基于GIS的互聯(lián)網(wǎng)智慧醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

王建 許林瑞 汪玉笳 黃晟祺 李功權(quán)

摘? 要： 為了解決傳統(tǒng)醫(yī)院服務(wù)中三甲醫(yī)院人滿為患，醫(yī)院樓區(qū)、科室設(shè)計(jì)復(fù)雜，患者咨詢苦難等問題。構(gòu)建了一個(gè)基于GIS的互聯(lián)網(wǎng)智慧醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)，結(jié)合BIM，openlayers等技術(shù)，能夠幫助用戶快速選擇適合自己病癥的醫(yī)院，從而緩解三甲醫(yī)院中醫(yī)療資源緊缺等問題，并通過BIM模型對(duì)醫(yī)院樓區(qū)、科室進(jìn)行三維化展示和室內(nèi)導(dǎo)航等功能，幫助患者快速尋找到自己所需要的前往的地方，從而幫助患者減少在醫(yī)院花費(fèi)的時(shí)間。并通過人流熱度分析，高峰期人流分析等方法，幫助醫(yī)院在相關(guān)科室的醫(yī)療資源分配中提供決策數(shù)據(jù)支持，從而幫助醫(yī)院提供工作效率和解決相關(guān)科室中醫(yī)療人員分配不均等問題。

關(guān)鍵詞： GIS;醫(yī)院服務(wù)系統(tǒng);智慧醫(yī)療;醫(yī)療資源分配

中圖分類號(hào)： TP311 ???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A??? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.07.018

本文著錄格式：王建，許林瑞，汪玉笳，等. 基于GIS的互聯(lián)網(wǎng)智慧醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 軟件，2020，41（07）：94-97

Research and Implementation of Internet Smart Medical Service System Based on GIS

WANG Jian， XU Lin-rui， WANG Yu-jia， HUANG Sheng-qi， LI Gong-quan^*

（School of Earth Sciences， Yangtze University， Wuhan Hubei Province 430100， China）

【Abstract】： In order to solve the problem of overcrowding in the top three hospitals in traditional hospital services， the design of hospital buildings and departments is complicated， and patient consultation is difficult. Constructed a GIS-based Internet smart medical service system， combined with BIM， openlayers and other technologies， can help users quickly choose the hospital that suits their illness， thereby alleviating the shortage of medical resources in the top three hospitals， and through the BIM model for hospital buildings， The department performs functions such as three-dimensional display and indoor navigation to help patients quickly find the place they need to go， thereby helping patients reduce the time spent in the hospital. And through the analysis of the popularity of people flow， peak flow analysis and other methods， help the hospital to provide decision-making data support in the distribution of medical resources in related departments， thereby helping the hospital to provide work efficiency and solve the problem of uneven distribution of medical personnel in related departments.

【Key words】： GIS; Hospital service system; Smart medical treatment; Medical resource allocation

0? 引言

隨著國家的快速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，智慧醫(yī)療服務(wù)在醫(yī)院中的作用越來越突出，尤其是互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的到來，讓其應(yīng)用范圍得到進(jìn)一步擴(kuò)展^[1]。在物質(zhì)生活不斷提高的今天，人們的身體健康狀態(tài)也得到了更多的關(guān)注，但是在醫(yī)療資源不充足的現(xiàn)在，人們花費(fèi)在醫(yī)院中的時(shí)間越來越長，隨著一批實(shí)用的醫(yī)院服務(wù)系統(tǒng)投入市場(chǎng)，并在應(yīng)用中不斷改進(jìn)升級(jí)，日臻完善^[2-5]，在一定程度上解決了這個(gè)問題。基于GIS的互聯(lián)網(wǎng)智慧醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)具有操作方便靈活，信息圖形化顯示直觀的特點(diǎn)，并且基于B/S架構(gòu)，從而確保本系統(tǒng)不會(huì)受到設(shè)備的限制。用戶可以通過本系統(tǒng)查看自己身邊相關(guān)醫(yī)院的位置及相關(guān)信息，并能夠與醫(yī)院的工作人員進(jìn)行線上交流，從而能夠做到對(duì)癥入院，減少三甲醫(yī)院中感冒，發(fā)燒等常見疾病所消耗的醫(yī)療資源。

1 ?需求分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 ?需求分析

基于GIS的互聯(lián)網(wǎng)智慧醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)將空間與醫(yī)院的實(shí)際情況相結(jié)合，在目前大型醫(yī)院人滿為患，醫(yī)院樓區(qū)、科室設(shè)計(jì)復(fù)雜，患者咨詢困難的環(huán)境下，采用功能強(qiáng)大的空間信息管理系統(tǒng)。并且其具有空間分析能力是其它信息系統(tǒng)所無法比擬的。它將多系統(tǒng)、枯燥的數(shù)據(jù)源，通過圖形的點(diǎn)、線、面等實(shí)體進(jìn)行可視化展示，從而將數(shù)據(jù)迅速、精確展現(xiàn)在用戶面前，是用戶搜尋醫(yī)療部門信息的首選。

1.2 ?系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于GIS的互聯(lián)網(wǎng)智慧醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)采用B/S模式。B/S模式具有跨平臺(tái)和跨設(shè)備等特性，可以方便用戶進(jìn)行隨時(shí)隨地進(jìn)行查詢、瀏覽等操作。并且其功能擴(kuò)展簡(jiǎn)單方便，通過增加后端接口并連接即可增加程序的功能。而且后期維護(hù)升級(jí)方便快捷，只需要升級(jí)服務(wù)器上的頁面即可實(shí)現(xiàn)所有用戶的同步更新。本系統(tǒng)采用的后端框架為ssm架構(gòu)，通過Spring來將各層進(jìn)行整合，通過spring來管理持久層（mybatis）和handler。Spring提供了一種管理對(duì)象的方法，可以有效地把中間層對(duì)象組織起來。并且它的分層結(jié)構(gòu)可以增量引入項(xiàng)目，而并非侵入性應(yīng)用程序?qū)pring API的依賴可以降低至最小限度。再結(jié)合MySql的主從配置，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫操作的讀寫分離，從而達(dá)到減輕數(shù)據(jù)庫壓力的目的。結(jié)合BIM、openlayers等技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1。

2 ?系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

2.1 ?系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要分為個(gè)人中心，查詢統(tǒng)計(jì)，院內(nèi)導(dǎo)航，統(tǒng)計(jì)分析，大眾社區(qū)五個(gè)模塊，每個(gè)模塊又包含若干功能，各個(gè)功能模塊劃分如圖2所示。

2.1.1 ?個(gè)人中心模塊

個(gè)人中心模塊主要用于完善個(gè)人信息，預(yù)約掛號(hào)，對(duì)用戶所瀏覽過的醫(yī)院等信息保存記錄，生成用戶手冊(cè)，以及幫助反饋欄方便用戶后期使用。

2.1.2 ?查詢統(tǒng)計(jì)模塊

統(tǒng)計(jì)查詢模塊主要分為簡(jiǎn)單查詢，條件查詢，緩沖區(qū)查詢，周邊設(shè)施查詢，以及公共設(shè)施統(tǒng)計(jì)查詢。

（1）簡(jiǎn)單查詢

對(duì)于簡(jiǎn)單查詢，可從地理位置，醫(yī)院名稱等信息入手了解某一目標(biāo)醫(yī)院詳細(xì)信息。

（2）條件查詢

對(duì)于條件查詢，采取以區(qū)域，專題，等級(jí)，醫(yī)院評(píng)分以及看病價(jià)格的查詢方式進(jìn)行條件查詢。特別是在專題欄，可輸入目標(biāo)醫(yī)院類型如眼科，耳鼻喉科，婦產(chǎn)科等按類別進(jìn)行分類查找。

（3）公共設(shè)施統(tǒng)計(jì)查詢及周邊設(shè)施查詢

對(duì)于公共設(shè)施統(tǒng)計(jì)查詢，本系統(tǒng)對(duì)醫(yī)院周邊設(shè)施如學(xué)校，公園，商場(chǎng)，車站，酒店等提前進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在用戶指定具體查詢對(duì)象后可顯示公眾設(shè)施數(shù)量，位置，特點(diǎn)等屬性概況。

（4）緩沖區(qū)查詢

緩沖區(qū)查詢以點(diǎn)、線、面等實(shí)體為基礎(chǔ)而建立的查詢方式，通過自動(dòng)建立所選實(shí)體要素周圍一定寬度范圍內(nèi)的緩沖區(qū)構(gòu)建多邊形圖層。緩沖區(qū)分析作為地理信息系統(tǒng)重要的空間分析功能之一，采取以用戶所在位置為原點(diǎn)，輸入半徑方式以顯示圈內(nèi)醫(yī)院的數(shù)量。

2.1.3 ?院內(nèi)導(dǎo)航模塊

院內(nèi)導(dǎo)航模塊主要分為病友位置定位，BIM三維建模與可視化，軌跡查詢與分析，信息提醒四個(gè)方面。

（1）病友位置定位

用戶可利用系統(tǒng)功能共享性，查看到所看病人所在位置，并實(shí)時(shí)生成路線，幫助用戶快速高效地找到目的地。

（2）BIM三維建模與可視化

用戶可借助超圖移動(dòng)GIS產(chǎn)品，在室內(nèi)地圖上或者通過搜索的方式，規(guī)劃最優(yōu)路徑，以最高可視化程度到達(dá)掛號(hào)，取藥，樓層科室所在位置。

（3）軌跡查詢與分析及實(shí)時(shí)提醒

對(duì)用戶所行走軌跡進(jìn)分析，進(jìn)行實(shí)時(shí)信息提醒，并根據(jù)用戶到達(dá)時(shí)間長短及時(shí)反饋此路徑是否最優(yōu)等問題。

2.1.4 ?統(tǒng)計(jì)分析模塊

統(tǒng)計(jì)分析模塊主要分為人流熱度分析，高峰期人流分析。對(duì)醫(yī)院人流信息進(jìn)行收集分析并進(jìn)行圖形化反饋。

（1）人流動(dòng)態(tài)分析

對(duì)于人流動(dòng)態(tài)分析，采取柱狀圖的方式顯示某一區(qū)域類人流量最多的十大醫(yī)院，輸入查詢時(shí)間段可顯示用戶所在區(qū)域醫(yī)院人口流動(dòng)熱力圖。

（2）高峰期人流分析

對(duì)于高峰期人流分析，可鎖定某一醫(yī)院，進(jìn)一步展開在一天之類不同時(shí)間段不同門診科室的人流量熱力分析圖（紅色區(qū)域越大表示人流量越多）。

2.1.5 ?大眾社區(qū)模塊

大眾社區(qū)模塊即用戶交流學(xué)習(xí)，該模塊放有科普醫(yī)學(xué)文章，最近醫(yī)學(xué)動(dòng)態(tài)等新聞以便用戶了解學(xué)習(xí)使用。用戶可在該模塊中相關(guān)論壇提出疑問并解答相關(guān)問題，同時(shí)可查詢相關(guān)醫(yī)學(xué)知識(shí)，生活應(yīng)注意的事項(xiàng)，以幫助用戶更為健康的生活。

3 ?系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試

3.1 ?實(shí)現(xiàn)采用條件

根據(jù)現(xiàn)有軟硬件資源以及程序的實(shí)際需要，基于GIS的互聯(lián)網(wǎng)智慧醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)采用B/S體系結(jié)構(gòu)，具有跨平臺(tái)和跨設(shè)備等特點(diǎn)^[6，7]。使用arcgis系列產(chǎn)品組織與管理空間數(shù)據(jù)。系統(tǒng)前端采用具解譯性、動(dòng)態(tài)性、跨平臺(tái)性等特點(diǎn)的JavaScript語言，后端采用具有面向?qū)ο蟆⒖缙脚_(tái)性、安全與健壯性的的JAVA語言編寫。使用arcgis desktop對(duì)矢量圖層進(jìn)行編輯、坐標(biāo)系和投影設(shè)置，并將在arcgis desktop中將生成的數(shù)據(jù)發(fā)布到本地服務(wù)器中的Arcgis server中。系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)條件如表1所示。

1 ?系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)采用條件

3.2? 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.2.1 ?基礎(chǔ)功能

基本功能包括用戶登錄、注冊(cè)、地圖瀏覽、圖層切換、地圖縮放、增添數(shù)據(jù)等，通過系統(tǒng)主頁面展示效果，使用戶輕松快捷登錄，并查看所需信息，如圖3所示。

3.2.2 ?查詢功能

查詢功能主要條件查詢、點(diǎn)擊查詢、周邊設(shè)施查詢、公共設(shè)施查詢等。可以幫助用戶查詢到醫(yī)院名稱、位置、詳情介紹，周邊設(shè)施，公共設(shè)施統(tǒng)計(jì)等相關(guān)信息，并以圖表的形式將查詢到的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示。在圖表展示方面，針對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)特征，由柱狀圖、玫瑰圖、餅狀圖等專題圖直觀顯示。根據(jù)用戶輸入的查詢條件篩選合適醫(yī)院并以此醫(yī)院展開數(shù)據(jù)展示分析。基于GIS的互聯(lián)網(wǎng)智慧醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)主體界面如圖4所示。

3.2.3? 分析功能

通過泰森多邊形、緩沖區(qū)分析等多種空間分析方法進(jìn)行空間分析。例如利用根據(jù)等值線的疏密變化可直觀了解醫(yī)院的分布與人流熱度變化規(guī)律，為用戶提供精準(zhǔn)醫(yī)院信息以及醫(yī)院動(dòng)態(tài)人流數(shù)據(jù)反饋，對(duì)用戶所在位置進(jìn)行緩沖區(qū)分析，可以輔助用戶選取與自己距離最近和最符合自己篩選條件的醫(yī)院等等

3.2.4? 模擬功能

進(jìn)行人流熱度分析、高峰期人流分析并對(duì)進(jìn)行人流動(dòng)態(tài)展示，主要通過BIM三維建模與可視化展示，可在界面是上顯示不同時(shí)期人口流動(dòng)熱力圖，密集人口所分布的院區(qū)，從而為醫(yī)院在醫(yī)療人員和資源的分配上提供一定的輔助決策支持。

4 ?結(jié)論

針對(duì)當(dāng)前我國醫(yī)療資源分配不均，大型醫(yī)院人滿為患，患者咨詢難等問題^[8]，本系統(tǒng)基于GIS進(jìn)行B/S系統(tǒng)開發(fā)，結(jié)合BIM等技術(shù)，利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析并進(jìn)行圖形化反饋，實(shí)現(xiàn)在線查看交通流量，預(yù)測(cè)高峰期時(shí)間，高峰期人流分析，有效避開高峰期出行，節(jié)約醫(yī)患時(shí)間。基于GIS二次開發(fā)技術(shù)，在java的開發(fā)環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)地圖導(dǎo)航、查詢統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)分析等功能，緩解了醫(yī)療資源不均勻分布的問題，加速分級(jí)診療及提高了患者選擇醫(yī)院的效率。本系統(tǒng)針對(duì)醫(yī)院內(nèi)部科室錯(cuò)綜復(fù)雜的問題，分折患者的實(shí)際需求，采用BIM三維建模實(shí)現(xiàn)院內(nèi)導(dǎo)航，病友位置共享，實(shí)時(shí)生成路線，提高患者就醫(yī)效率和醫(yī)院服務(wù)水平，解放就診以及咨詢部壓力，改善人們的就醫(yī)體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

1. 謝偉紅. 基于智慧醫(yī)療優(yōu)化掛號(hào)服務(wù)系統(tǒng)對(duì)門診患者門診等候時(shí)間及滿意度的影響%J中國現(xiàn)代醫(yī)生[J]. 2019， 57（01）： 149-51.

2. 周侗， 龍毅. 我國近期移動(dòng)地圖與互聯(lián)網(wǎng)地圖發(fā)展綜述 %J地理與地理信息科學(xué)[J]. 2012， 28（05）： 1-5.

3. 李錦程. 基于微信平臺(tái)的醫(yī)療就診系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]; 哈爾濱工業(yè)大學(xué)， 2015.

4. 程子陽. 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)%J移動(dòng)通信[J]. 2012， 36（05）： 30-5.

5. 韋力， 梁悅， 劉宇宏. 基于醫(yī)療數(shù)據(jù)發(fā)布中心的患者病歷獲取服務(wù)%J中國醫(yī)院管理[J]. 2018， 38（11）： 40-1.

6. 王進(jìn). B/S模式下的三層架構(gòu)模式[J]. 軟件導(dǎo)刊， 2011， 10（03）： 30-31.

7. 張寶龍. C/S模式網(wǎng)管系統(tǒng)向B/S模式的遷移與優(yōu)化[J]. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用， 2017， 26（01）： 63-67.

8. 傅雅欣， 李情， 唐梅. 基層醫(yī)療踐行高價(jià)值醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的機(jī)遇、挑戰(zhàn)及對(duì)策[J]. 中國衛(wèi)生事業(yè)管理， 2020， 37（04）： 279-282.