗保障工作方案》(以下简称《工作方案》)要求“比赛中赛道如出现伤病情况,FOP医疗小组医护人员需第一时间通过手台告知赛场医务官,由赛场医务官与伤员所在代表队教练、队医沟通确认后进行救治或转运,并通过手台汇报医疗保障指挥部。”

医疗保障以现场救治、转运和定点医院救治为目标制定相关标准,按照发现、伤情上报、接诊、伤情评估、处置、诊治方案上报、转运、交接、救治等时间顺序进行。

2、赛事医疗保障存在的问题

1.院前急救质量过多依赖院前医生

按照《工作方案》要求,FOP—固定医疗站—救护车(直升机)—定点医院之间使用手台作为信息传递的工具,这种信息传递方式会使伤情的判断过度依赖于院前医生。院前医生个人总结能力和医疗水平不同,病例简报中汇报的内容会存在很大的差异,可能出现伤情重点不突出或遗漏了重要的症状或体征的情况,进而对伤员的伤情产生误判,不能第一时间采取最有效的救治方法,可能会造成不可估量的后果。

2.院前急救装备的信息化水平偏低

院前急救装备按照冬季雪上运动项目场馆的固定医疗站、FOP、救护车和医疗直升机分类制定。目前,测试赛各类装备配置的信息化水平普遍偏低,缺乏如人工智能、便携式智能医疗设备、穿戴式信息装备等应用,院前急救过程中的有效信息,如患者的血检、心电图、超声、影像等数据受到信息化水平低的限制,缺乏向定点医院内进行及时、准确传递的手段,降低了院前急救质量。

3.院前急救和院内救治缺少系统协同

条块分割的管理是赛事医疗保障中的一个显著特点,部门和工作圈之间的分割常常使信息传达受阻,缺乏有效的联动与协调,从而影响应急救援的效果 。按照现有的赛事医疗保障方案,院前急救和院内救治有严格的地理界限划分,缺乏系统协同的机制和全面资源共享的手段,均呈“单打独斗”状态。院内急救专家只是按照院前医生传递的伤情信息推测伤情、开通绿色通道、做好接诊准备,并不能从伤情判定和伤员救治方面给出太多专业意见,处于一种被动状态,致使急救黄金时间内伤员无法获得更高质量的救治。

二、5G+物联网医疗保障指挥调度平台的构建

1、5G+物联网技术在医疗中应用的优势

5G即第五代移动通信技术,是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继4G、3G和2G系统之后的延伸。物联网即“万物相连的互联网”,是互联网基础上的延伸和扩展的网络。物联网通过传感器、射频识别(RFID)以及全球定位系统等技术,采集需要监控、连接、互动的物体或过程,通过各种网络接入实现万物互联互通。

早在5G技术出现之前,物联网已应用于远程医疗、数据共享等医疗服务,但因受到网络技术无法满足医疗服务对远程视频清晰度、时延性、稳定性和接入设备数量的需求,仅限于在概念孵化阶段,并未得到太多的应用。

5G网络具有高速率、低时延、广泛连接的特点:数据传输速率最高可达10 Gbit/s,是4G网络的100倍;网络时延低至1毫秒,而4G为30~70毫秒;5网络每平方千米设备连接密度可达到有数百万个,相较4G用户容量极大增加。5G网使得物联网达到对物品和过程的实时智能化感知、识别和管理,从而实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通,解决了4G网络对医疗服务的限制。

2、5G+在赛事医疗保障中应用的基础

2019年5月17日中国联通“5G NEXT”在张家口落地,建立冬奥赛区及张家口重点区域的5G网络覆盖。冬奥赛区医疗救治网络以5G基站为网络节点布置超密集异构网络架构,密集部署的网络使网络功率和频谱效率大幅度提高,扩大了网络覆盖范围,扩展了系统容量。

目前赛区基站体验速率可达1 Gbps,时延低于200ms,且具有相当的灵活性,能容纳不同波谱和带宽,可以清晰、稳定、实时传输1080p视频。通过5G+物联网,搭建指挥调度平台,使得FOP医生单兵装备、固定医疗站、救护车(直升机)和崇礼院区指挥中心联动,大大提升远程救援能力,实现冬奥医疗保障的移动化、远程化和智能化。

3、5G+物联网医疗保障指挥调度平台

图1 5G+物联网指挥调度平台

5G物联网医疗保障指挥调度平台是智慧医疗的全新应用,它运用5G、物联网技术,结合地理信息(GIS)、全球定位(GPS)、遥感遥测(RS)、远程会诊等系统,由智能穿戴式装备、移动会诊客户端、救护车载(直升机)数据采集端等组成,实现音视频、影像及医疗检测数据传输至指挥调度平台,使院内专家远程指导院前医生实施现场救治。见图1。

1.5G赛场医疗保障

图2 头戴式移动终端

赛场医疗保障主要通过5G院前急救单兵设备实现,5G院前急救单兵设备为头戴式,可解放救援医生双手,戴在额头和固定在安全帽上,内置视频、音频、电源、存储等设备,支持120度超大广角,并且具备防水、防尘、抗低温性能, 保证在寒冷的室外环境下长时间使用,比传统的VR眼镜更具优势。当运动员在赛场受伤时,赛场医生到达现场后,使用5G院前急救单兵设备,呼叫定点医院指挥调度平台,指挥调度平台与现场救援人员进行双向音视频交流,将现场高清画面和施救措施实时传送到院内,使院内专家实时指导赛场医生实施医疗救治。见图2。

2.5G固定医疗站医疗保障

在固定医疗站配置远程会诊移动推车,包括摄像系统、语音交互系统、显示系统、医疗图像采集编码系统、控制管理系统在内的5大示教系统模块都集中安装在医疗推车上。推车配置有万向轮、可调节显示器支架和视野支臂等辅助结构,可灵活的在固定医疗站移动使用,同时保证了远程会诊过程中的显示效果和拍摄效果。通过5G网络,将伤员在固定医疗站救治情况音视频及医疗设备检查的实施动态高清图文信息同步到定点医院指挥调度平台,实现院内专家与固定医疗站零距离会诊。见图3。 

图3 远程会诊移动推车

3.5G救护车(直升机)医疗保障

在救护车(直升机)内安装由全景高清摄像头、5G院前急救采集设备组成的5G移动救护转运终端系统,系统内置医疗数据、音视频、5G、WIFI等芯片,通过与智能医疗设备连接,如车载超声、心电监护仪等,实时将影像、音视频数据传至定点医院指挥调度平台。通过地理信息系统(GIS)系统,救护车运行实时地理定位信息传输至指挥调度中心,院内专家可实时制定院内救治方案,从而将急救的部分工作前移,争取宝贵的急救时间,实现“上车即入院”。见图4。

图4 5G救护车(直升机)院前急救

4.5G院内远程手术示教

崇礼院区拥有两间数字化复合CT手术室和复合DSA手术室,运用5G+物联网通信技术、音视频处理技术、远程视频通讯技术,可将手术室内伤员的所有医疗信息实时在指挥调度平台的示教系统中直播,实现指挥调度中心的医疗专家进行多学科会诊、指导手术。通过分屏处理技术,当2间手术室同时进行手术室,同一位专家可在指挥调度中心指导两台手术操作。同时,本届冬奥会面临严峻的疫情防控工作,远程手术示教系统能更有效地防止交叉感染,保护医疗专家的安全。见图5。

图5 院内远程手术示教

5.应用效果

2021年7月,指挥调度平台初步搭建完成,已经多次进行赛场医疗站、救护车转运途中信息快速共享、医疗可视化监测和指导,进行实时互联互通的远程医学急救指挥调度实战模拟演练。模拟演练过程中,可从固定医疗站、转运救护车中向指挥中心实时、清晰传送生命体征信息、动态超声图像,指挥中心专家与院前急救人员音视频无障碍沟通,实现在指导院前急救的同时,组织院内救治工作,显著提高救治效率和质量,达到指挥调度平台建设的目标(如图6)。

图6 救护车转运模拟演练

三、指挥调度平台系统的发展现状与前景

冬奥会医疗保障是阶段性任务,后奥运时代指挥调度平台的发展是需要思考的问题。随着冬奥会的举办和《“带动三亿人参与冰雪运动”实施纲要(2018-2022)》的提出,近几年滑雪人数激增。研究表明,由于技术缺陷和失误,休闲滑雪的损伤率也在0.44%左右,虽然与滑雪竞技比赛相比较低,但因滑雪场开放时间较长、地域分布较广,受伤总人数却更多。所以,休闲滑雪的医疗保障问题同样应受到重视。

2020年9月,国家卫生健康委、工业和信息化部、应急管理部等九部委联合印发《关于进一步完善院前医疗急救服务的指导意见》中强调,要提高院前医疗急救信息化水平,推动院前医疗急救网络与医院信息系统连接贯通;规范院前院内工作交接程序,整合相关部门,建立院前院内一体化绿色通道,推行急诊急救一体化建设,提高救治效率,这与指挥调度平台的发展完全契合。

冬奥会后,基于现有架构和冬奥医疗保障应用的经验,进一步完善指挥调度平台,逐步与崇礼地区7大雪场全部对接,为区域雪上运动、户外运动项目的发展提供医疗保障支撑,并进一步通过地方政府推动急救调度信息与电信、公安、交通、应急管理等部门及消防救援机构的信息共享与联动,在疫情防控、医疗急救、重大活动保障、突发公共事件紧急救援等方面发挥作用。

指挥调度平台系统拥有广阔的发展空间,同时也面临着挑战:

1.5G网络覆盖不足

5G网络的高速率、低时延、广泛连接的优势依托于网络覆盖面。目前,崇礼地区除冬奥赛区和重点区域实现了5G网络全覆盖,尚有5G信号薄弱的区域需要运营商尽快建设基站,扩大网络覆盖范围,以建立指挥调度平台在全域范围内应用的基础。

2.物联网配套设施不足

指挥调度平台中的人工智能、便携式智能医疗设备、穿戴式信息装备是通过设备中安装的5G芯片实现互联功能。目前5G物联网芯片主要以窄带物联网技术为核心,受技术发展限制,尚未完全支持5G网络的升级,并且生产成本较高,不利于5G物联网的普及。

3.数据安全问题难以保障

指挥调度平台在工作时需要大量传输患者的数据资料和云端监控,进行远程救援指导或医疗服务,会对患者的隐私安全造成极大的隐患。

综上所述,基于5G+物联网指挥调度平台在医疗领域应用尚处于起步阶段,在不断完善顶层架构、网络建设、辅助设施、安全保障等相关工作后,整体发展前景势好。