基于云平臺的體溫測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

吳 波 王 丹 張春霞

[文章編號] 1672-8270(2015)09-0068-04 [中圖分類號] R197.324 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A

基于云平臺的體溫測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

吳 波①王 丹②張春霞③*

[文章編號] 1672-8270(2015)09-0068-04 [中圖分類號] R197.324 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A

目的：設(shè)計(jì)基于無線覆蓋系統(tǒng)云平臺的體溫自動測量系統(tǒng)，完成體溫的測量、采集、傳輸和處理智能化，探討智能化體溫監(jiān)測在臨床中的應(yīng)用。方法：通過信息化系統(tǒng)云平臺的建立，設(shè)計(jì)準(zhǔn)確而輕便的探測器，通過對體溫的實(shí)時監(jiān)測，提出對體溫在臨床診療中的重要性的研究。結(jié)果：基于信息化平臺，實(shí)現(xiàn)體溫的智能化檢測，從而改變傳統(tǒng)的體溫測量模式。結(jié)論：對醫(yī)院臨床信息化設(shè)備和軟件資源進(jìn)行充分利用和整合，進(jìn)一步完善現(xiàn)有醫(yī)院信息化系統(tǒng)的功能，減輕醫(yī)護(hù)人員的工作強(qiáng)度，提高醫(yī)療資源的利用率。

無線云平臺；體溫測量；智能傳感器；體征信息；顯示終端

[First-author’s address] Medical Equipment Department, The Tengzhou Central People's Hospital, Zaozhuang Shandong 277500, China.

隨著醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)進(jìn)程的加快，體現(xiàn)醫(yī)院“以人為本”的服務(wù)宗旨，電子體溫計(jì)在臨床上的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，且方便可靠并測量數(shù)據(jù)精確。電子體溫計(jì)采用熱敏電阻或熱電偶傳感器，具有快速應(yīng)答的特性，除測量口腔、直腸溫度外，尚可測量皮膚及某些內(nèi)腔器官的溫度。本研究設(shè)計(jì)基于云平臺的無線體溫測量系統(tǒng)，從對患者測量的準(zhǔn)確度、減輕醫(yī)護(hù)人員勞動強(qiáng)度以及提高工作效率的角度出發(fā)，對醫(yī)院臨床現(xiàn)有信息化設(shè)備和軟件資源進(jìn)行充分利用和整合，挖掘現(xiàn)有資源的潛力，進(jìn)一步完善現(xiàn)有醫(yī)院信息化系統(tǒng)的功能。

1 基于云平臺的體溫測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

監(jiān)測住院患者的體溫，在臨床監(jiān)護(hù)和治療中具有重要意義，醫(yī)護(hù)人員頻繁地體溫測量，不僅增加工作量，而且使患者感到煩瑣[1]。尤其是在野戰(zhàn)醫(yī)療條件下、戰(zhàn)地醫(yī)院或野戰(zhàn)醫(yī)院需要進(jìn)行大批傷員的搶救以及突發(fā)災(zāi)情、疫情時需要大范圍測量患者體溫時，智能化體溫測量系統(tǒng)在緊急搶救時快速測量體溫，為制訂救治措施贏得時間，且具有方便、快捷及高效的特點(diǎn)。同時，該系統(tǒng)適合家庭化病房、社區(qū)醫(yī)療中心等場所，可隨時檢測患者的體溫變化，并通過無線方式傳送。

為了提高體溫測量的精確度和便捷性，提供一套完整的針對整個系統(tǒng)的云數(shù)據(jù)中心的管理解決方案，本設(shè)計(jì)采用針對整個數(shù)據(jù)中心的云管理平臺，對整個數(shù)據(jù)中心的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲及安全優(yōu)化等軟、硬件平臺進(jìn)行管理、控制及監(jiān)控操作，所有軟、硬件操作在同一個友好界面中進(jìn)行，并可針對所有的軟硬件工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，提供向?qū)Ｊ竭M(jìn)行操作、配置及簡單故障的排除幫助，便于用戶系統(tǒng)管理員日常維護(hù)和監(jiān)控。

云管理平臺建設(shè)采用虛擬專用網(wǎng)(virtual private network，VPN)連接方案，利用IPSec安全協(xié)議的VPN和加密能力，可實(shí)現(xiàn)多個系統(tǒng)之間Internet的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接以及安全的企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)通信。通過網(wǎng)關(guān)內(nèi)部策略控制體系對VPN的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行有效的控制和管理，使企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信具有良好的擴(kuò)展性和管理性。

IPSec VPN的部署都是成對進(jìn)行的，既可在設(shè)備與設(shè)備之間(總部的FortiGate與分支機(jī)構(gòu)、合作伙伴及SOHO辦公等節(jié)點(diǎn)的FortiGate)建立IPSec VPN隧道，又可以在設(shè)備與客戶端軟件(總部的FortiGate與移動辦公用戶PC上安裝的FortiClient VPN客戶端軟件)間建立IPSec VPN隧道(如圖1所示)。

圖1 云服務(wù)平臺結(jié)構(gòu)圖

通過在廣域網(wǎng)的各個節(jié)點(diǎn)上安裝部署IPSec VPN設(shè)備或軟件，并進(jìn)行適當(dāng)設(shè)置，便可建立全網(wǎng)的IPSec VPN隧道，使得總部、各分支機(jī)構(gòu)、合作伙伴、SOHO及移動辦公用戶之間所有跨越Internet的數(shù)據(jù)傳輸均經(jīng)過IPSec VPN的加密及認(rèn)證保護(hù)，黑客無法在途中竊取、篡改或破壞數(shù)據(jù)。圖1中，總部與分支機(jī)構(gòu)A、移動辦公用戶之間的IPSec VPN隧道用紅色虛線表示，任意兩個節(jié)點(diǎn)之間均可使用VPN設(shè)備或軟件實(shí)現(xiàn)IPSec VPN通信。

2 基于云平臺的體溫測量系統(tǒng)內(nèi)容

體溫測量系統(tǒng)主要包括溫度測試模塊、智能傳感器、數(shù)據(jù)終端以及云服務(wù)信息平臺處理中心4部分，通過感知人體體表溫度采集體溫?cái)?shù)據(jù)。系統(tǒng)可將體溫?cái)?shù)據(jù)存入主體的固態(tài)存儲器中，并可將體溫?cái)?shù)據(jù)通過藍(lán)牙通訊傳輸給應(yīng)用程序，以數(shù)值方式實(shí)時更新顯示，通過云服務(wù)進(jìn)行信息傳輸。

2.1 溫度測試模塊

溫度測試模塊中溫度傳感器采用高精度熱敏電阻或半導(dǎo)體數(shù)字溫度傳感器，如圖2所示。

圖2 體溫探測器示意圖

2.2 智能傳感器

智能傳感器采用數(shù)據(jù)信息云服務(wù)方法，通過體溫的探測器有效收集被測者的體溫信息[2]。當(dāng)體溫有異常狀況時可通過一鍵呼叫或云服務(wù)系統(tǒng)發(fā)出相關(guān)信息，通過身份識別與定位使醫(yī)護(hù)人員或患者家人能在最短時間內(nèi)進(jìn)行處置[3]。智能傳感器主要由微處理系統(tǒng)、電源、智能檢測系統(tǒng)、顯示部件、通訊系統(tǒng)和電極組成。智能傳感器采用微型化設(shè)計(jì)：①電源采用單壓式開關(guān)方式，通過發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)進(jìn)行間歇式顯示[4]；②通過WiFi或藍(lán)牙進(jìn)行通訊，速率＞1 Mbps，需在10 s之內(nèi)建立連接，最多可登錄36臺，數(shù)據(jù)內(nèi)存每5 ms進(jìn)行采樣；③容量支持對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行48 h的記錄并可回放(如圖3所示)[5]。

圖3 智能傳感器原理框圖

2.3 數(shù)據(jù)終端

數(shù)據(jù)終端是無線接收模塊通過手機(jī)或顯示終端，選用與無線發(fā)送模塊，該模塊與現(xiàn)有信息接口，通過云服務(wù)將體溫?cái)?shù)據(jù)上傳并顯示(如圖4所示)。

圖4 體溫顯示界面圖

2.4 信息平臺處理中心

采用信息平臺的主控處理中心軟件系統(tǒng)收集、分析、處理及存儲所有采集數(shù)據(jù)，其中分為服務(wù)端和客戶端兩部分。

(1)系統(tǒng)在服務(wù)端部分功能包括：①從客戶端采集體溫信息；②從主系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中(醫(yī)保中心或醫(yī)院信息系統(tǒng)(hospital information system，HIS)服務(wù)器獲取患者的基本信息(包括姓名、ID號、病區(qū)及床號等)；③處理上述的數(shù)據(jù)并保存數(shù)據(jù)；④根據(jù)客戶端的請求將相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)給客戶端(護(hù)理站)。

(2)系統(tǒng)在客戶端收集本地的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)需要處理這些相關(guān)信息并以圖表的形式顯示給用戶，同時上報(bào)所有采集的信息給服務(wù)端。

3 基于云平臺體溫測量系統(tǒng)功能

體溫測量系統(tǒng)通過云管理平臺服務(wù)和采用軟件、硬件，能夠充分保證醫(yī)院各項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全性能，完美支持虛擬化。系統(tǒng)可根據(jù)醫(yī)院的業(yè)務(wù)需求而定制設(shè)計(jì)范圍，真正從業(yè)務(wù)角度出發(fā)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)；通過虛擬化技術(shù)徹底擺脫以往各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的煙囪式架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)資源整合，充分利用以往1/2甚至更少的計(jì)算資源滿足各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的需求，隨著未來應(yīng)用系統(tǒng)的增多，其優(yōu)勢將逐步顯現(xiàn)。通過對本系統(tǒng)的建設(shè)，當(dāng)任何節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時對前端業(yè)務(wù)均無任何影響，可有效保證醫(yī)院各項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性，優(yōu)化應(yīng)用業(yè)務(wù)的高性能，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用交付的獨(dú)立性，并可降低使用成本。

系統(tǒng)根據(jù)功能需求可以實(shí)現(xiàn)：①狀態(tài)巡測，系統(tǒng)主機(jī)(護(hù)士站)可巡測各接收模塊的工作狀態(tài)；②實(shí)時抄錄，系統(tǒng)可根據(jù)臨床需要，任意設(shè)置抄錄各患者體溫信息；③體溫分析，系統(tǒng)可對患者住院期間的體溫變化，按需要描繪出一張完整的體溫變化曲線圖；④根據(jù)病區(qū)需要，可任意設(shè)置體溫測量時間和頻率；⑤根據(jù)病區(qū)需要，可自動繪制不同的體溫變化曲線，設(shè)置體溫上限和下限報(bào)警溫度。

4 結(jié)語

基于云的體溫測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能體溫系統(tǒng)，其體積小，集成心電、體溫于一身，可與Android軟件聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示，隨時隨地掌控體溫監(jiān)測對象的狀態(tài)，并能給出精確的數(shù)據(jù)分析。同時，可以在內(nèi)存中記憶36 h的采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)察看和回放，當(dāng)體溫有異常時，可自動通過短信或撥打電話的方式向預(yù)先綁定的體溫監(jiān)測對象發(fā)出相關(guān)信息，現(xiàn)實(shí)體溫的智能測量和處理。

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Design of temperature measurement system based on cloud platform/WU Bo, WANG Dan, ZHANG Chun-xia// China Medical Equipment,2015,12(9)∶68-71.

Objective∶ Elaborated the system cloud platform based on wireless coverage of automatic temperature measuring system, complete the body temperature measurement, collection, transmission and processing, discusses the intelligent temperature monitoring in the medical role in the process of practical application. Methods∶ through the establishment of information system cloud and accurate and the design of the portable detector, by constantly monitor the temperature; put forward the study of the importance of the temperature in the clinical diagnosis and treatment. Results∶ based on the information platform, the real temperature of the intelligent detection, which changes the traditional temperature measurement model. Conclusion∶ the clinical information and make full use of the equipment and software resources of integration, further perfecting the existing function of hospital information system, reduce the work intensity of medical staff, improve the utilization of medical resources.

Wireless cloud platform; Temperature measurement; Smart sensors; Signs information; Temperature display terminal

吳波,男,(1974- ),本科學(xué)歷，工程師。滕州市中心人民醫(yī)院器械科，從事醫(yī)療設(shè)備的維修和管理工作。

2015-04-11

①滕州市中心人民醫(yī)院器械科 山東 棗莊 277500

②解放軍第305醫(yī)院物資采購管理辦公室 北京 1000171

③軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)儀器廠 北京 100850

*通訊作者：zcx0302@126.com

DOI∶ 10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.09.021