基于信息集成平臺(tái)的醫(yī)療設(shè)備全生命周期管理*

陳 星，夏 科

（南充市中心醫(yī)院·川北醫(yī)學(xué)院第二臨床醫(yī)學(xué)院，四川 南充637000）

隨著生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。如何利用有限的資源保障設(shè)備安全并提高設(shè)備利用率是各管理部門(mén)一直以來(lái)努力的方向。但就目前大部分醫(yī)院而言，設(shè)備管理由多個(gè)部門(mén)分工完成，以作者所在醫(yī)院為例，采購(gòu)辦負(fù)責(zé)前期調(diào)研、采買方案、流程以及合同制定；資產(chǎn)管理科負(fù)責(zé)設(shè)備、配件及損耗件出入庫(kù)，供應(yīng)商（廠家）、合同、資質(zhì)等信息維護(hù)與保存；財(cái)務(wù)科負(fù)責(zé)設(shè)備賬目管理、經(jīng)費(fèi)支出、成本效益分析、績(jī)效考核；醫(yī)學(xué)工程科負(fù)責(zé)前期論證、資質(zhì)審核、設(shè)備維護(hù)、巡檢、質(zhì)控。由于各科室信息系統(tǒng)不同，系統(tǒng)間數(shù)據(jù)記錄方法不一致、格式不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)應(yīng)用側(cè)重各異等因素又不能相互連通，這是目前很多醫(yī)院設(shè)備信息化管理的現(xiàn)狀[1]。欠缺信息與管理之間的交互，缺少數(shù)據(jù)與決策之間的等效轉(zhuǎn)換，這也是信息化向高階發(fā)展的“瓶頸”[2]。基于信息集成平臺(tái)的醫(yī)療設(shè)備全生命周期管理不僅可以提高設(shè)備信息化管理效率，實(shí)現(xiàn)全生命周期內(nèi)各階段數(shù)據(jù)共享，聯(lián)通“信息孤島”，還能提供設(shè)備相關(guān)運(yùn)行指標(biāo)，如利用率、故障率、返廠率、收益率等關(guān)鍵參數(shù)。此外，通過(guò)信息集成技術(shù)還可以打破障礙，使各部門(mén)數(shù)據(jù)充分融合、匯集，平臺(tái)加工后的數(shù)據(jù)可為各部門(mén)提供更完整的設(shè)備管理參考意見(jiàn)，從而進(jìn)一步提高信息化管理質(zhì)量。

1 信息集成平臺(tái)結(jié)構(gòu)

目前，大部分醫(yī)院涉及醫(yī)療設(shè)備管理的信息系統(tǒng)主要有醫(yī)院信息系統(tǒng)（hospital information system，HIS）、影像歸檔及傳輸系統(tǒng)（picture archiving and communication systems，PACS）、醫(yī)院資源規(guī)劃（hospital resource planning，HRP）、實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)（laboratory information system，LIS）、設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（Internet of things，IOT）以及物資管理系統(tǒng)（material management system，MMS）等。這些系統(tǒng)既有客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S），又有瀏覽器/服務(wù)器（B/S），來(lái)自不同公司，且架構(gòu)各異，給系統(tǒng)間的信息集成工作造成了很大障礙。如果要完成信息集成平臺(tái)的建設(shè)，必須解決以下問(wèn)題：（1）不同系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)間的數(shù)據(jù)共享；（2）集成平臺(tái)的穩(wěn)定性和可靠性；（3）系統(tǒng)間數(shù)據(jù)格式規(guī)則的統(tǒng)一性；（4）集成平臺(tái)可擴(kuò)展性；（5）高效的數(shù)據(jù)提取、清洗與數(shù)據(jù)加載方法[3]。

信息集成平臺(tái)可基于SOA（Service Oriented Architecture）服務(wù)架構(gòu)將不同功能單元通過(guò)定義的接口和協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通功能。SOA是傳統(tǒng)中間件技術(shù)與可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)、消息服務(wù)等技術(shù)相融合的、面向于“服務(wù)”的架構(gòu)[4]。為使不同應(yīng)用服務(wù)器協(xié)調(diào)工作，應(yīng)構(gòu)建松耦合的靈活性架構(gòu)，保持模塊間執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。集成信息系統(tǒng)以基礎(chǔ)架構(gòu)層為底層分成三部分，分別是整合層、業(yè)務(wù)層和交互層。平臺(tái)采用CDA、HL7、IHE等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，構(gòu)建以數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)為核心的醫(yī)療設(shè)備信息交互、存儲(chǔ)中心，提供通用的開(kāi)發(fā)接口和用戶管理接口，支持?jǐn)?shù)據(jù)建模和匹配、聯(lián)機(jī)分析處理、查詢和轉(zhuǎn)換以及應(yīng)用開(kāi)發(fā)等功能[5]。交互層設(shè)有不同管理賬戶、權(quán)限接口，使其能通過(guò)端口上傳或下載設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)，完成設(shè)備相關(guān)各階段、部門(mén)、人員的信息接入。功能層實(shí)現(xiàn)對(duì)EMR、PACS、HIS等多系統(tǒng)信息集成與監(jiān)控，保證各系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行與數(shù)據(jù)傳輸，使醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息共享和交互。管理層可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)多種形式的應(yīng)用，通過(guò)提取顆粒數(shù)據(jù)在集成平臺(tái)引入數(shù)據(jù)處理算法對(duì)故障率、使用率、返廠率、自修率等關(guān)鍵指數(shù)進(jìn)行推算，為設(shè)備全數(shù)字化管理模式鋪平道路。環(huán)境層是整個(gè)系統(tǒng)的底層架構(gòu)，包括分布異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)處理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)系統(tǒng)以及共享測(cè)試工具、同步測(cè)試工具、接入臨控工具等，為整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)流通提供便利的環(huán)境。

2 集成平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 信息疊加流程

數(shù)據(jù)及流程分析對(duì)信息集成平臺(tái)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用，追蹤數(shù)據(jù)在流程中不斷疊加的過(guò)程可以明確平臺(tái)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的需求，并根據(jù)醫(yī)院現(xiàn)有系統(tǒng)情況，設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)。

以呼吸機(jī)為例，流程上首先由使用科室提出設(shè)備預(yù)算申請(qǐng)，通過(guò)采購(gòu)論證和財(cái)務(wù)科年度預(yù)算后再提出采購(gòu)申請(qǐng)支出該項(xiàng)預(yù)算，采購(gòu)辦根據(jù)科室申請(qǐng)組織醫(yī)學(xué)工程科、財(cái)務(wù)科等相關(guān)科室參與設(shè)備調(diào)研、詢價(jià)，并根據(jù)實(shí)際采購(gòu)金額對(duì)預(yù)算進(jìn)行調(diào)整，這一過(guò)程涉及對(duì)各廠家設(shè)備參數(shù)篩選、資質(zhì)審核、產(chǎn)品性能及價(jià)格了解等工作。隨著設(shè)備管理精益工作的開(kāi)展，維保期限、關(guān)鍵零件價(jià)格、返廠維修條件等在設(shè)備全生命周期后端考慮的問(wèn)題被移向最前端，這樣不僅可以整體降低設(shè)備維護(hù)成本、縮短設(shè)備因故障造成的空檔期，同時(shí)將不同品牌設(shè)備后期使用情況反饋到采購(gòu)階段優(yōu)化產(chǎn)品決策方案，從源頭上提高入院設(shè)備質(zhì)量。從前期流程可以按時(shí)間疊加出需要存儲(chǔ)的信息，包括論證結(jié)果、申請(qǐng)參數(shù)、購(gòu)置參數(shù)、廠商資質(zhì)等。設(shè)備購(gòu)置完成后，醫(yī)學(xué)工程科、采購(gòu)辦、審計(jì)科共同完成設(shè)備驗(yàn)收工作并將相關(guān)資料提交資產(chǎn)科進(jìn)行入庫(kù)，同時(shí)供應(yīng)商通過(guò)外網(wǎng)接口完成信息上傳以及設(shè)備檔案建立等工作。設(shè)備投入使用后，醫(yī)學(xué)工程科定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢、質(zhì)控等工作并將設(shè)備情況錄入系統(tǒng)，如發(fā)生故障需使用科室在設(shè)備管理系統(tǒng)中提交故障申報(bào)并由醫(yī)學(xué)工程科評(píng)估自修或返廠維修。

對(duì)于呼吸機(jī)一類生命支持類設(shè)備，根據(jù)三甲醫(yī)院達(dá)標(biāo)要求，主管部門(mén)應(yīng)保證該類設(shè)備保持100%完好率，并實(shí)時(shí)監(jiān)管使用情況和完好情況。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理模式下，將設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)接入信息集成平臺(tái)，結(jié)合質(zhì)控工具能夠線上完成設(shè)備的“診斷”和校正，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的“不間斷”管理。

2.2 ETL過(guò)程

ETL是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成的主要技術(shù)[6]。ETL是Extract（提取）、Transform（轉(zhuǎn)換）、Load（加載）的縮寫(xiě)。ETL代表的是按照統(tǒng)一的規(guī)則，將數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)抽取、清洗、轉(zhuǎn)換最后導(dǎo)入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的過(guò)程。ETL設(shè)計(jì)過(guò)程中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作大致可以分為數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)聚集和數(shù)據(jù)裝載6步[7]。

2.2.1 數(shù)據(jù)清洗

數(shù)據(jù)清洗的任務(wù)是過(guò)濾不符合要求的數(shù)據(jù)，將過(guò)濾的結(jié)果交給目標(biāo)系統(tǒng)并判斷是否進(jìn)一步過(guò)濾或修正之后再進(jìn)行抽取。一般來(lái)說(shuō)，不符合規(guī)則要求的數(shù)據(jù)主要有不完整數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和重復(fù)數(shù)據(jù)三大類[8]。

（1）不完整數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)信息缺失，如設(shè)備名稱、項(xiàng)目名稱、錄入信息與目標(biāo)數(shù)據(jù)項(xiàng)目不匹配。對(duì)于這類數(shù)據(jù)應(yīng)按照缺失內(nèi)容過(guò)濾或修改后寫(xiě)入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。

（2）錯(cuò)誤數(shù)據(jù)：錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因主要有數(shù)據(jù)源系統(tǒng)不健全、接收數(shù)據(jù)日期越界、日期格式或數(shù)字字符錯(cuò)誤等。這類錯(cuò)誤需根據(jù)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行格式修正，之后再進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取。

（3）重復(fù)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)重復(fù)導(dǎo)出會(huì)導(dǎo)致這種情況產(chǎn)生，為避免此種情況發(fā)生，應(yīng)對(duì)導(dǎo)出數(shù)據(jù)反復(fù)對(duì)比，并排查重復(fù)原因。

2.2.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的任務(wù)主要是將不一致的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)粒度，以及不同商務(wù)規(guī)則的計(jì)算規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

（1）不一致數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)、部門(mén)的數(shù)據(jù)類型不盡相同，例如同一個(gè)設(shè)備在不同管理系統(tǒng)中有不同的管理編號(hào)，這種情況下在抽取后應(yīng)轉(zhuǎn)為統(tǒng)一編碼。

（2）數(shù)據(jù)粒度的轉(zhuǎn)換：數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的顆粒度層次劃分直接影響到數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中數(shù)據(jù)量和所適合的查詢類型[9]。后期數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)分析都基于最細(xì)粒數(shù)據(jù)。

（3）商務(wù)規(guī)則的計(jì)算：不同的公司有不同的業(yè)務(wù)規(guī)則、集成標(biāo)準(zhǔn)和提取方法，需要將這些數(shù)據(jù)指標(biāo)計(jì)算后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，以供后期分析使用。

基于以上分析，由于數(shù)據(jù)量大，且不同主題對(duì)數(shù)據(jù)的提取存在差異性，系統(tǒng)從平臺(tái)獲得目標(biāo)數(shù)據(jù)，首先要查詢數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)所有表信息，刪除所有表頭后，再根據(jù)相應(yīng)功能查閱業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)字典并制作目標(biāo)數(shù)據(jù)表。為保證信息集成平臺(tái)數(shù)據(jù)質(zhì)量，除了完成提取、比照任務(wù)，還要對(duì)數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行控制，控制的關(guān)鍵包括：規(guī)范的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、完善的數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)，可以從一致性、斷鏈、拉鏈表交叉鏈等多方面對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行校驗(yàn)。

3 醫(yī)療設(shè)備信息集成平臺(tái)的應(yīng)用

3.1 運(yùn)營(yíng)管理

醫(yī)療設(shè)備信息集成平臺(tái)的核心是建立基于信息引擎的總線實(shí)現(xiàn)信息交互和存儲(chǔ)[10]，從而達(dá)到設(shè)備全生命周期管理內(nèi)各階段信息和數(shù)據(jù)共享的目的與解決設(shè)備管理相關(guān)部門(mén)間醫(yī)療設(shè)備信息“相互隔離”的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“信息孤島”相互通信。自2019年集成信息平臺(tái)在我院應(yīng)用以來(lái)，借助數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)處理分析技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)整合、處理和分析形成設(shè)備使用率、外修率、零件損耗率等在內(nèi)的關(guān)鍵指標(biāo)217個(gè)，報(bào)表142張，涉及門(mén)診、應(yīng)急、住院、重癥監(jiān)護(hù)、醫(yī)技等10余類設(shè)備類型，建立了全新的設(shè)備管理方式。平臺(tái)建立起的各類設(shè)備分析參數(shù)，不僅有利于各使用科室優(yōu)化配置，加強(qiáng)各設(shè)備管理部門(mén)的合作，也為職能管理層提供了有力的數(shù)據(jù)參考，對(duì)提高醫(yī)院的整體管理與決策水平起到了積極作用。

3.2 設(shè)備安全

通過(guò)建立完善的報(bào)警機(jī)制，保證了設(shè)備管理的連貫性，從關(guān)鍵指標(biāo)來(lái)看，生命支持類設(shè)備通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)向集成平臺(tái)上傳故障報(bào)警248次，通過(guò)信息篩選平臺(tái)向工程師推送報(bào)警37次，其中有效報(bào)警28次，正確率達(dá)75%，大幅提高了應(yīng)急類設(shè)備主動(dòng)報(bào)警準(zhǔn)確率。信息平臺(tái)打破“孤島”屏障后，工程師可在線了解設(shè)備使用及配件損耗程度，使巡檢、質(zhì)控工作針對(duì)性更強(qiáng)，效率更高。以監(jiān)護(hù)儀為例，通過(guò)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)到某品牌血氧模塊電磁閥及充氣泵的故障率明顯高于其他品牌，與廠家溝通后，同意對(duì)該品牌該批次設(shè)備進(jìn)行全面檢查并對(duì)血氧模塊進(jìn)行升級(jí)。此外，平臺(tái)還可提供多種形式的設(shè)備安全預(yù)警工作，包括KPI預(yù)警、設(shè)備培訓(xùn)期預(yù)警、質(zhì)控預(yù)警等全方位保障醫(yī)療設(shè)備安全工作。自信息集成平臺(tái)上線以來(lái)，設(shè)備故障率下降12%，返廠率下降9%，醫(yī)療設(shè)備不良事件上報(bào)下降4%，從信息源頭實(shí)現(xiàn)了對(duì)醫(yī)療設(shè)備安全性的提升。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于信息集成平臺(tái)的設(shè)備全生命周期管理從“信息孤島”入手，通過(guò)搭建服務(wù)架構(gòu)將不同系統(tǒng)通過(guò)定義接口和協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通功能，通過(guò)平臺(tái)數(shù)據(jù)加工生成的關(guān)鍵指標(biāo)為醫(yī)療設(shè)備管理工作提供了有力的幫助，實(shí)踐證明，信息集成平臺(tái)既是保持醫(yī)療設(shè)備完好率、減少故障率、提高使用率的有效途徑，也是改善醫(yī)院工作效率、降低成本、提高社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段[11]。