李培森 劉蓉 勞國(guó)項(xiàng)

摘 要：隨著本世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與革新，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，各行業(yè)也不斷加入信息化管理模式，本文主要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和醫(yī)院護(hù)士站實(shí)際情況設(shè)計(jì)智能護(hù)士站監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，此系統(tǒng)通過(guò)傳感器技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各病床上患者人體實(shí)際狀況，數(shù)據(jù)反饋到護(hù)士站和醫(yī)院內(nèi)部管理系統(tǒng)，根據(jù)患者情況警示護(hù)士，進(jìn)行人員調(diào)動(dòng)和遠(yuǎn)程點(diǎn)滴控制，主要解決醫(yī)院就診輸液人數(shù)眾多，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)醫(yī)生無(wú)法顧及每一個(gè)患者，護(hù)士人員受限問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 智能護(hù)士站 點(diǎn)滴報(bào)警裝置

0.引言

隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的探索也越來(lái)越深入，社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域也不斷智能化，本文設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)院護(hù)士站監(jiān)控管理系統(tǒng)，主要解決醫(yī)院就診輸液人數(shù)眾多，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)醫(yī)生無(wú)法顧及每一個(gè)患者，護(hù)士人員受限問(wèn)題，此系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各患者的床位上的人體溫度傳感器、心率監(jiān)測(cè)儀、點(diǎn)滴控制裝置等各裝置數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)服務(wù)站，護(hù)士站通過(guò)上位機(jī)連接服務(wù)器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，設(shè)置報(bào)警參數(shù)提醒醫(yī)護(hù)人員就位處理，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院高效管理和人員合理調(diào)動(dòng)。

1.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1系統(tǒng)硬件組成

本設(shè)計(jì)由數(shù)據(jù)采集部分、物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)站與終端上位機(jī)三部分組成。數(shù)據(jù)采集部分主要由人體溫度傳感器、心率檢測(cè)儀和點(diǎn)滴監(jiān)測(cè)控制裝置和攝像頭等組成，患者床位數(shù)據(jù)檢測(cè)部分連接醫(yī)院內(nèi)部局域網(wǎng)，上載到醫(yī)院專(zhuān)用云服務(wù)器，護(hù)士監(jiān)控站終端載有相應(yīng)軟件對(duì)接收?qǐng)D像進(jìn)行處理和分析并發(fā)送命令對(duì)點(diǎn)滴裝置進(jìn)行控制，達(dá)到一定參數(shù)指標(biāo)，上位機(jī)發(fā)出警報(bào)提醒護(hù)士站人員就位，系統(tǒng)框圖如圖一。

1.2系統(tǒng)工作原理

數(shù)據(jù)檢測(cè)部分采用STM32為主控芯片，確定人體溫度傳感器、心率檢測(cè)儀以及點(diǎn)滴控制裝置等電子元器件的裝配連接到互聯(lián)網(wǎng)，檢查物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)器工作情況，護(hù)士站連接醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)，打開(kāi)編寫(xiě)好的進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和控制的上位機(jī)軟件訪問(wèn)服務(wù)器，醫(yī)生設(shè)置合格人體參數(shù)，一旦超出正常范圍，終端立即報(bào)警，提醒醫(yī)護(hù)人員即刻處理，上位機(jī)能觀測(cè)到人體溫度、心率狀況和點(diǎn)滴流速以及點(diǎn)滴剩余狀況，并且可以通過(guò)上位機(jī)控制輸液速度，實(shí)現(xiàn)護(hù)士一對(duì)多的管理和醫(yī)療事故避免。

2.硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1硬件電路設(shè)計(jì)

考慮到需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及網(wǎng)絡(luò)連接所以采用Raspberry Pi為主控芯片，其數(shù)據(jù)處理速度快，功耗低，可嵌入操作系統(tǒng)，使用方便；數(shù)據(jù)采集模塊采用人體溫度傳感器、心率測(cè)量?jī)x；點(diǎn)滴檢測(cè)控制裝置模塊采用光電傳感器、步進(jìn)電機(jī)、以及壓力傳感器；模塊結(jié)構(gòu)圖如圖二。

2.2主控芯片及無(wú)線模塊

使用Raspberry Pi為控制器，外圍模塊豐富，處理速度極快，能夠嵌入操作系統(tǒng)配合WiFi無(wú)線模塊連接到互聯(lián)網(wǎng)使用可以傳輸大量圖像信息及數(shù)據(jù)到云服務(wù)器，本次設(shè)計(jì)采用免費(fèi)云服務(wù)Yeelink提供的接口接收采集模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，由于醫(yī)院需要注意信息安全服務(wù)器自行搭建。

2.3上位機(jī)控制終端

數(shù)據(jù)處理接收終端使用Windows通用計(jì)算機(jī)或者，連接上醫(yī)院所提供的互聯(lián)網(wǎng)，打開(kāi)終端上編寫(xiě)的軟件，訪問(wèn)云服務(wù)器接收人體數(shù)據(jù)及圖像，上位機(jī)預(yù)制參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)，根據(jù)不同患者設(shè)置不同參數(shù)，超出正常范圍進(jìn)行警示，終端上位機(jī)包含控制點(diǎn)滴流速按鍵和緊急模式，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)測(cè)和控制協(xié)同作業(yè)。

3.軟件設(shè)計(jì)

智能護(hù)士站監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)主控芯片程序循環(huán)檢測(cè)人體溫度、心率以及點(diǎn)滴裝置運(yùn)行狀態(tài)，不停監(jiān)測(cè)上位機(jī)是否有控制命令控制液體流速，攝像頭進(jìn)行圖像采集反饋到上位機(jī)觀測(cè)到整個(gè)病房的狀況以及人員流動(dòng)情況。數(shù)據(jù)檢測(cè)部分使用樹(shù)莓派嵌入Linux操作系統(tǒng)使用Python編程，在程序里面主要使用Yeelink提供的API接口上載傳感器數(shù)據(jù)和圖像信息，終端使用Java編寫(xiě)上位機(jī)訪問(wèn)接口載入數(shù)據(jù)，并且通過(guò)各裝置變化更新數(shù)據(jù)，上位機(jī)軟件設(shè)置有按鍵控制點(diǎn)滴流速和急救模式。

4.結(jié)論

本設(shè)計(jì)的研究主要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和醫(yī)院實(shí)際狀況結(jié)合，實(shí)現(xiàn)護(hù)士站一對(duì)多的監(jiān)控，避免人力資源浪費(fèi)和減少醫(yī)療事故發(fā)生機(jī)率。如若采用攝像頭監(jiān)控每一個(gè)患者結(jié)合圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和報(bào)警會(huì)導(dǎo)致成本太高，借助嵌入式技術(shù)使用傳感器技術(shù)相對(duì)經(jīng)濟(jì)，每一病房安裝一個(gè)攝像頭監(jiān)測(cè)室內(nèi)情況即可，不作為具體觀測(cè)病人情況。本設(shè)計(jì)改善了傳統(tǒng)的醫(yī)療護(hù)士管理模式，結(jié)合現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使醫(yī)院實(shí)現(xiàn)信息化管理。