醫(yī)用大型影像設備數(shù)字化精細管理平臺的建設

查元杰 劉堯赫 顧慧

江蘇省腫瘤醫(yī)院 江蘇 南京 210009

引言

目前醫(yī)院大型醫(yī)療設備尤其影像類設備的管理系統(tǒng)相對復雜，一直以來對于醫(yī)療設備的管理都保持著粗放型的管理模式，導致醫(yī)療設備資源浪費嚴重，醫(yī)療設備的安全性和穩(wěn)定性難以保障[1]。經(jīng)常憑經(jīng)驗排查和解決問題,缺少專業(yè)智能的設備運行參數(shù)分析[2]，雖然可以借助一些質控設備進行一些輔助檢測[3-4]，但無法對設備的使用情況進行數(shù)據(jù)分析達到對醫(yī)療設備的精細化管理。管理部門更不能通過信息化手段記錄和管理設備運行信息。我院根據(jù)實際需要，提出大型影像設備數(shù)字化使用效率分析的概念，建設醫(yī)用大型影像設備數(shù)字精細化管理平臺，能夠自動采集大影像類設備的質控數(shù)據(jù)；將質控指標進行歷史數(shù)據(jù)對比分析，根據(jù)域值及時自動提醒，完善了我院大型影像設備的精細化管理，保障醫(yī)院醫(yī)療影像設備的安全性和穩(wěn)定性。極大減少設備故障率，降低了醫(yī)院維修成本，有效提高了工作效率。達到了醫(yī)院集約化管理的目標。

1 傳統(tǒng)大型設備使用效率管理的痛點

1.1 數(shù)據(jù)維度無法定位到設備本身

傳統(tǒng)設備使用效率分析大多數(shù)據(jù)來源與醫(yī)院PACS的檢查信息數(shù)據(jù)和HIS收費信息數(shù)據(jù)，可以從一定程度上反映出設備的運行狀態(tài)。但在實際使用過程中，通過PACS計算出的設備使用時長往往包含患者準備，技師操作的時間，沒有精確記錄設備本身運行的時間。經(jīng)常在一些特殊情況下，比如網(wǎng)絡故障，機房故障等，PACS無法登記患者信息，HIS采用人工記賬的方式，PACS和HIS記錄的信息無法和實際設備使用信息做到統(tǒng)一。

1.2 設備故障無法做到預測分析

傳統(tǒng)的做法只能被動接受報修，對設備真實運行數(shù)據(jù)無法掌握，更無法在設備發(fā)生問題前進行預測分析并給予自動提醒，只能在設備發(fā)生故障后被迫停機，往往需要花費大量時間停止業(yè)務等待配件和維修。嚴重影響臨床工作效率及患者滿意度。

1.3 設備機房環(huán)境數(shù)據(jù)采集無法智能管理

由于現(xiàn)代化大型醫(yī)療影像設備大部分是由電腦及智能電子電路控制，對環(huán)境中濕度、溫度、塵埃、電壓等因素的影響較為敏感。由于環(huán)境溫度高，濕度大，塵埃等因素而導致CR、DR、磁共振，以及控制計算機死機等故障時有發(fā)生。傳統(tǒng)為了做好日常管理只能每天手工登記相關數(shù)據(jù)。不僅增加臨床科室工作量，也存在及時性和準確性等問題，更無法及時進行數(shù)據(jù)分析，并在出現(xiàn)異常情況前給予及時的提醒。

1.4 無法為設備管理決策提供精確數(shù)據(jù)

醫(yī)療設備管理對于設備的購買選擇往往根據(jù)在用同類型的設備使用年限，故障率，維修成本等進行綜合分析，分析數(shù)據(jù)多基于購買記錄、維修記錄等，無法精確到設備本身的使用數(shù)據(jù)。以CT設備為例，配件的維修跟換頻率，設備報廢年限的計算方式一般按照的使用自然日進行計算。而更精確方式應該按照配件的曝光次數(shù)，機器掃描時長等實際使用數(shù)據(jù)進行計算分析，以更精確的數(shù)據(jù)為管理決策提供支持。

2 醫(yī)用大型影像設備數(shù)字精細化管理平臺的建設

基于以上痛點，建設醫(yī)用大型影像設備數(shù)字精細化管理平臺，將設備本身以及機房環(huán)境等相關數(shù)據(jù)進行采集分析，并對分析結果進行集中展示，對異常數(shù)據(jù)設置閾值告警，利用數(shù)字化手段提高了我院大型影像設備的使用效率分析以及設備管理決策能力，實現(xiàn)了醫(yī)療設備數(shù)字化精細管理。

圖1 醫(yī)用大型影像設備數(shù)字精細化管理平臺系統(tǒng)架構拓撲圖

2.1 醫(yī)療設備的數(shù)據(jù)采集

通過對醫(yī)療設備（CT、MRI）的連接，通過影像設備DICOM端口網(wǎng)絡傳感器補充協(xié)議設備的檢查掃描數(shù)據(jù)，獲得各設備的工作狀態(tài)、設備指標及內(nèi)容，通過對FTP、SFTP或SMB等多種協(xié)議，抓取設備運行日志，可近乎實時獲取到設備上的原始數(shù)據(jù)信息，然后建立設備管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（設備信息表、檢查信息表、字典庫、內(nèi)存監(jiān)控表、CPU監(jiān)控表、網(wǎng)絡監(jiān)控表、設備日志表等），可以進行數(shù)據(jù)分析并可以對設備數(shù)據(jù)展示，查詢及導出操作。

2.1.1 醫(yī)療設備日志抓取。通過FTP、SFTP或SMB等多種協(xié)議，抓取設備運行日志，可近乎實時獲取到設備上的原始數(shù)據(jù)信息，日志抓取頻率時間可根據(jù)現(xiàn)場需求進行配置。本服務通過對醫(yī)療設備進行配置，獲取到設備運行日志，然后由廠家資深工程師參與設備運行日志關鍵數(shù)據(jù)的篩選邏輯算法開發(fā)，對日志信息進行解析，實現(xiàn)海量日志信息的結構化篩查。

2.1.2 影像設備DICOM數(shù)據(jù)采集。采集所有支持DICOM數(shù)據(jù)協(xié)議的影像類設備的檢查掃描數(shù)據(jù)，包括CT、MR、超聲等。對于支持DICOM SR報告的設備，可以做更深入的數(shù)據(jù)采集和分析。通過對檢查掃描數(shù)據(jù)分析，可獲得各設備的工作狀況，可以進一步按照分類（設備類型、生產(chǎn)廠商、設備型號等），時間（日、周、月、年等），負荷（檢查人次、檢查時長、檢查部位等）等多維度綜合分析，獲得設備總工作負荷，平均工作負荷，空閑時間分布等信息，為優(yōu)化設備效率優(yōu)化和設備采購提供強有力的依據(jù)。

2.2 醫(yī)療設備的數(shù)據(jù)分析

通過物聯(lián)網(wǎng)設備智能監(jiān)控，原始數(shù)據(jù)采集處理 + 實時數(shù)據(jù)傳輸+原始數(shù)據(jù)提取與算法分析，構建設備“生命體征”數(shù)據(jù)，實現(xiàn)大型醫(yī)療設備實時精細化自主管控，主要包括。

2.2.1 設備整體數(shù)據(jù)縱覽。

（1）設備負荷統(tǒng)計。包括掃描人次、曝光次數(shù)、掃描工作時長、掃描部位 、掃描人次與曝光次數(shù)、掃描開始/結束時間。

（2）關鍵器件關鍵指標。球管序列號、球管安裝時間、球管掃描次數(shù)、滑環(huán)失聯(lián)次數(shù)、機架風扇速度。設備主機信息：硬盤空間信息、設備網(wǎng)絡狀態(tài)、設備工作信息包括CPU使用率、硬盤可用空間、內(nèi)存信息、網(wǎng)絡吞吐量。

（3）設備運行狀態(tài)、環(huán)境監(jiān)控。液氦/磁體壓力、液氦水平、水冷機水溫、掃描間溫度、濕度、設備間溫度、濕度。

2.2.2 設備檢查統(tǒng)計。 設備檢查量與效益、設備陽性率、設備檢查率、設備檢查量環(huán)比、設備效益環(huán)比。

圖2 日志采集架構圖

2.3 醫(yī)療設備的數(shù)據(jù)應用

根據(jù)數(shù)據(jù)分析和實際應用場景，設計主要功能模塊為：設備狀態(tài)實時監(jiān)控、信息系統(tǒng)狀態(tài)實時監(jiān)控、設備運行狀態(tài)統(tǒng)計、信息系統(tǒng)狀態(tài)實時統(tǒng)計、設備狀態(tài)報警。能實時對設備和環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)控，掌握設備運行狀況，設備統(tǒng)計數(shù)據(jù)標準報表導出，保證核心設備和關鍵部件的使用精細記錄，可以為設備管理提供：

2.3.1 提供精細管理和卓越運營服務。①基于大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，優(yōu)化預約和檢查排班；②自動統(tǒng)計設備和人員的工作量；③提供標準檢查協(xié)議對比；④對劑量數(shù)據(jù)進行多維統(tǒng)計分析和預警；⑤自動生成檢查記錄和質控報告；⑥對設備維修率和使用率進行精準分析和預測。

2.3.2 提供實時監(jiān)控和主動干預的服務。

（1）為醫(yī)院提供個性化的數(shù)據(jù)展示大屏。標準化：放射科-檢查、設備、劑量等多維度實時呈現(xiàn)；設備科-設備狀態(tài)、關鍵部件、易損、效益等數(shù)據(jù)實時呈現(xiàn)，通過與HIS和RIS系統(tǒng)集成檢查的計費，并通過可定制的算法完成設備績效分析；信息科-相關硬件的詳情信息、健康狀態(tài)、網(wǎng)絡運行等數(shù)據(jù)實時呈現(xiàn)。

個性化展示： 設備檢查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，實現(xiàn)設備的效能分析，分析的內(nèi)容包括設備檢查統(tǒng)計，設備負荷統(tǒng)計以及設備績效分析。設備檢查統(tǒng)計可以根據(jù)設備類型，掃描部位，檢查協(xié)議，劑量分布等。根據(jù)醫(yī)院實際需求定制化報表，月報、季報、年報多個選擇。

（2）將設備監(jiān)控數(shù)據(jù)設定后臺閾值，定制化制定主動干預策略。在球管陽極溫度監(jiān)控數(shù)據(jù)設置上限閾值，用以監(jiān)控球管是否過熱并進行預警提醒，減少掃描次數(shù)；監(jiān)控球管曝光次數(shù)并設定閾值，用以管控高使用率設備，并提前計劃維保及保養(yǎng)方案；監(jiān)控磁體壓力并設定上下限閾值，上限監(jiān)控冷頭效率下降報警，下限進行磁體液氦泄露警告。監(jiān)控設備機房的溫濕度，設定上下閥值，在機房環(huán)境異常時及時告警。

告警信息實時大屏顯示之外，可以通過短信、微信等形式實時發(fā)送給管理人員，大幅減少維護響應時間，提高設備管理工作效率。

3 結束語

醫(yī)療設備數(shù)字化精細管理平臺是以通過物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘，將醫(yī)療基礎設施與IT基礎設施進行融合，并在此基礎上，運用醫(yī)學、管理學和醫(yī)學工程技術手段，以確保患者安全為目的，確保醫(yī)療設備應用質量的一項系統(tǒng)工程[5]，實現(xiàn)醫(yī)技科室決策智慧化。基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療設備智慧指揮中心，由于全面感知以及自動獲取而更迅速[6]，由于信息互聯(lián)融合而更準確，由于全面數(shù)據(jù)支持策略而更智能，能夠使國有資產(chǎn)管理辦公室工作流程自動化程度更高更合理，為工作人員帶來便利，減少差錯和浪費，其核心價值在于通過對醫(yī)療設備管理流程再造，提升工作效率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅動決策，以實時干預取代事后分析。

醫(yī)用大型影像設備數(shù)字精細化管理平臺的應用可提升設備利用的有效性和合理性，并智能匹配臨床科室設備需求，提高醫(yī)院大型醫(yī)療設備管理和質控能力，提高服務和設備效率，提升患者滿意度，助力醫(yī)院的管理水平和運營效率。以此實現(xiàn)醫(yī)院設備更優(yōu)化的流程操作、更精細的績效管理和更智慧的決策分析。