1、引言

创伤是威胁人类生命健康的第四大因素。在过去的25年中，创伤导致的伤亡增加了48%，占中国所有死亡人数的10%，是45岁以下人群的首要死亡原因[1-2]。严重创伤患者的病情恶化迅猛。这种威胁在创伤后的数分钟内达到一个高峰，并在创伤后的数分钟到数小时内再次出现另一个高峰。这一后续的高峰期对急诊科的救护工作至关重要，是挽救患者生命的关键阶段[3]。

创伤中心的建立，可以有效提高严重多发伤患者的救治效果[4]。作为紧急医疗服务的重要组成部分，创伤中心需要迅速、准确地处理大量复杂多变的急救数据，以便为伤者提供及时有效的救治。在这一背景下，大数据可视化技术成为了提升创伤中心急救效率和质量的关键手段。通过对大数据技术的运用，能够尽可能地帮助医生为患者提供高质量、高效率以及低成本的医疗服务[5]。

本文构建创伤中心急救大数据可视化管理与防控平台。平台功能包括创伤患者基本信息、导航定位、创伤鉴定等多源数据的整合，以及数据清洗、特征提取、模式识别等预处理工作。

2、系统设计

2.1 系统架构设计

创伤中心急救大数据管理平台采用与多业务数据中心协同共建的模式，实现资源共享，患者仅需通过网页浏览器访问即可完成各类业务管理操作。该平台全面覆盖了从个人基础资料收集、创伤病症诊断录入，直至确诊、治疗、后续随访等整个医疗流程，实现了一体化、闭环式的信息化管理。系统能够实时追踪并监控项目进程，确保急救工作的准确性、完整性、时效性和动态反馈。此外，通过强化信息互通与共享机制，有效规避了基层数据重复录入的问题，显著提升了数据质量，并为医疗业务的顺畅进行提供了有力支持。图1展示了该平台的总体架构设计概览。

图1 系统总体架构

用户通过用户名和密码登录，或通过邮箱验证。验证通过后，被引入主界面执行后续操作，可能伴随有数据输入的请求，登录流程如图2所示。

图2 用户登录流程图

使用时，心电监护中心收集心电数据后，通过主动式远程随访方式持续监控。医生分析结果，形成阶段报告并上传至中心。患者用户在后期通过无线通信技术（Wireless fidelity,WIFI）和多传感器设计和实现生理监测系统整个流程，体现了医疗监护的高效与连续性，如图3所示。

图3 远程监测心电数据

2.2 系统功能设计

平台由导航定位、患者基本信息、创伤鉴定数据库、移动线上会诊、患者健康数据监测、云端创伤急救科普宣传六个模块组成。系统框架和主页面如图4、图5所示。

图4 平台主页面

图5 平台框架图

3、系统功能模块和关键技术

3.1 系统功能模块

3.1.1 导航定位

导航定位模块通过全球定位系统（Global Positioning System,GPS）技术和地图导航技术建立搜救可视化地图。在接收到创伤急救报警的同时利用网站涵盖的可视化地图实现病患精准定位，查询去现场的最优路线，通过地图显示和语音提示引导用户行至目的地；通过现场检查安排返回路线，结合各个医院医生排班信息，选出最优医院，实现最优创伤急救中心及最快转运线路智能推荐，快速到达医院对病人实施急救措施。绝大多数因伤致死的病例，都是在受伤后的一小时内，即在被送达医疗机构前发生。因此，必须在受伤后的一个小时内，尽快将伤员转运至后方医疗机构，并在转运过程中为他们提供高水平的救治措施。这种在关键一小时内迅速转运并施救的策略，便是“黄金一小时”原则的由来[6]。平台定位于关联市区与周边临近县市及市下属县市的急救中心和有关医疗机构，及时接收、处理创伤患者，减少救治途中及转诊途中的时间，使得患者可以在“黄金一小时”内得到救治。

3.1.2 患者基本信息

图6 微信小程序身份注册信息登记页面

患者基本信息模块需要连接公安部门和医院信息数据库。该模块采用人脸识别技术，确认信息和调取患者既往病历。在“人脸识别确认信息”功能中，通过调取公安部门数据库，结合人脸识别、指纹识别，提取面部的图像特征信息，与已有的数据库资料进行比较确认患者身份，获取患者基本信息，使警方能够第一时间与患者家属保持联系。同时配有手机客户端，用户可自行填写身份注册信息，如图6所示。人脸识别可以检测具有特殊面部症状的疾病，为临床诊疗提供第一手判断依据，以指导后期临床诊疗活动。在“调取患者既往病历”功能中，联合医院数据库调取患者既往病历，查看有无基本病史。救护车急救人员可以通过对患者随身物品的检查，寻找有无基础病药物，对患者进行紧急救治，简化了急救操作流程，提升了操作效率。医院能够提前准备好相应的急救物资，规避了对抢救效果造成影响的物资短缺[7]。

3.1.3 创伤鉴定数据库

创伤鉴定数据库模块是在平台建立创伤科研、创伤数据库，收集病患数据进行储存。通过拍摄患者伤情上传至数据库中，系统进行比对模型，可以智能判断创伤等级和类型。医护人员可以第一时间对不同创伤的特点进行救治。根据致伤物的种类，可以分为钝器伤、锐器伤和火器伤[8]。按照致伤物的不同作用方式，可以分为压擦伤、碰撞伤、拳击伤、咬伤、挤压伤、高坠伤、摔跌伤以及碾轧伤等。根据案件的具体性质，可以将伤害分为自伤、他伤以及意外伤等类别。从伤口及软组织的解剖深度来看，又可以分为浅伤、半层伤和全层伤。此外，根据受伤的原因，可以将伤口进一步细分为机械性或创伤性伤口、热损伤和化学性损伤伤口、溃疡性伤口以及放射性损伤伤口等类型[9]。

3.1.4 移动线上会诊

移动线上会诊模块在移动设备上安装。为防止误时误诊，可以使患者第一时间接受院内各个专家诊断的线上会诊的功能模块。院前急救是医疗急救机构按照统一调度开展的医疗活动，关键在于积极响应，是急救流程的首要环节，更是重要环节[10]。移动线上会诊属于院前急救的范围，使挂号、开具证明等操作都可以在患者到达医院前完成，专家可以结合创伤数据库鉴定的创伤类别进行系统、完整的诊断。院内医生和救护车医护人员可以通过线上会议对患者伤情进行联合会诊，到达医院前判断出患者状态，确定急诊方案，入院即可开始救治。

3.1.5 患者健康数据监测

患者健康数据监测模块是对患者创伤后至医院前，通过电子设备(包括可穿戴传感器、植入设备和手持仪器)促进患者健康数据的收集、传输、评估和通信。这些设备在传统的临床环境之外监测患者健康，基于WIFI和多传感器设计和实现生理监测系统。上位机收集患者的血糖、血压、血氧水平、心率、体温。可以定义标准值、正常值的区间范围，当检测到异常状态时及时提醒并发出求援信号。如图7所示，该系统能够帮助救援医护人员时刻掌握患者的状态，突发事故后迅速定位伤员、获取伤情和周围环境信息，有利于搜救、医疗行动的展开。由于医疗数据极其敏感，安全性和患者保密性至关重要，因此在处理、传输和读取时会有特殊接口。

图7 患者健康数据监测系统

3.1.6 云端创伤急救科普宣传

云端创伤急救科普宣传模块是在网站平台设立创伤教育点，分为创伤医疗专业课程学习界面和创伤知识科普界面。

与网络平台合作的医院的医护人员可在创伤医疗专业课程学习界面观看名医的专业学习课，浏览世界上举办的大型创伤方面培训、讲座等，如中国创伤联盟中国创伤救治培训、美国心脏协会的基本生命支持及高级心脏生命支持培训等创伤知识科普界面[11]。同时，各大地区医院、公司、工厂、学校可以在此进行医师讲座预约，以给用户进行线上或线下创伤急救知识普及讲座。

3.2 关键技术

3.2.1 数据库技术

使用MS Access2000作为关系数据库管理系统)进行开发数据库。数据库应用程序的开发采用JavaScript编写，可以直接对用户或客户输入做出响应,无须经过全球广域网（World Wide Web,Web）服务程序，可以有效减少客户机与服务器的交互,节省服务器的开销,从而提高系统信息录入的能力。数据库可以联合各大医院的资料管理系统，上传创伤伤情的详细情况和治疗方法，记录独特创伤。医院可以从数据库调取所需资料，对创伤患者进行治疗以及提出更好的治疗方案和康复方案。

3.2.2 GPS定位技术

图8 GPS组合导航结构

导航模块则采用GPS定位技术，具有高精度、高效率和低成本的优点。GPS导航能够帮助用户准确定位当前位置，并根据既定的目的地计算行程，通过地图显示和语音提示引导用户行至目的地[12]。GPS结构如图8所示。

3.2.3 ISS自动评分技术

采用信息化技术与自动评分技术（Injury Severity Score,ISS）相融合，每个在抢救大厅的严重创伤患者均自动进入急诊信息系统，并进行全流程的时间节点录入及ISS自动评分。该技术的融合有助于后期对创伤中心救治过程进行质控分析，可以发现某个患者、某个病种或某个环节的问题，从而针对性地进行分析和整改[13]。评级表如表1所示。

表1 创伤指数评级表

3.2.4 Flask Flask

Flask Flask是使用Python编写的轻量级Web应用框架。它的显著特点是小，仅需几行代码便可以运行一个完整的Web应用程序。Flask Flask应用框架如图9所示。

图9 Flask Flask应用框架

3.3 开发环境及语言

本系统采用Java语言开发,可在具有Windows操作系统、Microsoft Excel应用软件的普通配置的计算机上运行。

在页面样式设计上，平台主要使用了Axure8.0等专业软件，以确保页面设计的专业性和美观性。

3.4 开发模式

设计了一种包含五个层次架构的新型MVC（模型-视图-控制器）模式，确保了各层之间界限分明，减少了相互间的依赖与耦合。通过各层之间的紧密协作与高效交互，构建了一个协调统一的整体系统。此设计旨在优化系统性能，减少开发与运营成本，同时极大地提升系统的可维护性和配置灵活性。框架如图10所示。

图1 0 框架模型

用户表示层：作为用户与系统之间的直接桥梁，该层利用JSP技术生成并呈现HTML页面，使用户能够顺畅地与系统进行交互并获取所需信息。

Web服务层：该层扮演着互联网信息服务的核心角色，提供广泛而灵活的互联网信息服务，确保数据在网络中的流通与共享。

数据层：作为系统的基石，数据存储层采用分布式数据库架构，横跨系统网络中心与客户端，存储并管理着系统的核心数据资源。

技术支持层：作为贯穿整个系统架构的基石，技术支持层集成了多种先进技术，为以上三个层次提供坚实的支撑与保障。

3.5 算法实现

图1 1 LSTM模型的框架图

患者健康监测数据随时间动态变化，是典型的时间序列。为了基于已有监测数据实时动态预测未来的结构响应，采用长短期记忆网络（Long Short-Term Memory,LSTM）模型构建时间序列预测工具。LSTM不仅融合了时间序列的概念，能够有效地考虑到不同时间节点输入数据对下一个节点的影响，而且以在隐藏层中添加记忆单元的方式实现对时间序列数据的记忆信息的控制，获得了较长期的记忆功能。LSTM模型的框架如图11所示。

3.6 算法设计框架

标准化算法研究流程应当涵盖从业务需求的剖析；针对这些需求进行的算法需求明确化；基础数据的预处理；选择合适的算法进行应用；对模型参数调优以达到最佳性能；模型评估验证效果；模型的部署与测试，确保其在实际环境中的稳定运行。这一系列流程最终导向模型的正式上线运行。图12详细描绘了这一流程的具体步骤，表2列出了建设过程中所需的功能清单。

图1 2 平台算法建模流程示意图

表1 平台算法建设功能清单

3.7 平台部分页面展示

如图13所示，是导航定位模块的效果展示图。导航定位模块的主要功能是方便在第一时间找到更合适的医院，抓住急救的时间。

图1 3 导航定位模块

如图14所示，是健康监测模块的效果展示图。健康监测模块的主要功能是实时监测并记录生理指标，提供健康预警，管理健康数据，实现远程医疗及个性化健康建议。

图1 4 健康监测模块

如图15所示，是创伤科普模块的效果展示图。创伤科普模块的主要功能是提供创伤预防、急救处理及康复知识，增强公众急救意识，提高自救互救能力。

图1 5 创伤科普模块

4、结语

随着医疗技术的飞速发展，大数据可视化在创伤中心急救中的应用已经展现出巨大的潜力和价值。通过对海量急救数据的实时分析、直观展示，大数据可视化技术不仅提升了医护人员在紧急救治中的决策效率和准确性，也为患者提供了更加及时、个性化的医疗服务。创伤中心急救大数据可视化管理与防控平台实现了从患者入院到出院的全程管理，通过信息化手段提高了急救流程的效率和准确性；实现了资源的优化配置和患者救治的最佳效果；能够实时监控急救过程中的各种数据，包括患者生命体征、救治进展、资源配置等，实现数据的实时整合和展示；有助于医护人员及时获取关键信息，做出科学决策。

参考文献:

[1]王飒,陈水红,闫丹萍.创伤3“T”管理模式在多发伤救治中的应用.中华急诊医学杂志, 2020,29(7):999-1003

[2]高伟,白祥军.中国创伤中心现状与展望.创伤外科杂志,2018,20(04):241-244

[3]韩锋.链式流程管理在急诊严重创伤患者救护中的应用价值.基层医学论坛,2024,28(03):33-36

[4]邓进,张连阳.我国创伤中心建设的困境与对策.中华灾害救援医学,2017,5(08):464-466

[5]李军强,李青,周扬.大数据在医疗卫生中的应用前景浅析.现代医院,2024,24(02):286-288

[6]孟冰,冯亚非,谭权昌,邱海洋,王靖,雷伟.从“白金十分钟”到“黄金一小时”——美军一线战救的“101”策略及启示.中国急救复苏与灾害医学杂志,2022,17(03):281-283,288

[7]叶倩姝.创伤中心急救模式在严重创伤救治中的应用价值及安全性分析.中国当代医药,2021,28(30):71-73

[8]吴军.损伤与疾病──第一讲损伤疾病伤病关系.法医学杂志,1995(01):40-42

[9]林欣雨,李和霖,苏凤,苏为科,张绮红.双多重刺激响应水凝胶应用于伤口愈合的研究进展.化工生产与技术,2023,29(02):17-21,62

[10]陈瑞霖,张宁宁,姜俊,等.国内外院前急救发展现状及启示.中华灾害救援医学,2021,9(11):1347-1350

[11]倪沂江,秦辉,贾中芝,郁忠杰,汤黎明.新创伤急救理念指导下的创伤中心建设.中华卫生应急电子杂志,2021,7(04):222-225

[12]黄春燕,王冬梅,高育新,等.关于智能行走辅助仪的设计与研究.中国科技信息,2013(10):150,152

[13]倪沂江,秦辉,贾中芝,等.新创伤急救理念指导下的创伤中心建设.中华卫生应急电子杂志,2021,7(04):222-225

基金资助:2023-2024年安徽省国家级大学生创新创业训练计划项目“创伤中心急救大数据可视化管理与防控平台”(No.202310368065)资助;

文章来源:孙羽凡,叶明全,苏欣彤,等.创伤中心急救大数据管理平台的设计与实现[J].福建电脑,2024,40(11):71-76.