中小型醫療設備線上監測系統的探討與應用

劉成友，王旭婷，周蕾蕾,，劉康，馬俊，蔣志瑋

1.南京醫科大學附屬南京醫院 a.醫療設備處；b.院部，江蘇 南京 210006；2.南京醫科大學基礎醫學院 生物醫學工程系，江蘇 南京 210029；3.青島理工大學 土木學院，山東 青島 266011

中小型醫療設備線上監測系統的探討與應用

劉成友1a，王旭婷2，周蕾蕾1a,2，劉康3，馬俊1b，蔣志瑋1a

1.南京醫科大學附屬南京醫院 a.醫療設備處；b.院部，江蘇 南京 210006；2.南京醫科大學基礎醫學院 生物醫學工程系，江蘇 南京 210029；3.青島理工大學 土木學院，山東 青島 266011

目的提出適用于中小型醫療設備線上管理的優化方法和管理方式。方法介紹了醫療設備管理現狀，分析了中小型醫療設備的特點及管理中存在的問題，并使用VB.net、數據庫技術等方法實現了對中小型醫療設備線上監測管理的系統。結果該系統能夠實現權限設置、設備在線監控、設備歷史記錄統計、科室設備使用頻次統計等功能模塊，并使用圖表、報表形式直觀地反映醫療設備使用狀況。結論該系統能準確地反映單一設備歷史報警頻次、歷史使用頻次，科室設備使用狀況以及設備在線運行狀態監控等數據，可為醫療設備的維修、采購論證等提供合理、有效的數據支持。

線上管理；VB.net；歷史記錄統計；醫療設備報警頻次；醫療設備使用頻次；采購論證

引言

醫院管理是按照醫院工作的客觀規律，運用現代的管理理論和方法，對人、財、物、信息、時間等資源，進行計劃、組織、協調、控制，充分發揮整體運行功能，以取得最佳綜合效益的管理活動過程[1-2]。近年來，針對醫院管理的軟件得到了飛速的發展，如HIS、LIS、PACS、EMR等已被廣泛的應用在二、三級醫院[3]。醫療設備管理工作是醫院管理的重要組成部分，我國的醫療設備管理歷史經歷了從無到有，逐漸發展的過程。21世紀以來，信息技術的廣泛應用為我們的生活增添了很大的便利，尤其是當信息技術與醫療領域相結合，不但減輕了醫務工作者的負擔，同時也有利于提升智慧醫療水平；當信息技術與醫療設備管理無縫銜接，為醫院帶來的不只是智慧醫療設備管理理念，更重要的是一種全新的、高效的管理模式，在此背景下各類醫療設備管理軟件應運而生[4-6]。然而，這類醫療設備管理軟件多以醫療設備全生命周期管理、維修管理、大型醫療設備管理等為主，對于臨床使用量最大、配置量最多的中小型醫療設備管理軟件涉獵甚少，而該類設備的使用情況卻是臨床使用習慣、工作強度、責任工程師工作量等最真實的寫照。目前對中小型設備仍然使用單一化、手動式的管理模式，使得對其管理以及監控上都具有很大的挑戰。基于此，本文旨在研究中小型醫療設備運行數據抓取、一體化、在線式管理的方法，結合歷史數據對臨床工作強度、責任工程師工作強度、不同設備性價比等做客觀評價，以此為設備采購、設備評價提供可靠的數據支持。

1 RS-232串口通信及Wi-Fi技術

中小型醫療設備多為可移動設備，如注液泵、注射泵、監護儀、呼吸機等，此類設備具有體積小、可移動等特點，因此前端數據采集、交換時通過采用具有RS-232串口的Wi-Fi模塊來完成。數據傳遞流程圖，見圖1。

圖1 數據傳遞流程圖

1.1 RS-232串口通信

RS-232串行通信端口在設備之間的數據傳輸的應用中一直有著非常重要的作用，它的應用的領域也越來越廣泛，不僅沒有隨著技術的發展而淘汰掉，反而在某些方面不斷地被改善。RS-232是由電子工業協會(EIA)所制定的異步傳輸標準接口。通常RS-232接口有9個引腳(DB-9)和25個引腳(DB-25)，本課題中采用DB-9，連接方式采用雙工通信，即使用三線（TxD、RxD和地線）通信方式[7-8]。RS-232通信參數設置，見表1。

表1 RS-232通信參數設置

1.2 Wi-Fi技術

Wi-Fi模塊又名串口Wi-Fi模塊，屬于物聯網傳輸層，功能是將串口或TTL電平轉為符合Wi-Fi無線網絡通信標準的嵌入式模塊，內置無線網絡協議IEEE802.11b.g.n協議棧以及TCP/IP協議棧。無線模塊在本系統中的功能是將通過RS-232串口采集到的醫療設備的運行數據通過局域網進行傳輸[9]。無線模塊發送指令給串口，就能將醫療設備運行的數據進行采集，無線模塊對接收到的數據在進行處理再打包，由無線網絡將數據發送到處于同一局域網的PC端。本課題的無線模塊硬件提出的方案需支持設置節點的靜態IP地址，以此對應設備SN號或醫療設備固定資產編號，用以識別不同設備。Wi-Fi通信方式及其數據傳遞原理不是本文重點，在此不加贅述。

2 PC機軟件設計

結構化的系統設計是基于軟件模塊設計方法，以及系統模塊之間的相互調用。軟件總體結構框架，見圖2。如前所述，系統需求確定了系統模塊的構成以及模塊之間的關系。我們強調系統模塊獨立性，模塊的獨立使得一個系統變得更穩定。軟件調試部分使用設備科調配中心現行數據[10]。

圖2 系統結構框架圖

2.1 系統登錄及權限分配

權限管理是一個極其復雜的問題，使用最廣且最易接受的邏輯表達為：判斷“Who對What (Which)進行How的操作”的表達式[7]。針對不同的應用，需要根據項目的實際情況和具體架構，在維護性、靈活性、完整性等方案之間比較權衡，選擇符合的方案。此外數據的安全性和有效性是十分重要的，本系統在權限分配、登錄前會對軟件本身進行三層加密保護[11]。系統的最終目的是由用戶來維護，本文選用簡單而直觀的登錄方式，系統登錄及權限分配，見圖3。

圖3 系統登錄及權限分配界面

2.2 設備在線使用監控

本系統的一個重要的功能是實現在線監控，利用PC端對中小型醫療設備進行實時監控，并使用特殊字體、顏色對線上設備（在用設備）進行簡單表述，當醫療設備出現狀態變化時，如開機、關機、特殊報警時，系統做出相應提示，并記錄設備運行狀態及發生狀態改變的時間節點，為后續分析提供可靠的數據支持。對同一病區，值班護士可直觀而快速地獲取在用設備信息，當運行設備發生故障時，值班護士可快速、準確的做出響應。

2.3 設備歷史記錄統計

該子模塊功能主要實現科室設備的歷史運行情況記錄及統計，其主要功能是通過listview控件NodeClick事件結合mschart控件SeriesType屬性實現的。該功能模塊可以根據不同情況選擇不同的顯示方式，以設備編號NJFH_syb_01為例，系統可顯示設備近10天的設備使用頻次和報警頻次。由程序直接調用底層數據庫，能夠使得科室的設備管理者更加充分地了解近期內某設備的使用率以及出現報錯的情況。此外，當責任工程師維修某一待修設備時，可對該設備近期運行狀況進行了解，圖4展示了輸液泵（編號：NJFH_syb_01）10天內的運行頻次和報警頻次。該模塊可為責任工程師提供最準確的歷史運行數據，為設備故障診斷提供判斷依據。

圖4 某輸液泵歷史運行狀態統計結果

2.4 科室設備使用頻次統計

為保障醫院重點學科、優勢學科的發展，醫院往往會優先考慮重點、優勢科室的設備采購和審批工作，長此以往，醫院管理中存在的科室傾向性，會嚴重造成醫院資源分布不均，造成優勢學科越來越優勢，弱勢學科的發展卻受限于設備的有無。考慮到此處，我們采用設備一體化管理方式，應用信息化的手段消除各科室之間的信息壁壘，通過分析系統抓取歷史過往數據，能夠將不同科室的各種設備的使用頻次匯總形成報表。相關領導，如采購中心領導，可以參考科室設備使用率去適當調整科室采購審批情況。設備采購時我們也可以將其作為設備采購的依據，同等條件下，盡可能優先對設備使用率高的科室進行更新或者購置，科室設備使用頻次統計結果，見圖5。

圖5 科室設備使用頻次統計結果

3 結果與結論

隨著社會的進步和科學技術的飛速發展，大量先進、精密、復雜的醫療器械逐漸裝備到各醫療單位，這些設備在大大提高醫院診療水平和經濟效益的同時，其使用風險也呈現不斷上升趨勢[12-13]。對于大型醫療設備，如CT、MRI、DSA等均有龐大的圖像處理軟件和管理軟件[14-15]，本文針對中小型設備分布廣、數量多、可移動等特點，提出了結合Wi-Fi技術的醫療設備管理系統，不同于常規全生命周期、維修報修管理，本系統著重對中小型醫療設備的運行狀態、使用率等情況進行實時的監控，以此為相關部門或個人提供可靠的數據支持。本文的主要工作有：通過RS-232串口的Wi-Fi模塊實現了中小型醫療設備的串口通信功能，并獲取部分有用的數據；通過數據庫技術、VB.net技術等實現了部分上位機軟件編程工作。至截稿日，系統能實現登錄及權限分配、設備在線使用監控、設備歷史記錄統計、科室設備使用頻次統計等功能模塊。

本文設計的基于Wi-Fi技術的醫療設備監測管理系統，充分利用信息科技技術去提高相關管理人員的工作效率，有效緩解醫院的醫務人員人力負擔。當前，無線通信和信息技術正在飛速發展，在醫療設備的遠程化監測系統這一方面必定會有更多多樣化的需求，滿足不同醫院的管理現狀[16-17]。對于本系統而言，仍有一些地方需要完善，如功能模塊的豐富度不強等。如何更好的滿足用戶變化的需求、獲取中小型醫療設備運行參數、如何通過PC端對中小型設備進行操作等將是本系統下一步研究的重點。

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Discussion and Application of On-line Monitoring System for Small and Medium-size Medical Equipment

LIU Chengyou1a, WANG Xuting2, ZHOU Leilei1a,2, LIU Kang3, MA Jun1b, JIANG Zhiwei1a
1.a.Department of Equipment; b.Department of Faculty, Nanjing Affiliated Hospital, Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210006, China; 2.Department of Biomedical Engineering, Basic Medical Sciences of Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu
210029, China; 3.Department of Civil Engineering, Qingdao University of Technological, Qingdao Shandong 266011, China

ObjectiveOur purpose is to propose an optimized approach for online management of small and medium-sized medical devices.MethodsThis article introduced the present situation of management of medical equipment, and analyzed not only the characteristics of small and medium-sized medical equipment but also the problems in the management. In addition, we used VB.net,database technology and other methods designed on-line monitoring and management system based on small and medium-sized medical equipment.ResultsThe system could realize the function of permission setting, the medical equipment on-line monitoring, history records statistics, department equipment frequency statistics and so on. The system could also generate charts, reports and so on, which could reflect the use of medical equipment intuitively. Conclusion The system can accurately reflect the frequency of history normal events and alarm events, the use data of all equipments for the same department and on-line data of small and medium-size medical equipment. It also can provide reasonable and effective data support for maintenance of medical equipment and procurement argument.

On-line management; VB.net; historical records statistics; alarm frequency of medical equipment; frequency of medical equipment use; procurement argument

TP399；R197.39

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.12.032

1674-1633(2017)012-0127-03

2017-05-27

2017-06-08

南京醫科大學創新項目（2014NJMU035）

蔣志瑋，主要研究方向為醫療設備固定資產管理、設備計量等。

通訊作者郵箱：njfh_mzz@163.com

本文編輯 李美松