衛生裝備質量控制物聯網化管理研究

蘇秋玲，洪范宗，羅奕中，鄭溪水，董少良

解放軍第180醫院 器材科，福建 泉州 362000

0 前言

物聯網（Internet of Things，IOT）[1-2]是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網技術在醫療領域的應用潛力巨大，能夠幫助醫院實現對人的智能化醫療和對物的智能化管理工作[3]。

衛生裝備質量控制是提高醫療質量水平的必然要求，也是提高醫療設備的使用價值、節省醫療成本的前提條件[4]。本文研究衛生裝備質量控制的物聯網化管理方案，將智能識別、網絡化導入質控作業流程中，從而實現對衛生裝備質量的智能化管理與監控，為建立現代化的衛生裝備質量控制管理體系奠定基礎，也為提高衛生裝備質量水平降低醫療風險提供參考解決方案。

1 物聯網化實現要點

1.1 物聯網應用結構

物聯網應用中，首先賦予物品一個標識碼，并將其存儲在電子標簽中貼在物品上；再將標識碼對應的設備信息及屬性存儲于信息服務器中，物體使用、流通過程中被識別并記錄，就會通過ONS（對象名解析服務）解析獲得物品信息服務器的通用資源標志符[5]（Universal Resource Identifier，URI）；最后通過網絡從信息服務器中獲得標識碼對應信息及屬性，從而實現物品的自動識別與追蹤管理。具體應用結構框圖，見圖1。

圖1 物聯網應用結構框圖

1.2 衛生裝備質量控制物聯網化管理要點

根據物聯網應用結構特點及衛生裝備質量控制應用要求，要基于物聯網技術構建一個實時監控和預警反饋有機結合的衛生裝備質量控制管理模式，應把握好以下幾點：

（1）全面感知。通過各種信息傳感設備實現信息的動態采集是物聯網應用的基礎，也是首要任務。衛生裝備質量控制物聯網化管理中，應能通過讀寫器獲取各信息傳感設備采集到的質量參數、位置參數、環境參數等，并能與它們進行溝通與互動。

（2）可靠互聯。物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎之上的延伸和擴展[6]，其延伸和擴展促使物品與物品之間的信息交換與通信。衛生裝備物聯網化管理應對各衛生裝備進行聯網，再利用這種連接收集和存儲的分散的信息和數據, 進行交互和多方共享，從而改進衛生裝備質量控制業務流程，更好地對醫療設備狀況實時監控，從全局角度分析并實時解決問題。

（3）深入智能。衛生裝備物聯網化管理應有專門的應用程序，對收集到的數據進行深入分析，從中獲取衛生裝備質量控制更加新穎、系統且全面的信息。同時，采用先進的算法和數據處理技術處理復雜的數據分析、匯總和計算，以便整合和分析跨科室、跨部門的衛生裝備數據和信息。從而，為解決質量控制管理待定問題提供更好的決策參考。

2 技術應用框架及其實現研究

2.1 應用框架

目前，物聯網應用還存在多系統集成難、技術標準不確定、安全地址尋址不完善等問題。依據衛生裝備質量控制物聯網化管理要求及物聯網應用實現特點，設計應用框架由感知層、網絡層和應用層3大部分組成，見圖2。

圖2 衛生裝備質量控制物聯網化管理框架

2.1.1 感知層

由智能RFID電子標簽承擔信息采集任務，獲取并暫存衛生裝備質量狀況數據。RFID標簽較條形碼而言，信息存儲容量更大，可讀寫、重復使用，因此標簽成本更低。通過應用物聯網技術在每臺設備上安裝RFID射頻標簽，結合RFID系統，對設備的基本信息及每次巡檢、維修后檢定、周期質控等記錄進行存儲。

2.1.2 網絡層

網絡層實現網絡連接管理和數據管理，將信息傳遞到應用層[7]。隨著物聯網的不斷發展，各種不同無線通信技術與網絡結構融合越來越好，如無線傳感網絡、RFID網絡、移動車載網絡、手機網絡、3G通信網絡、WiMAX通信網絡及有線寬帶等，為衛生裝備質量控制物聯網化管理中網絡層的實現奠定了良好的基礎。網絡層實現將感知層獲取到的衛生裝備信息借助無線通信或有線通信的方式傳送到醫院信息管理中心。

2.1.3 應用層

應用層接收或提取信息管理中心的數據并實現數據的智能化處理，由數據處理、應用支撐、功能模塊及門戶接口4部分組成，構建出衛生裝備質量控制安全、服務、內容為一體的智能化業務管理流程，確保工作人員可以隨時存儲、查詢、處理設備的質量狀況數據，并根據其實際制定合理的使用計劃。

2.2 實現研究

可以將物聯網產業鏈細分為標識、感知、處理和信息傳送4個環節[8]，各個環節的關鍵技術分別為RFID、傳感器、智能芯片和無線傳輸網絡。衛生裝備質量控制物聯網化管理將利用RFID系統、網絡傳輸、監測中心構成信息回路，完成對衛生裝備質量控制物聯網化管理的實時數據獲取、信息交換及遠程控制等功能。其中，RFID標簽和RFID讀寫器共同構成智能化RFID系統。實現框圖，見圖3。

圖3 RFID系統實現框圖

RFID標簽內置溫濕度環境傳感器、智能芯片及GPS定位裝置，提供了衛生裝備使用到流通過程的質量控制方案。采用有源RFID標簽，提供RFID標簽定時發送信息的能量；溫濕度傳感器進行可靠地感知、測量，從而實現衛生裝備在各個環節中工作環境的數字化采集；讀寫器通過射頻信號對標簽進行識別，接收捕獲到的數據，并與信息服務系統進行通信。在衛生裝備質量控制物聯網化管理方案中，在設備上安裝遠距離有源RFID標簽，并在醫院一些固定通道上安裝對應的RFID讀寫設備。當設備在醫院范圍內流通，并通過RFID讀寫設備附近時，衛生裝備上的RFID則被自動識別，流通過程中的中間信息將被記錄，以實施包括運送、使用、環境條件等的全線監控。

結合醫院狀況，網絡傳輸可以通過現有院內網實現，包括有線局域網和WiFi無線網絡。網絡層包含信息科的信息服務器，存儲感知層獲取到的數據，并將其傳遞至應用層。

監測中心應用程序設置后臺管理科室、職能科室、使用科室，即信息科、器材科與臨床科室各自的門戶接口，從而為其賦予不同的應用權限，提高應用安全；設置質量監測、預警與評估、質量干預、應急處理等功能支持衛生裝備質量控制要求；提供安全管理、RFID、GIS等應用支撐確保程序順利運行。物聯網應用層的重要特征是智能，通過數據處理實現信息分析處理和控制決策等智能應用。監測中心應用實現方案，見圖4。

圖4 監測中心應用實現方案

3 小結

本文研究衛生裝備質量控制的物聯網化管理，將醫院范圍內流通的衛生裝備納入物聯網，并作為一個主體進行實時交互。首先，結合實時定位系統能對衛生裝備在醫院范圍內的流通進行有效的軌跡監控，并具有良好的可追溯性。其次，設備交接和質量信息可用于衛生裝備質量檢測及工作統計。再次，智能應用處理能幫助醫院實現對衛生裝備質量水平的智能化管理與監控，避免衛生裝備監管不力引起的衛生裝備安全隱患問題。

該衛生裝備質量控制物聯網化管理方案，能推動衛生裝備質量控制物聯網化發展，為醫院實現對衛生裝備質量的智能化管理與監控提供參考。同時，可以實現有力監管，避免設備巡檢和維護工作的疏漏，還有利于界定與醫療設備相關的醫療事故責任等。

[1]黃志雨,嵇啟春,陳登峰.物聯網中的智能物流倉儲系統研究[J].自動化儀表,2011,32(3):12-15.

[2]Daniel Giusto,Luigi Atzori,Giacomo Morabito,et al.The internet Of things[M].New York:Springer-Verlag New,2010.

[3]薛青.智慧醫療:物聯網在醫療衛生領域的應用[J].信息化建設,2010,(5):56-58.

[4]湯黎明,吳敏,劉鐵兵.醫療設備質量控制體制建立與發展途徑探討[J].中國醫療設備,2008,23(6):62-64.

[5]寧煥生,張瑜,劉芳麗,等.中國物聯網信息服務系統研究[J].電子學報,2006,(S1):2514-2517.

[6]孫知信,貉冰清,羅圣美,等.一種基于等級劃分的物聯網安全模型[J].計算機工程,2011,37(10):1-7.

[7]史敏銳.移動通信網承載物聯網業務的研究[J].電信科學,2010,26(4):12-15.

[8]李遵白,楊德林,吳貴生.新一代主導產業之物聯網預測[J].科技進步與對策,2011,28(11):43-46.