方路平 林玨偉 姚家慶 盛邱煬

1(浙江工業(yè)大學(xué) 浙江 杭州 310023)2(寧波明星科技發(fā)展有限公司 浙江 寧波 315100)

0 引 言

隨著移動應(yīng)用的日益流行[1]，互聯(lián)網(wǎng)基本完成了從傳統(tǒng)模式向移動設(shè)備接入模式轉(zhuǎn)變的過程。各種各樣的移動應(yīng)用覆蓋了人們生活的各個方面，給人們的生活提供了許多便利。在此背景下，遠(yuǎn)程醫(yī)療[2]和移動醫(yī)療[3]也得到了極大的發(fā)展，眾多基于iOS的交互式遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺也應(yīng)運(yùn)而生[4-5]。

在眼視光學(xué)中，驗光可以測出受檢眼與正視眼間的聚散差異程度，是最基礎(chǔ)又最重要的工作之一[6]。目前的驗光設(shè)備，需要驗光技師在旁操作，對于驗光技師造成了很大不便。據(jù)統(tǒng)計，在目前的驗光場所尤其是眼鏡店中，優(yōu)質(zhì)的驗光技師十分稀缺，很多時候亟需優(yōu)質(zhì)眼光服務(wù)的患者難以得到滿足。另外，在患者資料整理歸檔的方面，并沒有一個統(tǒng)一完善的管理系統(tǒng)，大大降低了驗光的效率，阻礙了眼視光治療的發(fā)展。

本文提出了一套行之有效的遠(yuǎn)程驗光管理系統(tǒng)，主要包括了遠(yuǎn)程驗光和患者醫(yī)療檔案管理兩大功能。前者使得一位驗光技師可以通過網(wǎng)絡(luò)或藍(lán)牙等信息手段自由控制不同方位的多臺驗光儀；后者則將每位患者的診療檔案，包括既往史、驗光記錄、治療習(xí)慣等信息整理保存到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)在操作界面與操作流程上做了一定程度的設(shè)計與優(yōu)化，與患者檔案相結(jié)合，極大提升了驗光技師的工作效率與驗光質(zhì)量。

1 設(shè)計方案

總體的設(shè)計框圖如圖1所示。整個系統(tǒng)由客戶端(平板電腦)、驗光設(shè)備(CV-7600，寧波明星科技)和服務(wù)器組成。圖中虛線代表互聯(lián)網(wǎng)連接，實線代表藍(lán)牙連接。驗光技師使用客戶端軟件，通過藍(lán)牙控制驗光設(shè)備，或者通過互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器建立連接[7]，訪問服務(wù)器接口。通過接口可以訪問患者檔案，了解患者信息，也可以自由控制驗光設(shè)備。驗光過程中所有儀器的反饋都會實時地顯示在客戶端上，方便驗光技師操作診斷。

本系統(tǒng)支持兩種驗光模式：本地驗光和遠(yuǎn)程驗光。驗光技師使用客戶端進(jìn)行本地驗光操作的流程如圖2所示。驗光技師在打開客戶端軟件后，先登錄到本地的驗光技師賬號，如果還沒有賬號，可以通過管理員創(chuàng)建賬號。同時，管理員也有權(quán)限刪除或修改驗光技師的信息。登錄賬號后，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置(非必須，默認(rèn)加載上次設(shè)置)、選擇或編輯當(dāng)前患者，再通過藍(lán)牙連接設(shè)備，即可在客戶端上對設(shè)備進(jìn)行操作并且獲取反饋數(shù)據(jù)。如果是新患者，驗光技師可以使用客戶端添加患者資料，并且上傳至服務(wù)器；如果是老患者，驗光技師可以通過客戶端查看患者的資料，包括既往病史、驗光歷史、用眼習(xí)慣、遺傳史等。在了解了患者的詳細(xì)資料后，驗光技師可以根據(jù)患者的特點(diǎn)，進(jìn)行更有針對性的驗光診斷。在驗光過程中，驗光技師可以手動控制每一步的操作流程，也可以加載自定義的自動化操作流程。驗光完成后，驗光技師可以直接在客戶端上確認(rèn)并打印處方。

圖2 軟件使用流程圖

驗光技師在進(jìn)行遠(yuǎn)程驗光時的操作如圖3所示。驗光技師可以在任何有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，使用客戶端，與服務(wù)器建立socket連接。在連接成功后，登錄驗光技師賬號，并且保持心跳連接，進(jìn)入排隊取號狀態(tài)。如此時有患者在門店要求該驗光技師驗光，客戶端會接到叫號請求，驗光技師在確認(rèn)后即可遠(yuǎn)程控制驗光設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)狀況良好的情況下，驗光技師可以像本地驗光時一樣進(jìn)行驗光操作，并且得到實時的數(shù)據(jù)。在完成驗光后，驗光技師隨時可以選擇是否結(jié)束等待叫號，如果選擇結(jié)束，則發(fā)送結(jié)束遠(yuǎn)程請求和注銷登錄請求，然后關(guān)閉socket連接，結(jié)束遠(yuǎn)程驗光。如此，一名優(yōu)秀的驗光技師，就可以在任意地點(diǎn)，同時給多個驗光室以及驗光設(shè)備提供驗光服務(wù)，很好地解決了優(yōu)秀驗光人員不足的問題。

圖3 遠(yuǎn)程驗光服務(wù)執(zhí)行流程

2 系統(tǒng)實現(xiàn)與關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)采用了C/S架構(gòu)，服務(wù)端使用了ThinkPHP[8]框架和MySQL數(shù)據(jù)庫，使用PHP語言進(jìn)行開發(fā)，連接遵循h(huán)ttp協(xié)議。客戶端使用了MVC架構(gòu)[9]和SQLite數(shù)據(jù)庫，在Xcode環(huán)境下，使用Objective-C語言進(jìn)行開發(fā)。測試環(huán)境為iPhone simulator和iPad air 2真機(jī)。本文主要介紹客戶端程序的實現(xiàn)。

客戶端程序采用模塊化開發(fā)理念，實現(xiàn)多模塊獨(dú)立運(yùn)作，又相互融合的設(shè)計結(jié)構(gòu)，共包含登錄模塊、管理員模塊、驗光模塊、患者模塊、驗光數(shù)據(jù)模塊、通信模塊、遠(yuǎn)程模塊、打印模塊、設(shè)置模塊等9個模塊。模塊設(shè)計如表1所示。其中，患者模塊中的患者信息和驗光數(shù)據(jù)模塊中的驗光數(shù)據(jù)，會使用本地數(shù)據(jù)庫進(jìn)行儲存和讀取。

表1 模塊功能設(shè)計表

2.1 患者管理模塊

患者模塊主要實現(xiàn)了本地和遠(yuǎn)程患者的增改查，患者驗光記錄的查看和當(dāng)前患者的選擇。包括：

(1) 本地患者的增改查，遠(yuǎn)程患者的查詢。

(2) 本地患者和遠(yuǎn)程患者的選定。

(3) 本地患者和遠(yuǎn)程患者的最近驗光記錄查詢。

(4) 查找支持姓名和電話。

患者信息將被存儲在SQLite數(shù)據(jù)庫中，使用JKDBModel框架進(jìn)行存取。每一個記錄包括了云id、姓名、性別、年齡、聯(lián)系方式、門店信息、既往史等86個字段，其中以云id為主鍵。由于字段數(shù)量大，且每個字段的屬性不同，為了規(guī)范化，需要在UI上對于每個單元格的操作作限制。包括文本輸入、單選、多選、日期格式、是否是必填等，使得存入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)規(guī)范，同時也是基礎(chǔ)的防SQL注入處理[10]。如果使用固定單元格，不僅開發(fā)效率極低，維護(hù)難度較大，也非常不利于后期的功能擴(kuò)展，所以在患者信息輸入模塊的設(shè)計上使用了MVVM架構(gòu)[11]，即模型(model)、視圖(view)、視圖模型(view model)。

建立單元格模型文件DM_Cell，模型結(jié)構(gòu)見表2。其中，type為枚舉類型，枚舉列表見表3，由type控制單元格的輸入類型。對于不同類型的單元格，制作不同的單元格視圖模型，包括不同類型單元格的點(diǎn)擊方法。然后在一個Plist文件中，以字典的形式儲存每一個單元格的模型信息。在控制器的viewWillLoad方法中加載Plist文件，讓控制器在加載頁面之前讀取每個單元格對應(yīng)的字典，根據(jù)字典加載不同的單元格模型。在cellForRowAtIndexPath方法中，根據(jù)索引號對應(yīng)的單元格模型，讀取模型中的type屬性，加載對應(yīng)的單元格視圖模型，并且根據(jù)模型初始化視圖中的一些屬性來進(jìn)行顯示。不同類型的單元格對應(yīng)的點(diǎn)擊方法或者跳轉(zhuǎn)動作都在視圖模型中實現(xiàn)完畢，如有額外需要，也可重寫此類方法。當(dāng)患者確認(rèn)個人信息時，控制器先判斷isNecessary屬性為YES的單元格是否都有信息，然后根據(jù)tagStr屬性來存入數(shù)據(jù)庫。若是后期需要更新數(shù)據(jù)庫，只需要修改Plist文件就可以更新UI界面；若是后期需要修改表格的樣式或者點(diǎn)擊功能，只需要修改相應(yīng)的單元格視圖模型就可以實現(xiàn)。利用這種方式，可以極大地提升開發(fā)效率，并且利于后期維護(hù)和擴(kuò)展。

表2 DM_Cell單元格模型結(jié)構(gòu)表

表3 type枚舉列表

2.2 驗光模塊

驗光模塊包含數(shù)值區(qū)、操作區(qū)、視標(biāo)選擇區(qū)、視標(biāo)預(yù)覽區(qū)、側(cè)邊欄5個部分。程序中的其他模塊大部分皆在本模塊被調(diào)用。本模塊的大多數(shù)功能通過Objective-C實現(xiàn)，但部分底層操作邏輯和數(shù)據(jù)通過C語言編寫，經(jīng)Objective-C封裝后調(diào)用。驗光模塊的界面如圖4所示。其中，操作區(qū)UI完全模仿真實驗光儀的操作臺樣式，讓驗光技師不會太生疏。數(shù)值區(qū)體現(xiàn)了驗光過程中檢測的實時數(shù)據(jù)。

圖4 驗光模塊界面

2.3 通信模塊

通信模塊包括藍(lán)牙和網(wǎng)絡(luò)兩部分。網(wǎng)絡(luò)部分用于全程序的網(wǎng)絡(luò)連接管理，主要為患者檔案同步、驗光數(shù)據(jù)同步、 云視光驗光技師登錄與注銷、遠(yuǎn)程驗光服務(wù)等功能提供支持。本模塊HTTP請求功能基于AFNetworking框架實現(xiàn)，socket基于 GCDAsyncSocket框架實現(xiàn)，XML基于KissXML框架實現(xiàn)。遠(yuǎn)程驗光中，網(wǎng)絡(luò)連接使用自定義的協(xié)議，協(xié)議格式如圖5所示。

圖5 協(xié)議格式

藍(lán)牙部分用于App 與電腦驗光儀、綜合驗光儀、查片儀、液晶視力表等藍(lán)牙設(shè)備的連接與數(shù)據(jù)傳輸。藍(lán)牙部分的底層代碼，包括藍(lán)牙數(shù)據(jù)的解析等，用C語言編寫，用Objective-C對其封裝后使用。

2.4 驗光數(shù)據(jù)模塊

驗光數(shù)據(jù)模塊用于處理、同步和展示驗光數(shù)據(jù)，在驗光模塊、患者模塊和管理員模塊中皆有調(diào)用?？稍谠O(shè)置中定制本模塊樣式。驗光數(shù)據(jù)存儲于SQLite數(shù)據(jù)庫中，基于JKDBModel框架開發(fā)。驗光數(shù)據(jù)模塊界面見圖6。數(shù)據(jù)包括電腦驗光儀(RM)的球鏡(SPH)、柱鏡(CYL)、軸位(AXS)數(shù)值，查片儀(TL)的球鏡、柱鏡、軸位、添加值(ADD)、瞳距(PD)，還有綜合驗光儀近用數(shù)據(jù)(CV-NEAR)和遠(yuǎn)用數(shù)據(jù)(CV-FAR)和最終數(shù)據(jù)(FINAL-NEAR/FINAL-FAR)，包括球鏡、柱鏡、軸位、水平棱角(H)、垂直棱角(V)、瞳距、添加值。

圖6 驗光數(shù)據(jù)模塊界面

2.5 打印模塊

打印模塊用于打印機(jī)的連接、相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸與驗光數(shù)據(jù)的打印。本模塊基于UartLib框架開發(fā)。診斷處方的確認(rèn)和打印都在打印模塊中實現(xiàn)，模塊界面見圖7。

圖7 打印模塊界面

2.6 遠(yuǎn)程模塊

遠(yuǎn)程模塊用于完成遠(yuǎn)程驗光的相關(guān)操作，驗光技師可以通過PC端或者移動端遠(yuǎn)程控制驗光設(shè)備進(jìn)行驗光。

(1) 進(jìn)入后顯示當(dāng)前賬號驗光技師信息。

(2) 點(diǎn)擊驗光室后，點(diǎn)擊右側(cè)驗光室確認(rèn)驗光室。

(3) 點(diǎn)擊患者后，查看當(dāng)前患者信息。

(4) 點(diǎn)擊排隊后，可在右側(cè)查看當(dāng)前在線專家名單。點(diǎn)擊專家后開始取號排隊，等待專家叫號。

(5) 點(diǎn)擊左欄左上角“返回”鍵可返回主界面。點(diǎn)擊右上角“結(jié)束”，結(jié)束當(dāng)前遠(yuǎn)程驗光。

不同于使用藍(lán)牙進(jìn)行控制，遠(yuǎn)程驗光時，移動端的操作指令并不是直接發(fā)送給驗光設(shè)備，而是要通過服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)給驗光設(shè)備。數(shù)據(jù)發(fā)送流程如圖8所示，當(dāng)移動端接受驗光請求后，服務(wù)端會給移動端和驗光設(shè)備分配一對id號。驗光開始后，驗光技師在移動端進(jìn)行操作，移動端將包含了操作命令的XML格式數(shù)據(jù)包發(fā)送給服務(wù)器。數(shù)據(jù)包包括排隊號、專家號、請求實體，請求實體包括請求碼、操作類型、操作值。請求碼表示的是請求類型，包括登錄認(rèn)證、登錄應(yīng)答、心跳應(yīng)答、取號、叫號、開始控制、結(jié)束控制、數(shù)據(jù)同步等類型。操作類型包括加減度數(shù)、切換鏡片、旋轉(zhuǎn)角度等。操作值代表了操作的具體數(shù)值或者鏡片對應(yīng)的序號。服務(wù)器根據(jù)移動端的id號，找到對應(yīng)的設(shè)備id，并且將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給驗光設(shè)備。驗光設(shè)備收到數(shù)據(jù)包后，解析XML數(shù)據(jù)，根據(jù)指令執(zhí)行操作，并且將操作后的反饋數(shù)據(jù)發(fā)送回服務(wù)器。服務(wù)器再根據(jù)id號轉(zhuǎn)發(fā)給移動端，在移動端上進(jìn)行顯示。如此循環(huán)，完成整個驗光操作。

圖8 遠(yuǎn)程模塊數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖

3 結(jié) 語

本系統(tǒng)結(jié)合寧波明星科技CV7600電腦驗光儀，在基于iOS平臺的移動智能終端上實現(xiàn)了遠(yuǎn)程驗光的完整流程。僅通過iPad，驗光技師就可以很好地完成遠(yuǎn)程控制驗光設(shè)備、實時接收驗光數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程眼科診斷、患者信息整理歸檔等工作。目前應(yīng)用已通過測試，在蘋果應(yīng)用商店中上架，并在多家驗光室和眼科醫(yī)院中推廣使用，使用情況良好，反響甚佳。利用智能移動終端完成遠(yuǎn)程驗光操作，可以優(yōu)化驗光流程，提升自動化程度，降低人工成本，大大提高驗光效率與質(zhì)量。如能在更多驗光室中推廣，對于提高驗光服務(wù)的質(zhì)量，有著很好的促進(jìn)作用。