馬學華，安 娜，盧 慧，張 楠，楊妍妍，王博冉

(1.解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學中心門診部，北京 100048;2.解放軍總醫(yī)院京中醫(yī)療區(qū)旃壇寺門診部，北京 100082;3.首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院門診部，北京 100070)

近年來，醫(yī)院規(guī)模逐步擴大，學科發(fā)展不斷壯大，各科室的分工也越來越細致，一些醫(yī)院在不同區(qū)域的設置越來越復雜，部分新建醫(yī)院的建筑結構更是愈加復雜。在醫(yī)院里經(jīng)常會遇見找不到科室、輔助檢查室、具體辦理窗口等現(xiàn)象。醫(yī)院內(nèi)雖設置各種指示，但對于患者來說，能夠順利找到對應的地點，仍然需要消耗一定的時間[1-3]。首次來院的患者往往不知所措，常常在忍受病痛的同時在復雜而陌生的環(huán)境中辦理各項手續(xù)，做各項檢查和治療，長時間的等待和移動，不斷尋找下一個目的地，其心理壓力和生理壓力可想而知，患者看病困難導致就診體驗較差，甚至造成醫(yī)患關系緊張[4-5]。本文基于區(qū)域三維地理和Floyd算法設計院內(nèi)就醫(yī)導航系統(tǒng)，為患者節(jié)約不必要的就診時間，提高效率，同時提升醫(yī)院的服務和管理水平[6-7]。

1 需求分析

醫(yī)院中時?？吹饺缦卢F(xiàn)象：患者(或/和患者家屬)拿著掛號單、診療檢查單等，在門、急診或(和)住院處、醫(yī)技輔助檢查科室等到處奔波，導醫(yī)甚至是在忙碌中的醫(yī)務工作人員不得不中止手頭的工作為患者提供指路服務，一定程度上影響醫(yī)務人員的工作效率。

針對這種現(xiàn)象，多數(shù)醫(yī)院的解決措施主要有3種：一是增加醫(yī)院標識，完善醫(yī)院導視系統(tǒng)；二是設置導醫(yī)咨詢臺，增加導醫(yī)人數(shù)，提高導醫(yī)服務質(zhì)量；三是增配更多功能自助查詢終端，進入醫(yī)院區(qū)域先查詢熟悉后再就診。

以上3項措施本院均已采納，但始終難以滿足日益增長的患者需求，尤其在就診高峰時段，大量患者和家屬擁擠在咨詢臺及各樓層分診臺附近，造成導醫(yī)、護士及醫(yī)務人員工作量增大，而效率卻很低，分診難度大，甚至造成就診秩序被破壞，影響醫(yī)師乃至醫(yī)院的服務質(zhì)量。

2 技術選擇

Floyd算法又稱為插點法，是一種利用動態(tài)規(guī)劃的思想尋找給定的加權圖中多源點之間最短路徑的算法。算法的單個執(zhí)行將找到所有頂點對之間的最短路徑的長度(加權)。 雖然它不返回路徑本身的細節(jié)，但是可以通過對算法的簡單修改來重建路徑。 利用Floyd算法，可以快速實現(xiàn)兩點以及多點的最短路徑[8]。

Floyd算法常用于基于地理信息或者空間位置中的最短路徑求解，例如：城市中路線導航、自動化機器人尋徑、資源調(diào)度系統(tǒng)等。

三維地理信息技術是建立數(shù)字地球的關鍵技術，在數(shù)字城市、數(shù)字礦山、虛擬戰(zhàn)場等研究領域具有較大的應用潛力[9-10]。三維技術用于院內(nèi)定位和導航，利用院內(nèi)三維地理信息，對院區(qū)三維空間建模，具有以下優(yōu)點：①定位準確：可以將傳統(tǒng)院內(nèi)導航信息擴展至三維空間，避免由于樓層重疊導致的導航信息不準確問題；②用法靈活：通過二維平面到三維立體空間的轉化，實現(xiàn)復雜的多路徑導航；③管理便捷：醫(yī)院是一個特殊而又復雜的公共場所，臨床科室、檢驗檢查科室等的位置可能會發(fā)生變更，而通過后臺三維數(shù)據(jù)的配置，可實時對位置數(shù)據(jù)進行更新。

文中所研究的醫(yī)院為多棟建筑多層分布，在空間分布上屬于三維分布，在相同二維平面上分布的多層科室數(shù)據(jù)，利用三維空間建模，能快速實現(xiàn)不同科室位置的精確定位，同時可利用配置默認每層缺省高度，將位置高度也納入最短尋徑；結合Floyd算法，動態(tài)路徑算法規(guī)劃，能夠滿足同時由不同患者在不同位置發(fā)起的最短尋徑請求的計算。經(jīng)過對算法的模擬和初步測試，發(fā)現(xiàn)Floyd算法在性能和算法精度兩方面上表現(xiàn)均相對較好。為了在院內(nèi)導航中，在多個目標科室之間計算行進路線，并能根據(jù)初始地理信息對路線進行最優(yōu)求解，計算要到達目的地的最短路徑，減少患者行進距離，提升患者滿意度，因此本院在本系統(tǒng)利用院內(nèi)現(xiàn)有科室的相對地理位置信息建立院內(nèi)科室的三維數(shù)據(jù)模型，在此模型基礎上引入Floyd算法對科室之間的最短路徑進行求解，并最終引導患者到達目的地。

3 系統(tǒng)設計與構建

3.1 系統(tǒng)結構基于三維地理技術的院內(nèi)導航系統(tǒng)主要包括：將二維碼設置在醫(yī)院關鍵位置，后臺服務器上建立包含各樓層、科室三維地理分布信息的數(shù)據(jù)庫和相關的導航軟件系統(tǒng)。

3.2 系統(tǒng)構建

3.2.1 服務器的搭建 搭建LINUX APACHE TOMCAT服務器，利用MYSQL數(shù)據(jù)庫軟件建立醫(yī)院院內(nèi)地理信息分布及管理的數(shù)據(jù)庫,建立地理信息的檢索功能。將樓層、科室的地理信息存儲于構建的數(shù)據(jù)庫中。將醫(yī)院院內(nèi)科室、樓宇三維地理分布與相應的二維碼進行關聯(lián)，利用Java技術以及SpringBoot框架搭建后端服務器并建立起科室地理位置查詢，利用Floyd算法進行最短路徑的模擬導航功能。

3.2.2 系統(tǒng)頁面的構建 使用VUE框架搭建基于HTML5的輕應用，使用HTTP GET方式將掃描二維碼的起始地點拼接嵌入頁面鏈接。系統(tǒng)通過識別用戶的不同請求行為，創(chuàng)建Java后臺系統(tǒng)并使用RestfulAPI創(chuàng)建導航接口，使用JQUERY請求RestfulAPI接口，以動態(tài)返回數(shù)據(jù)。

3.3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)當用戶在院內(nèi)未知位置發(fā)現(xiàn)張貼的二維碼信息后，用微信掃描二維碼識別后獲取所在的院內(nèi)當前位置，選擇需要前往的樓層或科室，點擊路線按鈕，生成路徑規(guī)劃，同時顯示目標科室的信息以及醫(yī)生出診情況，便于患者進行選擇，同時在前端也提供意見建議模塊，以留言方式請用戶對服務進行評價，以便對服務進行優(yōu)化。

3.4 結果展示通過掃描二維碼后，系統(tǒng)會自動定位當前位置，同時可以輸入目的地，完成目的地輸入后，系統(tǒng)后臺利用三維地理信息以及Floyd算法，計算導航最短路徑，并以圖文形式告知患者。

4 小 結

系統(tǒng)建成投入使用半年時間，使用人數(shù)在6萬人次左右，人均搜索頻次在5次。從圖1中可以看出系統(tǒng)在不同月份、不同自然周上較為平均，其中在初期使用人數(shù)較少，在推廣階段人數(shù)較高，其后每日平均在2 000人次訪問量(圖1)。

圖1 系統(tǒng)周均訪問量

通過對訪問量的統(tǒng)計，及前臺咨詢臺問詢?nèi)舜螌Ρ?，隨著系統(tǒng)推廣和使用，可以看出，使用線上就醫(yī)導航系統(tǒng)后，線下問診人次有比較明顯的下降，同時解決醫(yī)院靜態(tài)平面圖無法實時定位患者位置及目標地點路線規(guī)劃的問題，提升患者的就醫(yī)體驗。

同時可以看到,從目的地科室查詢分布上，體檢中心查詢次數(shù)最多，其次是干優(yōu)診室，通過對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析，可以進一步發(fā)現(xiàn)醫(yī)院在路徑規(guī)劃上設置的不足，同時通過對目的地查詢統(tǒng)計，可以發(fā)現(xiàn)體檢中心位于門診中心五樓，且前期規(guī)劃時標志設置不明顯，導致搜索次數(shù)位于前列，后續(xù)可根據(jù)此種情況，對體檢中心的標識、導航進行加強，提升患者就醫(yī)體驗(圖2)。

圖2 系統(tǒng)熱點搜索比例

通過對系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)統(tǒng)計，能很直觀地對院內(nèi)導航趨勢及就診趨勢進行分析；同時通過對搜索科室的對比統(tǒng)計，為下一步院內(nèi)導航設置、引導提供數(shù)據(jù)支持。

通過對系統(tǒng)的使用、數(shù)據(jù)的分析，利用相對三維地理信息及Floyd算法建立的基于移動訪問的院內(nèi)導航系統(tǒng)，能有效地利用現(xiàn)在人們使用的移動設備獲取相關院內(nèi)科室信息，同時為患者提供相對有效的路徑導航，減少患者問詢時間，減少患者找錯科室有比較明顯的提升，另一方面，可以發(fā)現(xiàn)患者的搜索熱點，并對搜索背后的深層次原因進行分析(如科室位置原因；熱門、優(yōu)勢科室原因等)，為醫(yī)院管理決策提供一些參考依據(jù)；但是同時，由于患者年齡段問題，對移動設備的使用習慣，導致系統(tǒng)對年輕患者使用比較友好，但對年齡稍長患者，使用還是不夠便捷。

由于系統(tǒng)只是初步利用三維地理信息和導航算法完成靜態(tài)導航路徑生成，從技術上說，還有進一步提升空間，如實時導航、智能語音導航、當前科室排隊情況等都可以在未來進一步完善，提升系統(tǒng)的使用效率。

5 討 論

院內(nèi)就醫(yī)導航系統(tǒng)可較好地解決患者在就醫(yī)過程中對目的地不清楚，獲取院內(nèi)相對位置信息不方便的難題，可有效降低導醫(yī)的咨詢工作量，一定程度緩解導醫(yī)資源不足，更好地保證醫(yī)務人員的工作效率。

在院內(nèi)導航系統(tǒng)高效使用過程中不斷總結，仍需要在以下幾個方面做出改進和完善。①優(yōu)化精準導航：收集患者查詢的科室及位置信息，通過數(shù)據(jù)對算法進行相應權重調(diào)整，使導航路徑更加精確，例如導航至：骨密度檢測2室。②完善三維地理信息：持續(xù)優(yōu)化調(diào)整三維地理模型數(shù)據(jù)，實現(xiàn)更加精確的院內(nèi)路徑規(guī)劃。③增加交互方式：進一步將論證和選擇高效穩(wěn)定的語音識別系統(tǒng)進行無縫對接，實現(xiàn)患者與系統(tǒng)間問答語音交互，提升用戶體驗。④加強患者信息互聯(lián)共享：結合醫(yī)院LIS系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程候診功能。將科室候診信息實時推送給患者，合理安排前往目的地時間，減少等待時間。⑤引入人工智能技術，智慧服務：建立智能導航模型，進行路線推薦，結合科室排隊信息，對患者進行合理分流。建立智能導診模型，結合導診模型、導航模型，可以在患者來院就醫(yī)之前，對患者進行導診分流，為患者規(guī)劃整個就醫(yī)路線規(guī)劃，進一步提升醫(yī)院的服務效率、降低患者就醫(yī)等待時間、提升患者就醫(yī)體驗。