基于物联网的智慧医院医疗设备管理体系的构建与应用

黎桂清 喻绍澎 广州市红十字会医院 （广东 广州 510220）

内容提要：主要针对公立医院手术室医疗设备管理现状，分析研究其中存在的问题，并借助物联网手段，设计出一套智慧医院手术室医疗设备管理体系。用来解决一系列手术室医疗设备管理上的难点痛点，做到医疗设备管理透明化、精细化，最终为提升公立医院的智慧医院建设水平添砖加瓦。

智慧医院是近年来主管部门发布的指导文件中频繁提到的概念。智慧医院的建设，能够很好地提升公立医疗机构的精细化管理水平，提升整体运营效率以及医疗服务水平[1-3]。国家卫健委针对医院智慧服务出台了不同等级的评定标准，为医院的智慧化提出了具体的要求，5G时代的到来，为建设智慧医院提供了强大的技术基础[4-6]。

智慧医院的范围包含智慧医疗、智慧管理及智慧服务三大领域。三大领域中的智慧管理是很多医疗机构经常忽略的范畴，其中所涉及的精细化成本核算部分更是大部分医院的短板。要做好精细化成本核算，医疗设备的使用成本核算是重中之重，因为医疗设备是三甲医院运营的物质基础，离开这个物质基础，一切管理都是空中楼阁[7]。

在医院的各科室中，手术室的医疗设备种类多、数量大、价值高，足以作为医疗设备管理的典型。如何利用物联网手段，对手术室医疗设备进行透明化、精细化的智慧管理，直接影响全院医疗设备管理体系的整体应用和提升，同时也体现出医院在智慧医院建设上的决心和智慧管理水平的高低[8,9]。

1.公立医院手术室医疗设备管理存在的主要问题

要做好手术室医疗设备的智慧管理体系搭建，首先必须要对目前医院在手术室医疗设备管理方面的现状和所存在的问题进行了解。通过长时间的调研分析，可得出以下几个方面。

1.1 设备使用效益核算困难

目前本院医疗设备总价值超过4亿元，其中手术室医疗设备价值达5000万，如何做好这些高值医疗设备使用效益管理是本院精细化管理中面临的难题。根据目前的管理要求，每台手术的医疗设备使用情况都有做相应的记录，但没有达到精细化管理的要求，如不能获知每台高值医疗设备的具体开关机时间、不清楚每台手术使用过所有设备的运行状态。

过往的设备成本核算统一按照采购价以月份和年度进行折旧，方法简单粗暴，与设备的实际折旧情况有较大的出入。在设备使用的成本分摊方面，由于无法获知出每台手术医疗设备的具体使用数据，也无法把使用成本公平摊分到每台手术的具体科室或医生。

1.2 医疗设备利用率计算不清

本院对近期手术室医疗设备的使用情况进行深入调研，发现普遍存在设备使用率不清、设备使用不均衡的问题。经常使用的医疗设备利用率很高，但没有及时与使用率较低的同类设备进行轮换并维修保养，容易令这些高值资产提前报废；个别设备使用率很低，甚至一直闲置；一些故障设备没有得到及时维修，令固定资产无故流失。

1.3 管理手段信息化不足

本院对医疗设备的管理主要通过HRP系统及HIS系统，但两个系统的数据各自独立，要获取手术室的设备使用情况需要筛选大量数据，花费大量的人力物力。此外，手术室医疗设备的使用主要依赖人工在手术完成后进行记录，难以保证记录数据的真实性和准确性，这也给医疗设备的科学管理变相增加了难度。

2.智慧医院手术室医疗设备管理体系

根据医院手术室医疗设备管理现状以及存在的主要问题，再基于当前物联网技术发展水平，可研究得出对应的智慧医院手术室医疗设备管理体系如下。

2.1 设计思路

为从根本上提升医院设备管理效率，打破设备使用成本无法计算的局面，本院在手术室开展试点，布置了物联网定位系统，配置物联网智能标签，大幅提升手术室医疗设备管理的信息化水平，目的是实现设备动态数据的自动采集与传输，令每台医疗设备的使用成本数据化、可视化，最终为全院医疗设备的精细化管理奠定坚实的基础[10]。

2.2 智慧医院手术室医疗设备管理体系架构

在院内的手术室放置物联网基站，并在医疗设备的表面粘贴物联网高值资产状态检测标签，实现医疗设备实时位置显示，采集设备开关机状态、使用时长和次数等，并在地图上显示设备的位置及状态（开机、关机、待机、故障）信息。物联网手术室资源管理系统拓扑图见图1。

图1.物联网手术室资源管理系统拓扑图

2.3 系统组成

2.3.1 物联网室内定位网

物联网室内定位网是物联网设备运行管理系统实现的基础，由定位器（基站）和辅助定位器（信标）构成。

定位器部署于走廊、楼道、院区、出入口等，形成定位网络，通过WiFi或者网线接入局域网，接收定位终端上传的位置及运行数据等[11,12]。

2.3.2 物联网智能标签

高值设备定位/运行监控标签（主机）。在高值医疗设备表面粘贴高值设备定位/运行监控标签，通过资产运行状态监测算法，实时监测高值医疗设备运行状态，包括开关机、使用时长、使用次数等，并在地图上显示设备的位置及状态（开机、关机、待机、故障）信息。

高值设备定位/运行监控标签（部件）。在高值医疗设备的部件（如B超探头、超声刀刀头）表面粘贴高值设备定位/运行监控标签（部件），通过资产运行状态监测算法，获取部件的运行状态。

普通设备定位标签。在普通医疗设备表面粘贴普通设备定位标签，通过资产定位算法，实时监测普通医疗设备的位置，并在地图上显示设备状态（开机、关机、待机、故障）信息。

2.3.3 智慧医院手术室医疗设备管理体系应用效果

2.3.3.1 可视化设备工作状态统计

实时查看设备运行状态，包括关机、开机，运行、待机及每例时长，可查看每台设备的运行日志；可获取单机某时间段内开机/运行次数、时长等关键数据，以及单机开机时间段、运行次数、时间段、运行位置、特定设备的激发次数等详细信息。图2是手术室随机抽取的25台医疗设备在今年1月～2月开关机及运行次数统计。

图2.手术室的25台医疗设备1月～2月开关机、运行统计

图3是本院1月～2月手术室共8台麻醉机的开关机及运行数据统计，1号麻醉机的关机次数达到200多次。随后将深入了解1号机频繁关机的原因，确认机器是否正常运作，排查数据异常原因。

图3.手术室的8台麻醉机1月～2月开关机、运行统计

2.3.3.2 可视化设备工作量对比分析

实现设备开机率、开机使用率、使用率、能耗等数据可视化统计，可按照同科室/不同科室的同种设备多维度对比。

从图4可以看出，16、17、18号机的开机率和使用率非常高，其中使用率远远超出设备正常使用的限度。后续安排相关工作人员调查这三台机器的具体使用情况，了解其长期高负荷运转的原因，并调度其他科室空闲的同类设备缓解工作压力。

图4.手术室的18台医疗设备1月～2月工作量对比分析

图5为手术室5台超声刀今年1月～2月刀头的使用情况分析，1号超声刀的刀头使用次数远低于平均水平，后续将安排人员详细了解这台设备使用频次偏少的原因。另外这五台设备的总体工作量并不平均，个别机器的使用情况不佳，如果深入调查后发现五台超声刀超出了实际需求，该类设备的新采购计划会暂时搁置。

图5.手术室的5台超声刀1月～2月刀头使用数据分析

2.3.3.3 可视化手术室设备运行工作量实时统计

实时查询手术室某区域某时间段运行的设备情况。自动获取某区域全年设备工作量累计数据，可用于设备折旧成本、维修成本分摊核算。

2.3.3.4 自动盘点

可按照设备或科室分类一键自动盘点。

2.3.3.5 可视化设备轨迹追踪

设备移动轨迹持续监测，可回放历史轨迹。

3.对手术室医疗设备管理体系的讨论

3.1 本管理体系的创新之处

3.1.1 非介入式采集信息

系统所采用的设备信息采集终端，运用非介入方式采集各种类医疗设备的信息，不会介入设备内部的运行过程，无论是安全性、可靠性还是兼容性都有很高的体现。

3.1.2 先进的机器学习算法

系统后台利用机器学习算法，对终端采集的各类医疗设备运行过程中所产生的电磁，运动，温度，压力等物理状态值信息，进行汇总、计算、分析，可清晰地将医疗设备标记为开机、关机、运行、故障等不同状态。

3.1.3 针对手术室设备使用的成本核算

系统对手术室设备进行单机状态和单机工作量监测统计，结合医院的手麻系统，形成实时的手术室设备使用记录及单机工作量统计，根据一段时间的使用占比分析，形成设备的折旧和维修按照工作量进行分摊的规则体系。手术室设备使用及成本分摊表见图6。

图6.手术室设备使用及成本分摊表

3.1.4 多维度统计报表

系统通过对医疗设备进行状态监控和数据分析，可以从设备开机时长，关机时长、运行时长、运行次数，诊疗人次等多个不同维度生成相关数据统计报表（见图7、8），同时支持报表定制，充分满足医院设备管理的统计报表需求。

图7.设备使用评价表

图8.高值资产总析表

3.2 与传统管理方式的分析比较

对比新物联网管理体系与传统管理方式的特点，具体比较见表1。

表1.新物联网管理体系与传统管理方式特点比较

3.3 系统深化研究展望

本系统目前主要针对手术室医疗设备管理进行设计，后续深化研究可将针对范围扩展到全院各个不同科室，以及各类信息化设备。也可以通过接入HRP系统及HIS系统，打通不同系统的数据壁垒，更好地结合大数据分析、数据挖掘、人工智能等高新技术，将不同管理系统融合，形成管理一站化、精细化、智慧化，真正做到智慧管理，写下智慧医院建设新篇章[13]。

4.小结

智慧医院手术室医疗设备管理体系的建成为手术室高值医疗设备的管理提供了非常大的便利，首次实现了医疗设备的使用成本摊分，并可把每台手术的设备使用成本摊分到每个科室、医生身上，彻底扭转过去按年、月进行设备成本折旧的局面。同时，各项设备工作量的数据可以为本院新设备的采买提供详尽有力的支持，对长期高负荷运转的设备实施轮换，有效延长使用寿命，提升固定资产的利用率。另外，一键盘点的功能为手术室设备的盘点工作节省了大量的人力物力。

智慧医院的建设是一项“三位一体”的工程，物联网手术室医疗设备管理体系的建立令手术室的设备管理整体效率、质量有了较大的提升，补足了过去因人工管理方式带来了的各种短板[14,15]。在医院运营的成本控制方面，特别是手术室高值医疗设备管理方面能够起到很好的提质降费的作用，有较高的经济价值，起到了很好的示范作用。预计物联网设备管理体系在全院推广实施后，可以获得比较好的效果，全院医疗设备运行数据库的建立也会为本院的精细化管理提供坚实的基础。