医学计量实验室设备与教学管理系统设计与实现*

2019-05-28罗二平马晓玉谢康宁

中国医学装备 2019年5期

郭伟罗二平贾敏马晓玉谢康宁刘娟汤池*

医学计量是保障医疗质量安全，降低医疗设备不良事件，提高疾病诊治效率的必要手段，且发挥着重要的社会效益[1]。针对我国医学计量人才培养存在的问题，加强院校阶段医学计量人才培养，空军军医大学在国内率先开展了医学计量本科和研究生课程教学，依托国家和军队学科建设项目，新建教学专用和国际先进的“医学计量实验室”，为医学计量课程的实验教学提供重要的条件支撑，收到良好的教学效果[2-3]。本研究针对医学计量实验室设备与教学管理需求，研究介绍实验室管理系统设计思路和方法，为高等院校开展医学计量人才培养提供参考和帮助。

1 医学计量实验室设备与教学管理系统建设需求

1.1 设备科学化管理需求

医学计量实验设备精度高、价格昂贵，需加强科学管理。实验室依据《法定计量检定机构考核规范》(JJF 1069-2012)和《检测和校准实验室能力的通用要求》(GB/T 27025-2008)标准，以及军队医学计量一级、二级和三级站建站标准等相关要求建设，总体架构涵盖3大平台，分别为：由多参数监护仪、电外科、输液泵和注射泵、气流、血氧及培养箱等工作站组成的医用电生理类计量检定平台；由医用超声检测设备、计算机X射线成像(computed radiography，CR)、数字X射线摄影(digital radiography，DR)、数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)、X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography，CT)及磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)等工作站组成的医用放射影像计量检定平台和由质量、温度、压力和光学工作站组成的基本物理参数计量检定平台，后续计划新增医用生化类计量检定平台。上述平台计量设备90%以上为进口品牌福禄克和奥利科，属国际领先品牌，其精度高，价格昂贵。同时，医学计量设备需定期溯源校准，对实验室环境要求较为严苛，对设备规范化管理提出更高的要求。传统管理主要采用纸质化人工管理方法，使用登记本记录仪器设备使用情况，采用档案盒存档方式管理设备档案资料(包括购买合同、培训资料、维修保养、校准溯源、借用记录及充放电管理等)和相关原始记录，且需专人管理，费时费力，不便档案资料查询。因此，亟须加强设备科学化管理，以方便、高效和快捷地对医学计量设备进行科学和规范化管理。

1.2 课程信息化管理需求

医学计量实验课程的科目多、轨道多，需加强信息化管理。依托医学计量实验室，学校开设了“军事医学计量”和“医学计量检定技术与方法”两门本科生课程和“军事医学计量”研究生课程，并获批国家一类医学继续教育项目，面向国家、军队医学计量从业技术人员，开展医学计量检定技能规范化培训，教学轨道较多。同时，针对不同的教学对象，制定相应的实验教学计划，涵盖实验科目较多，并能进行灵活的实验预约。教学过程中，需按要求详细记录教学过程，包括教学时间、地点、对象和课堂教学效果分析等，并完整保存学生实验原始记录。上述实验教学管理，仍采用传统手工方法进行，效率低下、浪费严重。随着计算机技术和网络技术的迅速发展，催生了教学管理方法的变革和创新，加强信息化管理已成为高校实验教学管理的必然趋势[4-7]。

2 医学计量实验室设备与教学管理系统设计

2.1 功能模块设计

基于对医学计量实验室设备与实验教学管理的需求分析，完成管理系统功能模块设计，主要包括4大功能模块。①用户管理模块：实现管理员、普通用户、登录信息记录及数据导入导出等功能；②设备管理模块：实现计量检定设备的日常使用和维护、检定溯源和数据打印等功能；③实验教学模块：实现实验教学计划制定、实验教学工作、实验成绩及实验总结的录入和数据打印等功能；④计量检定和校准模块：实现医学仪器的检定和校准原始记录档案的建立及用户登录密码设定和数据打印等功能。系统功能模块设计如图1所示。

图1 系统功能模块设计框图

2.2 技术架构设计

2.2.1 系统应用框架

系统应用框架由表现层、业务应用、应用支撑、系统数据、系统软件、硬件设备和系统网络7部分组成。①表现层：是直接面向用户的管理系统界面；②业务应用：主要实现具体的管理功能；③应用支撑：为具体管理业务提供所需的工作流管理、基础数据管理和信息门户管理等应用功能；④系统数据：为管理系统提供所需的所有数据；⑤系统软件、硬件设备和系统网络是设计管理系统的软硬件基础。系统应用架构如图2所示。

图2 系统应用架构示意图

2.2.2 系统技术框架

根据系统应用框架，设计系统技术框架，其中数据库设计和服务器设计是管理系统的关键[8-10]。系统技术架构如图3所示。

图3 系统技术架构示意图

(1)数据库设计。①稳定可靠：主要表现为具有灾难恢复、系统错误恢复及人为操作错误恢复等功能，稳定可靠的数据库要尽量降低数据库的计划内维护宕机时间；②可扩展性：设计灵活、可进化的数据体系结构是数据库扩展的前提，是系统功能扩展的基础，数据库设计需要允许任何数据被有序引入，并与原有数据保持一致和集成；③安全性：数据库的安全控制主要通过用户标识和鉴别、存取控制、视图机制、审计及数据加密等机制完成；④高效性：高效的数据库需从数据库连接方式、集群部署、负载均衡及结构化查询语言(structured query language，SQL)设计等方面研究，以达到效果。

(2)服务器设计。服务器设计包括web应用服务器和数据库服务器。其中，Web应用服务器可为应用的业务逻辑提供运行环境，包括超文本传输协议(hyper text transfer protocol，HTTP)服务器和企业Java应用服务器，支持分布式网络环境下应用软件的快速开发和部署；应用软件在Web应用服务器及其内嵌的Java虚拟机(java virtual machine，JVM)中运行，相应的服务端构件可与客户、数据库、已有的应用系统和群件等进行通讯。数据库服务器是日常工作依赖的应用数据重要信息资源，需安全且可控的方式连接至Web，以充分发挥其作用为用户服务。

3 医学计量实验室设备与教学管理系统功能实现

系统登录界面包含登录信息，登录主界面主要是当日和后2日教学计划，包括课程名称、授课内容、日期和授课人等，方便教学组长或教学秘书提醒和安排相关教师备课和上课。由于系统设计采用数据库和服务器设计技术，可依托校园网实现远程登录，方便教师管理实验设备和安排实验教学，方便学生预约、查询和维护自己的实验计划。系统登录界面如图4所示，系统主界面如图5所示。