高峰，張勝，劉惠欣，楊友良，馬翠紅，湯園園

1.華北理工大學附屬醫(yī)院 器械科，河北 唐山 063000；2.華北理工大學 圖書館，河北 唐山 063000

基于物聯(lián)網技術的醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設計

高峰1，張勝1，劉惠欣2，楊友良2，馬翠紅2，湯園園1

1.華北理工大學附屬醫(yī)院 器械科，河北 唐山 063000；2.華北理工大學 圖書館，河北 唐山 063000

目的開發(fā)醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，加強醫(yī)療設備管理。方法基于醫(yī)療設備報警指示系統(tǒng)，加裝數(shù)據(jù)采集、發(fā)送及報警等信號傳感器裝置，并利用無線網絡將報警信號發(fā)送到終端服務器，終端服務器對采集到的數(shù)據(jù)進行分析和處理，得到醫(yī)療設備潛在的故障原因。結果醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可記錄醫(yī)療設備所有的異常狀態(tài)數(shù)據(jù)，為醫(yī)療設備故障診斷提供了有價值的參考信息。結論物聯(lián)網技術應用于醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可及時消除醫(yī)療設備的安全隱患，保障臨床使用安全。

醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)；傳感器；醫(yī)療設備；物聯(lián)網

0 引言

隨著醫(yī)療設備整體技術水平的提升，大量先進的醫(yī)療設備引入到了醫(yī)院，但是，目前醫(yī)院醫(yī)療設備運行管理水平提高的速度卻普遍遠遠落后于醫(yī)療設備引進的速度[1]。如何能保障醫(yī)療設備安全正常運行，降低醫(yī)療設備的使用風險，是一個必須引起重視的問題[2]。

物聯(lián)網是指“物-物相連的互聯(lián)網”，是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡[3-4]?；谖锫?lián)網技術的醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以動態(tài)的監(jiān)測醫(yī)療設備的運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)醫(yī)療設備潛在的安全隱患，提高醫(yī)療設備維修的及時性，從而保障醫(yī)療設備使用的安全性，提高醫(yī)療設備管理的水平[5-6]。

1 系統(tǒng)的需求分析

目前，設備科對醫(yī)療設備的維修方法大多采用臨床科室先報修然后醫(yī)學工程人員再維修的方法，這種方法會降低醫(yī)療設備的維修效率。醫(yī)療設備維修不及時，極易導致大量病人等待檢測或治療時醫(yī)療設備出現(xiàn)故障，從而造成病人、醫(yī)療設備使用人員、醫(yī)療設備維修人員之間的矛盾。

設備科統(tǒng)計醫(yī)療設備的使用率、故障率、開機率等效益分析中的參數(shù)時，大多需要醫(yī)療設備使用科室提供，數(shù)據(jù)的準確性無從考證，很難進行醫(yī)療設備準確的經濟效益分析和評估。因此，對于科室申請的醫(yī)療設備進行采購就缺少了客觀依據(jù)。

設備科對醫(yī)療設備的質量安全管理監(jiān)督不到位，雖然有些醫(yī)院的醫(yī)學工程人員定期對醫(yī)療設備進行巡檢，但也不能保證醫(yī)療設備每時每刻的質量安全，而且這種巡檢會浪費大量的人力和時間。為此，本文研究開發(fā)醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，以保障醫(yī)療設備質量安全。

2 系統(tǒng)的結構設計

基于物聯(lián)網技術的醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)建立在物聯(lián)網三層結構模型上， 其系統(tǒng)結構，見圖1。

圖1 醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)結構圖

2.1 感知層

感知層主要負責數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)的采集主要來源于每臺醫(yī)療設備的傳感器，包括壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、位置傳感器等。對于醫(yī)療設備上的每個傳感器都有自己的監(jiān)測點，因此只要采用恰當?shù)姆椒纯蓮谋O(jiān)測點上得到傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，然后通過傳感器網絡將這些傳感器監(jiān)測到的數(shù)據(jù)集成到數(shù)據(jù)采集裝置中。

2.2 網絡層

網絡層主要負責數(shù)據(jù)的傳輸，即從數(shù)據(jù)采集裝置傳輸?shù)浇K端服務器。數(shù)據(jù)的傳輸主要分為有線網絡、無線WIFI網絡。對于醫(yī)療設備固定不動且附近有醫(yī)院局域網網絡接口的，可采用標準以太網進行數(shù)據(jù)傳輸；對于醫(yī)療設備不固定或附近沒有醫(yī)院局域網網絡接口的，可采用無線網絡進行數(shù)據(jù)傳輸。當數(shù)據(jù)采集裝置選擇無線網絡傳輸時，會自動檢索最近的WIFI網點，連接WIFI網點進行數(shù)據(jù)傳輸。

2.3 應用層

應用層主要負責數(shù)據(jù)的分析和處理，并最終體現(xiàn)在醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中。醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測主要包括：對醫(yī)療設備運行情況的實時監(jiān)測，提前對醫(yī)療設備可能出現(xiàn)的故障做出預判；對醫(yī)療設備使用情況的監(jiān)測，為醫(yī)療設備的經濟效益評估提供可靠的參數(shù)；對醫(yī)療設備安全狀況的監(jiān)測，消除醫(yī)療設備的安全隱患。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設計

數(shù)據(jù)庫的設計屬于醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的動態(tài)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中是監(jiān)測信息需要經常性補充和更新，因而在系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫中建立了各種數(shù)據(jù)表。其中最主要的表是監(jiān)測信息采集表，見表1。

表1 監(jiān)測信息采集表

4 系統(tǒng)主要功能介紹

4.1 數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送

數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送主要由數(shù)據(jù)采集裝置來完成，數(shù)據(jù)采集裝置分為輸入端和輸出端。

（1）輸入端負責數(shù)據(jù)采集。其裝置包括各種傳感器的標準接口，主要有壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、位置傳感器等，每種傳感器的接口≥5個，便于多個監(jiān)測點同時監(jiān)測。只要使用帶有標準接口的傳感器，并選擇需要監(jiān)測設備的正確的采集部位，即可開展數(shù)據(jù)采集工作。

（2）輸出端負責數(shù)據(jù)的發(fā)送。其裝置包括無線WIFI開關、無線WIFI發(fā)射器、以太網標準接口。可以選擇有線和無線兩種數(shù)據(jù)發(fā)送方式。

4.2 數(shù)據(jù)的傳輸

數(shù)據(jù)的傳輸采用有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸是通過醫(yī)院內部的局域網進行數(shù)據(jù)的傳輸；無線傳輸是通過WIFI網絡進行數(shù)據(jù)的傳輸。在醫(yī)院的每個病區(qū)的中間位置放置一個WIFI接收器，負責連接該病區(qū)內所有數(shù)據(jù)采集裝置中的無線WIFI發(fā)射器。WIFI接收器與WIFI發(fā)射器連通后，即可進行數(shù)據(jù)通訊，然后通過有線網絡傳輸至終端服務器。

4.3 數(shù)據(jù)的應用

數(shù)據(jù)的應用是終端服務器將接受到數(shù)據(jù)應用于醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)選擇PowerBuilder 9.0開發(fā)環(huán)境，采用C/S架構模式進行編程，主要承擔數(shù)據(jù)的存儲、分析和報警任務。在系統(tǒng)的主界面上，即為實時監(jiān)測、逐條顯示異常數(shù)據(jù)信息，點擊某條信息即可顯示該異常信息來源于哪臺設備、哪個傳感器等相關信息。

5 結束語

醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應用，可降低醫(yī)學工程人員的工作強度，提高工作效率；提高醫(yī)療設備維修的及時性，提高醫(yī)療設備運行的安全性，降低醫(yī)療設備使用的風險性[7-8]。基于物聯(lián)網技術的醫(yī)療設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是醫(yī)院信息化建設的重要組成部分，提高了醫(yī)療設備管理的信息化水平。

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[3] 李逸明,錢明理,李龍,等.基于物聯(lián)網的監(jiān)護儀運行狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].中國醫(yī)療器械雜志,2014,38(4):242-246.

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Design of a Medical Equipment Condition Monitoring System Based on Internet of Things

GAO Feng1, ZHANG Sheng1, LIU Hui-xin2, YANG You-liang2, MA Cui-hong2，TANG Yuan-yuan1
1.Department of Equipment, Affiliated Hospital of North China University of Science and Technology, Tangshan Hebei 063000, China; 2. Library, North China University of Science and Technology, Tangshan Hebei 063000, China

ObjectiveTo develop a medical equipment condition monitoring system based on Internet of things technology so as to strengthen the management of medical equipment.MethodsOn the basis of the medical equipment alarming indicator system, data acquisition and transmission and alarming signal sensor devices were added. And wireless technology was used to send alarming signals to the terminal server where data were analyzed and processed so as to fnd the causes of potential failures of medical equipment.ResultsThe system recorded all the abnormal state information of medical equipment and provided valuable reference information for troubleshooting of medical equipment.ConclusionThe medical equipment condition monitoring system based on Internet of things technology could eliminate safety hazards of medical equipment in a timely manner and ensure the safety of clinical use.

medical equipment condition monitoring system; sensor; medical equipment; Internet of things

TP277

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.07.025

1674-1633(2016)07-0085-02

2016-01-31

2016-02-06

河北省教育廳指導性項目（ZC2016134）

作者郵箱：gaofeng810601@163.com