2009CMET演讲稿整理之四---生命体征长期无创监测的无线服务平台
2009-04-24 13:19
生命体征长期无创监测的无线服务平台——上海大学生物医学工程研究所所长严壮志教授简介：严壮志教授分别于是983年毕业于天津大学电力及自动化系本科和日本国京都大学电气博士课程，工学博士。1990、1993年在日本国京都高度技术研究所工作，研究方向是生物医学图像与医学信息系统。近年业工作重点是，以生命体征的无损监测、辅助诊断、疾病管理研究为核心，结合社区医疗中的实践和理论，探索建立慢性病的自助监测和自助管理的新体系和技术平台。
感谢主持人，我今天对有关血压检测的项目，和大家分享生物无创监测服务平台方面的经验和思考。今天这个报告我想讲清楚几个问题，第一个就是我们为什么要做这个研究；第二，我们做了什么工作；第三，汇报我们工作目前所在的状态；最后想通过这个案例，结合中央国务院推出的新医改的政策，在大的环境下探讨，介绍一下我们怎样推动无创监测，无创监测如何进一步发展。
这张表是2008年卫生统计纪要，上面可以明显地看到高血压病是十大慢性疾病之首，不管是城市还是农村都有很高的发病率。从这张表上可以告诉我们，高血压病是目前慢性病里面最大的人群，为什么我们要选择血压作为突破做研究，这张表就说明了动机，我们希望为大多数人做工作。不但是这样的原因，高血压病从流行病学也有研究的价值。首先总血压来说，我们的血压定义是血管中血液流动，对血管的压力叫做血压。正常的血压可以把血液通过体循环或者肺循环发到各个当中，维持正常的养分。如果血压消失，人的生命就要终止，是生命体征。血压调节是特殊的现象，比如人的生理血压根据生理特征变化，比如我现在很紧张，血压肯定很高，通过身体的调节，血压一般来说都有稳定的规定，正常的血压定义的是140，心脏收缩末期的血压是140，美国的高血压指南最新的报告，他们通过很多的科学研究，认为血压最好还是控制到130-80之间，他们起名140-90叫做高血压前期，但是中国的高血压联盟的医生认为，这样的名字给人不是很好的印象，中国叫做血压正常值的高值。高血压给人三个特征就是三高和三低，血压有时候高有时候低很正常，但持续的过高或过低，长期发展以后会对人体情况发生致命性的影响。最近的研究报告里面说，62%的中风病人和心肌梗死的病人都是高血压引起的。 很多人因为疲劳或者头痛，或者体检的时候检查身体，测血压以后才发现高血压，但是高血压有时候测得不准，和测量的条件，在诊所测有可能是高血压，回家经过休息平静以后血压就正常了，现在是被动测量，高血压的知晓率非常低。在知晓的病人里面进行药物治疗也很低，现在高血压病的记忆还没有清除，大多数研发性的高血压没有办法认知，如果确定高血压一定要终身药物治疗，一定控制在正常血压，否则其他器官受到损害。这是目前临床诊断指南的要求，所以在现在的治疗里面，很多病人服药物，高血压的药物很多，有六大类数百种，这些药物有不同的作用，长期服用一些药物，也可能产生心脏病、糖尿病的并发症，所以对药效的评估目前也是临床的大问题，就是说在治疗的病人当中，只有很少的6.1%目前真正控制住血压，所以这个数据非常严峻的数据。 从上面的分析来说，对血压的测量必须要求长期的测量，而不是一次、两次测量，要定时的反映变化规律，从测量当中对血压进行诊断，对药物的控制以及治疗力才有贡献，所以血压的治疗和预防、管理，很重要需要长期和完整的动态测量。在这样的条件下，如果大家有意识，有这样的血压计，每天按时测量，并记录下来，这些问题就可以做到。往往很多原因，有些人因为麻烦，因为工作忙，高血压病没有因为生活状态忽视了这个问题，但影响是非常大的。所以政府和医疗机构很重视这个问题。从2005年上海社区医疗改革开始，把高血压病的防止作为慢性病管理的第一项进行了一些工作。大家的治疗当中都有，希望通过社区医疗的慢性病管理的下层社区，希望主动地干预高血压病的测量和记录，上海市根据高血压指南和社区综合防治方案，在街道医院做了这些工作，有相应医保政策的财政支持。尽管做的这些工作，社区工作做得好我们也不需要，因为每天有人关心你，帮助你测血压维护你的健康，实际上做不到，这里有一些主要问题。主要问题从社区卫生的角度来看，管理力和控制力很低，我们了解了上海市一家社区医院，这里面高血压患者有两万人左右，里面建立了高血压慢性病管理的档案有六千名，六千名患者的档案还做不到动态分析，只是建立了档案，因为人力不够。第二，患者也不是很积极支持，刚才讲到高血压病很特殊，有些高血压患者吃几天药血压降下去以后就停止了，觉得没事了，无法支持。患者的依存度不够，不等到身体不适的时候就不来测血压的，这样不利于进行高血压病的管理。 还有，健康档案目前的采集和录入方法是手工调查，有三百项数据项，包括家庭健康和信息，回到社区医院会到计算机里面，程序很烦琐，建立一套档案需要45分钟，更新档案需要10分钟，大家可以估计出来，现在社区医院六千名患者的数据，是十八名满负荷工作条件下的产物。当然也存在很多问题，我们从2004年开始跟踪调研这个问题，提出了解决思路，一方面是社区医疗卫生服务网络的平台，另外我们提供利用现在的移动通信的信息处理制度，把有些机器能做的事情由机器分担，融合电子健康档案提供低成本而且覆盖面很广的长期、全期的血压监测仪，这是当时的解决方式。我们做了一些调研，在飞利浦的支持下和三血集在一起进行了调查，调查基础上提出了解决目标，目标首先就是研发用于生命体征，就是血压、心率和体位无偿短信服务平台，支撑目标和英特尔先生讲的一样，实现老人和慢性病患者的血压和心率长期无创监测，支持电子健康档案的动态信息采集和更新。我们希望服务应该对它有所支撑。 通过刚才讲的，经过需求分析以后，我们认为要做一个高血压患者不是很主动的，他能够接受的，而且大多数老百姓能够买得起、用得起的服务平台，有这么几个重要的原则，一个首先要求是无创的，因为我们要长期监测；第二是便携，高血压病患者有正常的生活和工作，不影响正常的状态进行测量；第三我们认为个人使用，血压和各人身体情况有关系，精确化程度建立在个人使用基础长，应该像牙刷一样个人使用。还有安全可信这是不言而喻。我们想在日常工作状态下进行守护的血压监测平台，这样一个平台首先因为时间关系，我们看一下这个平台，就是我们的示意图，监测平台示意图有这么几个部分，一个是便携式测量仪，我们认为测血压的状态。还有社区服务的仪器，中间就是移动网络的服务平台。而这样一个技术方案里面，最早参与的利益相关方有这么一个，一个是学校，学校有义务为社会解决困难，通过开发项目的开发，为企业输入才是义务所在；第二要关心人的健康，而且上海市在医保方面对慢性病有定向考核，从使用者来说，大家直接得到好处，因为这样高血压病人或者慢性病人得到了安心，可以安心的工作，而且知道自己的身体状况。从医生来说也有很多好处；运营商也有很多好处，服务增加值，这里面还有设备制造商，我相信今天很多都是设备制造商如果系统在市场上推广，需要很多设备制造，你们也有市场。从用户的角度来看，方案里面实现了11个功能，和刚才前面几位专家讲的有些重复，基本上是选择了报警方式和强调机器的守时性，因为血压每天时间里面变化，从早晨血压高，晚上血压比较低，有一个变化的规律，所以要定时测量，还有自己定义的时间间隔等等，这就不一一讲的，后面可能还会触及。我们做了服务平台以后，从用户的角度看至少有这么一些应用场景，比方为慢性病患者和老人服务，英特尔的录像已经放得很清楚了他们做得非常好，我们也是为他们服务，只不过我们用了更普及、成本更高、更可靠的短信，因为中国的GSM的短信非常普及，血压的可以用短信进行交付，这是价廉物美的长期监护的方法。还有白领和关注健康的人，他们可以使用服务平台，提高健康、保健意识，起到维护健康、促进健康的作用，可以在上班带上监护仪，及时测量血压，通过一段时间和医生的回顾，自己可以了解自己身体的情况，非常有意义。 社区卫生服务中心，如果有技术的支撑，对于完成六位一体的功能，建立健康档案的动态数据的采集和更新非常好，而且可以在上面做个性化的服务，可以拓展很多应用。在医学上也有很多的应用，因为血压的变化规律的数据现在国际上还没有，大家知道的像心率、心电这些国际上有标准数据库，在血压上面尽管是长期波动的生理量，尽管血压的变异对生命研究非常有意义，但还没有这个数据。我们建立以后，大量的样本数据，对高血压的诊治非常有意义。我们做了什么？大家讨论了以后，测量仪如果有现成的话，我们买过来就可以了，苦于目前市场上我们所知道知道的范围里面，找不到基层的血压、运动体位的健康，这样的电子血压计目前市场上还没有，我们很无奈，不得不从元器件组装这些东西。我们都是现成的元器件，我们起了一个名字，就是自己护理自己、自己照顾自己。总体的要求要求无创、低成本、低功耗、便携、精确。在血压的测量上有很多种方法，大家可能都知道，方法和原理医生用的方法柯氏音法，医生不用电子血压计。血压计的原理有这么多，现在医生可以临床接受的只有上面两种，还有示波法。因为我们知道血压和血压计测量的部位不同，血压值是变化的，我们可以总结一下，目前临床上使用的，医学上接受的血压计类型和测量的方法和部位，给大家总结了一下。电子血压计可以在上臂手腕和手指，手腕。我们从便携性和各方面还是用了示波电子血压做仪器，为什么用示波法，简单介绍一下这个很有历史，示波法已经有一百多年，1860年法国的临床学家发明了示波法，我们发明的原理是1983美国的生理学家申请了发明专利提出的，用一个压在动脉血管以后，通过缓慢的发气，压力波形成为震荡波形和脉搏波形，以正负为基准向前找二分之一正负处，所对应的血压就是收缩压。向后找后带的放气就是释放压，我们用的就是这种方法。积极的工作原理因为时间关系就不讲了，我们用了微处理器组装起来，实现示波法，把GSM的模块组装起来，大家都能够做。 测量仪样机做出来以后，我们得到几项指标，和厂商上的指标可以组合起来，对它的精度使用国际上方法进行评估，这是我们自己的评估压力4mmHg以内，心率3%以内。我们还对集成编解码的短信模块，算法非常简单，只是做了简单的置换，以起到加密的作用。最后就是很重要的模块，是智能信号分析模块，体现平台的价值就在软件模块，苦于数字很少，所以很多只能处在功能确认的状态，我们监测了血压的分析波形和波形的解析算法，但是因为数据样本量太小，不能说明什么问题，还有待发展。同时，我们建立了一个网站，因为平台上我们要利用网络，给用户不同的角色提供服务，所以要借用门户网站做这件事。 这是我们的评估环境，这用了血压模拟仪，产生一个标准的血压和心率信号，我们对值进行统计分析，看一致性如何，看平均值和方差。目前的状态是我们做了这样的平台，现在部分功能测试已经完成，目前在社区做现场的测试，我们发现测量仪的体积和功耗还很大，所以我们希望在座的厂商能够提供更好的功耗小的微处理器，至少体积减少到目前的1/3，现在测量时耗电并不大，主要是待机时间特点耗电，现在只能做到三天，用的是锂电池，希望延长到七天。还有我们讲的是血压监测，从血压监测放开看生命体征，我们的平台对血压进行监测以后，对血糖等生命体征用平台体现，只要把传感器换掉就可以了，随着移动通信平台的发展到3G。 新医改提出了很多要求，特别在改革重点实施方案中提出要在全国统一建立健康档案，一定是电子的健康档案，从实践经验来看，必然存在数据动态更新和采集问题，所以我们做的这件事，肯定是大有可为的，真要可为需要社会上的数据管理市场的挑战，因为时间的关系，我的报告到这里，谢谢大家！ ·录入时间: 2009-4-22 12:16:03
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