基于GIS的互聯網智慧醫(yī)療服務系統(tǒng)的研究與實現

王建 許林瑞 汪玉笳 黃晟祺 李功權

摘? 要： 為了解決傳統(tǒng)醫(yī)院服務中三甲醫(yī)院人滿為患，醫(yī)院樓區(qū)、科室設計復雜，患者咨詢苦難等問題。構建了一個基于GIS的互聯網智慧醫(yī)療服務系統(tǒng)，結合BIM，openlayers等技術，能夠幫助用戶快速選擇適合自己病癥的醫(yī)院，從而緩解三甲醫(yī)院中醫(yī)療資源緊缺等問題，并通過BIM模型對醫(yī)院樓區(qū)、科室進行三維化展示和室內導航等功能，幫助患者快速尋找到自己所需要的前往的地方，從而幫助患者減少在醫(yī)院花費的時間。并通過人流熱度分析，高峰期人流分析等方法，幫助醫(yī)院在相關科室的醫(yī)療資源分配中提供決策數據支持，從而幫助醫(yī)院提供工作效率和解決相關科室中醫(yī)療人員分配不均等問題。

關鍵詞： GIS;醫(yī)院服務系統(tǒng);智慧醫(yī)療;醫(yī)療資源分配

中圖分類號： TP311 ???文獻標識碼： A??? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.07.018

本文著錄格式：王建，許林瑞，汪玉笳，等. 基于GIS的互聯網智慧醫(yī)療服務系統(tǒng)的研究與實現[J]. 軟件，2020，41（07）：94-97

Research and Implementation of Internet Smart Medical Service System Based on GIS

WANG Jian， XU Lin-rui， WANG Yu-jia， HUANG Sheng-qi， LI Gong-quan^*

（School of Earth Sciences， Yangtze University， Wuhan Hubei Province 430100， China）

【Abstract】： In order to solve the problem of overcrowding in the top three hospitals in traditional hospital services， the design of hospital buildings and departments is complicated， and patient consultation is difficult. Constructed a GIS-based Internet smart medical service system， combined with BIM， openlayers and other technologies， can help users quickly choose the hospital that suits their illness， thereby alleviating the shortage of medical resources in the top three hospitals， and through the BIM model for hospital buildings， The department performs functions such as three-dimensional display and indoor navigation to help patients quickly find the place they need to go， thereby helping patients reduce the time spent in the hospital. And through the analysis of the popularity of people flow， peak flow analysis and other methods， help the hospital to provide decision-making data support in the distribution of medical resources in related departments， thereby helping the hospital to provide work efficiency and solve the problem of uneven distribution of medical personnel in related departments.

【Key words】： GIS; Hospital service system; Smart medical treatment; Medical resource allocation

0? 引言

隨著國家的快速發(fā)展和互聯網時代的到來，智慧醫(yī)療服務在醫(yī)院中的作用越來越突出，尤其是互聯網+時代的到來，讓其應用范圍得到進一步擴展^[1]。在物質生活不斷提高的今天，人們的身體健康狀態(tài)也得到了更多的關注，但是在醫(yī)療資源不充足的現在，人們花費在醫(yī)院中的時間越來越長，隨著一批實用的醫(yī)院服務系統(tǒng)投入市場，并在應用中不斷改進升級，日臻完善^[2-5]，在一定程度上解決了這個問題?；贕IS的互聯網智慧醫(yī)療服務系統(tǒng)具有操作方便靈活，信息圖形化顯示直觀的特點，并且基于B/S架構，從而確保本系統(tǒng)不會受到設備的限制。用戶可以通過本系統(tǒng)查看自己身邊相關醫(yī)院的位置及相關信息，并能夠與醫(yī)院的工作人員進行線上交流，從而能夠做到對癥入院，減少三甲醫(yī)院中感冒，發(fā)燒等常見疾病所消耗的醫(yī)療資源。

1 ?需求分析與系統(tǒng)設計

1.1 ?需求分析

基于GIS的互聯網智慧醫(yī)療服務系統(tǒng)將空間與醫(yī)院的實際情況相結合，在目前大型醫(yī)院人滿為患，醫(yī)院樓區(qū)、科室設計復雜，患者咨詢困難的環(huán)境下，采用功能強大的空間信息管理系統(tǒng)。并且其具有空間分析能力是其它信息系統(tǒng)所無法比擬的。它將多系統(tǒng)、枯燥的數據源，通過圖形的點、線、面等實體進行可視化展示，從而將數據迅速、精確展現在用戶面前，是用戶搜尋醫(yī)療部門信息的首選。

1.2 ?系統(tǒng)體系架構設計

基于GIS的互聯網智慧醫(yī)療服務系統(tǒng)采用B/S模式。B/S模式具有跨平臺和跨設備等特性，可以方便用戶進行隨時隨地進行查詢、瀏覽等操作。并且其功能擴展簡單方便，通過增加后端接口并連接即可增加程序的功能。而且后期維護升級方便快捷，只需要升級服務器上的頁面即可實現所有用戶的同步更新。本系統(tǒng)采用的后端框架為ssm架構，通過Spring來將各層進行整合，通過spring來管理持久層（mybatis）和handler。Spring提供了一種管理對象的方法，可以有效地把中間層對象組織起來。并且它的分層結構可以增量引入項目，而并非侵入性應用程序對Spring API的依賴可以降低至最小限度。再結合MySql的主從配置，實現對數據庫操作的讀寫分離，從而達到減輕數據庫壓力的目的。結合BIM、openlayers等技術實現系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)架構圖如圖1。

2 ?系統(tǒng)功能設計

2.1 ?系統(tǒng)功能設計

本系統(tǒng)主要分為個人中心，查詢統(tǒng)計，院內導航，統(tǒng)計分析，大眾社區(qū)五個模塊，每個模塊又包含若干功能，各個功能模塊劃分如圖2所示。

2.1.1 ?個人中心模塊

個人中心模塊主要用于完善個人信息，預約掛號，對用戶所瀏覽過的醫(yī)院等信息保存記錄，生成用戶手冊，以及幫助反饋欄方便用戶后期使用。

2.1.2 ?查詢統(tǒng)計模塊

統(tǒng)計查詢模塊主要分為簡單查詢，條件查詢，緩沖區(qū)查詢，周邊設施查詢，以及公共設施統(tǒng)計查詢。

（1）簡單查詢

對于簡單查詢，可從地理位置，醫(yī)院名稱等信息入手了解某一目標醫(yī)院詳細信息。

（2）條件查詢

對于條件查詢，采取以區(qū)域，專題，等級，醫(yī)院評分以及看病價格的查詢方式進行條件查詢。特別是在專題欄，可輸入目標醫(yī)院類型如眼科，耳鼻喉科，婦產科等按類別進行分類查找。

（3）公共設施統(tǒng)計查詢及周邊設施查詢

對于公共設施統(tǒng)計查詢，本系統(tǒng)對醫(yī)院周邊設施如學校，公園，商場，車站，酒店等提前進行統(tǒng)計分析，在用戶指定具體查詢對象后可顯示公眾設施數量，位置，特點等屬性概況。

（4）緩沖區(qū)查詢

緩沖區(qū)查詢以點、線、面等實體為基礎而建立的查詢方式，通過自動建立所選實體要素周圍一定寬度范圍內的緩沖區(qū)構建多邊形圖層。緩沖區(qū)分析作為地理信息系統(tǒng)重要的空間分析功能之一，采取以用戶所在位置為原點，輸入半徑方式以顯示圈內醫(yī)院的數量。

2.1.3 ?院內導航模塊

院內導航模塊主要分為病友位置定位，BIM三維建模與可視化，軌跡查詢與分析，信息提醒四個方面。

（1）病友位置定位

用戶可利用系統(tǒng)功能共享性，查看到所看病人所在位置，并實時生成路線，幫助用戶快速高效地找到目的地。

（2）BIM三維建模與可視化

用戶可借助超圖移動GIS產品，在室內地圖上或者通過搜索的方式，規(guī)劃最優(yōu)路徑，以最高可視化程度到達掛號，取藥，樓層科室所在位置。

（3）軌跡查詢與分析及實時提醒

對用戶所行走軌跡進分析，進行實時信息提醒，并根據用戶到達時間長短及時反饋此路徑是否最優(yōu)等問題。

2.1.4 ?統(tǒng)計分析模塊

統(tǒng)計分析模塊主要分為人流熱度分析，高峰期人流分析。對醫(yī)院人流信息進行收集分析并進行圖形化反饋。

（1）人流動態(tài)分析

對于人流動態(tài)分析，采取柱狀圖的方式顯示某一區(qū)域類人流量最多的十大醫(yī)院，輸入查詢時間段可顯示用戶所在區(qū)域醫(yī)院人口流動熱力圖。

（2）高峰期人流分析

對于高峰期人流分析，可鎖定某一醫(yī)院，進一步展開在一天之類不同時間段不同門診科室的人流量熱力分析圖（紅色區(qū)域越大表示人流量越多）。

2.1.5 ?大眾社區(qū)模塊

大眾社區(qū)模塊即用戶交流學習，該模塊放有科普醫(yī)學文章，最近醫(yī)學動態(tài)等新聞以便用戶了解學習使用。用戶可在該模塊中相關論壇提出疑問并解答相關問題，同時可查詢相關醫(yī)學知識，生活應注意的事項，以幫助用戶更為健康的生活。

3 ?系統(tǒng)實現與測試

3.1 ?實現采用條件

根據現有軟硬件資源以及程序的實際需要，基于GIS的互聯網智慧醫(yī)療服務系統(tǒng)采用B/S體系結構，具有跨平臺和跨設備等特點^[6，7]。使用arcgis系列產品組織與管理空間數據。系統(tǒng)前端采用具解譯性、動態(tài)性、跨平臺性等特點的JavaScript語言，后端采用具有面向對象、跨平臺性、安全與健壯性的的JAVA語言編寫。使用arcgis desktop對矢量圖層進行編輯、坐標系和投影設置，并將在arcgis desktop中將生成的數據發(fā)布到本地服務器中的Arcgis server中。系統(tǒng)具體實現條件如表1所示。

1 ?系統(tǒng)實現采用條件

3.2? 系統(tǒng)功能實現

3.2.1 ?基礎功能

基本功能包括用戶登錄、注冊、地圖瀏覽、圖層切換、地圖縮放、增添數據等，通過系統(tǒng)主頁面展示效果，使用戶輕松快捷登錄，并查看所需信息，如圖3所示。

3.2.2 ?查詢功能

查詢功能主要條件查詢、點擊查詢、周邊設施查詢、公共設施查詢等?？梢詭椭脩舨樵兊结t(yī)院名稱、位置、詳情介紹，周邊設施，公共設施統(tǒng)計等相關信息，并以圖表的形式將查詢到的數據進行可視化展示。在圖表展示方面，針對不同類型的數據特征，由柱狀圖、玫瑰圖、餅狀圖等專題圖直觀顯示。根據用戶輸入的查詢條件篩選合適醫(yī)院并以此醫(yī)院展開數據展示分析?；贕IS的互聯網智慧醫(yī)療服務系統(tǒng)主體界面如圖4所示。

3.2.3? 分析功能

通過泰森多邊形、緩沖區(qū)分析等多種空間分析方法進行空間分析。例如利用根據等值線的疏密變化可直觀了解醫(yī)院的分布與人流熱度變化規(guī)律，為用戶提供精準醫(yī)院信息以及醫(yī)院動態(tài)人流數據反饋，對用戶所在位置進行緩沖區(qū)分析，可以輔助用戶選取與自己距離最近和最符合自己篩選條件的醫(yī)院等等

3.2.4? 模擬功能

進行人流熱度分析、高峰期人流分析并對進行人流動態(tài)展示，主要通過BIM三維建模與可視化展示，可在界面是上顯示不同時期人口流動熱力圖，密集人口所分布的院區(qū)，從而為醫(yī)院在醫(yī)療人員和資源的分配上提供一定的輔助決策支持。

4 ?結論

針對當前我國醫(yī)療資源分配不均，大型醫(yī)院人滿為患，患者咨詢難等問題^[8]，本系統(tǒng)基于GIS進行B/S系統(tǒng)開發(fā)，結合BIM等技術，利用互聯網對醫(yī)療數據進行采集、分析并進行圖形化反饋，實現在線查看交通流量，預測高峰期時間，高峰期人流分析，有效避開高峰期出行，節(jié)約醫(yī)患時間?；贕IS二次開發(fā)技術，在java的開發(fā)環(huán)境中，實現地圖導航、查詢統(tǒng)計，統(tǒng)計分析等功能，緩解了醫(yī)療資源不均勻分布的問題，加速分級診療及提高了患者選擇醫(yī)院的效率。本系統(tǒng)針對醫(yī)院內部科室錯綜復雜的問題，分折患者的實際需求，采用BIM三維建模實現院內導航，病友位置共享，實時生成路線，提高患者就醫(yī)效率和醫(yī)院服務水平，解放就診以及咨詢部壓力，改善人們的就醫(yī)體驗。

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