臨床實驗室質控物聯網的系統設計研究

江蘇雷奧生物科技有限公司 商 超 劉尊亮 吳 蕓 宋庭新 周華東

臨床實驗室質控物聯網系統，以信息化平臺為紐帶，整合臨床醫學實驗室醫療設備及接口、IT資源，實現臨床醫學實驗室質控的數字化、網絡化、信息化。

隨著國家對孕前優生健康檢查項目質量管理工作提出制度化、規范化和科學化的要求，如何提高實驗室儀器及醫護人員的工作效率，減少操作誤差，實現實驗室的信息化、自動化建設，完善質控體系，特別是對偏遠地區和基層醫療機構實驗室是急需解決的重要問題。目前的質控工作中多采用傳統的手工整理，難以滿足質量管理的要求，迫切需要利用現代物聯網技術，打造孕前優生質控物聯網系統，開展實驗室質控的臨床應用和實驗室質控體系建設。

臨床醫學實驗室質控物聯網的系統是實現實驗室的信息化、自動化建設，完善質控體系，提高實驗室儀器及醫護人員的工作效率，減少操作誤差，是臨床醫學實驗室質控的發展方向，本文以孕前優生健康檢查項目為例介紹系統設計的具體架構。

1 技術路線

孕前優生實驗室質控物聯網系統，以服務目前正在全國開展的孕前優生健康檢查工作為基礎，是做好出生人口缺陷預防干預工程、提高人口出生質量的重要手段，是國家的重大應用需求，以區縣鄉鎮衛生醫院、各級婦幼計劃生育技術服務所站和民營醫院等基層醫療機構為服務對象，以信息化平臺為紐帶，整合孕前優生健康檢查實驗室醫療設備及接口、IT資源，實現孕前優生健康檢查實驗室質控的數字化網絡化信息化。

孕前優生質控物聯網系統應用示意圖如圖1所示。

圖1

孕前優生健康檢查實驗室質控體系如圖2所示。

隨著國家對孕前優生健康檢查項目質量管理工作提出制度化、規范化和科學化的要求，如何提高實驗室儀器及醫護人員的工作效率，減少操作誤差，實現實驗室的信息化、自動化建設，完善質控體系，特別是對偏遠地區和基層醫療機構實驗室是急需解決的重要問題。目前的質控工作中多采用傳統的手工整理，難以滿足質量管理的要求，迫切需要利用現代物聯網技術，打造孕前優生質控物聯網系統，開展實驗室質控的臨床應用和實驗室質控體系建設。

圖2

孕前優生質控物聯網系統架構如圖3所示。

圖3

本項目的系統架構中包含三層，分別是感知層、網絡層、應用層。

感知層是整個系統的基礎，采集整個系統相關的數據。它包括以下數據：實驗室工作環境數據包括溫度傳感器采集室內溫度數據、濕度傳感器采集室內濕度數據；實驗室工作人員認證采用指紋儀、虹膜、身份證等身份識別工具識別；實驗室診斷試劑、檢測樣品用RFID、掃描碼等識別；實驗室工作場景數據包括用攝像頭采集工作人員狀態、試劑情況、操作流程等；實驗室設備數據包括血常規數據、尿常規數據、微生物數據等。

網絡層實現感知數據信息的可靠傳輸：實驗室與外界信息傳輸采用有線網絡包括專用網及互聯網、無線網絡包括移動3G/4G；實驗室內信息傳輸采用控制總線、WIFI、藍牙、ZIGBEE等實現網絡互連，對實時性要求較高的感知數據如設備狀態數據等為及時有效控制采用網絡專線傳輸。

圖4

應用層用戶包括專家、行政管理人員、設備運維人員、信息管理人員等，通過專家系統提供的相應數據統計、分析并進行圖形化的顯示使實驗室或上級機構專家可實時監控數據是否異常，及時進行干預調控；通過業務系統行政管理人員可監控實驗室每日工作情況包括檢驗項目開展情況、工作量等指標，進行有效決策；通過運維系統實驗室設備管理部門可實時監控設備運行狀態是否正常，若發生異常系統自動報警，設備運維人員可第一時間進行遠程維護或趕到現場處理；通過信息系統信息管理部門可進行大數據分析挖掘以支持行政管理部門的決策。

相關專家、行政管理人員、運維人員、信息管理部門等可以通過統一的登錄界面和授權密碼登錄物聯網系統，實現各個子系統之間的無縫切換。

本系統的實現框架使用了SQL Server數據庫；以Weblogic作為Web容器；使用oracle BPEL process Manager管理業務過程的建模、運行和監控；在界面層使用了B/S和C/S兩種接入模式。B/S接入模式主要是為管理人員、服務對象等其他的遠程且不需要儀器連接的用戶使用；C/S接入模式主要是供有儀器接入如醫生工作站人員等。B/S接入模式是使用JAVA實現的，C/S接入模式是使用Delphi和C#實現的。

孕前優生健康檢查實驗室質控物聯網系統網絡結構如圖4所示。

本物聯網系統具有良好的應用靈活性，可以以省/市/區縣/社區（鄉鎮）為單位進行安裝，并能適應各地實驗室不同的組織結構及業務流程。服務器可以與各級基層醫療機構實驗室客戶機相連。醫療硬件設備通過設備的工作站與平臺實現信息的交互。另外，用戶還可以通過移動互聯網訪問該系統，也可以使用自帶的短信設備為不同的用戶提供短信提醒等服務，真正實現了臨床醫學檢查實驗室質控的網絡化、智能化、信息化。