智慧醫(yī)療背景下的醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件架構(gòu)及功能應(yīng)用

貴州裝備制造職業(yè)學院 何紅花

現(xiàn)代醫(yī)療水平的提升離不開大量智能醫(yī)療設(shè)備的使用，隨著數(shù)字化、信息化設(shè)備數(shù)量的不斷增加，后勤管理部門在設(shè)備管理工作中將面臨巨大的壓力。本文以智慧醫(yī)療背景下的醫(yī)療設(shè)備信息化管理為切入點，結(jié)合不同醫(yī)療設(shè)備的接口特點，打造具有多種功能的醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件，從而進一步提升醫(yī)療設(shè)備管理、維護的智能化水平，實現(xiàn)全方位的智慧醫(yī)療服務(wù)。

醫(yī)療水平的發(fā)展是新時期民生建設(shè)的重要任務(wù)之一，在不斷增加醫(yī)療機構(gòu)數(shù)量的同時，構(gòu)建廣泛的智慧醫(yī)療體系能夠持續(xù)推動全民醫(yī)療服務(wù)體系建設(shè)，其中就包括醫(yī)療設(shè)備的信息化管理平臺設(shè)計與軟件開發(fā)。通過優(yōu)化醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件架構(gòu)，以及完善其功能構(gòu)成，構(gòu)建以部門為單元的節(jié)點式信息化管理模式，從而提高醫(yī)療機構(gòu)設(shè)備管理效率和質(zhì)量。

1 醫(yī)療設(shè)備管理現(xiàn)狀

醫(yī)療機構(gòu)的業(yè)務(wù)開展需要依托各種類型的醫(yī)療設(shè)備完成，隨著醫(yī)療機構(gòu)業(yè)務(wù)的不斷拓展，醫(yī)療設(shè)備類型和數(shù)量也成倍增加，這對醫(yī)療機構(gòu)后勤管理部門的設(shè)備管理工作帶來了巨大困難[1]。為解決該問題，醫(yī)療機構(gòu)在優(yōu)化設(shè)備管理制度的同時，加快設(shè)備管理信息化系統(tǒng)建設(shè)，雖然，醫(yī)療設(shè)備管理效率有所提升，但依然存在諸多問題，這對醫(yī)療機構(gòu)日常設(shè)備管理工作造成了不同程度的影響。

2 醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件問題分析

作為醫(yī)療設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的核心，信息化管理軟件架構(gòu)和功能設(shè)計僅滿足了基本要求，這與智慧醫(yī)療發(fā)展目標存在一定的差距，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 軟件架構(gòu)設(shè)計不合理

目前，醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件采用了較為典型的四層架構(gòu)（如圖1 所示），即應(yīng)用層、業(yè)務(wù)邏輯層、功能模塊層和硬件驅(qū)動層。根據(jù)不同層級的具體設(shè)計，雖能夠保證設(shè)備管理系統(tǒng)的基本功能，卻依然存在軟件架構(gòu)上的合理性問題。

圖1 醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件基礎(chǔ)架構(gòu)Fig.1 Infrastructure of medical equipment information management software

（1）應(yīng)用層的設(shè)計僅限于對不同業(yè)務(wù)模塊邏輯功能的管理，缺少可選靈活選配的基礎(chǔ)應(yīng)用；（2）業(yè)務(wù)邏輯層的設(shè)計僅限于對醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)的管理，同時也僅限于心跳報文的搜集，通信業(yè)務(wù)不涉及設(shè)備狀態(tài)等信息，在節(jié)點權(quán)限批處理方面的實現(xiàn)難度較大；（3）功能模塊層的設(shè)計與設(shè)備信息化管理系統(tǒng)缺少信息協(xié)同管理模塊，這也是由于相對落后的節(jié)點權(quán)限批處理設(shè)計所導致；（4）硬件驅(qū)動層的設(shè)計缺少對網(wǎng)絡(luò)接口的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動模塊，這不僅降低了醫(yī)療設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的可靠性，還增加了未來醫(yī)療設(shè)備調(diào)整的軟件開發(fā)成本支出。

2.2 軟件無法實現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備的全周期管理

為實現(xiàn)對醫(yī)療設(shè)備的精準管理，在現(xiàn)代企業(yè)管理理論中，建議對涉及固定資產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備采取全周期管理，如此，則可以實現(xiàn)對設(shè)備的高效利用和成本的整體管控[2]。基于圖1 中的相關(guān)基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計，功能模塊層的設(shè)計雖增加了資產(chǎn)庫模塊，但并未對醫(yī)療設(shè)備等資產(chǎn)信息進行動態(tài)更新，導致醫(yī)療設(shè)備管理存在嚴重的滯后性。

除此之外，在實際使用過程中，單次使用下的設(shè)備維修管理成本統(tǒng)計未能開通信息接入端口，這導致現(xiàn)有醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件的全周期管理缺少與內(nèi)部財務(wù)、采購之間對資產(chǎn)折舊和新購設(shè)備的全壽命成本分析[3]。醫(yī)療設(shè)備的全周期管理是醫(yī)療機構(gòu)運營成本控制的關(guān)鍵，基于傳統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計的數(shù)據(jù)資源協(xié)同業(yè)務(wù)邏輯就顯得尤為重要。

2.3 訪問權(quán)限管理機制存在嚴重漏洞

醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件需要關(guān)聯(lián)醫(yī)療機構(gòu)的多個部門，為減輕后勤管理部門工作壓力，各部門需要登錄軟件進行后臺數(shù)據(jù)核對、管理等工作，為簡化軟件架構(gòu)，設(shè)計人員采取節(jié)點權(quán)限共享機制，即不同部門之間可以對具有訪問權(quán)限的數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)設(shè)備信息進行修改。醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件的訪問權(quán)限管理漏洞與醫(yī)療機構(gòu)規(guī)范化、科學化、信息化的設(shè)備管理要求明顯背離，雖然，發(fā)生醫(yī)療設(shè)備管理軟件訪問權(quán)限濫用的幾率較小，但是，因此造成的后果卻極其嚴重。

3 智慧醫(yī)療背景下醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件架構(gòu)及功能優(yōu)化

智慧醫(yī)療是以人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐的醫(yī)療模式，通過大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的線上傳遞，在提高醫(yī)療數(shù)據(jù)動態(tài)共享的同時，也實現(xiàn)了對醫(yī)療設(shè)備的高效管理。基于智慧醫(yī)療的根本要求，以及結(jié)合醫(yī)療機構(gòu)后勤管理部門遇到的相關(guān)問題，圍繞醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件功能的優(yōu)化主要包括以下幾個方面。

3.1 基于分布式權(quán)限的數(shù)據(jù)庫設(shè)計與功能優(yōu)化

醫(yī)療機構(gòu)多采用中心局域網(wǎng)的設(shè)計，信息化管理中心單獨接入互聯(lián)網(wǎng)，并通過防火墻、路由器接入各科室局域網(wǎng)，基于這一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特點，智慧醫(yī)療背景下的醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件可實現(xiàn)對不同節(jié)點的分布式權(quán)限管控，如此，則能夠有效避免不同科室之間的誤操作，保證信息的準確性和安全性[4]。如圖2 所示，該醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件利用各科室服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫組件的小型局域網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的自我隔離，通過對各科室進行ID 編碼，將用戶ID 權(quán)限寫入數(shù)據(jù)服務(wù)器中，建立用戶表，并通過中央服務(wù)器進行權(quán)限驗證，在通過權(quán)限表、角色關(guān)聯(lián)權(quán)限表的審核后，醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件才能夠?qū)υ揑D 開放相關(guān)權(quán)限。

圖2 基于分布式權(quán)限的數(shù)據(jù)庫設(shè)計Fig.2 Database design based on distributed permission

分布式權(quán)限的數(shù)據(jù)庫設(shè)計增加了局域網(wǎng)的資源開銷，因此，為避免業(yè)務(wù)集中時段醫(yī)療設(shè)備管理造成的擁堵現(xiàn)象，應(yīng)采取窗口期上傳數(shù)據(jù)[5]。從權(quán)限管理的角度分析，通過窗口期進行醫(yī)療設(shè)備信息數(shù)據(jù)采集等過程可以減少發(fā)生權(quán)限管理混亂的概率，減少中央服務(wù)器驗證端口數(shù)據(jù)處理壓力，提升醫(yī)療設(shè)備信息管理效率。

3.2 多節(jié)點數(shù)據(jù)共享的全周期管理功能優(yōu)化

智慧醫(yī)療背景下的醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件對醫(yī)療設(shè)備的全周期管理涉及醫(yī)療機構(gòu)的各個部門，因此，在該軟件架構(gòu)及功能設(shè)計中需要采取多節(jié)點部署方案，且關(guān)聯(lián)決策分析層、業(yè)務(wù)邏輯層和協(xié)議層（如圖3 所示）。全周期管理功能將實現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備采購計劃編制、需求分析到最終報廢的所有階段，并對設(shè)備正常使用期間的相關(guān)數(shù)據(jù)進行動態(tài)更新和狀態(tài)監(jiān)管，使醫(yī)療設(shè)備管理更加科學。

圖3 醫(yī)療設(shè)備信息全周期管理功能設(shè)計Fig.3 Full cycle management function design of medical equipment information

決策分析層主要為前期設(shè)備采購的過程管理，并包括對設(shè)備全周期管理中的成本減值分析，為設(shè)備需求分析提供參考依據(jù)。業(yè)務(wù)邏輯層增加了分布式節(jié)點的多智能終端接入管理功能，且核心業(yè)務(wù)單元包括醫(yī)療設(shè)備采購、評估、調(diào)度、維護、報廢、借用、歸還和配給等管理模塊，并在對醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)進行監(jiān)管的同時，通過預警單元對設(shè)備異常情況、非法訪問等進行預警，相關(guān)預警通過日志進行記錄。

醫(yī)療設(shè)備全周期管理需要完整的協(xié)議體系作為支撐，該軟件架構(gòu)設(shè)計的協(xié)議層中增加了物理接口、數(shù)據(jù)傳輸接口、網(wǎng)絡(luò)接口和通信接口相關(guān)協(xié)議，從而構(gòu)建穩(wěn)定、可靠、安全的醫(yī)療設(shè)備全周期管理功能平臺[6]。物理接口部分采用了當前醫(yī)療設(shè)備較為常見的RJ45 接口協(xié)議、CLOCK 協(xié)議和IEEE802.3 協(xié)議；數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議主要包括PPP 協(xié)議、FR 協(xié)議、HDLC 協(xié)議和VLAN 協(xié)議；為保證全周期管理與分布式節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)連接正常，核心協(xié)議包括IP 協(xié)議、IPX 協(xié)議、ICMP 協(xié)議和IGMP 協(xié)議；通信連接相關(guān)NFS 協(xié)議、SQL 協(xié)議、NETBIOS 協(xié)議和RPC 協(xié)議則實現(xiàn)了通信鏈路握手的穩(wěn)定性。

3.3 軟件服務(wù)架構(gòu)設(shè)計與功能優(yōu)化

醫(yī)療設(shè)備信息化管理不僅關(guān)聯(lián)各個科室，且涉及醫(yī)療機構(gòu)業(yè)務(wù)管理的各個部門，原有軟件服務(wù)架構(gòu)設(shè)計多圍繞業(yè)務(wù)部門展開，卻忽略了財務(wù)、院辦等相關(guān)職能部門的參與，通過對軟件服務(wù)架構(gòu)設(shè)計與功能優(yōu)化，有助于實現(xiàn)覆蓋全部門的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備管理平臺。基于以上要求，醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件服務(wù)架構(gòu)設(shè)計如圖4 所示，核心構(gòu)成包括“認證+鑒權(quán)+綜合管理”模塊、服務(wù)管理模塊、配置模塊、運維部署模塊。

圖4 軟件服務(wù)架構(gòu)設(shè)計Fig.4 Software service architecture design

“認證+鑒權(quán)+綜合管理”模塊屬于核心服務(wù)器功能范疇，其主要在承擔外部網(wǎng)絡(luò)訪問管理功能的同時，對所有內(nèi)部訪問主體進行驗證、權(quán)限管理等，以及在發(fā)生特殊情況時終端內(nèi)、外部一切訪問，同時，“認證+鑒權(quán)+綜合管理”模塊還可以對網(wǎng)絡(luò)負載狀態(tài)進行管理，在保證網(wǎng)絡(luò)通暢的前提下，維持應(yīng)用服務(wù)器的正常工作狀態(tài)。

服務(wù)管理模塊為醫(yī)療機構(gòu)軟件服務(wù)架構(gòu)的分布式節(jié)點提供各種管理服務(wù)，主要包括信息注冊、分布式網(wǎng)絡(luò)健康狀態(tài)檢查等，在傳統(tǒng)通信服務(wù)功能的基礎(chǔ)上，增加了消息隊列服務(wù)、文件服務(wù)和移動通信服務(wù)（主要針對醫(yī)生智能終端軟件），并關(guān)聯(lián)包括數(shù)據(jù)庫在內(nèi)的應(yīng)用容器引擎及K8S。

配置模塊則是通過代理工具對相關(guān)軟件參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點等進行配置，并將配置情況同步至服務(wù)管理模塊，為軟件服務(wù)管理權(quán)限識別提供參考[7]。運維部署模塊可實現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備信息化管理的全過程監(jiān)控，分布式日志分別完成軟件工作狀態(tài)、節(jié)點訪問行為、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等信息記錄的同時，輔助完成醫(yī)療設(shè)備信息化管理的冗余方案設(shè)計和深度集成。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代化醫(yī)療體系的不斷完善，醫(yī)療機構(gòu)信息化水平持續(xù)提升，醫(yī)療設(shè)備信息化管理軟件為醫(yī)療機構(gòu)后勤管理工作提供了便利。通過對醫(yī)療設(shè)備管理軟件架構(gòu)和功能的深度優(yōu)化，結(jié)合新時期醫(yī)療機構(gòu)設(shè)備管理工作的實際需要，打造更加穩(wěn)定、可靠的信息化、數(shù)字化、智能化信息管理平臺，為智慧醫(yī)療體系建設(shè)提供更加全面的技術(shù)支撐。