湯福南，敦煌俊秋，張可，劉賓,朱松盛，吳小玲

南京醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 生物醫(yī)學(xué)工程系，江蘇 南京 210029

新生兒數(shù)字化查房系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

湯福南，敦煌俊秋，張可，劉賓,朱松盛，吳小玲

南京醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 生物醫(yī)學(xué)工程系，江蘇 南京 210029

本研究采用RFID技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)對(duì)我院原新生兒查房系統(tǒng)做了改進(jìn)。系統(tǒng)身份識(shí)別卡片選用圓幣式的感應(yīng)式智能IC卡，讀卡設(shè)備采用RC522射頻讀卡模塊；數(shù)據(jù)傳輸采用CC2530單片機(jī)和藍(lán)牙BLK-MD-BC04-B模塊；智能終端基于現(xiàn)有的智能手機(jī)或者平板電腦開(kāi)發(fā)，與讀卡設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí)了系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)新生兒查房數(shù)字化、智能化。

新生兒查房系統(tǒng)；RFID；藍(lán)牙技術(shù)；智能終端

0 引言

醫(yī)護(hù)人員每天要對(duì)醫(yī)院內(nèi)所有新生兒進(jìn)行查房，每隔一段時(shí)間詢(xún)問(wèn)家屬排便或排尿以及吃奶情況，以及對(duì)新生兒進(jìn)行體溫、體重等測(cè)量。尤其是早產(chǎn)兒放在保溫箱中與母親隔離，更需要被密切觀察并及時(shí)記錄，這些都被記錄在新生兒床邊的一個(gè)記錄本上。另外，醫(yī)護(hù)人員在查房時(shí)仍需要查找以往記錄并判斷某些生命體征的趨勢(shì)，否則可能對(duì)新生兒的身體情況判斷不準(zhǔn)確。特別是新生兒某些特定的生理參數(shù)需要進(jìn)行人工計(jì)算才能得出判斷，這些都增加了醫(yī)護(hù)人員的工作難度。

現(xiàn)階段大多數(shù)醫(yī)院都已經(jīng)對(duì)新生兒帶上信息手環(huán)、腳環(huán)，記錄新生兒出生日期以及母親的姓名等。然而這些并不能用來(lái)做新生兒生命情況的記錄，因此部分醫(yī)院使用RFID移動(dòng)查房車(chē)[1]配合查房，但查房車(chē)體積較大，內(nèi)置的計(jì)算機(jī)維修繁瑣，UPS電池更換頻繁造成諸多不便。

針對(duì)以上問(wèn)題，本研究使用RFID技術(shù)[2]以及藍(lán)牙技術(shù)在醫(yī)院新生兒的查房管理系統(tǒng)做了改進(jìn)，采用手持式身份識(shí)別設(shè)備采集信息，并與醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化查房，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)智能化醫(yī)院。其優(yōu)勢(shì)有：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化和設(shè)備的便攜化；自動(dòng)身份識(shí)別，并能防止嬰兒抱錯(cuò)；自動(dòng)計(jì)算體征參數(shù)并給出判斷結(jié)果，在提高效率的同時(shí)減少錯(cuò)誤；查房報(bào)告直接錄入并存入醫(yī)院信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化查房。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)功能應(yīng)優(yōu)于現(xiàn)有的新生兒腕帶管理，在能夠標(biāo)識(shí)新生兒身份的前提下，還能夠把體溫、體重、吃奶、排便以及排尿等情況的頻繁手寫(xiě)記錄的方式替換成用智能終端更新到數(shù)據(jù)庫(kù)的方式；優(yōu)于現(xiàn)使用的RFID技術(shù)查房的系統(tǒng)[3-4]，不僅能夠在智能終端更新數(shù)據(jù)以及查閱記錄，還能夠在智能終端處理某些生理參數(shù)的復(fù)雜運(yùn)算并給出判斷結(jié)果。

（1）本系統(tǒng)RFID身份識(shí)別卡片選用的是圓幣式的感應(yīng)式智能IC卡[5]，讀寫(xiě)距離在10 cm以?xún)?nèi)，工作頻率為13.56 MHz，尺寸規(guī)格為直徑30 mm，每張卡有唯一的32位序列號(hào)，它可以掛在新生兒腳上并發(fā)送無(wú)害的射頻信號(hào)，方便新生兒佩戴的同時(shí)也有利于醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行查房。

（2）讀卡設(shè)備是身份識(shí)別的主要設(shè)備，其尺寸為72 mm×69 mm，相當(dāng)于半個(gè)手機(jī)大小，包括RC522射頻讀卡模塊，CC2530單片機(jī)和藍(lán)牙BLK-MD-BC04-B傳輸模塊[6]。CC2530單片機(jī)是一款完全兼容8051內(nèi)核，支持IEEE 802.15.4協(xié)議的無(wú)線射頻單片機(jī)，CC2530與RC522通過(guò)SPI總線方式相連接，主要功能是采集新生兒身份信息；藍(lán)牙BLK-MD-BC04-B傳輸模塊的作用是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)格式發(fā)送至智能終端。

（3）智能終端利用現(xiàn)有的智能手機(jī)或者平板電腦，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行客戶(hù)端的開(kāi)發(fā)。智能終端與讀卡設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙協(xié)議[7]進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸（圖1）。醫(yī)護(hù)人員手持的讀卡設(shè)備讀取放置在每個(gè)新生兒腳上的RFID身份識(shí)別卡片，ID號(hào)由CC2530單片機(jī)通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送到智能終端；智能終端[8]再把ID號(hào)發(fā)送到HIS進(jìn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求，通過(guò)HIS進(jìn)行ID匹配后再返回新生兒信息和以往記錄。使用智能終端可查閱以往情況，并可增加查房記錄。

圖1 醫(yī)院新生兒智能化無(wú)紙查房流程圖

2 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由手持讀卡設(shè)備軟件設(shè)計(jì)以及智能終端軟件設(shè)計(jì)兩部分組成。

2.1 手持讀卡設(shè)備軟件設(shè)計(jì)

當(dāng)醫(yī)護(hù)人員需要查房時(shí)，手持無(wú)線讀卡裝置對(duì)新生兒腳上的ID卡進(jìn)行掃描，得到的信息會(huì)通過(guò)無(wú)線讀卡裝置上的藍(lán)牙發(fā)送到醫(yī)生的智能終端，智能終端只需開(kāi)啟藍(lán)牙設(shè)備完成配對(duì)就可以顯示出該新生兒的具體信息，在做完檢查的同時(shí)，醫(yī)護(hù)人員增加一次查房記錄并將信息輸入手機(jī)即可（圖2）。

圖2 讀卡流程圖

讀卡開(kāi)始需要對(duì)讀卡設(shè)備進(jìn)行初始化操作，單片機(jī)保持在等待狀態(tài)，等待卡片進(jìn)入到讀卡區(qū)域后進(jìn)行尋卡操作，尋到卡后再直接讀取標(biāo)簽里的內(nèi)容，并存儲(chǔ)至單片機(jī)的寄存器中，操作結(jié)束后繼續(xù)設(shè)置讀卡器進(jìn)入判斷是否有卡進(jìn)入狀態(tài)，等待電子標(biāo)簽再次進(jìn)入可讀范圍，該過(guò)程一直反復(fù)執(zhí)行。

可使用字符串發(fā)送函數(shù)UART_sendstr(dat)向藍(lán)牙發(fā)送AT指令進(jìn)行相關(guān)操作，如發(fā)送AT+BAUD=115200，即設(shè)置波特率為115200；發(fā)送AT+PIN=cfxt0001，即設(shè)置藍(lán)牙配對(duì)密碼；發(fā)送AT+SEARCH搜索并連接新的藍(lán)牙從屬設(shè)備。藍(lán)牙發(fā)送函數(shù)如下：

UART_sendstr(“AT+BAUD=115200”);//設(shè)置波特率為115200

UART_sendstr(“AT+PIN=cfxt0001”);//設(shè)置藍(lán)牙配對(duì)密碼

UART_sendstr(“AT+SEARCH”);//搜索并連接新的藍(lán)牙從屬設(shè)備

2.2 智能終端軟件設(shè)計(jì)

智能終端目前是基于Android操作系統(tǒng)的手機(jī)或者平板電腦，因此主要使用Java開(kāi)發(fā)。智能終端在和對(duì)方BLK-MD-BC04-B藍(lán)牙模塊配對(duì)成功后，通過(guò)自帶的軟件界面讀取或錄入數(shù)據(jù)，軟件可以快速統(tǒng)計(jì)特定生理參數(shù)的走向趨勢(shì)或者處理某些參數(shù)的復(fù)雜運(yùn)算。

調(diào)用藍(lán)牙協(xié)議棧之前需要在Android Mainfest.xml文件進(jìn)行注冊(cè)，使得軟件有訪問(wèn)藍(lán)牙的相應(yīng)權(quán)限。其代碼如下：

＜Uses-permission andro:name="andro.permission. BLUETOOTH"/＞

＜Uses-permission andro:name="andro.permission. BLUETOOTH_ADMIN"/＞

BLUETOOTH Adapter指本地藍(lán)牙適配器，即用戶(hù)客戶(hù)端的藍(lán)牙設(shè)備。BLUETOOTH Device指遠(yuǎn)程的Bluetooth設(shè)備，即遠(yuǎn)程需要連接的藍(lán)牙設(shè)備。打開(kāi)本地藍(lán)牙的過(guò)程為：先獲得本地藍(lán)牙適配器，然后打開(kāi)本地藍(lán)牙。其一般代碼為：

private BluetoothAdapter blutoothadapter = Bluetooth Adapter. getDefaultAdapter();

//獲得本地藍(lán)牙設(shè)備；

Intent intent=new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_ REQUEST_ENABLE);

startActivityForResult(intent, 1);

軟件主界面包括4個(gè)按鈕，分別是病員定位按鈕、病情記錄按鈕、警報(bào)日志按鈕和幫助按鈕。其中病員定位，即實(shí)現(xiàn)對(duì)新生兒床位的定位，在醫(yī)護(hù)人員使用手持讀卡設(shè)備獲取RFID身份識(shí)別卡片的ID號(hào)后，可以獲取匹配的新生兒床位號(hào)，最后由醫(yī)護(hù)人員判斷是否與當(dāng)前床位相符合，所以可用于防止新生兒抱錯(cuò)；病情記錄，實(shí)現(xiàn)了新生兒各項(xiàng)體征參數(shù)的記錄，同時(shí)對(duì)需要運(yùn)算的特定參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)算得出判斷結(jié)果；警報(bào)日志，實(shí)現(xiàn)了對(duì)某些生命參數(shù)的趨勢(shì)變化分析，并可彈出警告提示；幫助，是對(duì)智能終端軟件的詳細(xì)介紹。軟件基本流程圖，見(jiàn)圖3。

圖3 軟件流程圖

其中數(shù)據(jù)處理主要是對(duì)智能終端輸入的信息進(jìn)行處理打包成相應(yīng)的數(shù)據(jù)包格式，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與HIS進(jìn)行數(shù)據(jù)交流；反之，把從HIS中獲取的信息處理成智能終端需要的數(shù)據(jù)包格式。數(shù)據(jù)處理也包括對(duì)需要計(jì)算的特定參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)算得出判斷結(jié)果，如新生兒黃疸[9]檢測(cè)后的數(shù)值根據(jù)不同范圍可分別判斷為：① 正常，不需要特別關(guān)注；② 偏高，需要進(jìn)行關(guān)注；③ 高，需要進(jìn)行藍(lán)光治療或者藥物治療等。

網(wǎng)絡(luò)接口使用Socket編程，Socket使用TCP/IP協(xié)議與HIS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸[10]。HIS與智能終端軟件至少進(jìn)行3次數(shù)據(jù)交流：

第一次數(shù)據(jù)交換為智能終端向HIS發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求并上傳終端號(hào)、ID號(hào)以及新生兒入院時(shí)在HIS中建立的個(gè)人信息，數(shù)據(jù)包格式為：終端號(hào)、個(gè)人信息、ID號(hào)。第二次數(shù)據(jù)交換為HIS匹配ID號(hào)后，將新生兒以往記錄發(fā)送到智能終端，數(shù)據(jù)包格式為：ID號(hào)、個(gè)人信息、時(shí)間及以往記錄。第三次數(shù)據(jù)交換為醫(yī)護(hù)人員通過(guò)智能終端輸入新增記錄，并上傳到HIS，數(shù)據(jù)包格式為：ID號(hào)、個(gè)人信息、時(shí)間及新增記錄。

通過(guò)以上操作，使醫(yī)護(hù)人員查房時(shí)可以在智能終端上查閱及更新新生兒的各項(xiàng)生理指標(biāo)等信息。數(shù)據(jù)庫(kù)操作界面和數(shù)據(jù)庫(kù)更新界面，見(jiàn)圖4～5。數(shù)據(jù)庫(kù)操作界面下方顯示的信息為已錄入的新生兒信息，該界面可添加新生兒人員信息；另外，在數(shù)據(jù)庫(kù)更新界面中黃疸值依次為新生兒頭、胸、腹3個(gè)部位檢測(cè)的數(shù)值，輸入完畢后會(huì)立刻顯示平均值以及對(duì)應(yīng)膽紅素的水平值，方便醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行判斷。

圖4 數(shù)據(jù)庫(kù)操作界面

圖5 數(shù)據(jù)庫(kù)更新界面

3 結(jié)論

系統(tǒng)在采用RFID電子標(biāo)簽對(duì)新生兒進(jìn)行身份識(shí)別的同時(shí)，使用智能終端連接HIS對(duì)新生兒的身體情況進(jìn)行數(shù)字化錄入，并可以現(xiàn)場(chǎng)處理特定參數(shù)運(yùn)算以及給出判斷結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了智能化查房。其具體意義在于：在查房時(shí)可以快速查閱新生兒以往的身體情況，節(jié)省時(shí)間；使用便攜的設(shè)備更新HIS中新生兒的信息，避免了二次錄入；系統(tǒng)能夠在智能終端處理某些生理參數(shù)的復(fù)雜運(yùn)算并給出判斷結(jié)果，提高其準(zhǔn)確性和工作效率。

同時(shí)本系統(tǒng)有諸多擴(kuò)展應(yīng)用，如未來(lái)系統(tǒng)可以應(yīng)用于老年福利院和一些大腦受損以及由于其他病因不能與醫(yī)護(hù)人員正常溝通的病人。在安全性能逐漸升級(jí)的今天，本系統(tǒng)中病人的部分信息還可以向病人家屬開(kāi)放，讓家屬在沒(méi)有陪同病人的情況下了解病情狀況、治療方案及治療完成進(jìn)度等，甚至可以開(kāi)通移動(dòng)支付功能，實(shí)現(xiàn)透明的醫(yī)療支出管理。

[1] 陸祺湞,金延.RFID移動(dòng)查房車(chē)在醫(yī)院的應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)美學(xué)美容(中旬刊),2014,(1):331-333.

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[3] 王博冉,晁勇,帥萬(wàn)鈞,等.基于RFID技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備盤(pán)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)方法[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2014,(4):90-91,154.

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Realization of the Digital Ward Round System for Newborns

TANG Fu-nan, DUN-HUANG Jun-qiu, ZHANG Ke, LIU Bin, ZHU Song-sheng, WU Xiao-ling,
School of Biomedical Engineering, College of Basic Medicine, Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210029, China

The research adopted the RFID technology and Bluetooth technology to improve the ward round system for neonatal patients. The coin-shaped inductive and intelligent IC card was chosen to use as the system identification card. The portable card reader equipment adopted the RC522 radio frequency card reader module; data transmission adopted the CC2530 single chip microcomputer and the Bluetooth module BLK-MD-BC04-B; based on the current development smartphones and tablet computers, data exchange can be conducted between intelligent terminals and card-reading equipment in hospital information system by using the RFID and Bluetooth technology. The system can exchange data with the hospital information systemviathe network interface. Through simulation experiments, the feasibility of and stability of the system was confirmed. The system can help with the realization of the digitalization and intellectualization of the ward round system for neonatal patients, also can improve the efficiency of the medical staff and hospital service quality.

ward round system for newborns; RFID; bluetooth technology; intelligent terminal

TP311.52

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.03.027

1674-1633(2016)03-0105-03

2015-09-02

2015-09-11

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（青年基金，61401217）。

吳小玲，教授。

通訊作者郵箱：bmewxl@163.com