国内外远程无线实时多参数健康监护技术的临床应用进展

陈青萍

国内外远程无线实时多参数健康监护技术的临床应用进展

陈青萍

为了加强全民卫生保健工作、降低心血管病等慢性疾病的致残率及死亡率，远程实时多参数监护技术目前已应用于心律失常、血压和血糖监测，弥补了常规心电图、动态心电图、偶测血压和血糖等常规检测手段的不足。特别是针对慢性病患者、老年人以及亚健康人群的监测，能够及时捕捉和传送异常生理数据，帮助临床医师及时诊断、及时治疗，可有效降低院前死亡率。本文对国内外远程多参数监护技术的发展现状、临床应用情况作一综述，并展望其发展前景。

远程多参数监测；心血管疾病；临床应用

目前，我国亚健康人群已超过7亿，人口老龄化问题严重[1]。我国已成为冠心病、高血压、糖尿病等慢性病的高发国，其中心血管病患者人数超过2.7亿[2]，主要的死亡原因是突发的急性事件(如急性冠脉综合征、恶性心律失常等)，其中有70%以上发生在院外，以致失去了早发现、早诊治的机会[3]。为了降低院外死亡率，远程无线实时多参数健康监护技术应运而生。它基于通信网络，将远端用户的各项医学信息传送到医院监护中心进行分析、诊断，并将诊断意见反馈至用户。该技术的推广对我国慢性病防治特别是心血管疾病防治，具有里程碑式的意义[4]。随着我国的医疗模式由“疾病医学”向“健康医学”发展，中国人的保健观念也逐步从消极被动的生病后治疗，转化成生病前健康预测、疾病预防以及治疗后的跟踪与服务等。在此背景下，远程无线实时多参数健康监护技术的应用将愈加广泛和深入。

电子技术、计算机技术和通信技术的迅猛发展在为人们的生活带来便利的同时，也为医疗行业的发展带来了新的机遇和挑战。不论是欧美发达国家还是我国，近年来都专注于促成信息科学、计算机技术和通信技术与医疗卫生领域高科技产业的融合，积极推动医疗保健服务优化升级，加速医院管理及医疗卫生事业的现代化进程。例如：欧美国家倡导的医疗信息基础建设(health care information infrastructure，HCII)，我国推出的“金卫医疗网络工程”等项目。

如何充分利用高新技术，发挥信息化、网络化和无线化的优势，实现医疗前(预防、监护)—医疗中—医疗后(随访、个性服务)的全程健康服务，将医疗服务延伸到院外，整体提升医疗服务水平、构建和谐的医患关系，这将是未来数字健康医疗产业的主要发展方向。

1 远程监护系统的组成

远程监护系统由远端监护设备、监护中心和通信系统构成，分为中心服务器(监护平台)、医护人员Web端(医生工作站)和用户终端，大致如图1所示。部分用户终端由智能手机和采集器组成，采集器和手机均体积小巧、携带方便，手机具有一般手机的功能，而且无论何时、何地，可数天、数月长时间佩戴，可反复使用。采集器将收集到的信息通过蓝牙传至手机上，手机再将信息通过GPRS或3G网络发送至中心服务器，再通过Internet发送至医生工作站。

1.1 远端监护设备

根据监护对象和监护目的的不同，远端监护设备有多种类型，按用途可分成三类：第一类为生理参数检测和遥测监护系统，其使用范围最广，能帮助医生掌握监护对象的病情并及时提供医疗指导，检测心电图、脑电图、心率、血压、脉搏、呼吸、血气、血氧饱和度、体温、血糖等生理信息；第二类为日常活动监测设备，如监测监护对象的坐卧行走等活动状态及其对日常生活设施的使用情况，主要应用于儿童、老年人和残疾人；第三类是用于患者护理的检测设备，如瘫痪患者尿监测设备，可有效降低护理人员的劳动强度。

1.2 监护中心

监护中心可以位于急救中心、社区医院、中心医院或其他医护人员集中的场所。它的功能主要为接收远端监护设备传送的医学信息，为远地患者提供多种医疗服务。

1.3 通信系统

连接远端监护设备和监护中心的通信方式主要包括： 公共交换电话网络(public switched telephone network，PSTN)、交互电视、综合业务数字网(integrated services digital network，ISDN)、非对称数字用户环路(asymmetric digital subscriber line，ASDL)、光纤通信网络、微波通信、卫星通信和GSM数字蜂窝移动通信等。远程监护的支撑技术包括：传感器技术、医学遥测技术、电子技术、通信技术、计算机技术等多方面。

图1 远程监护系统的总体结构

2 远程监护的原理及特点

2.1 远程监护的原理

远程无线实时多参数监护系统由用户终端(包括心电、血压、血糖等采集器和智能手机)、监护中心、医生工作站三部分组成。系统通过采集器采集人体相应的生理信息，将相关数据经蓝牙无线实时传输至智能手机，并通过无线网络上传至医院监护中心；医生在工作站不仅可访问用户的原始数据或自动分析后的数据，还可手动调整仪器参数或人机对话方式，以提高分析的准确性；对心电、血压或血糖等数据信息进行综合分析后，可生成分析报告并出具诊断结果，再通过无线网络将分析诊断结果或医嘱及时反馈给用户[5]。当用户自感身体不适时，也可通过按压用户终端的事件按钮，实时发送信息至监护中心并报警提示；医生分析报警事件后，及时将分析结果和建议告知用户，真正实现了医生与用户之间的远程互动交流。

2.2 远程监护的特点

远程监护在医疗领域中的应用，革新了患者的日常监护方式，使他们无论在何时、何地都能长程监测自己的生命体征。与以往的监护方式相比，远程实时多参数监护更具实用上的优越性，在很大程度上平衡了医疗资源的供需关系，也为患者节省了就诊时间，更降低了院外死亡率。由此，远程监护带来了医疗保健领域的全面革新，其主要具备如下特点：监护设备便携、轻巧；信息采集电子化，大容量存储，连续记录；信息传输实时化、远程化；数据分析自动化；异常数据判断，自动报警；医患互访更加便捷；自动分析报告等。

3 远程监护技术的发展历程

3.1 在国外的发展状况

20世纪50年代末，美国首先将双向电视系统用于医疗活动，标志着远程监护技术应用的起步。自此以后，通信技术和电子技术的最新成果被不断植入到医疗领域。纵观国外远程监护技术的发展，迄今已历经三个阶段。

3.1.1 第一阶段：20世纪50年代末至80年代初 20世纪50年代末，美国首先将双向电视系统用于医疗活动，远程监护技术应用自此拉开序幕。20世纪60年代初，远程医学试验台在美国建立，为太空中的宇航员提供远程医疗保健遥测和监护服务，采用的通信手段是微波技术和卫星。受制于当时尚不发达的信息技术，医疗信息数据的传送量极其有限，远程医疗发展缓慢。

3.1.2 第二阶段：20世纪80年代中期至90年代末 受益于编码和信息压缩技术的发展，视频、语音与数据的传输性能大为提高，美国和一些西欧国家将新技术运用于远程会诊、医学图像的远程传输和军事医学等方面，均取得了较好的效果。瑞士、韩国、墨西哥等国也都紧随其后，先后开展了远程医疗监护研究与应用，并相继启动了一批重要的项目，进一步推动了远程医疗监护技术的发展。1988年，美国提出了远程医疗应被当作一个“开放式分布系统”的概念。1994年，国际远程通讯联盟远程通讯发展局在阿根廷举行的世界远程通讯发展会议上，首次提出了远程医疗的问题。

3.1.3 第三阶段：20世纪90年代末至今 2003年，苏黎世工业大学展示了他们的研究成果——AMON系统。该系统是专为心血管及呼吸系统疾病患者设计的可穿着的医疗监控报警系统，其采用多参数采集机制，可对患者的血压、脉搏、体温、血氧含量等生理指标进行监控。2006年，丹麦奥尔胡斯大学研制开发了A2ware 系统，使患者的生理信息迅速有效地传送至医院，从而令远程会诊更加便捷。现如今，远程医疗正处于快速、全面发展时期，逐步呈现“走进社区、走进家庭，更多地面向个人、提供个性化发展”的特点。

3.2 在我国的发展历程

我国的远程医疗监护起步较晚。1986年，广州远洋航运公司对远洋货轮上的急症船员进行了电报跨海会诊，被认为是我国最早的远程医学活动。1988年，解放军总医院的专家通过卫星与德国医院的神经外科专家进行了远程病历讨论。1994年9月，上海医科大学附属华山医院与上海交通大学利用电话线进行了会诊演示。1995年，上海教育科研网、上海医大远程会诊项目启动，同年成立了远程医疗会诊研究室。1997年5月，解放军总医院通过电子邮件与济南军区150医院开展了远程医疗会诊，并于1997年8月正式成立了远程医疗中心。1997年7月，中国金卫医疗网络正式开通。1998年，清华大学电机系成功设计出一种基于486计算机的插板式动态血压远程监测仪，其实用性与可靠性经清华大学医院临床测试证实。2005年，清华大学杨孙永等[6]研制出一种使用方便且功能多样的便携式心电血压监护仪，可实现心电、血压监护和数据远程传输。

2007年11月15日，上海交通大学医学院开发完成了全国首个无线远程心电监控技术服务平台；该平台能实时将人体生理信号转换为数字信号，并借助移动网络实现与医学专家的对接，使心血管病患者在第一时间获得诊断和预警。2008年在汶川地震救灾中，上海卫生系统运用远程医疗监护技术，开辟了灾区外救援的“第二战场”，使千里之外的灾区重伤员得到及时有效的诊治。2010年5月13日，国内首家急诊远程监护室在武警总医院急救监护中心正式启用，医院通过GPRS功能对心血管病患者及高危人群实施了远程实时多参数监测。宋莉等[7]综合运用3G技术、网络技术与多媒体技术，特别是应用高性能芯片，实现了远程实时监护系统对心电、血压等生理数据的实时接收，在线自动分析及波形显示；系统一旦监测到病变或可疑信号，立即给予预警和提示，医患之间可随时开展互动。

近年来，随着物联网技术的发展与智能手机的普及，我国远程医疗也开始同云计算、云服务结合起来。众多的智能健康医疗产品纷纷面世，如远程血压、心电、血糖、睡眠仪等，可提供日常医疗预防和医疗监控服务。远程医疗也从疾病救治逐步发展到疾病预防的阶段，因此，这是一场真正意义上的移动医疗革命，预计远程医疗产业将很快进入高速发展期。

4 远程监护技术的临床应用

远程监护技术是近年来远程医疗中的一个研究热点，欧美各国一直致力于相关技术研发与应用推广。近20余年来，我国医疗界越来越重视远程监护技术的临床应用，目前，多参数远程监护技术已在我国城乡各级医院、卫生院等医疗卫生机构逐步得到应用，主要针对心电、血糖、血压、血脂、血氧、睡眠及眼压等生理数据开展实时监测。

4.1 远程无线实时心电监护系统的临床应用

心电图的临床应用已有110余年，早已成为诊断心血管疾病重要的常规方法之一[8]，但心血管疾病，特别是心律失常、非典型心绞痛等往往呈阵发性，发作时间短，仅凭一次心电图检测难以捕捉到有效的诊断依据，给诊断增加了难度。因此，要预防心血管突发事件的发生，就要求对患者进行长程、实时的心电监测。远程实时长程心电监测能够及时发现常规心电图不易发现的心律失常和心肌缺血，为临床上分析病情、确定诊断和评价疗效提供重要的客观依据，从而为正确施治患者赢得时间。孙筱璐等[9]和Engel等[10]研究发现：远程实时心电监测仪的心电信号记录准确，能够检测出常见的心律失常及恶性室性心律失常，对心律失常的诊断符合率高，使用起来既可靠又安全。顾敏等[11]的研究结果显示，远程心电监测无论是对心律失常还是对缺血性ST-T改变的检出率，均高于常规心电图。此外，利用远程心电监护系统对门诊、体检人群，老年人，高干及有心悸、晕厥等症状的患者进行监测，并将监测结果与常规心电图或24 h动态心电图进行比较，结果发现[12-16]：远程心电监护所捕捉到的异常心电信息，对心律失常检出、心肌缺血早期识别、心脏事件预防和及时处理均有重要的临床意义，特别是对一些发作无规律、常规心电图和24 h动态心电图难以捕捉的心律失常具有重要的诊断价值，其心律失常阳性检出率显著提高。同时，远程心电监护具有费用低、医患互动性强等优点，且患者无论在何时、何地、何种状态下，其心电信息都可得到实时监控与分析处理，病情一旦发生变化就能得到及时诊治，能够有效保障患者的生命安全，因此该技术在疾病诊断、手术监护、起搏器随访和干部保健等方面有较高的临床应用价值。

4.2 远程动态血糖监护系统的临床应用

我国糖尿病患病率呈迅猛增长之势，糖尿病已成为影响我国居民健康的重大慢性病之一。糖尿病全球负担研究表明，到2030年，我国糖尿病患者人数将由2000年的2 080万增至4 230万，位居世界第二。血糖监测是糖尿病诊治中的重要环节，常规血糖监测手段因其重复、烦琐，调整治疗中还会出现未监测到的“空白区”，故存在一定的片面性和不准确性，给临床治疗调整带来诸多困难与不便。动态血糖监测始于20世纪80年代初，从最早的回顾性资料分析到现如今的即时、无线、预警式血糖监测，已逐步发展为较成熟的血糖监测手段[17]。动态血糖监测不仅能反映糖尿病患者全天的血糖波动情况，还能区分主要的和细微的血糖变化，为临床上早期筛查、诊断糖尿病，制定个体化治疗方案，评估药物疗效以及判断靶器官损伤程度提供了可靠依据。刘艳等[18]对糖尿病患者进行了72 h动态血糖监测，同时使用指尖血糖监测仪每天至少监测8次血糖，通过对比观察得出，动态血糖监测手段可作为糖尿病患者餐后高血糖、低血糖监测，尤其是无症状低血糖监测的有效方法。据王锋等[19]研究表明：糖尿病肾病患者的平均血糖水平高于单纯2型糖尿病患者，且高血糖持续时间长，处于慢性波动性高血糖状态，餐后出现明显高血糖；动态血糖监测能使临床医生详细了解2型糖尿病肾病患者血糖波动的细节。

进一步地，通过远程动态血糖监测系统，医生可远程实时监测患者的血糖变化情况，并给予分析诊断和及时有效的治疗。根据远程动态血糖监测结果，医患双方都能对糖尿病控制情况形成更全面的认识，从而有助于临床医生有针对性地调整治疗方案。

4.3 远程动态血压监护系统的临床应用

高血压是一种以动脉血压持续升高为主要表现的慢性病，常引起心、脑、肾等靶器官的损害。据流行病学调查显示：我国高血压的发病率为27.9%，而血压控制率仅为5.7%[20]，脑中风患者致残率高达75%。“合理降压、控制达标”是高血压管理的一项重要目标，为此医患双方应加强互动，充分发挥各自的积极作用，以最大限度地提高高血压患者治疗依从性，在需要调整药物时减少惰性。长期以来，诊所偶测血压是临床诊断高血压和观察疗效的主要手段，但这种检测方式常受到心理及人为因素的干扰，不能可靠反映血压波动和活动状态下的血压。1966年，Bevan首先采用便携式血压记录仪测定24 h血压；随着仪器的不断改进，24 h动态血压监测系统现已被广泛应用于高血压防治，它能更真实地反映高血压患者一天中各个时间点的血压状况，避免出现单次血压测量结果之间的客观差异和“白大衣高血压”，同时可记录多个参数并提供多项血压数据，更为全面地反映血压的波动、变异及其昼夜节律。由于高血压患者的血压昼夜波动曲线同正常人相似，都有凌晨血压急骤升高的特点，但24 h动态血压不能实时反映高血压患者的血压变化，一旦患者凌晨血压急骤升高，则很容易引发脑血管意外，因此具有一定的局限性。

远程动态血压监测是一种血压监测管理服务的新模式，既可以按照预先设定的程序分时段自动测量患者的血压，也可以由患者随时进行手动测量，其结果可通过无线网络实时传送至监测中心并保存。如果患者的血压监测结果超过预先设定的阀值，系统将自动报警，便于医生随时、准确和全面地了解患者的血压状况，评价降压治疗效果，并据此对治疗方案进行有针对性的调整，使高血压患者获得个性化的专业指导和治疗。孙靖等[21]通过对比分析行与未行远程动态血压监测的高血压患者，发现前者由于在治疗期间得到了监护中心医生及时和规律的指导，提高了对自身血压的关注度并增强了主动参与意识，血压控制达标率明显高于后者。最近的一项荟萃分析[22]总结了23个应用远程血压监护系统的随机临床试验，结果显示：接受远程血压监护患者的诊室血压低于仅接受常规护理的患者；远程血压监护可使血压控制率提高16%，并提高了强化治疗的比例，治疗依从性达90%。还有学者认为，患者的临床惰性率高与血压控制率低密切相关。远程血压监护系统帮助高血压患者与医师建立起实时连接并获得更积极的治疗指导，能有效降低患者的临床惰性率，最终实现“合理降压、控制达标”的目标。

5 远程监护技术的展望

将远程多参数健康监护技术应用于心律失常、血压及血糖监测，弥补了常规检测手段的不足，为慢性病患者、老年人和亚健康人群带来了福音。远程监护系统不仅在日常生理数据监测和院前急救方面大显神通，而且还能从远程随访中获取相对客观、完整的患者信息，便于临床医师直观、准确地评价疗效，从而选定相对合适的药物治疗方案(药物的种类、剂量和服药时间等)，以最大限度地减少冠心病、糖尿病和高血压的发生。对接受过远程健康监护的人群进行调查后得知，绝大部分人认为使用远程监护系统可增强自身的安全感，能协助紧急状态下的诊断，让医生及时了解病情、增加医患交流提高生活质量、是对自身健康负责的一种做法[23]。

然而，目前国内远程无线实时多参数监护系统仍存在如下缺陷：① 智能手机耗电量较大，除非中途及时更换电池，否则难以完成24 h监测；② 信号不稳定，导致数据接收不全；③ 患者误触手机容易造成错误报警，或心率在60～100次/min之外的正常心率被误认为心律失常，导致有效报警率低；④ 对心肌缺血的诊断有一定的局限性(心电监测仅限于单导或三导)；⑤ 诊断尚未实现智能化，数据的分析和处理主要依靠专业人员完成；⑥ 数据传输过程中的抗干扰能力有待改进。

近年来，随着现代医疗的重心逐步由以治疗为主转为以预防、病后恢复为主，远程监护和远程医疗将是今后科研机构及生产厂商极为关注的领域。无线化、网络化、人性化是远程监护系统未来的发展趋势，便携式、模块化、易操作、价廉物美的多参数监护产品将成为市场的主流。移动通信4G技术的发展，能极大地增加系统容量，提高通信质量和数据传输速度，而不同网络间的无缝漫游技术能更好地将无线通信系统和Internet连接起来，从而为远程多参数监护系统提供更稳定与更强有力的技术基础。相信在不久的将来，远程无线实时多参数监测技术将会在心脑血管等慢性病预防与救治中发挥越来越重要的作用。

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(本文编辑：顾艳)

Clinical progress on remote real-time multi-parameter monitoring technique: both domestically and abroad

Chen Qing-ping

(Department of ECG Diagnosis, the Third Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning Guangxi 530031, China)

To strengthen national health care and reduce the disability and mortality of chronic diseases such as cardiovascular disease, remote real-time multi-parameter monitoring technique has been widely applied in monitoring arrhythmia, blood pressure, blood sugar, and blood sugar, which makes up for the disadvantages of routine electrocardiogram, ambulatory electrocardiography, casual blood pressure,blood sugar and other conventional means of detection. Especially for patients with chronic diseases, the elderly and sub-healthy people, remote real-time multi-parameter monitoring can capture and transmit abnormal physiological data at the first time, help clinicians make diagnosis and treatment timely, and therefore decrease pre-hospital mortality effectively. This paper reviews the development status and clinical applications of remote multi-parameter monitoring technique both domestically and abroad. The development of the technique in the future is also prospected.

remote multi-parameter monitoring; cardiovascular disease; clinical application

南宁市科技专项重大项目(20133143)

530031 广西 南宁，广西医科大学第三附属医院心电诊断科

陈青萍，主任医师，主要从事心电生理及心电诊断方面的研究，E-mail：C585284@163.com

10.13308/j.issn.2095-9354.2015.01.011

2014-12-23)

R540.4

A

2095-9354(2015)01-0034-06