基于信息集成平臺的醫(yī)療設備全生命周期管理*

陳 星，夏 科

（南充市中心醫(yī)院·川北醫(yī)學院第二臨床醫(yī)學院，四川 南充637000）

隨著生物醫(yī)學工程技術的發(fā)展，醫(yī)療設備在醫(yī)學領域發(fā)揮著越來越重要的作用。如何利用有限的資源保障設備安全并提高設備利用率是各管理部門一直以來努力的方向。但就目前大部分醫(yī)院而言，設備管理由多個部門分工完成，以作者所在醫(yī)院為例，采購辦負責前期調(diào)研、采買方案、流程以及合同制定；資產(chǎn)管理科負責設備、配件及損耗件出入庫，供應商（廠家）、合同、資質(zhì)等信息維護與保存；財務科負責設備賬目管理、經(jīng)費支出、成本效益分析、績效考核；醫(yī)學工程科負責前期論證、資質(zhì)審核、設備維護、巡檢、質(zhì)控。由于各科室信息系統(tǒng)不同，系統(tǒng)間數(shù)據(jù)記錄方法不一致、格式不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)應用側(cè)重各異等因素又不能相互連通，這是目前很多醫(yī)院設備信息化管理的現(xiàn)狀[1]。欠缺信息與管理之間的交互，缺少數(shù)據(jù)與決策之間的等效轉(zhuǎn)換，這也是信息化向高階發(fā)展的“瓶頸”[2]?；谛畔⒓善脚_的醫(yī)療設備全生命周期管理不僅可以提高設備信息化管理效率，實現(xiàn)全生命周期內(nèi)各階段數(shù)據(jù)共享，聯(lián)通“信息孤島”，還能提供設備相關運行指標，如利用率、故障率、返廠率、收益率等關鍵參數(shù)。此外，通過信息集成技術還可以打破障礙，使各部門數(shù)據(jù)充分融合、匯集，平臺加工后的數(shù)據(jù)可為各部門提供更完整的設備管理參考意見，從而進一步提高信息化管理質(zhì)量。

1 信息集成平臺結(jié)構(gòu)

目前，大部分醫(yī)院涉及醫(yī)療設備管理的信息系統(tǒng)主要有醫(yī)院信息系統(tǒng)（hospital information system，HIS）、影像歸檔及傳輸系統(tǒng)（picture archiving and communication systems，PACS）、醫(yī)院資源規(guī)劃（hospital resource planning，HRP）、實驗室信息系統(tǒng)（laboratory information system，LIS）、設備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（Internet of things，IOT）以及物資管理系統(tǒng)（material management system，MMS）等。這些系統(tǒng)既有客戶機/服務器（C/S），又有瀏覽器/服務器（B/S），來自不同公司，且架構(gòu)各異，給系統(tǒng)間的信息集成工作造成了很大障礙。如果要完成信息集成平臺的建設，必須解決以下問題：（1）不同系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)間的數(shù)據(jù)共享；（2）集成平臺的穩(wěn)定性和可靠性；（3）系統(tǒng)間數(shù)據(jù)格式規(guī)則的統(tǒng)一性；（4）集成平臺可擴展性；（5）高效的數(shù)據(jù)提取、清洗與數(shù)據(jù)加載方法[3]。

信息集成平臺可基于SOA（Service Oriented Architecture）服務架構(gòu)將不同功能單元通過定義的接口和協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通功能。SOA是傳統(tǒng)中間件技術與可擴展標記語言標準、消息服務等技術相融合的、面向于“服務”的架構(gòu)[4]。為使不同應用服務器協(xié)調(diào)工作，應構(gòu)建松耦合的靈活性架構(gòu)，保持模塊間執(zhí)行標準的統(tǒng)一。集成信息系統(tǒng)以基礎架構(gòu)層為底層分成三部分，分別是整合層、業(yè)務層和交互層。平臺采用CDA、HL7、IHE等國際標準和規(guī)范，構(gòu)建以數(shù)據(jù)倉庫為核心的醫(yī)療設備信息交互、存儲中心，提供通用的開發(fā)接口和用戶管理接口，支持數(shù)據(jù)建模和匹配、聯(lián)機分析處理、查詢和轉(zhuǎn)換以及應用開發(fā)等功能[5]。交互層設有不同管理賬戶、權(quán)限接口，使其能通過端口上傳或下載設備相關數(shù)據(jù)，完成設備相關各階段、部門、人員的信息接入。功能層實現(xiàn)對EMR、PACS、HIS等多系統(tǒng)信息集成與監(jiān)控，保證各系統(tǒng)穩(wěn)定運行與數(shù)據(jù)傳輸，使醫(yī)院業(yè)務系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息共享和交互。管理層可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)多種形式的應用，通過提取顆粒數(shù)據(jù)在集成平臺引入數(shù)據(jù)處理算法對故障率、使用率、返廠率、自修率等關鍵指數(shù)進行推算，為設備全數(shù)字化管理模式鋪平道路。環(huán)境層是整個系統(tǒng)的底層架構(gòu)，包括分布異構(gòu)數(shù)據(jù)庫處理系統(tǒng)，網(wǎng)絡通信服務系統(tǒng)以及共享測試工具、同步測試工具、接入臨控工具等，為整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)流通提供便利的環(huán)境。

2 集成平臺關鍵技術

2.1 信息疊加流程

數(shù)據(jù)及流程分析對信息集成平臺數(shù)據(jù)倉庫的設計起著至關重要的作用，追蹤數(shù)據(jù)在流程中不斷疊加的過程可以明確平臺數(shù)據(jù)倉庫的需求，并根據(jù)醫(yī)院現(xiàn)有系統(tǒng)情況，設計出數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)。

以呼吸機為例，流程上首先由使用科室提出設備預算申請，通過采購論證和財務科年度預算后再提出采購申請支出該項預算，采購辦根據(jù)科室申請組織醫(yī)學工程科、財務科等相關科室參與設備調(diào)研、詢價，并根據(jù)實際采購金額對預算進行調(diào)整，這一過程涉及對各廠家設備參數(shù)篩選、資質(zhì)審核、產(chǎn)品性能及價格了解等工作。隨著設備管理精益工作的開展，維保期限、關鍵零件價格、返廠維修條件等在設備全生命周期后端考慮的問題被移向最前端，這樣不僅可以整體降低設備維護成本、縮短設備因故障造成的空檔期，同時將不同品牌設備后期使用情況反饋到采購階段優(yōu)化產(chǎn)品決策方案，從源頭上提高入院設備質(zhì)量。從前期流程可以按時間疊加出需要存儲的信息，包括論證結(jié)果、申請參數(shù)、購置參數(shù)、廠商資質(zhì)等。設備購置完成后，醫(yī)學工程科、采購辦、審計科共同完成設備驗收工作并將相關資料提交資產(chǎn)科進行入庫，同時供應商通過外網(wǎng)接口完成信息上傳以及設備檔案建立等工作。設備投入使用后，醫(yī)學工程科定期對設備進行巡檢、質(zhì)控等工作并將設備情況錄入系統(tǒng)，如發(fā)生故障需使用科室在設備管理系統(tǒng)中提交故障申報并由醫(yī)學工程科評估自修或返廠維修。

對于呼吸機一類生命支持類設備，根據(jù)三甲醫(yī)院達標要求，主管部門應保證該類設備保持100%完好率，并實時監(jiān)管使用情況和完好情況。在實時數(shù)據(jù)管理模式下，將設備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)接入信息集成平臺，結(jié)合質(zhì)控工具能夠線上完成設備的“診斷”和校正，實現(xiàn)對設備的“不間斷”管理。

2.2 ETL過程

ETL是實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成的主要技術[6]。ETL是Extract（提取）、Transform（轉(zhuǎn)換）、Load（加載）的縮寫。ETL代表的是按照統(tǒng)一的規(guī)則，將數(shù)據(jù)經(jīng)過抽取、清洗、轉(zhuǎn)換最后導入數(shù)據(jù)倉庫的過程。ETL設計過程中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作大致可以分為數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)驗證、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)聚集和數(shù)據(jù)裝載6步[7]。

2.2.1 數(shù)據(jù)清洗

數(shù)據(jù)清洗的任務是過濾不符合要求的數(shù)據(jù)，將過濾的結(jié)果交給目標系統(tǒng)并判斷是否進一步過濾或修正之后再進行抽取。一般來說，不符合規(guī)則要求的數(shù)據(jù)主要有不完整數(shù)據(jù)、錯誤數(shù)據(jù)和重復數(shù)據(jù)三大類[8]。

（1）不完整數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)信息缺失，如設備名稱、項目名稱、錄入信息與目標數(shù)據(jù)項目不匹配。對于這類數(shù)據(jù)應按照缺失內(nèi)容過濾或修改后寫入數(shù)據(jù)倉庫。

（2）錯誤數(shù)據(jù)：錯誤產(chǎn)生的原因主要有數(shù)據(jù)源系統(tǒng)不健全、接收數(shù)據(jù)日期越界、日期格式或數(shù)字字符錯誤等。這類錯誤需根據(jù)數(shù)據(jù)類型進行格式修正，之后再進行數(shù)據(jù)抽取。

（3）重復數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)重復導出會導致這種情況產(chǎn)生，為避免此種情況發(fā)生，應對導出數(shù)據(jù)反復對比，并排查重復原因。

2.2.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的任務主要是將不一致的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)粒度，以及不同商務規(guī)則的計算規(guī)則進行轉(zhuǎn)換。

（1）不一致數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：不同業(yè)務系統(tǒng)、部門的數(shù)據(jù)類型不盡相同，例如同一個設備在不同管理系統(tǒng)中有不同的管理編號，這種情況下在抽取后應轉(zhuǎn)為統(tǒng)一編碼。

（2）數(shù)據(jù)粒度的轉(zhuǎn)換：數(shù)據(jù)倉庫的顆粒度層次劃分直接影響到數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)量和所適合的查詢類型[9]。后期數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)分析都基于最細粒數(shù)據(jù)。

（3）商務規(guī)則的計算：不同的公司有不同的業(yè)務規(guī)則、集成標準和提取方法，需要將這些數(shù)據(jù)指標計算后存儲在數(shù)據(jù)倉庫中，以供后期分析使用。

基于以上分析，由于數(shù)據(jù)量大，且不同主題對數(shù)據(jù)的提取存在差異性，系統(tǒng)從平臺獲得目標數(shù)據(jù)，首先要查詢數(shù)據(jù)庫內(nèi)所有表信息，刪除所有表頭后，再根據(jù)相應功能查閱業(yè)務數(shù)據(jù)字典并制作目標數(shù)據(jù)表。為保證信息集成平臺數(shù)據(jù)質(zhì)量，除了完成提取、比照任務，還要對數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)質(zhì)量進行控制，控制的關鍵包括：規(guī)范的質(zhì)量標準、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準、完善的數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)，可以從一致性、斷鏈、拉鏈表交叉鏈等多方面對數(shù)據(jù)質(zhì)量進行校驗。

3 醫(yī)療設備信息集成平臺的應用

3.1 運營管理

醫(yī)療設備信息集成平臺的核心是建立基于信息引擎的總線實現(xiàn)信息交互和存儲[10]，從而達到設備全生命周期管理內(nèi)各階段信息和數(shù)據(jù)共享的目的與解決設備管理相關部門間醫(yī)療設備信息“相互隔離”的問題，實現(xiàn)“信息孤島”相互通信。自2019年集成信息平臺在我院應用以來，借助數(shù)據(jù)質(zhì)量評價、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析等先進處理分析技術，通過數(shù)據(jù)整合、處理和分析形成設備使用率、外修率、零件損耗率等在內(nèi)的關鍵指標217個，報表142張，涉及門診、應急、住院、重癥監(jiān)護、醫(yī)技等10余類設備類型，建立了全新的設備管理方式。平臺建立起的各類設備分析參數(shù)，不僅有利于各使用科室優(yōu)化配置，加強各設備管理部門的合作，也為職能管理層提供了有力的數(shù)據(jù)參考，對提高醫(yī)院的整體管理與決策水平起到了積極作用。

3.2 設備安全

通過建立完善的報警機制，保證了設備管理的連貫性，從關鍵指標來看，生命支持類設備通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)向集成平臺上傳故障報警248次，通過信息篩選平臺向工程師推送報警37次，其中有效報警28次，正確率達75%，大幅提高了應急類設備主動報警準確率。信息平臺打破“孤島”屏障后，工程師可在線了解設備使用及配件損耗程度，使巡檢、質(zhì)控工作針對性更強，效率更高。以監(jiān)護儀為例，通過平臺統(tǒng)計到某品牌血氧模塊電磁閥及充氣泵的故障率明顯高于其他品牌，與廠家溝通后，同意對該品牌該批次設備進行全面檢查并對血氧模塊進行升級。此外，平臺還可提供多種形式的設備安全預警工作，包括KPI預警、設備培訓期預警、質(zhì)控預警等全方位保障醫(yī)療設備安全工作。自信息集成平臺上線以來，設備故障率下降12%，返廠率下降9%，醫(yī)療設備不良事件上報下降4%，從信息源頭實現(xiàn)了對醫(yī)療設備安全性的提升。

4 結(jié)束語

基于信息集成平臺的設備全生命周期管理從“信息孤島”入手，通過搭建服務架構(gòu)將不同系統(tǒng)通過定義接口和協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通功能，通過平臺數(shù)據(jù)加工生成的關鍵指標為醫(yī)療設備管理工作提供了有力的幫助，實踐證明，信息集成平臺既是保持醫(yī)療設備完好率、減少故障率、提高使用率的有效途徑，也是改善醫(yī)院工作效率、降低成本、提高社會和經(jīng)濟效益的重要手段[11]。