李　濤，李怡勇，鄭詩(shī)強(qiáng)，米永巍，郭　赤

心電監(jiān)護(hù)儀智能化質(zhì)控平臺(tái)的研究

李濤，李怡勇，鄭詩(shī)強(qiáng)，米永巍，郭赤

目的：設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)心電監(jiān)護(hù)儀的質(zhì)控管理平臺(tái)，使檢測(cè)人員能迅速、客觀評(píng)判監(jiān)護(hù)儀的質(zhì)量控制結(jié)果并實(shí)現(xiàn)質(zhì)控工作全流程的監(jiān)控和記錄。方法：通過對(duì)現(xiàn)行心電監(jiān)護(hù)儀質(zhì)量控制方法的深入研究，利用現(xiàn)有檢測(cè)設(shè)備，采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字識(shí)別技術(shù)完成質(zhì)控平臺(tái)的設(shè)計(jì)。結(jié)果：該平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)心電監(jiān)護(hù)儀質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)的智能采集、識(shí)別、數(shù)據(jù)分析以及統(tǒng)計(jì)和評(píng)判工作。結(jié)論：該平臺(tái)的應(yīng)用將大大推動(dòng)軍隊(duì)醫(yī)院質(zhì)控工作朝著準(zhǔn)確、高效和客觀的方向發(fā)展，增強(qiáng)心電監(jiān)護(hù)儀的質(zhì)控管理力度，提高醫(yī)療服務(wù)水平。

心電監(jiān)護(hù)儀；質(zhì)量控制；數(shù)字識(shí)別；智能化

0　引言

醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制是醫(yī)療質(zhì)量鏈的重要環(huán)節(jié)，也是提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量、保護(hù)病患安全的重要基礎(chǔ)[1-2]。軍隊(duì)醫(yī)院起步較早，2006年，4家軍隊(duì)醫(yī)院開始生命支持類設(shè)備的檢測(cè)并進(jìn)行了匯總和分析；2007年，全軍成立了衛(wèi)生裝備質(zhì)量安全控制委員會(huì)；2008年，全軍部分醫(yī)院開始推廣實(shí)施衛(wèi)生裝備質(zhì)量控制工作[3-5]。在眾多醫(yī)療設(shè)備中，心電監(jiān)護(hù)儀是醫(yī)院臨床必不可少的醫(yī)療設(shè)備之一，它能不間斷地監(jiān)測(cè)人體的生命體征，對(duì)超出設(shè)定范圍的參數(shù)發(fā)出報(bào)警和提示，并能大大提高醫(yī)護(hù)人員的工作效率和質(zhì)量，是目前危重患者監(jiān)護(hù)所必備的設(shè)備，因此監(jiān)護(hù)儀的質(zhì)控檢測(cè)是一項(xiàng)十分有意義的工作，忽視其質(zhì)量控制工作就有可能造成重大的醫(yī)療事故。如：某三甲醫(yī)院由于監(jiān)護(hù)儀的血壓監(jiān)測(cè)存在故障又沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，手術(shù)途中患者監(jiān)護(hù)信息顯示一切正常，但待手術(shù)完成后卻發(fā)現(xiàn)患者已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重問題，錯(cuò)失了最佳搶救時(shí)機(jī)，從而造成較大的醫(yī)療事故，因此十分有必要對(duì)心電監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行質(zhì)量控制[6-7]。此外，醫(yī)院心電監(jiān)護(hù)儀數(shù)量較大，質(zhì)量控制檢測(cè)項(xiàng)目較多，這就造成醫(yī)學(xué)工程人員質(zhì)控工作量大，難以用心分析處理質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)，思考和改善質(zhì)控工作，并且質(zhì)控原始記錄多采用紙質(zhì)記錄方式，獲取結(jié)果不客觀，歸檔、查詢和管理困難[8]。為此，本文研究開發(fā)一套心電監(jiān)護(hù)儀智能化質(zhì)控平臺(tái)。此平臺(tái)可把醫(yī)學(xué)工程人員從繁重的具體檢測(cè)工作中解放出來(lái)，克服主觀因素，確?？陀^結(jié)果，并進(jìn)行質(zhì)控工作全流程的監(jiān)控和記錄，大大提高了工作效率和水平。通過該平臺(tái)將使醫(yī)院質(zhì)控工作朝著準(zhǔn)確、客觀和高效的方向發(fā)展，增強(qiáng)心電監(jiān)護(hù)儀的質(zhì)控管理力度，提高醫(yī)療服務(wù)水平。

1　心電監(jiān)護(hù)儀智能化質(zhì)控平臺(tái)設(shè)計(jì)

本平臺(tái)設(shè)計(jì)中，我們首先對(duì)監(jiān)護(hù)儀質(zhì)量控制檢測(cè)所使用的模擬器和現(xiàn)行質(zhì)控方法進(jìn)行了深入研究，并采用視頻圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)儀輸出數(shù)據(jù)的自動(dòng)識(shí)別、采集、誤差計(jì)算以及與質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)的比對(duì)，從而能迅速、客觀評(píng)判監(jiān)護(hù)儀的質(zhì)控結(jié)果以及實(shí)現(xiàn)質(zhì)控工作全流程的監(jiān)控和記錄。該心電監(jiān)護(hù)儀智能化質(zhì)控平臺(tái)分為3個(gè)部分（平臺(tái)框圖如圖1所示）：（1）各模擬器參數(shù)的自動(dòng)設(shè)置工作，包括PS420多參數(shù)模擬器、Index-2血氧模擬器和BP pump-2無(wú)創(chuàng)血壓模擬器參數(shù)的自動(dòng)設(shè)置工作以及PS420多參數(shù)模擬器輸出通道的擴(kuò)展。（2）監(jiān)護(hù)儀輸出信息的自動(dòng)采集與識(shí)別工作，包括視頻圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以及圖像識(shí)別軟件的編寫。（3）平臺(tái)管理軟件部分，包括監(jiān)護(hù)儀輸出信息的智能采集、識(shí)別、讀取、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)和評(píng)判以及質(zhì)控工作全流程的監(jiān)控和記錄。該平臺(tái)能夠方便、快速和高效地完成監(jiān)護(hù)儀的質(zhì)量控制工作，減少人工干預(yù)，減輕醫(yī)學(xué)工程人員（以下簡(jiǎn)稱醫(yī)工人員）的工作壓力，有利于醫(yī)工人員專心對(duì)質(zhì)量控制效果進(jìn)行分析和制定行之有效的質(zhì)控計(jì)劃，大大提高了質(zhì)控工作的效率和水平。

2　實(shí)現(xiàn)與結(jié)果分析

2.1各模擬器參數(shù)自動(dòng)設(shè)置部分

由于該部分需要和質(zhì)量控制設(shè)備的生產(chǎn)廠家Fluke公司進(jìn)行合作，原計(jì)劃通過計(jì)算機(jī)對(duì)各模擬器預(yù)留的串口發(fā)送控制命令來(lái)完成，這一工作正在協(xié)商處理中。但是，目前本論文可以通過各模擬器的自定義檢測(cè)功能，稍加設(shè)置便可方便快捷地實(shí)現(xiàn)《軍隊(duì)衛(wèi)生裝備質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》的要求。在這種模式下，只要預(yù)先設(shè)置好各模擬器的參數(shù)便可進(jìn)行質(zhì)量控制工作，無(wú)需重復(fù)設(shè)置。

2.2心電監(jiān)護(hù)儀檢測(cè)信息自動(dòng)采集與識(shí)別部分

心電監(jiān)護(hù)儀檢測(cè)信息是通過對(duì)監(jiān)護(hù)儀顯示的圖像信息采集并識(shí)別來(lái)獲取，并將獲取的信息導(dǎo)入質(zhì)控平臺(tái)管理軟件[9]。在本實(shí)驗(yàn)中，監(jiān)護(hù)儀采用的是邁瑞生產(chǎn)的PM-9000，采集卡為USB端口的視頻采集卡，采集的圖像尺寸為800像素×600像素。通過VGA視頻采集卡獲取的心電監(jiān)護(hù)儀顯示圖像如圖2所示。

圖2　視頻采集卡獲取的心電監(jiān)護(hù)顯示界面

圖像識(shí)別過程分為圖像預(yù)處理和字符識(shí)別算法2個(gè)部分。在圖像預(yù)處理部分，由于采集的圖像數(shù)字區(qū)域具有相對(duì)固定的位置，為提高系統(tǒng)整體識(shí)別速度，在第一次識(shí)別時(shí)可用手動(dòng)定位的方法標(biāo)志出全體數(shù)字所在區(qū)域，以后同一類型和相同顯示模式的監(jiān)護(hù)儀無(wú)需再次標(biāo)志，然后再對(duì)數(shù)字區(qū)域進(jìn)行二值化處理。為提高下一步字符識(shí)別的效率，也可選用圖像平滑、邊緣提取等預(yù)處理的手段。

字符識(shí)別算法采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字識(shí)別算法進(jìn)行數(shù)字識(shí)別。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（artificial neural network，ANN）是理論化的一個(gè)人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型，是模仿大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能而建立起來(lái)的一種信息處理系統(tǒng)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最主要的功能就是分類，本文借助這個(gè)分類功能實(shí)現(xiàn)羅馬數(shù)字的模式識(shí)別。

通過實(shí)驗(yàn)，建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)圖2中羅馬數(shù)字識(shí)別正確率為100%，該算法完全能夠滿足本平臺(tái)字符識(shí)別的要求。

2.3質(zhì)控平臺(tái)管理軟件部分

通過PowerBuild語(yǔ)言和SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行平臺(tái)軟件的編寫，整個(gè)質(zhì)控流程能滿足《軍隊(duì)衛(wèi)生裝備質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》對(duì)心電監(jiān)護(hù)儀的質(zhì)控要求，完成數(shù)據(jù)的分析、預(yù)處理、統(tǒng)計(jì)、評(píng)判以及質(zhì)控工作全流程的監(jiān)控和記錄。

當(dāng)原始記錄表中檢測(cè)項(xiàng)的數(shù)據(jù)全部采集完畢后，如心電脈搏、呼吸、無(wú)創(chuàng)血壓、血氧飽和度，誤差一欄會(huì)自動(dòng)計(jì)算并顯示結(jié)果，同時(shí)判斷該心電監(jiān)護(hù)儀質(zhì)量控制檢測(cè)結(jié)果是否合格，結(jié)果顯示如圖3所示。

圖3　質(zhì)控管理平臺(tái)中監(jiān)護(hù)儀質(zhì)量檢測(cè)原始記錄的界面

2.4系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用效果

該系統(tǒng)研究首次提出按《軍隊(duì)衛(wèi)生裝備質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》對(duì)監(jiān)護(hù)儀的質(zhì)控流程進(jìn)行自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的概念，保證質(zhì)控工作客觀、高效。此外，該系統(tǒng)采用將質(zhì)控流程的設(shè)定、檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集、記錄報(bào)告的生成和質(zhì)控流程的監(jiān)控與記錄融為一體的方法。該方法將大大提高質(zhì)控的工作效率，克服人為因素，保證客觀結(jié)果，滿足快速質(zhì)控檢測(cè)的要求，對(duì)質(zhì)控保障工作的開展具有十分重要的意義。本設(shè)計(jì)充分考慮實(shí)用性、可擴(kuò)展性和先進(jìn)性，以便使該研究隨新型質(zhì)控設(shè)備的發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的改進(jìn)而不斷完善和充實(shí)，適應(yīng)各種監(jiān)護(hù)儀和最新的質(zhì)控檢測(cè)流程。該智能化質(zhì)控平臺(tái)使用以來(lái)，可明顯提高對(duì)心電監(jiān)護(hù)儀質(zhì)量控制的檢測(cè)時(shí)間，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法檢測(cè)一臺(tái)監(jiān)護(hù)儀大約需要30 min，使用該平臺(tái)后可將檢測(cè)時(shí)間縮短一半，并且檢測(cè)原始記錄電子化，方便檢測(cè)記錄的歸檔和查詢。對(duì)于檢測(cè)任務(wù)繁重的大型三甲醫(yī)院，使用該系統(tǒng)對(duì)醫(yī)工人員的幫助將更加明顯。

3　結(jié)語(yǔ)

該平臺(tái)將使醫(yī)院質(zhì)控工作朝著準(zhǔn)確、高效和客觀的方向發(fā)展，并把醫(yī)工人員從繁重的具體操作中解放出來(lái)，克服主觀因素，確?？陀^結(jié)果，并進(jìn)行質(zhì)控工作全流程的監(jiān)控和記錄，大大提高了工作效率和水平。該平臺(tái)的實(shí)施，是對(duì)應(yīng)用質(zhì)量控制工作的升級(jí)與改進(jìn)，提升了醫(yī)療診治質(zhì)量水平，滿足了患者客觀需求，為創(chuàng)造和諧的醫(yī)患關(guān)系提供了重要保證[10]。該項(xiàng)研究與計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操控技術(shù)的結(jié)合將使監(jiān)護(hù)儀遠(yuǎn)程質(zhì)控工作成為可能。

[1]余奎，曲哲，孫寶軍，等.醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制管理把控環(huán)節(jié)的探討[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2014，35（8）:130-131.

[2]徐新民，胡軍智.持續(xù)加強(qiáng)高危醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制的策略[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（4）:102-103.

[3]李怡勇，米永巍，郭赤.構(gòu)建醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制體系的實(shí)踐探討[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2010，31（3）:4-5.

[4]蔣忠偉，方梅華.醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備維修管理方案的設(shè)計(jì)[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（8）:40-42.

[5]盧愛國(guó)，張金葆.構(gòu)建醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制體系的幾點(diǎn)做法[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（9）:113-115.

[6]張燕.淺談國(guó)產(chǎn)多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的保養(yǎng)、維護(hù)及質(zhì)量控制[J].醫(yī)療裝備，2009，22（11）: 60-61.

[7]黃亨建，賀勇，黃俊，等.智能化質(zhì)量管理在ILGEM3000重癥監(jiān)護(hù)儀的應(yīng)用評(píng)價(jià)[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)，2010，25（11）:906-908.

[8]賀勇，黃亨建，黃俊，等.一種新的智能化質(zhì)量控制管理方法[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)，2010，25（7）:576-578.

[9]熊馨，趙建軍.一種低成本的圖像采集方法[J].機(jī)械與電子，2008，26（5）:70-71.

[10]李怡勇，鄭小溪.醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程學(xué)科發(fā)展的再思考[J].解放軍醫(yī)院管理雜志，2009，16（1）:81-82.

（收稿：2014-06-04修回：2014-09-16）

Research on intelligent quality control platform of ECG monitor

LI Tao,LI Yi-yong,ZHENG Shi-qiang,MI Yong-wei,GUO Chi
(Department of Medical Engineering,Wuhan General Hospital of Guangzhou Military Area Command,Wuhan 430070,China)

Objective To design a set of quality control management platform of ECG monitor in order to evaluate the quality of ECG monitor quickly and objectively and monitor and record the whole course of quality control.Methods The quality control platform was designed with the existing ECG monitor quality control methods,the existing detection devices,database technique and digital recognition technique based on neural network.Results The platform could be used for the intelligent data acquisition,data recognition,data analysis and statistics of ECG monitor quality control.Conclusion The platform may enhance the quality control of ECG monitor greatly.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（5）：86-88]

ECG monitor;quality control;digital recognition;intelligence

[中國(guó)圖書資料分類號(hào)]R318.6；TH772.2A

1003-8868（2015）05-0086-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.05.086

武漢總醫(yī)院院內(nèi)課題（201216）

李濤（1986—），男，主管技師，主要從事醫(yī)療設(shè)備維護(hù)和管理方面的研究工作，E-mail:342838630@qq.com。

430070武漢，廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科（李濤，李怡勇，鄭詩(shī)強(qiáng)，米永巍，郭赤）

圖1心電監(jiān)護(hù)儀智能化質(zhì)控平臺(tái)的組成框圖

心電監(jiān)護(hù)儀智能化質(zhì)控平臺(tái)的工作流程依據(jù)《軍隊(duì)衛(wèi)生裝備質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行，步驟為：（1）進(jìn)行外觀及附件檢查，由醫(yī)工人員將檢查結(jié)果填入平臺(tái)軟件中的監(jiān)護(hù)儀質(zhì)量檢測(cè)原始記錄表。（2）根據(jù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目選擇相應(yīng)監(jiān)測(cè)模式，如新生兒模式、成人模式，合理設(shè)置監(jiān)護(hù)儀的參數(shù)報(bào)警上下限，打開心律失常報(bào)警檢測(cè)功能等，然后由醫(yī)工人員進(jìn)行連接。（3）依據(jù)《軍隊(duì)衛(wèi)生裝備質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》的檢測(cè)要求對(duì)如下項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)：①心率檢測(cè)：依次自動(dòng)設(shè)置PS420多參數(shù)模擬器輸出心率信號(hào)在30、60、100、120和180次/min，并通過圖像采集與識(shí)別部分記錄監(jiān)護(hù)儀心率示值。②呼吸頻率檢測(cè)：自動(dòng)設(shè)置PS420多參數(shù)模擬器的呼吸模式下基線阻抗500 Ω，阻抗變化率為3 Ω，再按順序依次設(shè)置模擬器輸出呼吸率信號(hào)在15、20、40、60和80次/min，并通過圖像采集與識(shí)別部分記錄監(jiān)護(hù)儀呼吸頻率示值。③無(wú)創(chuàng)血壓示值檢測(cè)：自動(dòng)依次設(shè)置BP pump-2無(wú)創(chuàng)血壓模擬器輸出60/30（40）、80/50（60）、100/65（76）、120/80（93）及 150/100（116）mmHg（1 mmHg= 133.322 Pa）共5組參數(shù)，同時(shí)監(jiān)護(hù)儀設(shè)為按規(guī)定時(shí)間自動(dòng)充氣模式，然后通過圖像采集與識(shí)別部分記錄監(jiān)護(hù)儀上示值。④血氧飽和度檢測(cè)：自動(dòng)設(shè)置Index 2血氧模擬器的血氧飽和度值為85%、88%、90%、98%和100%輸入監(jiān)護(hù)儀，通過圖像采集與識(shí)別部分記錄監(jiān)護(hù)儀的血氧飽和度示值。⑤自定義檢測(cè)：預(yù)留自定義檢測(cè)項(xiàng)目，以便完成新的《軍隊(duì)衛(wèi)生裝備質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》對(duì)監(jiān)護(hù)儀質(zhì)量控制的要求。（4）質(zhì)量控制測(cè)量結(jié)束后，根據(jù)《軍隊(duì)衛(wèi)生裝備質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》的要求，自動(dòng)分析、統(tǒng)計(jì)處理數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)的判斷，生成監(jiān)護(hù)儀質(zhì)量控制的原始記錄，同時(shí)進(jìn)行質(zhì)控時(shí)間、地點(diǎn)、流程和人員的輸入記錄以及質(zhì)控流程的監(jiān)控。