中小型医疗设备线上监测系统的探讨与应用

刘成友，王旭婷，周蕾蕾,，刘康，马俊，蒋志玮

1.南京医科大学附属南京医院 a.医疗设备处；b.院部，江苏 南京 210006；2.南京医科大学基础医学院 生物医学工程系，江苏 南京 210029；3.青岛理工大学 土木学院，山东 青岛 266011

中小型医疗设备线上监测系统的探讨与应用

刘成友1a，王旭婷2，周蕾蕾1a,2，刘康3，马俊1b，蒋志玮1a

1.南京医科大学附属南京医院 a.医疗设备处；b.院部，江苏 南京 210006；2.南京医科大学基础医学院 生物医学工程系，江苏 南京 210029；3.青岛理工大学 土木学院，山东 青岛 266011

目的提出适用于中小型医疗设备线上管理的优化方法和管理方式。方法介绍了医疗设备管理现状，分析了中小型医疗设备的特点及管理中存在的问题，并使用VB.net、数据库技术等方法实现了对中小型医疗设备线上监测管理的系统。结果该系统能够实现权限设置、设备在线监控、设备历史记录统计、科室设备使用频次统计等功能模块，并使用图表、报表形式直观地反映医疗设备使用状况。结论该系统能准确地反映单一设备历史报警频次、历史使用频次，科室设备使用状况以及设备在线运行状态监控等数据，可为医疗设备的维修、采购论证等提供合理、有效的数据支持。

线上管理；VB.net；历史记录统计；医疗设备报警频次；医疗设备使用频次；采购论证

引言

医院管理是按照医院工作的客观规律，运用现代的管理理论和方法，对人、财、物、信息、时间等资源，进行计划、组织、协调、控制，充分发挥整体运行功能，以取得最佳综合效益的管理活动过程[1-2]。近年来，针对医院管理的软件得到了飞速的发展，如HIS、LIS、PACS、EMR等已被广泛的应用在二、三级医院[3]。医疗设备管理工作是医院管理的重要组成部分，我国的医疗设备管理历史经历了从无到有，逐渐发展的过程。21世纪以来，信息技术的广泛应用为我们的生活增添了很大的便利，尤其是当信息技术与医疗领域相结合，不但减轻了医务工作者的负担，同时也有利于提升智慧医疗水平；当信息技术与医疗设备管理无缝衔接，为医院带来的不只是智慧医疗设备管理理念，更重要的是一种全新的、高效的管理模式，在此背景下各类医疗设备管理软件应运而生[4-6]。然而，这类医疗设备管理软件多以医疗设备全生命周期管理、维修管理、大型医疗设备管理等为主，对于临床使用量最大、配置量最多的中小型医疗设备管理软件涉猎甚少，而该类设备的使用情况却是临床使用习惯、工作强度、责任工程师工作量等最真实的写照。目前对中小型设备仍然使用单一化、手动式的管理模式，使得对其管理以及监控上都具有很大的挑战。基于此，本文旨在研究中小型医疗设备运行数据抓取、一体化、在线式管理的方法，结合历史数据对临床工作强度、责任工程师工作强度、不同设备性价比等做客观评价，以此为设备采购、设备评价提供可靠的数据支持。

1 RS-232串口通信及Wi-Fi技术

中小型医疗设备多为可移动设备，如注液泵、注射泵、监护仪、呼吸机等，此类设备具有体积小、可移动等特点，因此前端数据采集、交换时通过采用具有RS-232串口的Wi-Fi模块来完成。数据传递流程图，见图1。

图1 数据传递流程图

1.1 RS-232串口通信

RS-232串行通信端口在设备之间的数据传输的应用中一直有着非常重要的作用，它的应用的领域也越来越广泛，不仅没有随着技术的发展而淘汰掉，反而在某些方面不断地被改善。RS-232是由电子工业协会(EIA)所制定的异步传输标准接口。通常RS-232接口有9个引脚(DB-9)和25个引脚(DB-25)，本课题中采用DB-9，连接方式采用双工通信，即使用三线（TxD、RxD和地线）通信方式[7-8]。RS-232通信参数设置，见表1。

表1 RS-232通信参数设置

1.2 Wi-Fi技术

Wi-Fi模块又名串口Wi-Fi模块，属于物联网传输层，功能是将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈。无线模块在本系统中的功能是将通过RS-232串口采集到的医疗设备的运行数据通过局域网进行传输[9]。无线模块发送指令给串口，就能将医疗设备运行的数据进行采集，无线模块对接收到的数据在进行处理再打包，由无线网络将数据发送到处于同一局域网的PC端。本课题的无线模块硬件提出的方案需支持设置节点的静态IP地址，以此对应设备SN号或医疗设备固定资产编号，用以识别不同设备。Wi-Fi通信方式及其数据传递原理不是本文重点，在此不加赘述。

2 PC机软件设计

结构化的系统设计是基于软件模块设计方法，以及系统模块之间的相互调用。软件总体结构框架，见图2。如前所述，系统需求确定了系统模块的构成以及模块之间的关系。我们强调系统模块独立性，模块的独立使得一个系统变得更稳定。软件调试部分使用设备科调配中心现行数据[10]。

图2 系统结构框架图

2.1 系统登录及权限分配

权限管理是一个极其复杂的问题，使用最广且最易接受的逻辑表达为：判断“Who对What (Which)进行How的操作”的表达式[7]。针对不同的应用，需要根据项目的实际情况和具体架构，在维护性、灵活性、完整性等方案之间比较权衡，选择符合的方案。此外数据的安全性和有效性是十分重要的，本系统在权限分配、登录前会对软件本身进行三层加密保护[11]。系统的最终目的是由用户来维护，本文选用简单而直观的登录方式，系统登录及权限分配，见图3。

图3 系统登录及权限分配界面

2.2 设备在线使用监控

本系统的一个重要的功能是实现在线监控，利用PC端对中小型医疗设备进行实时监控，并使用特殊字体、颜色对线上设备（在用设备）进行简单表述，当医疗设备出现状态变化时，如开机、关机、特殊报警时，系统做出相应提示，并记录设备运行状态及发生状态改变的时间节点，为后续分析提供可靠的数据支持。对同一病区，值班护士可直观而快速地获取在用设备信息，当运行设备发生故障时，值班护士可快速、准确的做出响应。

2.3 设备历史记录统计

该子模块功能主要实现科室设备的历史运行情况记录及统计，其主要功能是通过listview控件NodeClick事件结合mschart控件SeriesType属性实现的。该功能模块可以根据不同情况选择不同的显示方式，以设备编号NJFH_syb_01为例，系统可显示设备近10天的设备使用频次和报警频次。由程序直接调用底层数据库，能够使得科室的设备管理者更加充分地了解近期内某设备的使用率以及出现报错的情况。此外，当责任工程师维修某一待修设备时，可对该设备近期运行状况进行了解，图4展示了输液泵（编号：NJFH_syb_01）10天内的运行频次和报警频次。该模块可为责任工程师提供最准确的历史运行数据，为设备故障诊断提供判断依据。

图4 某输液泵历史运行状态统计结果

2.4 科室设备使用频次统计

为保障医院重点学科、优势学科的发展，医院往往会优先考虑重点、优势科室的设备采购和审批工作，长此以往，医院管理中存在的科室倾向性，会严重造成医院资源分布不均，造成优势学科越来越优势，弱势学科的发展却受限于设备的有无。考虑到此处，我们采用设备一体化管理方式，应用信息化的手段消除各科室之间的信息壁垒，通过分析系统抓取历史过往数据，能够将不同科室的各种设备的使用频次汇总形成报表。相关领导，如采购中心领导，可以参考科室设备使用率去适当调整科室采购审批情况。设备采购时我们也可以将其作为设备采购的依据，同等条件下，尽可能优先对设备使用率高的科室进行更新或者购置，科室设备使用频次统计结果，见图5。

图5 科室设备使用频次统计结果

3 结果与结论

随着社会的进步和科学技术的飞速发展，大量先进、精密、复杂的医疗器械逐渐装备到各医疗单位，这些设备在大大提高医院诊疗水平和经济效益的同时，其使用风险也呈现不断上升趋势[12-13]。对于大型医疗设备，如CT、MRI、DSA等均有庞大的图像处理软件和管理软件[14-15]，本文针对中小型设备分布广、数量多、可移动等特点，提出了结合Wi-Fi技术的医疗设备管理系统，不同于常规全生命周期、维修报修管理，本系统着重对中小型医疗设备的运行状态、使用率等情况进行实时的监控，以此为相关部门或个人提供可靠的数据支持。本文的主要工作有：通过RS-232串口的Wi-Fi模块实现了中小型医疗设备的串口通信功能，并获取部分有用的数据；通过数据库技术、VB.net技术等实现了部分上位机软件编程工作。至截稿日，系统能实现登录及权限分配、设备在线使用监控、设备历史记录统计、科室设备使用频次统计等功能模块。

本文设计的基于Wi-Fi技术的医疗设备监测管理系统，充分利用信息科技技术去提高相关管理人员的工作效率，有效缓解医院的医务人员人力负担。当前，无线通信和信息技术正在飞速发展，在医疗设备的远程化监测系统这一方面必定会有更多多样化的需求，满足不同医院的管理现状[16-17]。对于本系统而言，仍有一些地方需要完善，如功能模块的丰富度不强等。如何更好的满足用户变化的需求、获取中小型医疗设备运行参数、如何通过PC端对中小型设备进行操作等将是本系统下一步研究的重点。

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Discussion and Application of On-line Monitoring System for Small and Medium-size Medical Equipment

LIU Chengyou1a, WANG Xuting2, ZHOU Leilei1a,2, LIU Kang3, MA Jun1b, JIANG Zhiwei1a
1.a.Department of Equipment; b.Department of Faculty, Nanjing Affiliated Hospital, Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210006, China; 2.Department of Biomedical Engineering, Basic Medical Sciences of Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu
210029, China; 3.Department of Civil Engineering, Qingdao University of Technological, Qingdao Shandong 266011, China

ObjectiveOur purpose is to propose an optimized approach for online management of small and medium-sized medical devices.MethodsThis article introduced the present situation of management of medical equipment, and analyzed not only the characteristics of small and medium-sized medical equipment but also the problems in the management. In addition, we used VB.net,database technology and other methods designed on-line monitoring and management system based on small and medium-sized medical equipment.ResultsThe system could realize the function of permission setting, the medical equipment on-line monitoring, history records statistics, department equipment frequency statistics and so on. The system could also generate charts, reports and so on, which could reflect the use of medical equipment intuitively. Conclusion The system can accurately reflect the frequency of history normal events and alarm events, the use data of all equipments for the same department and on-line data of small and medium-size medical equipment. It also can provide reasonable and effective data support for maintenance of medical equipment and procurement argument.

On-line management; VB.net; historical records statistics; alarm frequency of medical equipment; frequency of medical equipment use; procurement argument

TP399；R197.39

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.12.032

1674-1633(2017)012-0127-03

2017-05-27

2017-06-08

南京医科大学创新项目（2014NJMU035）

蒋志玮，主要研究方向为医疗设备固定资产管理、设备计量等。

通讯作者邮箱：njfh_mzz@163.com

本文编辑 李美松