高峰，張勝，劉惠欣，楊友良，馬翠紅，湯園園

1.華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院 器械科，河北 唐山 063000；2.華北理工大學(xué) 圖書館，河北 唐山 063000

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計

高峰1，張勝1，劉惠欣2，楊友良2，馬翠紅2，湯園園1

1.華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院 器械科，河北 唐山 063000；2.華北理工大學(xué) 圖書館，河北 唐山 063000

目的開發(fā)醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，加強(qiáng)醫(yī)療設(shè)備管理。方法基于醫(yī)療設(shè)備報警指示系統(tǒng)，加裝數(shù)據(jù)采集、發(fā)送及報警等信號傳感器裝置，并利用無線網(wǎng)絡(luò)將報警信號發(fā)送到終端服務(wù)器，終端服務(wù)器對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，得到醫(yī)療設(shè)備潛在的故障原因。結(jié)果醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可記錄醫(yī)療設(shè)備所有的異常狀態(tài)數(shù)據(jù)，為醫(yī)療設(shè)備故障診斷提供了有價值的參考信息。結(jié)論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可及時消除醫(yī)療設(shè)備的安全隱患，保障臨床使用安全。

醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)；傳感器；醫(yī)療設(shè)備；物聯(lián)網(wǎng)

0 引言

隨著醫(yī)療設(shè)備整體技術(shù)水平的提升，大量先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備引入到了醫(yī)院，但是，目前醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行管理水平提高的速度卻普遍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于醫(yī)療設(shè)備引進(jìn)的速度[1]。如何能保障醫(yī)療設(shè)備安全正常運(yùn)行，降低醫(yī)療設(shè)備的使用風(fēng)險，是一個必須引起重視的問題[2]。

物聯(lián)網(wǎng)是指“物-物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[3-4]?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以動態(tài)的監(jiān)測醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備潛在的安全隱患，提高醫(yī)療設(shè)備維修的及時性，從而保障醫(yī)療設(shè)備使用的安全性，提高醫(yī)療設(shè)備管理的水平[5-6]。

1 系統(tǒng)的需求分析

目前，設(shè)備科對醫(yī)療設(shè)備的維修方法大多采用臨床科室先報修然后醫(yī)學(xué)工程人員再維修的方法，這種方法會降低醫(yī)療設(shè)備的維修效率。醫(yī)療設(shè)備維修不及時，極易導(dǎo)致大量病人等待檢測或治療時醫(yī)療設(shè)備出現(xiàn)故障，從而造成病人、醫(yī)療設(shè)備使用人員、醫(yī)療設(shè)備維修人員之間的矛盾。

設(shè)備科統(tǒng)計醫(yī)療設(shè)備的使用率、故障率、開機(jī)率等效益分析中的參數(shù)時，大多需要醫(yī)療設(shè)備使用科室提供，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性無從考證，很難進(jìn)行醫(yī)療設(shè)備準(zhǔn)確的經(jīng)濟(jì)效益分析和評估。因此，對于科室申請的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行采購就缺少了客觀依據(jù)。

設(shè)備科對醫(yī)療設(shè)備的質(zhì)量安全管理監(jiān)督不到位，雖然有些醫(yī)院的醫(yī)學(xué)工程人員定期對醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行巡檢，但也不能保證醫(yī)療設(shè)備每時每刻的質(zhì)量安全，而且這種巡檢會浪費(fèi)大量的人力和時間。為此，本文研究開發(fā)醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，以保障醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量安全。

2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)建立在物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)模型上， 其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，見圖1。

圖1 醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1 感知層

感知層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)的采集主要來源于每臺醫(yī)療設(shè)備的傳感器，包括壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、位置傳感器等。對于醫(yī)療設(shè)備上的每個傳感器都有自己的監(jiān)測點(diǎn)，因此只要采用恰當(dāng)?shù)姆椒纯蓮谋O(jiān)測點(diǎn)上得到傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，然后通過傳感器網(wǎng)絡(luò)將這些傳感器監(jiān)測到的數(shù)據(jù)集成到數(shù)據(jù)采集裝置中。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，即從數(shù)據(jù)采集裝置傳輸?shù)浇K端服務(wù)器。數(shù)據(jù)的傳輸主要分為有線網(wǎng)絡(luò)、無線WIFI網(wǎng)絡(luò)。對于醫(yī)療設(shè)備固定不動且附近有醫(yī)院局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口的，可采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；對于醫(yī)療設(shè)備不固定或附近沒有醫(yī)院局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口的，可采用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)數(shù)據(jù)采集裝置選擇無線網(wǎng)絡(luò)傳輸時，會自動檢索最近的WIFI網(wǎng)點(diǎn)，連接WIFI網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的分析和處理，并最終體現(xiàn)在醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中。醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主要包括：對醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時監(jiān)測，提前對醫(yī)療設(shè)備可能出現(xiàn)的故障做出預(yù)判；對醫(yī)療設(shè)備使用情況的監(jiān)測，為醫(yī)療設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益評估提供可靠的參數(shù)；對醫(yī)療設(shè)備安全狀況的監(jiān)測，消除醫(yī)療設(shè)備的安全隱患。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計屬于醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的動態(tài)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中是監(jiān)測信息需要經(jīng)常性補(bǔ)充和更新，因而在系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫中建立了各種數(shù)據(jù)表。其中最主要的表是監(jiān)測信息采集表，見表1。

表1 監(jiān)測信息采集表

4 系統(tǒng)主要功能介紹

4.1 數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送

數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送主要由數(shù)據(jù)采集裝置來完成，數(shù)據(jù)采集裝置分為輸入端和輸出端。

（1）輸入端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集。其裝置包括各種傳感器的標(biāo)準(zhǔn)接口，主要有壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、位置傳感器等，每種傳感器的接口≥5個，便于多個監(jiān)測點(diǎn)同時監(jiān)測。只要使用帶有標(biāo)準(zhǔn)接口的傳感器，并選擇需要監(jiān)測設(shè)備的正確的采集部位，即可開展數(shù)據(jù)采集工作。

（2）輸出端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送。其裝置包括無線WIFI開關(guān)、無線WIFI發(fā)射器、以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)接口?？梢赃x擇有線和無線兩種數(shù)據(jù)發(fā)送方式。

4.2 數(shù)據(jù)的傳輸

數(shù)據(jù)的傳輸采用有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸是通過醫(yī)院內(nèi)部的局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸；無線傳輸是通過WIFI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。在醫(yī)院的每個病區(qū)的中間位置放置一個WIFI接收器，負(fù)責(zé)連接該病區(qū)內(nèi)所有數(shù)據(jù)采集裝置中的無線WIFI發(fā)射器。WIFI接收器與WIFI發(fā)射器連通后，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，然后通過有線網(wǎng)絡(luò)傳輸至終端服務(wù)器。

4.3 數(shù)據(jù)的應(yīng)用

數(shù)據(jù)的應(yīng)用是終端服務(wù)器將接受到數(shù)據(jù)應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)選擇PowerBuilder 9.0開發(fā)環(huán)境，采用C/S架構(gòu)模式進(jìn)行編程，主要承擔(dān)數(shù)據(jù)的存儲、分析和報警任務(wù)。在系統(tǒng)的主界面上，即為實(shí)時監(jiān)測、逐條顯示異常數(shù)據(jù)信息，點(diǎn)擊某條信息即可顯示該異常信息來源于哪臺設(shè)備、哪個傳感器等相關(guān)信息。

5 結(jié)束語

醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，可降低醫(yī)學(xué)工程人員的工作強(qiáng)度，提高工作效率；提高醫(yī)療設(shè)備維修的及時性，提高醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行的安全性，降低醫(yī)療設(shè)備使用的風(fēng)險性[7-8]?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是醫(yī)院信息化建設(shè)的重要組成部分，提高了醫(yī)療設(shè)備管理的信息化水平。

[1] 廖湘慶,楊雪梅,張進(jìn).基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備管理[J].中國醫(yī)院管理,2014,34(9):55-56.

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Design of a Medical Equipment Condition Monitoring System Based on Internet of Things

GAO Feng1, ZHANG Sheng1, LIU Hui-xin2, YANG You-liang2, MA Cui-hong2，TANG Yuan-yuan1
1.Department of Equipment, Affiliated Hospital of North China University of Science and Technology, Tangshan Hebei 063000, China; 2. Library, North China University of Science and Technology, Tangshan Hebei 063000, China

ObjectiveTo develop a medical equipment condition monitoring system based on Internet of things technology so as to strengthen the management of medical equipment.MethodsOn the basis of the medical equipment alarming indicator system, data acquisition and transmission and alarming signal sensor devices were added. And wireless technology was used to send alarming signals to the terminal server where data were analyzed and processed so as to fnd the causes of potential failures of medical equipment.ResultsThe system recorded all the abnormal state information of medical equipment and provided valuable reference information for troubleshooting of medical equipment.ConclusionThe medical equipment condition monitoring system based on Internet of things technology could eliminate safety hazards of medical equipment in a timely manner and ensure the safety of clinical use.

medical equipment condition monitoring system; sensor; medical equipment; Internet of things

TP277

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.07.025

1674-1633(2016)07-0085-02

2016-01-31

2016-02-06

河北省教育廳指導(dǎo)性項(xiàng)目（ZC2016134）

作者郵箱：gaofeng810601@163.com