醫(yī)院暴力預警系統(tǒng)研究

胡亮，湯國平，鮑旭強

浙江大學醫(yī)學院附屬第四醫(yī)院 臨床醫(yī)學工程部，浙江 義烏 322000

引言

醫(yī)院暴力（即醫(yī)院工作場所暴力）是指衛(wèi)生人員在其工作場所受到辱罵、威脅和攻擊，從而對其安全、幸福和健康造成明確或潛在的挑戰(zhàn)[1]。中國醫(yī)院協(xié)會于2012年12月～2013年8月，歷時9個月，組織開展了《醫(yī)院場所暴力傷醫(yī)情況調(diào)查》。調(diào)查結(jié)果顯示，醫(yī)務人員軀體受到攻擊、造成明顯損傷事件的次數(shù)逐年增加，發(fā)生醫(yī)院的比例從2008年的47.7%升至2012年的63.7%。每年發(fā)生次數(shù)為6次及以上，2012年（8.3%）是2008年(4.5%)的將近兩倍。調(diào)查結(jié)果還表明，2008～2012年，因暴力傷醫(yī)事件造成財產(chǎn)損失的醫(yī)院比例由58.0%升至68.2%，損失金額在10萬元以上的醫(yī)院比例也由8.0%升至11.8%[2]。例如，2013年10月25日溫嶺市第一人民醫(yī)院3名醫(yī)生被患者連某某持刀捅傷；2016年10月3日，山東萊鋼醫(yī)院某兒科醫(yī)生被家屬砍成重傷，身中27刀，其中頭部12刀，后經(jīng)搶救無效離世。這樣的例子舉不勝舉，發(fā)生在醫(yī)療場所的暴力行為是全球現(xiàn)象，并且呈逐年上升趨勢，嚴重危及醫(yī)護人員的人身安全[3]。

然而醫(yī)院暴力并非不可預防和減少，大部分暴力事件在發(fā)生、發(fā)展前期暴力端倪和隱患已顯露，只是多數(shù)人忽視了它們的存在，主要原因是缺乏對暴力先兆現(xiàn)象預警信號的有效分析以及對暴力事件發(fā)展的有效控制[4]。本文研制了一套醫(yī)院暴力預警系統(tǒng)，通過無線Wi-Fi向醫(yī)院安保中心發(fā)出求救信號，實時定位，有效地防止醫(yī)院暴力事件的發(fā)生。

1 系統(tǒng)的基本原理

當出現(xiàn)醫(yī)療暴力預兆或剛發(fā)生時，醫(yī)務人員按下胸牌卡上的報警按鈕，啟動醫(yī)療暴力預警系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對接收到的信號通過信號強度法精確計算出報警人所在具體位置，通過可旋轉(zhuǎn)攝像頭查看現(xiàn)場情況，并對其進行實時追蹤。監(jiān)控中心及時通知最近的安保人員到達報警地點，對醫(yī)療暴力進行有效控制并維護現(xiàn)場秩序，定位系統(tǒng)主要由Wi-Fi雙頻定位標簽、無線AP定位器和后端定位管理中心3部分組成，具體示意圖，見圖1。

1.1 Wi-Fi定位標簽

將對人體無害的、智能Wi-Fi定位標簽集成于醫(yī)護人員胸牌上，系統(tǒng)通過對Wi-Fi標簽的定位實現(xiàn)對人員的跟蹤定位。為了保證員工的隱私，Wi-Fi定位標簽卡在非報警狀態(tài)下不發(fā)出信號，當遇到醫(yī)療暴力時，醫(yī)務人員按下報警按鈕后，Wi-Fi定位標簽卡發(fā)出2.4 GHz射頻信號。Wi-Fi定位標簽主要由：電池、微控制器和信號發(fā)射模塊組成。微控制器用于控制芯片的工作模式和頻段，同時產(chǎn)生標簽的內(nèi)碼，傳送給發(fā)射模塊將信號發(fā)射出去[5]，Wi-Fi定位標簽具備識別距離遠、攜帶使用方便、免維護、可充電等特點。

圖1 醫(yī)療暴力預警系統(tǒng)示意圖

1.2 AP定位器

AP定位器采用2.4 GHz頻段，支持802.11b/g/n模式，支持將掃描和采集標簽的信息，傳輸?shù)胶蠖说墓芾碇行模瑢Χㄎ粯撕炦M行控制管理。AP定位器是在原有的Wi-Fi無線接入點上增加了無線探針掃描功能，能夠識別周圍存在的Wi-Fi設備，如AP、Wi-Fi標簽、Wi-Fi手機、PDA、筆記本等；可轉(zhuǎn)發(fā)Wi-Fi標簽的報警功能，如按鈕報警、低電壓報警和拆卸報警等；可上報信號強度，判斷Wi-Fi終端距離的遠近。AP定位器支持企業(yè)級無線數(shù)據(jù)傳輸功能，具有無線掃描成功率高、信號強度高等特點。

1.3 定位算法

在室外環(huán)境下，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Global Positioming System，GPS）幾乎達到了完美的地步。但在室內(nèi)環(huán)境下，無線信號容易受到折射、反射和嚴重多徑效應的影響，已經(jīng)不能達到精確定位的要求，研究人員開始尋找新的室內(nèi)定位解決方案，相關(guān)室內(nèi)定位模型有：收信角度法、收信時間法、收信時間差法、信號強度法，相關(guān)研究顯示信號強度法較適合于室內(nèi)環(huán)境[6-7]。在覆蓋無線局域網(wǎng)的地方，定位標簽通過按鈕主動地發(fā)出信號，無線局域網(wǎng)訪問點接收到信號后，將信號傳送給定位服務器。定位服務器根據(jù)信號的強弱判斷出標簽距離AP的位置，通過標簽到至少3個AP的距離可以算出標簽的位置，并通過電子地圖顯示具體位置[8]。

1.4 監(jiān)控中心（數(shù)據(jù)處理中心）

后端管理中心主要實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的分析和處理，通過分析管理標簽數(shù)據(jù)，獲取醫(yī)護人員的基本身份信息，通過管理中心的電子地圖和攝像管理系統(tǒng)及時顯示各現(xiàn)場醫(yī)護人員的位置和狀態(tài)，監(jiān)控人員可以通過計算機訪問存儲服務器查詢?nèi)藛T的實時位置信息、報警信息以及某段時間內(nèi)的移動軌跡等。

2 系統(tǒng)的功能模塊

2.1 基本信息管理

基本信息管理主要包括人員管理、報警設置、統(tǒng)計報表等一些基本信息管理：① 人員管理，通過與醫(yī)院HRP系統(tǒng)對接獲取醫(yī)院員工的基本信息，為員工分配唯一編號的Wi-Fi定位標簽；② 報警設置，Wi-Fi定位標簽出廠設置最低電量值，一旦標簽電量低于這個界限將發(fā)出報警信息，提醒標簽需要充電或者更換電池；③ 統(tǒng)計報表，隨時查看標簽的報警記錄，按地點、人員類別分別統(tǒng)計標簽報警的各項指標，為醫(yī)院管理人員提供醫(yī)院暴力重點防范的地點和人員。

2.2 電子地圖

由于本研究屬于室內(nèi)定位，首先需繪制室內(nèi)CAD圖（Computer Aided Design，CAD），系統(tǒng)支持CAD圖形的直接導入。導入后的電子地圖支持地圖縮放、地圖切換、地圖區(qū)域顯示、地圖AP位置顯示和攝像頭顯示調(diào)用等功能，具體功能，見表1。

表1 電子地圖相關(guān)功能表

2.3 實時定位

對按下報警按鈕標簽的醫(yī)護人員進行實時定位，監(jiān)控中心的電子地圖上可實時顯示醫(yī)護人員的運動軌跡，并可以調(diào)動附近攝像頭輔助判斷現(xiàn)場的實際情況，以便安保部門準確地啟動醫(yī)院暴力緊急預案。軌跡回放功能回顧暴力事件中醫(yī)護人員的運動軌跡，為醫(yī)院暴力事件的分析和預防提供寶貴的資料信息。

3 項目的實施

基于信號強度的三角定位容易受到墻壁阻隔的影響，僅通過信號強度的三角定位，通過實驗測試，結(jié)果顯示定位精度在5米以上，無法精確定位到每個診間,不能很好地滿足室內(nèi)實時定位的精度要求。

相關(guān)研究顯示，高低頻配合的雙頻定位技術(shù)可明顯提高室內(nèi)實時定位的精度，降低電子標簽的功耗[9-11]。本研究在信號強度的三角定位的基礎上，增加了低頻觸發(fā)定位器，實現(xiàn)了雙頻定位技術(shù)：每個觸發(fā)器包含6個天線，每個天線都有唯一的ID，產(chǎn)生一個125 kHz的低頻信號場。當我們的Wi-Fi定位標簽進出這個信號場時，會感應到此信號場，報警時發(fā)出的2.4 GHz信號，會在數(shù)據(jù)包里加入這個信號場的ID，這樣AP收到的信號中也就包含了報警標簽附近信號場的ID，服務器對收到這個信息，再結(jié)合三角定位的結(jié)果，就可以得到一個比較精確的定位結(jié)果，通過實驗測試，結(jié)果顯示定位精度在2 m以內(nèi)，能準確定位到每個診間，滿足醫(yī)院暴力預警的要求。項目實施以醫(yī)院某個眼科診區(qū)為例，在上下左右4個方向安裝4個AP定位器，用于接收人員定位標簽發(fā)出的報警信號；2個低頻觸發(fā)器，每個低頻觸發(fā)器連接6根天線，12個低頻觸發(fā)器天線安裝于診間和走廊，用于產(chǎn)生125 kHz的低頻信號場，見圖2。

圖2 醫(yī)院暴力預警系統(tǒng)項目實施圖

4 討論

醫(yī)院暴力不是一個獨立事件，大部分醫(yī)院暴力事件的發(fā)生、發(fā)展通常經(jīng)歷3個階段：① 相對平靜期，這個階段人正常神態(tài)變的不安；② 攻擊前的作戰(zhàn)行動狀態(tài)，這個階段人的語言和非語言行為表現(xiàn)出暴力的潛在威脅；③ 攻擊狀態(tài)，這個階段的人及其興奮和暴躁，出現(xiàn)語言和肢體的攻擊行為[12-13]。醫(yī)院應加強醫(yī)護人員對醫(yī)院暴力的教育、培訓和演練，讓醫(yī)護人員準確識別出潛在的醫(yī)院暴力，當醫(yī)院暴力在第二個階段停留超過一定時間時應立刻啟動醫(yī)院暴力預警系統(tǒng)[14-16]。

本研究的醫(yī)院暴力預警系統(tǒng)作為醫(yī)院安保體系的有機部分，為防范醫(yī)院暴力、保證醫(yī)護人員的人身安全提供了新的思路和方法：① 基于Wi-Fi的醫(yī)療暴力預警系統(tǒng)通過醫(yī)護人員隨身攜帶的胸卡來實現(xiàn)報警功能，報警方式具有極強的隱蔽性，避免激化醫(yī)患關(guān)系，最大限度預防暴力事件的發(fā)生或?qū)⑵浒l(fā)生后的破壞力降低到最小；② 實現(xiàn)了報警人員位置精確定位（實時定位精度≤2 m）和實時追蹤，通過攝像頭實時查看現(xiàn)場的實際情況，有利于安保人員第一時間做出正確的判斷。

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