多呼吸機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)的開發(fā)

杜嘉莉

濟(jì)南市第三人民醫(yī)院 設(shè)備科，山東濟(jì)南 250101

多呼吸機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)的開發(fā)

杜嘉莉

濟(jì)南市第三人民醫(yī)院 設(shè)備科，山東濟(jì)南 250101

本文主要介紹了一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)的設(shè)計(jì)，研究如何將分散在各病區(qū)的呼吸機(jī)，通過其數(shù)字接口進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，將數(shù)據(jù)反映到遠(yuǎn)程監(jiān)視器上。通過該網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)，可將多臺(tái)呼吸機(jī)整合到一臺(tái)中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中，使醫(yī)護(hù)人員隨時(shí)查看分布在各個(gè)房間的呼吸機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，方便地調(diào)用當(dāng)前患者的呼吸機(jī)監(jiān)護(hù)參數(shù)。

呼吸機(jī)；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)；呼吸機(jī)管理

呼吸機(jī)與麻醉呼吸機(jī)是當(dāng)前大型醫(yī)院必備的搶救設(shè)備，是延長患者生命、為進(jìn)一步治療爭取寶貴時(shí)間的重要工具。根據(jù)不同的治療目的，呼吸機(jī)可通過機(jī)械裝置為呼吸功能不全的危重患者提供呼吸支持，在急救、麻醉、重癥監(jiān)護(hù)室和其他呼吸治療領(lǐng)域中正愈來愈廣泛的使用。

近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，電子和機(jī)械技術(shù)水平的不斷提高，呼吸機(jī)的智能化程度也不斷提高，其性能日臻完善，適用范圍也日益擴(kuò)大和普及。許多由微機(jī)控制的新型呼吸機(jī)已應(yīng)用到臨床中。

目前在現(xiàn)代醫(yī)院中，一個(gè)科室(如ICU)往往有幾臺(tái)呼吸機(jī)同時(shí)使用。由于呼吸機(jī)數(shù)字化功能的提高，使其可方便地進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)，醫(yī)護(hù)人員可隨時(shí)查看分布在各個(gè)房間的呼吸機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，了解患者病情的發(fā)展，以及呼吸機(jī)的工作狀態(tài)。應(yīng)用呼吸機(jī)時(shí)，由于呼吸機(jī)的機(jī)型不同、患者病情不同，因而采用的呼吸模式也不同，其所選擇的工作參數(shù)也有所差別。根據(jù)不同情況，應(yīng)在監(jiān)控平臺(tái)上設(shè)定呼吸機(jī)相應(yīng)的報(bào)警參數(shù)，一旦超出限定值，呼吸機(jī)的預(yù)警系統(tǒng)即可對(duì)此發(fā)出聲光雙向的報(bào)警提示，及時(shí)通知醫(yī)護(hù)人員。中央監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)則可將呼吸機(jī)機(jī)械通氣的重要參數(shù)及時(shí)傳送給服務(wù)器，進(jìn)行顯示、儲(chǔ)存記錄。同時(shí)，通過計(jì)算機(jī)將各個(gè)患者使用呼吸機(jī)的臨床治療效果進(jìn)行醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，可更好地了解各種病癥的治療方法及手段，有利于醫(yī)院治療水平的提高，促進(jìn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

多呼吸機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)的開發(fā)提供了一個(gè)方便可靠的平臺(tái)，可對(duì)多臺(tái)呼吸機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。

1 系統(tǒng)模塊及功能描述

本系統(tǒng)主要包括患者基本資料管理模塊、呼吸機(jī)基本資料管理模塊、患者上機(jī)及數(shù)據(jù)采集模塊等，另外還包括系統(tǒng)管理的一些輔助模塊（如圖1所示）。

1.1 患者基本資料管理模塊

1.1.1 患者基本資料錄入?；颊叩幕举Y料包括住院號(hào)、姓名、床位號(hào)、所在科室、性別、年齡、體重、血型、主治醫(yī)生、入院日期、出院日期、使用呼吸機(jī)編號(hào)、臨床診斷等信息。對(duì)這些基本信息進(jìn)行“添加”、“修改”、“刪除”、“保存”等編輯與維護(hù)。同時(shí)，按照用戶的操作習(xí)慣，在窗口中按“入院日期”進(jìn)行分段查詢，亦可將患者資料按“主治醫(yī)生”進(jìn)行分類，方便操作者進(jìn)行資料的填寫以及“醫(yī)囑”的完善管理，并可將患者的這些基本資料打印或者導(dǎo)出保存。

圖1 多呼吸機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)的功能模塊圖

1.1.2 患者基本資料查詢。根據(jù)用戶要求，可以按患者姓名、性別、科室、入院日期、住院號(hào)等條件進(jìn)行分類查詢，將查詢結(jié)果在窗口顯示，并可打印查詢結(jié)果或者將查詢結(jié)果以文檔的形式導(dǎo)出，用于資料的統(tǒng)計(jì)及保存。

1.2 呼吸機(jī)基本資料管理模塊

1.2.1 呼吸機(jī)基本資料錄入與維護(hù)。呼吸機(jī)的基本資料包括呼吸機(jī)的醫(yī)院編號(hào)、規(guī)格型號(hào)、出廠編號(hào)、啟用時(shí)間、目前狀態(tài)、主要參數(shù)、維護(hù)記錄等?？蓪?duì)呼吸機(jī)的這些基本資料進(jìn)行編輯與維護(hù)，并可將資料進(jìn)行打印與保存。

1.2.2 呼吸機(jī)基本資料查詢。在查詢窗口中，根據(jù)“呼吸機(jī)編號(hào)”、“規(guī)格型號(hào)”、“啟用時(shí)間”、“維護(hù)記錄”等不同條件進(jìn)行分類查詢，將查詢結(jié)果在窗口顯示，并可將資料進(jìn)行打印與保存。

1.2.3 主治醫(yī)生管理。對(duì)有關(guān)用戶及操作者（即主治醫(yī)生）的使用密碼及操作權(quán)限等進(jìn)行管理。

1.3 數(shù)據(jù)采集模塊

1.3.1 上下機(jī)管理。當(dāng)患者需要進(jìn)行呼吸機(jī)“上機(jī)”時(shí)，需要填寫詳細(xì)的呼吸機(jī)設(shè)置參數(shù)，選擇需要使用的呼吸機(jī)編號(hào)，設(shè)定好“上機(jī)時(shí)間”，才能進(jìn)行下一步的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控工作。一旦患者病情好轉(zhuǎn)，需要進(jìn)行“撤機(jī)操作”時(shí)，要在“上下機(jī)管理”窗口中填寫“撤機(jī)日期”，釋放呼吸機(jī)及串口，用于下一個(gè)患者。

1.3.2 數(shù)據(jù)采集。在數(shù)據(jù)采集監(jiān)控窗口中，根據(jù)前面的“上下機(jī)管理”窗口中對(duì)呼吸機(jī)參數(shù)的設(shè)定操作以及呼吸機(jī)編號(hào)的選擇，在此窗口就可進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)監(jiān)控與顯示。

1.4 系統(tǒng)設(shè)置

1.4.1 系統(tǒng)幫助。系統(tǒng)幫助文件中會(huì)對(duì)呼吸機(jī)監(jiān)控平臺(tái)的使用做簡單介紹，并對(duì)常用的呼吸機(jī)參數(shù)的設(shè)置和工作模式的選擇做出說明，方便醫(yī)護(hù)人員的使用。

1.4.2 重新登錄。需要更改目前用戶時(shí)，可重新登錄“呼吸機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)”。

1.5 打印

按照用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的需要，分別編寫不同的統(tǒng)計(jì)表，方便用戶對(duì)患者以及呼吸機(jī)等方面的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分類匯總，并將匯總結(jié)果進(jìn)行打印或者保存。

2 多呼吸機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)

2.1 數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建

數(shù)據(jù)庫既可通過SQL語句在查詢分析器中創(chuàng)建，也可在企業(yè)管理器的控制臺(tái)中直接創(chuàng)建。本系統(tǒng)中創(chuàng)建了一個(gè)名為patient1_sys的數(shù)據(jù)庫，通過企業(yè)管理器的控制臺(tái)完成。2.1.1 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)中包含4張表：患者基本資料表（huanzhe_data）、呼吸機(jī)資料表（huxiji_data）、監(jiān)控信息及參數(shù)表（jkxxdata）和用戶表（userdata）。在SQL2000中，進(jìn)入企業(yè)管理器后，按照系統(tǒng)要求，在數(shù)據(jù)庫中分別創(chuàng)建了這4張表。① 患者基本資料表（huanzhe_data），主要用來存放患者的基本信息。② 呼吸機(jī)資料表（huxiji_data），用來存放呼吸機(jī)的基本信息。③ 監(jiān)控信息及參數(shù)表（jkxxdata），主要用來存放呼吸機(jī)工作時(shí)設(shè)定的工作參數(shù)及患者相關(guān)資料。④ 用戶表（userdata），存放軟件用戶管理信息：用戶名、操作權(quán)限及密碼。

在以上4個(gè)表的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)類型有char、varchar、numeric、datetime、int、smallint等，并在 jkxxdata表中的觸發(fā)靈敏度、潮氣量，huxiji_data表中的潮氣量上限及下限等字段的描述及默認(rèn)值中，填入了相應(yīng)的生理參數(shù)范圍值。2.1.2 創(chuàng)建工程項(xiàng)目

啟動(dòng)Delphi7.0后，創(chuàng)建一個(gè)名為hxjjk.dpr的工程項(xiàng)目。以后新建的各個(gè)窗體都要添加到這個(gè)項(xiàng)目中，最后編譯形成一個(gè)可執(zhí)行文件hxjk.exe即可。

2.2 功能模塊的窗體設(shè)計(jì)

利用Delphi7.0和SQL2000相結(jié)合，按照上面所述的功能模塊的劃分，分別創(chuàng)建了主界面、患者管理窗口、呼吸機(jī)管理窗口、數(shù)據(jù)采集窗口及幫助窗口等。

圖2 患者管理窗口

2.2.1 患者及呼吸機(jī)等資料的管理窗口。在患者基本資料管理窗口設(shè)計(jì)中，使用了第三方控件表格控件Ehlib進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯，它比起傳統(tǒng)的Delphi自帶的data control控件，功能更強(qiáng)大。在這個(gè)患者新建窗口中，除了可完成患者新建、編輯、打印功能外，還可完成查詢功能。窗體左邊應(yīng)用了兩個(gè)datetimepicker，以及一個(gè)treeview控件，當(dāng)用戶選擇正確的入院日期及主治醫(yī)生后，查詢后的患者資料就會(huì)顯示在右邊的表格中。而通過“導(dǎo)出”按鈕，就可將表格的內(nèi)容，以用戶需要的文件形式進(jìn)行數(shù)據(jù)保存，方便用戶的操作（如圖2所示）。

呼吸機(jī)的管理窗口、患者上下機(jī)管理窗口的設(shè)計(jì)與患者管理窗口的設(shè)計(jì)方法相同。

2.2.2 數(shù)據(jù)采集窗口。呼吸機(jī)作為終端設(shè)備，通過RS232串口向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)。在采集窗體的設(shè)計(jì)中用到了第三方控件Spcomm。Spcomm串行通信控件具有多線程的特性，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)分別在兩個(gè)線程內(nèi)完成。接收線程負(fù)責(zé)在收到數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)OnReceiveData事件，用 WriteCommData()函數(shù)將待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入輸出緩沖器；發(fā)送線程在后臺(tái)完成數(shù)據(jù)發(fā)送工作。在接收和發(fā)送數(shù)據(jù)前需要初始化串口，用StartComm方法打開串口，退出程序時(shí)用StopComm方法關(guān)閉串口。

在本系統(tǒng)開發(fā)中，Spcomm線程是動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的，是根據(jù)目前在用的呼吸機(jī)數(shù)量進(jìn)行創(chuàng)建的。如當(dāng)前有5臺(tái)機(jī)器，實(shí)際只有4名患者正在使用呼吸機(jī)，那么當(dāng)他們的患者資料表里的“出院日期”為空、呼吸機(jī)參數(shù)表里的“撤機(jī)日期”也為空，則根據(jù)他們的呼吸機(jī)編號(hào)，在當(dāng)前的采集窗口上顯示呼吸機(jī)的監(jiān)控信息。

通過該監(jiān)控窗口，不僅可以顯示當(dāng)前呼吸機(jī)的實(shí)際監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)如潮氣量、總呼吸頻率、吸氣壓力和分鐘通氣量，還可將患者的有關(guān)信息在一個(gè)窗口中同時(shí)顯示，如姓名、呼吸機(jī)編號(hào)、患者上機(jī)前設(shè)定的呼吸機(jī)控制參數(shù)如潮氣量、呼吸頻率、吸呼比、PEEP值、吸氣壓力、觸發(fā)靈敏度及呼吸機(jī)工作模式等參數(shù)值。將這些重要數(shù)據(jù)在一個(gè)窗口中同時(shí)顯示，既有設(shè)定值也有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，使用戶無須打開多個(gè)窗口，就可看到詳細(xì)的數(shù)據(jù)，通過設(shè)定值與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)相比較，可以隨時(shí)掌握患者的病情變化以及呼吸機(jī)的工作狀況（如圖3所示）。

圖3 數(shù)據(jù)采集窗口

2.2.3 系統(tǒng)幫助窗口。將有關(guān)呼吸機(jī)的工作模式、參數(shù)設(shè)置及本系統(tǒng)的操作指南文檔用Visual CHM生成一個(gè)help文件，在主窗口中調(diào)用（如圖4所示）。

圖4 系統(tǒng)幫助窗口

3 硬件實(shí)現(xiàn)方法

目前大部分帶RS-232接口的呼吸機(jī)，均采用DB-9的9芯插頭座。通常會(huì)選用9600波特率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)為8位，1個(gè)起始位、1個(gè)停止位，沒有校驗(yàn)位。呼吸機(jī)作為數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE），可以與任何數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）通過電纜進(jìn)行連接。本項(xiàng)目是以ICU（重癥監(jiān)護(hù)室）作為設(shè)備安裝與使用地點(diǎn)，目前病區(qū)有8張病床，分布于1間大約8m×10m的房間，監(jiān)控主機(jī)擬存放于隔壁的醫(yī)生工作站。因此在傳輸距離上能滿足當(dāng)前的RS232傳輸距離要求。但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，因?yàn)楸O(jiān)控主機(jī)最多只有2個(gè)COM口（RS-232），而呼吸機(jī)輸出接口多為RS-232接口，無法進(jìn)行擴(kuò)展。因此需要進(jìn)行串口擴(kuò)展時(shí)，可以使用專用的多串口卡。多串口卡只需插在PC機(jī)的PCI插槽上，分出的每個(gè)端口接于終端機(jī)（呼吸機(jī)）。每個(gè)終端可以通過它與主機(jī)進(jìn)行通訊，它可使計(jì)算機(jī)方便擴(kuò)展串口或并口，一般可將8～16臺(tái)終端機(jī)連接到主機(jī)上。所有的設(shè)置都能通過軟件來完成，無開關(guān)和跳線，也無需調(diào)整I/O 地址和 IRQ，不會(huì)產(chǎn)生資源沖突的問題。呼吸機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際距離及接口的不同進(jìn)行選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，也可以根據(jù)需要，將RS232接口采用集線器，以其他接口形式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

4 系統(tǒng)測試

整個(gè)多呼吸機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)的窗體設(shè)計(jì)基本完成，按照呼吸機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的基本操作流程，依次進(jìn)行了如下的測試。

(1)用戶登錄：輸入用戶名及密碼，驗(yàn)證通過后，進(jìn)入主菜單。

(2) 進(jìn)入患者管理模塊，選擇“患者資料”菜單：按科室或主治醫(yī)生進(jìn)行分類，添加新患者，或者進(jìn)行醫(yī)囑修改；對(duì)以往患者按入院日期進(jìn)行查詢與編輯；對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行排序；將查詢結(jié)果以文本文件或XLS等格式進(jìn)行保存。選擇“自定義查詢”菜單：選擇自定義查詢條件，如：患者姓名、主治醫(yī)生、入院日期、性別等條件，進(jìn)行查詢，將查詢結(jié)果打印或?qū)С霰砀?。操作完成，退出模塊。

(3)進(jìn)入呼吸機(jī)管理模塊，按照上面患者管理模塊的操作步驟，分別對(duì)呼吸機(jī)、主治醫(yī)生進(jìn)行相關(guān)資料管理與查詢。當(dāng)呼吸機(jī)停止使用后，應(yīng)完成呼吸機(jī)管道回路的消毒工作，在“呼吸機(jī)管理”窗口中填寫相關(guān)的維護(hù)記錄。操作完成后，退出該模塊。

(4)進(jìn)入數(shù)據(jù)采集模塊，再進(jìn)入“上下機(jī)管理”菜單，為需要使用呼吸機(jī)的患者設(shè)定合適的呼吸機(jī)控制參數(shù)，如：呼吸機(jī)工作模式、呼吸頻率、潮氣量、吸/呼比、氧濃度、觸發(fā)靈敏度等，填寫詳細(xì)的醫(yī)囑，并選擇相應(yīng)的呼吸機(jī)。上機(jī)準(zhǔn)備完成后，進(jìn)入呼吸機(jī)數(shù)據(jù)“采集窗口”進(jìn)行呼吸機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)患者結(jié)束呼吸機(jī)治療時(shí)，要及時(shí)在“上下機(jī)管理”菜單中填寫正確的“撤機(jī)日期”，釋放呼吸機(jī)監(jiān)控端口，等待下一個(gè)患者的使用。

(5)對(duì)查詢的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行表格打印或?qū)⒔Y(jié)果導(dǎo)出。

(6)進(jìn)入系統(tǒng)幫助窗口，了解該監(jiān)控平臺(tái)的操作方法，學(xué)習(xí)呼吸機(jī)的參數(shù)設(shè)定及相關(guān)醫(yī)學(xué)知識(shí)。

5 總結(jié)

多呼吸機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建到主窗體的創(chuàng)建，都按照功能模塊的劃分、各窗口的開發(fā)、程序代碼的編寫等步驟完成，實(shí)際上就是通過SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫，熟練應(yīng)用Delphi7及其控件的過程。在項(xiàng)目的開發(fā)過程中使用了多個(gè)控件，如表格控件EhLib、查詢組件PZXQuery、串口通信Spcomm、報(bào)表組件fastreport等，完成了項(xiàng)目中對(duì)患者、呼吸機(jī)、用戶管理及呼吸機(jī)的監(jiān)控。

系統(tǒng)經(jīng)過運(yùn)行調(diào)試后，運(yùn)行穩(wěn)定，能夠滿足目前的臨床管理工作需要。

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Design of Multi-Ventilator Network Monitor Platform

DU Jia-li
Equipment Department, No.3 Hospital of Jinan, Jinan Shandong 250101, China

This article introduces the development of a network monitor platform. The main purpose is to study how to connect these ventilators distributed in various rooms to a central computer by their digital interfaces and to show the information on the remote monitor. According to the clinical request,we established a convenient ventilator network monitor platform. By this platform, we integrated many ventilators to a central monitor system which can help the medical personnel to use the parameters conveniently.

ventilator; network monitor platform; ventilator management

TP393.03

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.12.010

1674-1633(2010)12-0019-04

2010-07-15

2010-09-17

作者郵箱：lsyz864@163.com