黎子衡 陳柏東 余沐釗 陳俏均 黃耀盛

南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院 廣東 廣州 510630

引言

目前，大部分醫(yī)療機(jī)構(gòu)主要是通過人工統(tǒng)計(jì)等傳統(tǒng)方式來實(shí)現(xiàn)手術(shù)室醫(yī)療設(shè)備的管理，無法有效地預(yù)防設(shè)備故障，無法實(shí)時知悉設(shè)備的位置，事后也無法有效地進(jìn)行事故分析等，存在一定的缺陷[1]。這些傳統(tǒng)的管理模式缺乏高效的管理工具，日漸難以適應(yīng)現(xiàn)代化手術(shù)室設(shè)備管理。為了提升手術(shù)室醫(yī)療設(shè)備精細(xì)化管理水平，同時為了降低設(shè)備全生命周期管理成本，開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在手術(shù)室醫(yī)療設(shè)備精細(xì)化管理的應(yīng)用研究至關(guān)重要[2]。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢，醫(yī)療設(shè)備通過信息傳感終端設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行無線連接，將醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時位置傳輸?shù)较到y(tǒng)上。更進(jìn)一步的，通過所獲取的醫(yī)療設(shè)備使用數(shù)據(jù)，有效結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能等高新技術(shù)，還可以進(jìn)行手術(shù)室設(shè)備使用成本分?jǐn)偤托б娣治?，可充分?shí)現(xiàn)手術(shù)室醫(yī)療設(shè)備精細(xì)化管理的目的[3]。

1 醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)及定位監(jiān)控系統(tǒng)整體概述

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)主要分為3層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層[4]。分析技術(shù)和功能需求，可把本系統(tǒng)的架構(gòu)同樣劃分為3層，見圖1。感知層是系統(tǒng)底層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集。在醫(yī)療設(shè)備上配置智能感知終端設(shè)備和射頻識別（RFID）；智能感知終端設(shè)備獲取設(shè)備狀態(tài)信息，再通過設(shè)定的RFID讀取頻率，將數(shù)據(jù)并發(fā)往數(shù)據(jù)采集裝置中。網(wǎng)絡(luò)層由物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備、交換機(jī)設(shè)備和終端服務(wù)器組成，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線WiFi網(wǎng)絡(luò)連接交換機(jī)設(shè)備，交換機(jī)設(shè)備將RFID傳來的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給終端服務(wù)器。應(yīng)用層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)判斷和處理，也是系統(tǒng)信息交互界面。通過對接收的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和處理，例如分析手術(shù)設(shè)備運(yùn)行時間，判斷設(shè)備使用時間的合理性與設(shè)備生命周期的合理性等，實(shí)現(xiàn)實(shí)時顯示醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、位置信息、報(bào)警處理等功能[5-7]。

圖1 醫(yī)療設(shè)備精細(xì)化管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)

1.2 功能設(shè)計(jì)

與傳統(tǒng)的設(shè)備管理系統(tǒng)不同，本研究所設(shè)計(jì)的基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)及定位監(jiān)控系統(tǒng)，利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、移動通信技術(shù)，圍繞醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時定位等關(guān)鍵信息節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信息化數(shù)據(jù)采集、分析及監(jiān)管[8-9]。主要表現(xiàn)為：實(shí)時監(jiān)控：設(shè)備開關(guān)機(jī)實(shí)時監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、工況預(yù)警實(shí)時監(jiān)控、工況報(bào)警實(shí)時監(jiān)控、設(shè)備實(shí)時定位；數(shù)據(jù)查詢：設(shè)備開關(guān)機(jī)查詢、運(yùn)行時長查詢、運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)查詢、設(shè)備預(yù)警數(shù)據(jù)查詢、設(shè)備報(bào)警數(shù)據(jù)查詢、設(shè)備實(shí)時位置；統(tǒng)計(jì)分析：設(shè)備運(yùn)行軌跡、設(shè)備工況綜合查詢、設(shè)備工況統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)警事件統(tǒng)計(jì)分析、設(shè)備狀態(tài) - 工況 - 時間關(guān)聯(lián)綜合分析、設(shè)備開關(guān)機(jī)統(tǒng)計(jì)分析；同時將所有數(shù)據(jù)自動進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并以圖、表的形式顯示在系統(tǒng)中。

2 醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)及定位監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用

在手術(shù)室醫(yī)療設(shè)備上裝載了本系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐。憑借先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)，并可對醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行使用科室、主刀醫(yī)生、運(yùn)行狀態(tài)、地理位置等標(biāo)簽信息實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)管理，建立手術(shù)室醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。通過智能感應(yīng)終端，能不斷更新設(shè)備位置信息和運(yùn)行狀況，對定位、開關(guān)機(jī)、運(yùn)行時長、使用率等數(shù)據(jù)的采集，實(shí)現(xiàn)手術(shù)室每臺高值設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控、實(shí)時調(diào)度、設(shè)備折舊、維修成本、設(shè)備共享、成本分?jǐn)?、效益分析等功能，解決過往手術(shù)室高值設(shè)備故障報(bào)警不及時、使用數(shù)據(jù)不真實(shí)、無法實(shí)時調(diào)度以及無法攤分使用成本等問題。管理人員通過電腦終端能夠便捷地查看設(shè)備的相關(guān)信息、進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控管理、分析設(shè)備運(yùn)行趨勢、生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行智能化、管理數(shù)據(jù)可視化、采購決策科學(xué)化，幫助手術(shù)室極大地提高了管理效率。

2.1 手術(shù)室高值設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)動態(tài)監(jiān)測

根據(jù)某一類醫(yī)療設(shè)備擬定開機(jī)狀態(tài)基準(zhǔn)線。通過智能感知終端設(shè)備感知醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，生成實(shí)時電磁感應(yīng)值線，當(dāng)?shù)陀诨鶞?zhǔn)線的為關(guān)機(jī)狀態(tài)，略高于基準(zhǔn)線的為開機(jī)狀態(tài)，高于開機(jī)狀態(tài)感應(yīng)值的峰值線為激發(fā)狀態(tài)。以某臺超聲刀設(shè)備為例，如圖2所示，從該設(shè)備工作量統(tǒng)計(jì)圖中可以看到系統(tǒng)擬定的開機(jī)基準(zhǔn)線以及實(shí)時電磁感應(yīng)值線，清晰地統(tǒng)計(jì)出某日該超聲刀設(shè)備開機(jī)時間、開機(jī)次數(shù)、運(yùn)行次數(shù)、運(yùn)行時長和關(guān)機(jī)時間，實(shí)現(xiàn)了針對該超聲刀醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測。

圖2 某臺超聲刀設(shè)備工作量統(tǒng)計(jì)圖

2.2 手術(shù)室高值設(shè)備實(shí)時定位和調(diào)度

對手術(shù)室進(jìn)行地圖測量及制作，建立3D室內(nèi)地圖建模及地圖引擎，生成室內(nèi)電子地圖系統(tǒng)[10]。智能感知終端設(shè)備感知醫(yī)療設(shè)備位置，將醫(yī)療設(shè)備的具體位置精確的以電子地圖的形式顯示在系統(tǒng)的主界面上，可針對特定手術(shù)室高值設(shè)備實(shí)時定位和調(diào)度。以某臺麻醉機(jī)為例，如圖3所示，在3D地圖上直觀呈現(xiàn)該設(shè)備的實(shí)時定位和簡單介紹信息， 通過點(diǎn)擊以上設(shè)備信息，還可查看相關(guān)設(shè)備的軌跡和工作量統(tǒng)計(jì)信息，方便對設(shè)備進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)度或其他管理。

圖3 某臺麻醉機(jī)醫(yī)療設(shè)備實(shí)時定位

2.3 手術(shù)室高值設(shè)備使用成本分?jǐn)偟娇剖?/h3>

通過本系統(tǒng)與醫(yī)院其他系統(tǒng)如手術(shù)麻醉系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)對接，獲取使用科室、主刀醫(yī)生、手術(shù)時長等信息，結(jié)合設(shè)備原值和月折舊金額，可計(jì)算出不同科室的手術(shù)室設(shè)備每小時及每次的使用成本，從而將設(shè)備使用成本精確分?jǐn)偟绞褂每剖?。?號麻醉機(jī)和2號麻醉機(jī)為例，設(shè)備原值均為29.8萬、月折舊金額為4966.67元（折舊期5年計(jì)算），統(tǒng)計(jì)某月運(yùn)行時長，可計(jì)算出每小時成本。再通過系統(tǒng)查詢當(dāng)月共3個科室使用和各科室的使用時長，則每個科室應(yīng)分?jǐn)偟氖褂贸杀救绫?。

表1 手術(shù)室高值設(shè)備使用成本分?jǐn)偟娇剖?/p>

2.4 手術(shù)室高值設(shè)備投資效益分析

一方面，過往醫(yī)院手術(shù)室高值設(shè)備存在個別設(shè)備長期閑置、無法根據(jù)設(shè)備實(shí)時使用狀態(tài)進(jìn)行共享調(diào)度的問題。通過本系統(tǒng)的建設(shè)，可以及時發(fā)現(xiàn)未開機(jī)或使用率低下的設(shè)備，并根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)度，減少浪費(fèi)，提高醫(yī)院設(shè)備周轉(zhuǎn)使用效率，提高經(jīng)濟(jì)效益。通過手術(shù)室設(shè)備工作量使用成本分?jǐn)偤途S修成本分析，結(jié)合手術(shù)室醫(yī)療設(shè)備使用評價，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)配置是否合理，運(yùn)用科學(xué)的方法技術(shù)為醫(yī)院采購決策提供數(shù)據(jù)支持，杜絕不必要的設(shè)備采購，提高采購資金使用的合理性。

3 討論

3.1 本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面具有創(chuàng)新性

提升醫(yī)療設(shè)備管理質(zhì)量、管理水平和管理效率，既是智慧醫(yī)療智慧管理背景下的選擇，也是健康中國戰(zhàn)略的重要組成部分[11]。然而，我國的智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)整體處于起步階段，在技術(shù)和應(yīng)用方面存在諸多瓶頸。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)和研發(fā)了本系統(tǒng)，可以對醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行位置和運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測和報(bào)警，一方面彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工記錄數(shù)據(jù)的不足，另一方面也填補(bǔ)了傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在非介入方式獲取醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)信息技術(shù)的空白[12]。

3.2 本系統(tǒng)的不足之處

目前智能感知終端設(shè)備定位精度只能達(dá)到房間級，能耗方面的讀取精度也有待提高。且因政策、資金和研究時間等多方因素的限制，目前該系統(tǒng)僅在手術(shù)室內(nèi)的麻醉機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、C臂機(jī)、腔鏡系統(tǒng)、超聲刀設(shè)備等高值醫(yī)療設(shè)備上運(yùn)行，未來可考慮通過患者手環(huán)識別患者進(jìn)出手術(shù)間時間，以及對接HIS系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)，獲取更多管理相關(guān)信息，并做更進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析，讓本系統(tǒng)更加精準(zhǔn)化、智能化與人性化。

4 結(jié)束語

醫(yī)療設(shè)備精細(xì)化管理是醫(yī)療機(jī)構(gòu)智慧管理未來發(fā)展的必然選擇，而醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)及定位監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)設(shè)備精細(xì)化管理的重要一環(huán)[13]。本文設(shè)計(jì)的基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)及定位監(jiān)控系統(tǒng)，通過非介入方式采集醫(yī)療設(shè)備的物理狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，對設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)管和及時預(yù)警處理，打破了各管理部門之間溝通、協(xié)作的壁壘，管理人員能夠迅速、清晰地了解設(shè)備儲備狀態(tài)，繼而進(jìn)行更加高效高質(zhì)地指揮調(diào)度和保障。同時將物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有各類信息數(shù)據(jù)服務(wù)相結(jié)合，提高設(shè)備的運(yùn)維效率，降低運(yùn)營成本，運(yùn)用科學(xué)的方法技術(shù)對后續(xù)新增設(shè)備的發(fā)展趨勢做出推斷，為醫(yī)療機(jī)構(gòu)精細(xì)化管理提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。運(yùn)行實(shí)踐證實(shí)，該系統(tǒng)操作便捷、設(shè)計(jì)先進(jìn)、可靠性高，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)有很好的應(yīng)用前景。