一種基于移動終端的醫(yī)院智能建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)研究

李頻

（南京市中醫(yī)院江蘇南京210001）

近年來，隨著智能技術的發(fā)展和信息技術的推動，我國醫(yī)療技術的發(fā)展也比較快?，F(xiàn)代醫(yī)學也開始從傳統(tǒng)醫(yī)學模式向智能技術方面發(fā)展，醫(yī)療手段和醫(yī)學模式向高科技發(fā)展的趨勢越來越明顯。從醫(yī)院建筑形態(tài)和特點進行分析，介紹智能技術在醫(yī)院建筑電氣監(jiān)控方面的應用，通過各種智能系統(tǒng)的設計實現(xiàn)經(jīng)濟性、靈活性、人性化醫(yī)療服務。本文主要以移動終端技術為背景，利用無線網(wǎng)絡設計醫(yī)院智能建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)醫(yī)院服務水平的提高。

1 醫(yī)院智能建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)設計原理

本次研究利用智能終端技術構建一個最基本的ZigBee醫(yī)院病區(qū)無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)，醫(yī)院建筑電氣監(jiān)控無線網(wǎng)絡系統(tǒng)一般采用形狀無線網(wǎng)絡系統(tǒng)構建，系統(tǒng)內部僅僅有一個網(wǎng)絡協(xié)調器和網(wǎng)絡節(jié)點構建。網(wǎng)絡協(xié)調器一般設置在醫(yī)院的智能值班室內，主要功能是建立和管理無線網(wǎng)絡，并且能顯示當前整個系統(tǒng)狀況，并將收集到的所有數(shù)據(jù)發(fā)送到每個病房樓。利用輪訓方式對值班室的網(wǎng)絡協(xié)調器實施RFD節(jié)點掃描。一旦患者發(fā)出呼叫請求，RFD節(jié)點就會接收到將按鍵值發(fā)送到網(wǎng)絡協(xié)調器的命令，并及時執(zhí)行此命令，將請求及時發(fā)送到值班室。如果RFD節(jié)點沒有呼叫請求，此節(jié)點采集到環(huán)境基本信息如濕度、溫度后，將這些信息發(fā)送到網(wǎng)絡協(xié)調器中，使值班室的人員能夠實時掌握病房信息。

2 系統(tǒng)結構設計

2.1 系統(tǒng)總體構建

基于移動終端的醫(yī)院智能建筑系統(tǒng)，在實際系統(tǒng)構建匯總服務器端口一般采用比較成熟的Windows2003作為服務器操作系統(tǒng)，服務器數(shù)據(jù)庫應用微軟SQLServer2005和匯總段設備保持良好較好的無縫連接，系統(tǒng)總體結構見圖1。電氣監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結構，由網(wǎng)絡層、控制層和設備層構成，各個場地的儀表通過屏蔽雙絞線接口實現(xiàn)。設備層的主要由智能檢測儀表單元組成，接入形式為總線形式接入戰(zhàn)機層主控單元，而傳輸介質需要采用屏蔽雙絞線，通信功能的實現(xiàn)主要從信號采集和電路測量方面進行分析。網(wǎng)絡層一般由通訊子站構成，主要從設備層采集電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時通信協(xié)議的轉換分析，然后介入站控層，將處理后的數(shù)據(jù)上傳和接受站控層下傳的設定參數(shù)。再次站控層要直接接受并處理擴展卡上傳的此號。

圖1 系統(tǒng)總體結構形式

2.2 軟件體系結構設計

智能化醫(yī)療主要利用移動無線網(wǎng)絡技術進行功能設計，設計核心采用接受保健服務的人員進行設計。系統(tǒng)設計的過程中將這個醫(yī)療建筑均包含在內，比如醫(yī)生、專家、病房以及醫(yī)療設備等信息都必須納入系統(tǒng)中。根據(jù)各個部分設計要點可以將醫(yī)療信息系統(tǒng)如那件系統(tǒng)設計分為4個部分：基本信息、醫(yī)療費用、病況詳情以及醫(yī)囑處理，系統(tǒng)軟件結構圖如圖2所示。

圖2 醫(yī)院現(xiàn)代化信息系統(tǒng)軟件流程圖

醫(yī)護人員通過此系統(tǒng)能夠比較直觀、方便的查看患者、病房、醫(yī)療設備等信息，并且可以根據(jù)自己的權限對患者的醫(yī)療信息數(shù)據(jù)進行實時修正和處理。這個系統(tǒng)的設計同時也具有身份認證系統(tǒng)，系統(tǒng)會據(jù)登錄名、部門自動識別。識別系統(tǒng)主要應用于護士和醫(yī)生的權限區(qū)別，比如在醫(yī)囑模塊：醫(yī)生對患者信息有增刪權限，護士對患者信息只有修改的權限，而沒有增減的權限；在基本信息模塊：醫(yī)生和護士均只能形式查看權限，而沒有刪減和修改信息的權限。系統(tǒng)中權限設計能夠方便的醫(yī)生、護士使用，同樣也保證信息安全性。

2.2.1 醫(yī)囑信息模塊

傳統(tǒng)的醫(yī)療信息系統(tǒng)只能實現(xiàn)醫(yī)囑跟蹤轉抄，不能全程實施跟蹤醫(yī)囑執(zhí)行功能，此系統(tǒng)設計的醫(yī)囑信息模塊能夠執(zhí)行醫(yī)囑轉抄后真正的執(zhí)行?；谝苿咏K端設備的信息系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡使用相應的服務器和數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)一線義務人員隨時、隨地瀏覽、查詢患者信息的功能。這個設計大大提高醫(yī)院工作效率，實現(xiàn)醫(yī)院操作管理上的無紙化操作。醫(yī)囑從產(chǎn)生到處理均可以在PDA上操作，避免了原有系統(tǒng)反復傳遞信息的麻煩。醫(yī)生和護士并可以根據(jù)自己的需求進行顯示模式的調節(jié)，操作上更加方便，符合系統(tǒng)設計實用性和便捷性的目的。

2.2.2 病況詳情分析

病況詳情模塊主要心事很重基本診斷和臨床檢測信息，能夠為醫(yī)生在臨床治療中提供科學的依據(jù)。此模塊中點擊“臨床診斷”按鈕，系統(tǒng)快速進入臨床表現(xiàn)頁面，此頁面的主要信息包含患者基本情況信息、查房記錄等，這些信息均能夠為醫(yī)護人員提供更方便的治療和服務，從而快速、準確的為患者服務。病況詳情另一個功能是是檢測信息，包含患者血、尿檢驗、心電圖、胃腸鏡檢驗以及B超檢驗等，此模塊包含患者檢測的各個項目，點擊項目明細就可以查看患者檢測信息。另外，在影像學檢測系統(tǒng)設計有圖片放大功能，可以實施放大、縮小、移動等功能，點擊拖拉圖片，并進行圖片處理。

2.2.3 醫(yī)療費用模塊概括

醫(yī)院建筑系統(tǒng)中對醫(yī)療費用的設計一般包含以下幾個方面的設計：患者詳細醫(yī)療費用、總醫(yī)療費用，總醫(yī)療費用包含患者治病期間所花費的所有費用；而詳細醫(yī)療費用顯示的是患者具體醫(yī)療費用。醫(yī)療費用的詳細清單主要顯示患者治療項目清單；患者具體費用的查詢可以利用時間進行查詢。

2.3 網(wǎng)絡節(jié)點的電路設計

基于移動終端的玩了個節(jié)點電路圖見圖3，這個網(wǎng)絡節(jié)點能夠檢測網(wǎng)絡自身所處的環(huán)境溫度，而且能描述按鍵值，將按鍵值發(fā)送給主機，增加串口擴展接口，如果此系統(tǒng)外接一個RS-232模塊，則可以將數(shù)據(jù)上傳到計算機上。

圖3 網(wǎng)絡節(jié)點電路圖

2.4 傳感器設計

醫(yī)院智能建筑系統(tǒng)溫度傳感器一般選擇TC77形式，穿行接口為SPI，比較適合小尺寸、低成本的系統(tǒng)應用。溫度數(shù)據(jù)一般采用由內部溫度敏感元件轉換得到，我們可以將它轉換成13進位的二進制補碼數(shù)字。利用SPI和Microwire實施可容接口完成通信功能。TC77有一個12位ADC，溫度分辨率為0.625，工作電流為250毫安，此傳感器尺寸比較小，而且成本比較低，使用比較方面，能夠通過CPU和SPI相連接，實現(xiàn)系統(tǒng)溫度管理的升級。

3 移動客戶端功能實現(xiàn)

3.1 運行信息和信息采集

移動智能客戶端智能建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)作為作為中主動式意見急救終端和體征信息系統(tǒng)，主要責任是上傳定位位置、負責經(jīng)濟呼救、在線互動以及復診預約等，并建立個人健康監(jiān)測設備、接收監(jiān)測、藍牙連接以及數(shù)據(jù)暫存等，將數(shù)據(jù)庫儲存到本地3G移動網(wǎng)絡撒花姑娘，以便及時發(fā)現(xiàn)患者的異常反應。移動客戶端一般通過藍牙接收個人健康設備監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌魃?。首先打開個人健康設備，準備測量患者體征；然后登陸一種終端APP，實施體征監(jiān)測模塊；再次在APP端搜索藍牙設備進行匹配，并對連接通過的配套字成功后發(fā)起請求；體征測量完畢后上傳數(shù)據(jù)；最后實施數(shù)據(jù)監(jiān)測

3.2 照明監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)

醫(yī)院建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)中照明監(jiān)控對整個醫(yī)院照明系統(tǒng)有實時監(jiān)控作用，照明主要區(qū)域為病房大廳、手術臺、醫(yī)療設備區(qū)、走廊等，其余的一般按照預先設定的時間，編制程序進行控制，并監(jiān)視開關狀態(tài)，采用光傳感器監(jiān)視照明區(qū)域的亮度。照明系統(tǒng)控制方法有兩種，一種是照明回路串入系統(tǒng)接觸器，并利用DDC接點控制接觸器；另外是利用微處理器+通訊對智能通訊器實時全面的控制，見圖4。從圖4中可以看出接觸器、控制開關、掉光器等內置處理器和存儲單元用雙絞線連成網(wǎng)絡，并利用控制總線協(xié)議實施現(xiàn)場控制。

圖4 照明電路控制系統(tǒng)

3.3 空調控制系統(tǒng)實現(xiàn)

空調監(jiān)控系統(tǒng)一般按照溫度、濕度等進行設置，采用空調技術的室內空間利用各種設備和冷熱介質進行自動控制系統(tǒng)分析。進風要根據(jù)人對空氣新鮮感的需求進行調節(jié)，空調的進風口和風管組成進風部?？諝膺^濾采用進風部分引入的信封，必須經(jīng)過過濾除去大顆粒塵埃后才能進入進風口。空氣的輸送和分配首先將調節(jié)好的空氣均勻的輸入空調房間中，以便能夠保障空調溫度場的正常運輸，空調空氣輸送分配任務，并由不同的風機完成。

3.4 空氣環(huán)境設計

一些新的研究成果表明，香氣確能影響人的精神、情緒，改善人的生理和心理反應。臨床實驗表明15種香氣對心血管疾病、氣喘、高血壓、肝硬化、神經(jīng)衰弱、失眠等患者有輔助治療作用。然而在現(xiàn)實生活中，醫(yī)院是各種病菌的匯集場所，醫(yī)院往往產(chǎn)生多種不良氣味，使病人難適應，常引起厭煩、心、嘔吐等反應，從而影響食欲和睡眠?？梢姖崈羟逍碌目諝鈱Σ』嫉囊嫣幉谎远?。醫(yī)院建筑中智能的空氣系統(tǒng)的一個主要特征就是室內環(huán)境的氣候人工化。即用智能人工手段在醫(yī)院建筑空間內創(chuàng)造出舒適的氣候環(huán)境來滿足醫(yī)療作業(yè)的需要。其中最重要的手段是建筑空調系統(tǒng)。智能化的醫(yī)院建筑所裝備空調系統(tǒng)的特點是其啟動與停止同智能化體系有著密切的聯(lián)系。它按照室內空氣環(huán)境所需的各種參數(shù)值，根據(jù)不同的功能用房、季節(jié)氣候條件、工作時間等因素編制成自動調控的操作程序和相關指令等，事先輸入計算機內，進行處理，對建筑物內不同功空間進行人工氣候調節(jié)。醫(yī)院建筑的智能空調系統(tǒng)也是改善嗅覺環(huán)境的重要環(huán)節(jié)?？梢栽谠诳照{系統(tǒng)中輸入香氣，為患者提供更好的治療和康復患者。日本推出了“森林浴”空調系統(tǒng)，其突出特點是在系統(tǒng)中脫臭除二氧化碳，加入植物殺菌素氣體和森林效果音響，起滅菌、鎮(zhèn)靜、消除疲勞的作用。

4 結束語

移動終端的智能醫(yī)院建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)的設計必須要利用無線網(wǎng)絡技術對醫(yī)院建筑系統(tǒng)實施總體方案設計，對系統(tǒng)總體布局和網(wǎng)絡協(xié)調實施詳細的設計分析，并分析不同系統(tǒng)的不同功能實現(xiàn)，對無線傳感器網(wǎng)絡進行技術實現(xiàn)，有效的提高系統(tǒng)擴展性和系統(tǒng)性能，促進現(xiàn)代化醫(yī)院服務水平的提高。

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