基于物联网的智慧ICU建设

基于物联网的智慧ICU建设目录CONTENTS现状与痛点背景分析1管理思路与方案辅助决策工具的建设方案应用成效未来展望23456XX医院重症ICU现状与管理痛点重症医学科医护人员普遍配备不足，床护比心外监护达到，其他监护未达到传统意义上ICU床位：198张（9张未开放）（11个病区）其他重症床位（含已建设）：115张（9个病区）重症床位多且专业人员配备不足XXICU现状分析人数床位床护比呼吸与危重症医学科重症监护病区27191.42护理ICU病区（北）69292.38急诊医学科重症监护一病区37191.95心脏内科重症监护二病区14150.93重症医学科二病区34172.00重症医学科一病区27122.25心外监护病区62272.30信息化建设水平参差不齐由于各专科ICU成立时间不同，导致全院ICU有多个厂家的重症系统诊疗数据中部分生命体征数据缺失，数据价值未能挖掘利用对重症患者全息综合信息的数据采集、数据治理和数据应用、多学科研判利用率较低XXICU现状分析质量控制与绩效考核专科ICU缺乏统一的重症质量控制绩效考核：专科ICU体现不出劳务价值快速反应团队尚未建立院内危重患者区域化管理机制尚在探索中，快速反应队伍尚未建立（针对其他病区）综合救治能力每个ICU水平不齐，缺乏系统的重症医学专科培训数据存在孤岛无法集成共享体征数据除重症系统外其他系统无法接入，存在壁垒医护人员日常工作需要在其他系统中记录或者浏览患者监护数据，增加了工作量无法获取设备使用率没有统一的医疗设备管理平台，无法动态监测设备使用情况体征数据无法追溯重症病房数据已联网，但普通病房转重症监护室病情急剧变化的患者诊疗数据追溯工作困难全量医疗设备生命体征参数获取难多种类多品牌多型号医疗设备生命体征参数获取难缺乏辅助决策手段设备假阳性报警增大了医护人员工作量缺乏各临床专科的知识库的建立现状及痛点XXICU痛点分析背景分析响应国家政策要求国家卫生健康委办公厅关于进一步完善预约诊疗制度加强智慧医院建设的通知（国卫办医函〔2020〕405号）《通知》指出，要建立诊疗信息数据库，为医疗质量控制、医疗技术管理、诊疗行为规范、合理用药评估、服务流程优化、服务效率提升、医疗资源管理等提供大数据支持。鼓励医疗机构积极拓展智慧管理创新应用，使用面向管理者的医院运营趋势智能化预测，切实为管理者提供客观的决策依据，提升医院现代化管理水平，逐步建成医疗、服务、管理一体化的智慧医院系统。国家卫生健康委办公厅关于印发医院智慧管理分级评估标准体系（试行）的通知（国卫办医函〔2021〕86

号）医院智慧管理评估分级4级：依托医院管理信息系统实现中级业务联动。通过数据接口方式实现医院管理、医疗、护理、患者服务等主要管理系统（如会计、收费、医嘱等系统）数据交换。医院智慧管理评估分级5级：初步建立医院智慧管理信息系统，实现高级业务联动与管理决策支持功能。各管理部门能够利用院内的医疗、护理、患者服务、运营管理等系统，完成业务处理、数据核对、流程管理等医院精细化管理工作。建立医院智慧管理数据库，具备管理指标自动生成、管理信息集成展示、管理工作自动提示等管理决策支持功能。十部门关于印发《“十四五”医疗装备产业发展规划》的通知（工信部联规〔2021〕208号）《规划》中提出发展海陆空远程医学救援,”平急”结合，提升重大公共卫生事件、自然灾害等紧急医疗装备供给能力。关于印发进一步改善护理服务行动计划（2023—2025年）的通知（国卫医政发﹝2023﹞16号）《通知》指出，加强信息化技术支撑。医疗机构通过智慧医院、智慧病房、电子病历信息化的建设，加强护理信息化发展，充分应用人工智能、5G、物联网等新一代信息技术，改进优化护理服务流程，提高护理工作效率，减轻临床一线护士工作负荷。上海市人民政府关于印发《上海市卫生健康发展“十四五”规划》的通知（沪府发〔2021〕10号）完善急救急诊、重症监护治疗病房功能布局和设施设备，加强重症医学、感染、战伤创伤急救、护理能力建设，强化院感防控。0103《关于推动公立医院高质量发展的意见》（国办发〔2021〕18号）《意见》指出要推广新模式、新技术、新手段，以智慧医院建设为目标，加快信息系统整合集成。02040605政策背景01建设数智临床服务新模式医院要积极参与“市级医院重症医学科（ICU）数字孪生应用平台建设项目”建设以患者安全为中心，实现从入科到出科的重症救治“全流程一体化智慧临床”应用场景02打通重症医学科“数据采集-数据治理-数据应用”的数据治理链条基于结构化电子病历的建设，形成医院的标准化数据库加强数据治理，建立重症医学数据湖03建设多层次的应用场景第一层级：数据的可视化呈现，包括远程监护、查房、教学、探视等第二层级：通过数据分析对患者进行管理，如患者病情分级评估等第三层级：大数据建模的临床应用，通过孪生数据深度学习、建模等推进重症医学科数字孪生应用平台建设申康中心市级医院重症医学科（ICU）数字孪生应用平台建设项目旨在推动市级医院利用物联网、5G技术、数字孪生、人工智能等技术，通过病历、设备、视频等各类信息汇集，2024年内建成面向市级医院重症病房的可使用、可共享、可决策、可视化、可预警的一体化数字孪生数治平台，弥补重症医疗资源紧缺、管理模式以及诊疗水平差异等短板，从空间维度和时间维度重构市级医院重症监护全过程管理。申康中心项目建设要求市级医院数据采集及共享医院网络无线路由生命支持类设备数据采集装置呼吸机服务器无限网访问路径数据流硬件连接示意图针对痛点生命体征参数获取难无法获取设备使用数据管理思路利用物联网技术实现设备使用数据动态采集解决方案一管理方案-基于物联网的设备数据采集参数名称英文名单位血氧浓度SpO2%心率HR次每分钟无创平均压NIBP

MmmHg无创收缩压NIBP

SmmHg无创舒张压NIBP

DmmHg血压平均值MeanmmHg血压高值systolicmmHg血压低值diastolicmmHg呼吸频率RR次每分钟体温temperature0.1度中心静脉压CVPmmHg设备时间device

timestring：YYYYMMDDhhmmss脉搏PR次每分钟中心静脉血氧饱和度ScvO2皮肤温度Skin

Temperature腋窝温度Axillary

Temperature口腔温度Oral

Temperature病历号PatientMedical

IDstring参数名称英文名心率过低ppr

low_limit心率过高ppr_high_limit血氧浓度过低spo2

low_limit血氧浓度过高spo2_high_limitECGPVC

过低ECGPVC

low_limit_2ECGPVC

过高ECGPVC

high_limit_2ECG心率过低heartrate

low_limitECG心率过高heartrate

high_limitNBP

舒张压过低NIV

diastolic_low_limitNBP

舒张压过高NIV

diastolic_high_limitNBP

收缩压过低NIV

systolic_low_limitNBP

收缩压过高NIV

systolic_lhigh_limitNBP

平均压过低NIV

mean_low_limitNBP

平均压过高NIV

mean_high_limit舒张压过低diastolic_pressure_low_limit舒张压过高diastolic_pressure_high_limit收缩压过低systolic_pressure_low_limit收缩压过高systolic_pressure_high_limit……针对重症ICU中的监护仪、呼吸机、ECMO、CRRT、输注泵、血气分析等六类生命支持类医疗设备，安装数据采集器对设备参数信息进行实时自动采集，采集参数包括生命体征参数、设备实时报警参数和设备实时工作状态。监护仪采集主要数据 监护仪报警参数*采集参数视设备品牌型号而定*采集参数视设备品牌型号而定呼吸机采集主要数据参数名称英文名单位呼出潮气量VtemL吸入潮气量VtimL自主呼吸潮气量VTexp

spontmL控制呼吸潮气量Mand

VtmL分钟呼气量MVexpl/min自主呼吸分钟潮气量MVexp

spontl/min自主呼吸频率RR

spont/min呼吸频率RRbpm吸气时间Tisec呼气时间Tesec吸呼时比I:E/峰压PpeakcmH2O平均压PmeancmH2O呼气末正压PEEPcmH2O氧气输入口压力O2

inletpsi吸入氧气浓度FiO2%模式mode@Table_mod潮气量(设定值)vt()mL.........ECMO采集主要数据参数名称英文名单位DP_DATA

CH1

压力PRESmmHgDP_DATA

CH1

趋势TRENDmmHg/minDP_DATA

CH1

高线LIMITmmHgDP_DATA

CH1

放大倍数AMPL/DP_DATA

CH1

校准值M/DP_DATA

CH1

偏差OFFS/DP_DATA

CH2

压力PRESmmHgDP_DATA

CH2

趋势TRENDmmHg/minDP_DATA

CH2

高线LIMITmmHgDP_DATA

CH2

放大倍数AMPL/DP_DATA

CH2

校准值M/DP_DATA

CH2

偏差OFFS/压差DIFF_PRESSmmHg趋势差DIFF_TRENDmmHg/minDP_DATA

CH1

低线LOWLIM1mmHgDP_DATA

CH2

低线LOWLIM2mmHg气泡显示值BAR_BUB/微气泡活动UBUB/.........CRRT采集主要数据参数名称英文名单位工作模式operation

mode/治疗therapy/血流流速programmed

bloodflowml/min编程液体损失programmed

Fluidlossml编程稀释programmed

Post-dilutionml/h编程预稀释programmed

Pre-dilutionml/h总脱水量Fluidloss

totalml入口压力access

pressuremmHg回流压力return

pressuremmHg预滤器压力pre-filter

pressuremmHgTMPTMPmmHg压降pressure

DropmmHg滤液压力filtrate

pressuremmHg肝素率heparin

rate/10

ml总肝素heparin

total/10

ml透析液actual

Post-dilutionml/min置换液actual

Pre-dilutionml/min日志间隔log

intervals.........输注泵采集主要数据参数名称英文名单位速率Rateml/h总量volumetobe

infusedml压力pressure

value/注射剩余时间Remainingtime

untilendof

infusions输注总量volume

infusedml输注时间infusion

timemin电池时间Battery

timemin剩余待机时间restofstandby

timemin快推速率rateof

bolusml/h快推量bolusvolumedeliveredby

pumpml药物浓度(4)mg/ml设置总量(4)Ppeakml/h注射速度(4)Pmeanml/h单次注射量(4)PEEPmlKVO速度(4)O2

inletml/h诱导量(4)FiO2mg/kg配药浓度(4)modemg/ml维持速度(4)vt()ml/h.........管理方案-基于物联网的设备数据采集针对痛点数据存在孤岛无法集成共享诊疗数据无法追溯管理思路打通数据链路基于重症系统已建设系统基础将普通病房设备纳入平台管理利用接口对接方式与医院其他信息系统数据平台集成融合追溯普通病房转ICU患者生理参数及诊疗数据重症监护室床旁采集数据流图网络拓扑图示意图重症监护室床旁采集数据流图解决方案二序号接口系统说 明1HIS系统与HIS系统数据交互，用于获取医疗设备收入数据等2护理系统与护理系统数据交互，用于获取当前床位患者信息，将患者与设备绑定，推送患者生命体征数据至护理系统，减轻护士手工记录患者体征数据工作量3PACS/RIS与PACS/RIS系统数据交互，用于获取设备患者检查、登记、预约数据等4输注系统与输注系统数据交互，用于获取输液泵、注射泵设备产生的报警数据（电池电压过低、电池仓盖被打开、注射器空等）以及输注液体量、已经输注液体量、已经输注时长、bolus速度、standby等待剩余时长等参数信息5中央监护系统与中央监护系统交互，用于获取生命体征数据，呼吸频率、无创收缩压、有创收缩压、血氧饱和度、心率等6重症监护系统与重症监护系统交互，用于获取获取床位信息、患者信息，推送患者生命体征数据至重症系统7……管理方案-接口对接针对呼吸机、监护仪、CRRT、输注泵、ECMO、血气分析等六类生命支持类医疗设备，采用定接口对接方式 制化的数据采集器与医疗设备的RS232串口或网络接口进行连接，通过解析医疗设备的通讯协议，获取医疗设备输出的生理参数和报警信息，上传至服务器。接口系统与院内信息系统接口对接系统及内容如下：解决方案三针对痛点管理思路探索一套辅助决策工具，为临床诊疗和重症监护设备管理提供数据支持与管理抓手缺乏辅助决策手段治疗方案选择、病情监测与调整治疗、抢救措施决策、资源分配与优化辅助决策工具PC端APP驾驶舱实时远程监护实时体征查看临床医疗数据分析与辅助决策科室辅助决策业务应用交互/展现…数据处理数据存储数据抽取数据分析数据传输设备范围科室范围呼吸机监护仪CRRT输注泵ECMO血气分析重症监护室普通病房数据采集医院信息系统医疗设备物联网平台HIS系统护理系统输注系统中央监护系统重症监护系统PACSAIOT平台......…利用算法和模型提供决策支持基于重症监护设备物联网的临床辅助决策系统架构病种辅助决策系统包含病种评分任务、病种知识库、病种数据、病种评分流程、交互/展现、数据存储6层架构。辅助决策系统功能框架病种评分任务病种知识库病种数据决策工具支撑应用。其中病种评分流程由病种辅助病种评分流程辅助决策系统功能框架交互/展示数据存储病种评分流程由病种辅助决策工具支撑应用序号步骤名称说明1确定指标集确定评价指标体系和体系中各指标的名称、级别、定义、判别规则（可选）、数据来源、指标可及性、单位、属性（高优、低优）等关键字段；2确定指标的数据范围确定最下层指标的数据范围，包括最小值、最大值、均值、标准差等；3建立指标体系和评价模型根据指标集信息建立指标体系，指标体系中隐含了评价模型的信息；4仿真生成样本数据根据建立的指标体系和数据范围仿真生成指标数据，数据生成方式有随机数、均匀分布、正态分布、二项分布四种方式，生成数据类型有整形、浮点型、布尔型三种类型；5仿真生成调查问卷数据根据建立的指标体系和数据仿真生成调查问卷数据，调查问卷有专家打分法和层次分析法两种问卷；6计算调查问卷权重根据收集的问卷数据计算相应的权重，根据问卷计算权重的方式有专家打分法和层次分析法两种；7计算综合评价指数根据建立的指标体系和指标权重对各指标进行综合评价，生成评价指数；权重可根据不同的方式计算，也可手动调整；辅助决策工具是一款多模态算法平台工具：包含常规统计功能、指标体系和模型建立功能、数据无量纲化功能、指标权重计算功能、综合评价功能、数据仿真等6大功能模块。运用软件进行评价模型的建立和计算综合评价指数步骤辅助决策工具—功能介绍模型名称模型总分模型预警规则一级指标一级指标总分一级指标判决规则一票判决一票判决得分阈值NEWS预警模型15单项指标分数>=3分或者总分数>=5分时提示报警呼吸速率/分钟3当<9时，得3分；当在9-11区间时，得1分；当在12-20区间时，得0分。当在21-24区间时，得2分，大于24得3分。是，一票支持全局3血氧饱和度3当<92%时，得3分；当在92-93%区间时，得2分；当在94-95%区间时，得1分；当>95%，得0分。是，一票支持全局3体温3当<35.1时，得3分；当在35.1-36区间时，得1分；当在36.1-38区间时，得0分；当38.1-39，得1分；当>39时，得2分。是，一票支持全局3收缩压3当<91时，得3分；当在91-100区间时，得2分；当在101-110区间时，得1分；当在111-219区间时，得0分；当>219时，得3分。是，一票支持全局3心率3当<41时，得3分；当在41-50区间时，得1分；当在51-90区间时，得0分；当在91-110区间时，得1分；当在111-130区间时，得2分；当>130时，得3分。是，一票支持全局3辅助决策工具-应用举例NEWS报警评分指标体系重症监护数据查看通过查询重症监护设备实时参数变化，掌握患者疾病发展趋势。辅助决策工具功能介绍影像数据&报告查看可查看患者各类影像数据及历史报告，为诊疗决策提供依据。辅助决策工具功能介绍重症监护数据查看可查看病人各类检验报告数据，追踪患者病情变化。辅助决策工具功能介绍医嘱数据查看可查看病人医嘱情况、追踪历史诊疗数据。辅助决策工具功能介绍护理数据查看可通过查看重症监护设备生命体征数据，查看及追踪紧急救治患者数据。辅助决策工具功能介绍评分规则设置可查看或设置辅助决策工具评分规则。辅助决策工具功能介绍指标权重设置可查看或修改辅助决策工具指标权重。辅助决策工具功能介绍应用成效应用成效—远程ICU服务临床，为管理决策提供数据支持医生及护士可通过平板电脑，对呼吸机、监护仪等重症监护设备进行远程数据查看，包含使用过程中的各床旁实时数据、床位报警信息等。医生和护士可实现院区内移动查房、远程会诊等临床使用，持续远程监测患者的24小时生命体征，为及时和准确的观察危重病人的病情变化，并及时采取相应的施救措施提供数据支持。远程ICU的应用，也可实时监测设备的运行情况，为准确记录设备运行时间、维修维护和调配提供决策支持。报警信息 实时数据溯源患者的生命体征参数针对设备处于工作状态但未绑定患者的情况，可进行筛选，找到对应患者进行绑定。应用成效—抢救数据可追溯患者列表解绑及重新绑定设备针对绑错患者的情况，找到正确的患者进行重新申请绑定应用成效—降低医护人员工作量报警信息服务全院利用web端可实时查看全院接入的床位信息、患者住院号、患者生理参数及报警信息，可进行筛选查询患者床位信息、住院号、生理参数应用成效—降低医护人员工作量跨系统服务临床可实时查看住生命体征数据趋势变化情况，包含RR、PR、NBP、HR、SpO2等生理参数数据。并提供三方获取数据接口和页面嵌入。应用成效—降低医护人员工作量入量更精确输注泵的快推量的采集增加了入量精确度。原先通过速率、开始时间、输液用量参与计算用量。如果病人在输液或抢救过程中接受了多次少量的紧急药物注入，通过特定型号的输液泵采集能够精确采集到快推量，并计算用药持续时间和当班护士用量。应用成效—降低医护人员工作量实时查看呼吸机参数数据实时查看监护仪参数数据手机端、PDA获取体征数据和报警设备管理人员可通过APP手机客户端选择病床，关联病人使用的生命支持类设备，并实时查看设备实时参数及报警信息。应用成效—降低医护人员工作量NEWS报警过滤假阳性报警通过NEWS报警辅助决策过滤假阳性报警次数，有效减少医护人员工作