基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)學(xué)裝備信息化管理探討

吳旋，張昭，向華，萇飛霸，張和華

第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所醫(yī)學(xué)工程科，重慶 400042

基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)學(xué)裝備信息化管理探討

吳旋，張昭，向華，萇飛霸，張和華

第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所醫(yī)學(xué)工程科，重慶 400042

本文簡(jiǎn)要介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及醫(yī)學(xué)裝備信息化管理現(xiàn)狀，探討了基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)學(xué)裝備信息化管理新模式及其支撐技術(shù)，并對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行了分析。

物聯(lián)網(wǎng)；醫(yī)學(xué)裝備；信息化管理；自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

0 前言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過(guò)射頻識(shí)別裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議將物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[1]。物聯(lián)網(wǎng)從架構(gòu)上可以分為感知層、傳輸層和應(yīng)用層。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。在醫(yī)院內(nèi)部，基于物聯(lián)網(wǎng)的管理系統(tǒng)主要應(yīng)用于醫(yī)務(wù)人員的管理，以及病人醫(yī)療信息、醫(yī)療設(shè)備信息和藥品信息的存儲(chǔ)、查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)分析等[2]。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，伴隨無(wú)線(xiàn)技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以應(yīng)用于遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程護(hù)理、患者的跟蹤和定位、醫(yī)療垃圾的處理等方面[3]。

1 醫(yī)學(xué)裝備信息化管理現(xiàn)狀

大型綜合醫(yī)院的醫(yī)學(xué)裝備種類(lèi)繁多、數(shù)量大。目前醫(yī)院對(duì)醫(yī)學(xué)裝備的管理主要是采用條形碼技術(shù)，將醫(yī)學(xué)裝備的基本資料，包括設(shè)備名稱(chēng)、科室名稱(chēng)、購(gòu)買(mǎi)時(shí)間、啟用時(shí)間、經(jīng)手人、管理人等資料通過(guò)條形碼的方式附于設(shè)備表面，以方便管理人員進(jìn)行查詢(xún)和管理。條形碼存儲(chǔ)的只是設(shè)備的基本資料，且是在設(shè)備采購(gòu)、出庫(kù)或者轉(zhuǎn)移時(shí)才進(jìn)行登記管理。因此，現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)裝備信息化管理手段比較單一，功能比較簡(jiǎn)單。同時(shí)，只對(duì)設(shè)備的基本信息進(jìn)行條碼管理使得醫(yī)療裝備在配置、使用、維修和報(bào)廢的過(guò)程中存在諸多問(wèn)題。比如，醫(yī)療設(shè)備的相關(guān)資料多，存檔和調(diào)用不方便；醫(yī)學(xué)工程科無(wú)法實(shí)時(shí)了解設(shè)備的使用狀況；醫(yī)學(xué)裝備在使用過(guò)程中信息反饋滯后等[4]。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的管理模式

2.1 管理目標(biāo)

基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療裝備信息化管理的目標(biāo)主要有兩方面。首先，信息化使管理工作具有實(shí)時(shí)性，可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療裝備信息的實(shí)時(shí)共享和傳輸，有助于工作人員對(duì)設(shè)備信息的實(shí)時(shí)查詢(xún)；其次，信息化使管理工作變得更加有序，醫(yī)療設(shè)備的嵌入式標(biāo)簽管理可以使醫(yī)護(hù)人員更加了解設(shè)備的使用信息，以便對(duì)設(shè)備的使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[5]。

2.2 主要功能

現(xiàn)有的醫(yī)療裝備管理系統(tǒng)已經(jīng)搭建起一個(gè)醫(yī)療設(shè)備管理平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以方便地實(shí)現(xiàn)設(shè)備間信息的交換和通信，可以將兩者的優(yōu)勢(shì)有效地結(jié)合。醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)主要是對(duì)設(shè)備全生命周期中的使用期和輪換報(bào)廢期進(jìn)行管理[6]。物聯(lián)網(wǎng)的主要功能，見(jiàn)圖1。

2.3 實(shí)現(xiàn)方式

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是對(duì)醫(yī)療裝備產(chǎn)生的信息進(jìn)行管理。設(shè)備本身固有的信息稱(chēng)為設(shè)備的基本信息，包括設(shè)備名稱(chēng)、科室名稱(chēng)、購(gòu)買(mǎi)時(shí)間、啟用時(shí)間、經(jīng)手人、管理人等。同時(shí)，設(shè)備在使用的過(guò)程中不斷產(chǎn)生新的信息，稱(chēng)為設(shè)備的使用信息，包括設(shè)備的開(kāi)機(jī)時(shí)間、運(yùn)行狀態(tài)、使用人、使用時(shí)間、使用地點(diǎn)等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從系統(tǒng)架構(gòu)上分為3層，分別為感知層、傳輸層和應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)架，見(jiàn)表1。

系統(tǒng)的主要模塊包括：設(shè)備信息采集和錄入模塊、存儲(chǔ)模塊、傳輸模塊、管理分析模塊、交互模塊。通過(guò)嵌入式的無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）芯片對(duì)設(shè)備的使用信息和工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并定時(shí)回傳至服務(wù)器。管理者可根據(jù)回傳的資料對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行整理和分析，并采取相應(yīng)的措施。

3 物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)

3.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)物體識(shí)別信息的自動(dòng)采集和輸入的重要手段和措施，是一種高度自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集技術(shù)。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，RFID技術(shù)作為其中的關(guān)鍵技術(shù)，在醫(yī)療方面具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。設(shè)備采購(gòu)入院后，將設(shè)備的基本資料寫(xiě)入配備RFID技術(shù)的標(biāo)簽中，并通過(guò)傳感器不斷采集設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的使用信息，將兩種信息進(jìn)行存儲(chǔ)。使用帶有RFID掃描頭的掌上電腦（Personal Digital Assistant，PDA），甚至智能手機(jī)，可掃描并讀取設(shè)備的基本資料和運(yùn)行狀況[7-9]。

3.2 存儲(chǔ)技術(shù)

裝備的標(biāo)簽本身需要一個(gè)小型存儲(chǔ)原件，以便對(duì)設(shè)備的信息進(jìn)行存儲(chǔ)。設(shè)備需存儲(chǔ)的信息包括：① 設(shè)備本身的基本信息，是固定存儲(chǔ)、不可更改的；② 運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的使用信息，是不斷產(chǎn)生的，需要定時(shí)進(jìn)行整理并對(duì)原有信息進(jìn)行更新。因此，需利用微型存儲(chǔ)器對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)定期將信息上傳至服務(wù)器。

3.3 無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)是利用電磁波在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，醫(yī)院使用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)對(duì)醫(yī)療裝備進(jìn)行信息化管理主要是對(duì)采集到的設(shè)備信息進(jìn)行傳輸，現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)使用的頻段主要集中在2.42～2.4835 MHz，不會(huì)對(duì)人體造成傷害，遵循的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有IEEE 802.11。

3.4 終端技術(shù)

醫(yī)療裝備的信息化管理需要長(zhǎng)期不間斷的監(jiān)控，因此固定終端是必不可少的，固定終端可以隨時(shí)接收設(shè)備傳回的信息資料，經(jīng)過(guò)分析后如有故障會(huì)預(yù)警給管理員，提示設(shè)備需要進(jìn)行維修或者預(yù)防性維護(hù)等處理[10-11]。

移動(dòng)終端指的是在移動(dòng)通信設(shè)備中，終止來(lái)自或送至網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)傳輸，并將終端設(shè)備的能力適配到無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)牟糠帧，F(xiàn)有的移動(dòng)終端具有強(qiáng)大的信息處理和分析功能，是一個(gè)綜合化的移動(dòng)信息處理平臺(tái)。搭載有RFID掃描頭的移動(dòng)終端能夠直接讀取設(shè)備信息，也可以借助無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)獲取設(shè)備的基本資料和運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行分析，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以及時(shí)上報(bào)給管理員。

固定終端可以很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療裝備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而移動(dòng)終端更加便攜，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息的實(shí)時(shí)獲取，兩者搭配使用使得醫(yī)療裝備的信息化管理更加方便和快捷[12-13]。

4 應(yīng)用效果預(yù)測(cè)與分析

利用物聯(lián)網(wǎng)對(duì)醫(yī)療裝備進(jìn)行信息化管理可以有效地解決醫(yī)療設(shè)備在使用過(guò)程中信息獲取滯后的問(wèn)題。利用傳感器技術(shù)可以很方便地獲取醫(yī)療裝備的使用信息，利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將設(shè)備的使用信息上傳，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以得知該設(shè)備的運(yùn)行信息，從而可決定是否提示管理人員對(duì)裝備的現(xiàn)行狀態(tài)進(jìn)行處理，故而基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療裝備信息化管理更加有利于大型醫(yī)院對(duì)醫(yī)療裝備的管理。目前，我院正在積極研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)學(xué)裝備、中心供氧系統(tǒng)等。從預(yù)實(shí)驗(yàn)看，該系統(tǒng)可以很好地解決目前管理中的諸多問(wèn)題。但是，基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療裝備信息化管理還存在一些問(wèn)題，需要在不斷摸索中持續(xù)改進(jìn)。例如：① 現(xiàn)有的裝備管理體系大部分是使用條形碼對(duì)醫(yī)療裝備的基本信息進(jìn)行存儲(chǔ)，裝備需求簡(jiǎn)單、技術(shù)難度低、資金需求量小，利用RFID技術(shù)后，設(shè)備的管理費(fèi)用將會(huì)增加；② 醫(yī)院對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有特殊要求，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用可能會(huì)對(duì)醫(yī)療裝備的運(yùn)行產(chǎn)生影響，因此借助無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的管理模式并不適用于所有醫(yī)療裝備的管理，可以結(jié)合有限網(wǎng)絡(luò)對(duì)管理系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充；③ 醫(yī)院中使用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通常涉及到隱私問(wèn)題，裝備管理中一些數(shù)據(jù)資料上傳至網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的外泄，在一定程度上制約著物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。

5 總結(jié)與展望

物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療裝備信息化管理中的應(yīng)用使得設(shè)備的管理更加智能化、一體化，為設(shè)備管理提供了更方便、快捷的管理方式[14-15]。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)院的應(yīng)用遠(yuǎn)不止于此，RFID技術(shù)結(jié)合衛(wèi)星通信技術(shù)可以應(yīng)用于醫(yī)院藥品管理、 醫(yī)療垃圾管理、放射源管理、新生兒管理等各個(gè)方面，為信息化醫(yī)院的建設(shè)提供便捷，故而物聯(lián)網(wǎng)具有無(wú)限的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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Discussion on the Informatization Management for Medical Equipment Based on Internet of Things

WU Xuan, ZHANG Zhao, XIANG Hua, CHANG Fei-ba, ZHANG He-hua
Department of Medical Engineering, Institute of Field Surgery, Daping Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400042, China

This paper brief l y introduces the technology of Internet of Things (IOT) as well as the current situation of informatization management of medical equipment, and then explores the new management mode which is based on IOT. In the meantime, the supporting technologies are also introduced and the application effects of IOT are analyzed.

Internet of things; medical equipment; informatization management; automatic identif i cation technology

R197.32

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.11.024

1674-1633(2014)11-0078-03

2014-04-14

張和華，工程師。

通訊作者郵箱：zhanghehua@vip.163.com