疫情防控期間大型綜合醫院基于物聯網技術的防護用品應急管理系統

陳敏玲，鄧國豪（通信作者），梁瑞怡，鄭木松，詹穎琪

深圳大學總醫院醫學工程部 （廣東深圳 518055）

2019年12月，我國湖北武漢相繼出現了多例病因不明的肺炎患者，緊接著類似患者陸續出現于全國各地。面對這種突發的公共衛生情況，各地醫療機構的防疫物資出現了十分緊缺的現象，根本原因是防護用品需求量的突增和市場供應能力的不足。然而，疫情發展的初期正是防止病毒蔓延擴散的最重要階段[1]，醫療機構的醫護人員若依然按照往常的習慣使用防護用品，則無法做到對防護用品的最有效利用，難以切實保障自身的生命安全。因此，只有在疫情初期對醫院現存的防護用品實施緊急管理，做到有計劃、有部署地使用，才能確保疫情防控的持續性和有效性。

為實現對防護用品的應急管理，各醫療機構需兼具快速響應和管理特性的管理系統，以對每一件防疫物資的“軌跡”起到追蹤作用，而物聯網技術恰可實現以上功能。

1 技術論述

近年來，物聯網成了一種飛速發展的新興技術，該技術可實現“物與物”“物與人”之間的連接，但與互聯網實現的如QQ、微信此類“人與人”之間的連接有所不同，物聯網與互聯網是一種既并列又交叉的關系，可簡單地將物聯網理解為“互聯網+電子設備”[2]。物聯網融合了電子、通訊、計算機3種技術，從技術的角度分析，可將物聯網分為4個層面，即感知識別層、網絡構建層、服務管理層、綜合應用層[3]。

感知識別層：可類比為人的感知器官，可感知房間的溫、濕度，燈、窗簾是否打開及空氣含氧量等。如DS18B20器件可檢測溫度并將結果以數字形式輸出至單片機，單片機進行編譯后即可顯示溫度。物聯網的發展離不開傳感器的發展，目前市面上傳感器數量遠超于人類數量。

網絡構建層：可類比為人的傳導神經，傳感器收集到信息后通過網絡將數據傳送至后臺，并可根據需要選擇遠程如互聯網技術，近程如WIFI、藍牙技術等傳送方式。

服務管理層：可類比為人的大腦，網絡構建層將數據傳輸至后臺服務器，服務器再根據具體需要存儲、計算、分析數據等[4]。

綜合應用層：可理解為服務器處理好數據后最終呈現給用戶畫面時的載體，如網頁、APP、微信小程序等。

物聯網技術的應用已十分廣泛。在物流倉儲領域，如亞馬遜、京東、菜鳥、蘇寧等不斷升級的倉儲系統，均是物聯網技術在倉儲管理領域優秀應用的體現。在智能配送及整體供應鏈上，依靠物聯網技術，使物流全過程透明可視化、產品的可追溯管理以及智能配送等成為可能，為實現智慧供應鏈、智慧物流奠定了基礎。物聯網技術不僅實現了自動化與信息共享，還徹底改變了物流倉儲領域的管理模式，極大地提高了效率和收益。以阿里巴巴集團開發的菜鳥網絡為例，2017年菜鳥日均處理包裹量已達5 700萬個[5]。

2 技術實現

現通過借鑒物流倉儲領域的最新管理思路，采用物聯網技術中的無線射頻識別技術+云平臺+軟件操作系統來實現防護用品的應急管理[6]。

防護用品應急管理系統的技術實現方式如下：首先，采用條碼掃描機掃描防疫物資的條碼獲取相關信息，利用如增強設備協議（enhanced device protocol，EDP）等經廣域網將信息傳輸至中國移動物聯網開放平臺即OneNET，并將數據存儲至OneNET；然后，通過防疫物資管理系統相應的應用程序接口（application programming interface，API）提取云平臺上相應防疫物資的信息；最后，將防疫物資信息加以更新后公布、顯示，見圖1。該技術可實現上位機即防疫物資管理平臺記錄與跟蹤院內每件登記過的防疫物資，且可將庫存物資表公示于平臺。

防護用品應急管理可分為硬件和軟件兩個部分。硬件部分包括條碼打印機、條碼掃描槍、操作電腦；軟件部分包括制作條碼標簽的軟件、條碼管理系統、云平臺、防護用品應急管理系統（圖2）。

圖1 防護用品應急管理系統的技術實現

圖2 防護用品應急管理系統

在防護用品應急管理系統中，設計云平臺選用的是OneNET。OneNET 是中國移動打造的開放平臺與生態環境，在市面上較多的云平臺中有其獨具的特色，可提供豐富的API 和各類應用，從而滿足各行各業的需求和硬件智能開發，并可在較低成本的情況下完成開發和部署，具有十分重要的作用。此外，OneNET 可適配各種網絡環境和多種協議，快速接入云平臺和大數據服務，為客戶提供了多樣的選擇。

OneNET 可安全且穩定地為硬件設備提供接入服務，支持的API 類型也有多種，如消息隊列遙測傳輸協議（message queuing telemetry transport，MQTT）、超文本傳輸協議（hyper text transfer protocol，HTTP）、輕量級機器到機器（lightweight machine-to-machine，LWM2M）、傳輸控制協議（transmission control protocol，TCP）等。API 本質上是多個具有不同功能的函數包，通俗來講，可將API 比作家用電器的插頭，用戶只需提供插座以及執行將插頭插入插座這個行為即可，而無需理解電器所具體包含的電路原理，這極大地方便了對軟件領域不熟悉的開發者。

防護用品應急管理系統通過解析相應的API 并加以顯示，如此便實現了對每件防疫物資的監控。同時，設計云平臺采用了OneNET，其豐富的API 可滿足防疫物資多樣性的需求，且該平臺價格低廉，節省了開發成本[7]。

3 醫院操作流程

防護用品應急管理系統應用于醫院對防護用品的操作流程包括物資錄入一級庫、提交申領單、錄入二級庫、發放物資并記錄使用信息、每日匯總并作臺賬、設置庫存低量預警。

錄入一級庫：對每件重要的防護用品進行標識并錄入一級庫（醫院倉庫）。

提交申領單：科室根據院感劃分的防護等級按需申報防護用品[8]，并通過系統提交《醫用防護用品申領單》，見圖3。醫工部初審申領單，給出發放建議，通過系統與院感科、醫務部溝通，審核通過即可領取防護用品。

圖3 醫用防護用品申領單

錄入二級庫：物資分配管理人員對防護用品進行掃碼發放，自動登記發放的科室、物品種類、品牌、型號規格及數量，所發放物資信息記入二級庫（各科室庫存）。

發放物資并記錄使用信息：科室管理員登錄防疫物資管理系統，掃碼發放防護用品至每名醫護人員，系統自動記錄庫存消耗信息，并將防護用品的使用情況自動記錄至《物資使用表》，見圖4。

圖4 物資使用表

每日匯總并做臺賬：系統每日進行統計匯總，獲取防護用品的消耗量和庫存量信息，可公布各科室使用情況及醫院現有防護用品庫存情況于《物資臺賬》，見圖5。

圖5 物資臺賬

設置庫存低量預警：物資臺賬設置庫存低量預警，及時采購，確保庫存。

4 小結

此次介紹的防護用品應急管理系統，為快速地將防疫物資精準高效的利用起來提供了可靠的方法，有助于醫療機構于今后應對類似的突發公共衛生問題發生初期物資緊缺的狀況。

應用物聯網技術進行防疫用品應急管理，通過無紙化辦公，可降低接觸感染的概率；通過智能化系統登記，可切實減輕醫護人員及防疫物資管理人員的工作負擔；采用信息化、精細化管理的方式，能夠為醫院節省支出；臺賬清晰，數據準確，時效性高，可快速作出響應。