醫(yī)用大型影像設(shè)備數(shù)字化精細(xì)管理平臺的建設(shè)

查元杰 劉堯赫 顧慧

江蘇省腫瘤醫(yī)院 江蘇 南京 210009

引言

目前醫(yī)院大型醫(yī)療設(shè)備尤其影像類設(shè)備的管理系統(tǒng)相對復(fù)雜，一直以來對于醫(yī)療設(shè)備的管理都保持著粗放型的管理模式，導(dǎo)致醫(yī)療設(shè)備資源浪費(fèi)嚴(yán)重，醫(yī)療設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性難以保障[1]。經(jīng)常憑經(jīng)驗排查和解決問題,缺少專業(yè)智能的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)分析[2]，雖然可以借助一些質(zhì)控設(shè)備進(jìn)行一些輔助檢測[3-4]，但無法對設(shè)備的使用情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析達(dá)到對醫(yī)療設(shè)備的精細(xì)化管理。管理部門更不能通過信息化手段記錄和管理設(shè)備運(yùn)行信息。我院根據(jù)實際需要，提出大型影像設(shè)備數(shù)字化使用效率分析的概念，建設(shè)醫(yī)用大型影像設(shè)備數(shù)字精細(xì)化管理平臺，能夠自動采集大影像類設(shè)備的質(zhì)控數(shù)據(jù)；將質(zhì)控指標(biāo)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)對比分析，根據(jù)域值及時自動提醒，完善了我院大型影像設(shè)備的精細(xì)化管理，保障醫(yī)院醫(yī)療影像設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。極大減少設(shè)備故障率，降低了醫(yī)院維修成本，有效提高了工作效率。達(dá)到了醫(yī)院集約化管理的目標(biāo)。

1 傳統(tǒng)大型設(shè)備使用效率管理的痛點

1.1 數(shù)據(jù)維度無法定位到設(shè)備本身

傳統(tǒng)設(shè)備使用效率分析大多數(shù)據(jù)來源與醫(yī)院PACS的檢查信息數(shù)據(jù)和HIS收費(fèi)信息數(shù)據(jù)，可以從一定程度上反映出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。但在實際使用過程中，通過PACS計算出的設(shè)備使用時長往往包含患者準(zhǔn)備，技師操作的時間，沒有精確記錄設(shè)備本身運(yùn)行的時間。經(jīng)常在一些特殊情況下，比如網(wǎng)絡(luò)故障，機(jī)房故障等，PACS無法登記患者信息，HIS采用人工記賬的方式，PACS和HIS記錄的信息無法和實際設(shè)備使用信息做到統(tǒng)一。

1.2 設(shè)備故障無法做到預(yù)測分析

傳統(tǒng)的做法只能被動接受報修，對設(shè)備真實運(yùn)行數(shù)據(jù)無法掌握，更無法在設(shè)備發(fā)生問題前進(jìn)行預(yù)測分析并給予自動提醒，只能在設(shè)備發(fā)生故障后被迫停機(jī)，往往需要花費(fèi)大量時間停止業(yè)務(wù)等待配件和維修。嚴(yán)重影響臨床工作效率及患者滿意度。

1.3 設(shè)備機(jī)房環(huán)境數(shù)據(jù)采集無法智能管理

由于現(xiàn)代化大型醫(yī)療影像設(shè)備大部分是由電腦及智能電子電路控制，對環(huán)境中濕度、溫度、塵埃、電壓等因素的影響較為敏感。由于環(huán)境溫度高，濕度大，塵埃等因素而導(dǎo)致CR、DR、磁共振，以及控制計算機(jī)死機(jī)等故障時有發(fā)生。傳統(tǒng)為了做好日常管理只能每天手工登記相關(guān)數(shù)據(jù)。不僅增加臨床科室工作量，也存在及時性和準(zhǔn)確性等問題，更無法及時進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并在出現(xiàn)異常情況前給予及時的提醒。

1.4 無法為設(shè)備管理決策提供精確數(shù)據(jù)

醫(yī)療設(shè)備管理對于設(shè)備的購買選擇往往根據(jù)在用同類型的設(shè)備使用年限，故障率，維修成本等進(jìn)行綜合分析，分析數(shù)據(jù)多基于購買記錄、維修記錄等，無法精確到設(shè)備本身的使用數(shù)據(jù)。以CT設(shè)備為例，配件的維修跟換頻率，設(shè)備報廢年限的計算方式一般按照的使用自然日進(jìn)行計算。而更精確方式應(yīng)該按照配件的曝光次數(shù)，機(jī)器掃描時長等實際使用數(shù)據(jù)進(jìn)行計算分析，以更精確的數(shù)據(jù)為管理決策提供支持。

2 醫(yī)用大型影像設(shè)備數(shù)字精細(xì)化管理平臺的建設(shè)

基于以上痛點，建設(shè)醫(yī)用大型影像設(shè)備數(shù)字精細(xì)化管理平臺，將設(shè)備本身以及機(jī)房環(huán)境等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，并對分析結(jié)果進(jìn)行集中展示，對異常數(shù)據(jù)設(shè)置閾值告警，利用數(shù)字化手段提高了我院大型影像設(shè)備的使用效率分析以及設(shè)備管理決策能力，實現(xiàn)了醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化精細(xì)管理。

圖1 醫(yī)用大型影像設(shè)備數(shù)字精細(xì)化管理平臺系統(tǒng)架構(gòu)拓?fù)鋱D

2.1 醫(yī)療設(shè)備的數(shù)據(jù)采集

通過對醫(yī)療設(shè)備（CT、MRI）的連接，通過影像設(shè)備DICOM端口網(wǎng)絡(luò)傳感器補(bǔ)充協(xié)議設(shè)備的檢查掃描數(shù)據(jù)，獲得各設(shè)備的工作狀態(tài)、設(shè)備指標(biāo)及內(nèi)容，通過對FTP、SFTP或SMB等多種協(xié)議，抓取設(shè)備運(yùn)行日志，可近乎實時獲取到設(shè)備上的原始數(shù)據(jù)信息，然后建立設(shè)備管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（設(shè)備信息表、檢查信息表、字典庫、內(nèi)存監(jiān)控表、CPU監(jiān)控表、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控表、設(shè)備日志表等），可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并可以對設(shè)備數(shù)據(jù)展示，查詢及導(dǎo)出操作。

2.1.1 醫(yī)療設(shè)備日志抓取。通過FTP、SFTP或SMB等多種協(xié)議，抓取設(shè)備運(yùn)行日志，可近乎實時獲取到設(shè)備上的原始數(shù)據(jù)信息，日志抓取頻率時間可根據(jù)現(xiàn)場需求進(jìn)行配置。本服務(wù)通過對醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行配置，獲取到設(shè)備運(yùn)行日志，然后由廠家資深工程師參與設(shè)備運(yùn)行日志關(guān)鍵數(shù)據(jù)的篩選邏輯算法開發(fā)，對日志信息進(jìn)行解析，實現(xiàn)海量日志信息的結(jié)構(gòu)化篩查。

2.1.2 影像設(shè)備DICOM數(shù)據(jù)采集。采集所有支持DICOM數(shù)據(jù)協(xié)議的影像類設(shè)備的檢查掃描數(shù)據(jù)，包括CT、MR、超聲等。對于支持DICOM SR報告的設(shè)備，可以做更深入的數(shù)據(jù)采集和分析。通過對檢查掃描數(shù)據(jù)分析，可獲得各設(shè)備的工作狀況，可以進(jìn)一步按照分類（設(shè)備類型、生產(chǎn)廠商、設(shè)備型號等），時間（日、周、月、年等），負(fù)荷（檢查人次、檢查時長、檢查部位等）等多維度綜合分析，獲得設(shè)備總工作負(fù)荷，平均工作負(fù)荷，空閑時間分布等信息，為優(yōu)化設(shè)備效率優(yōu)化和設(shè)備采購提供強(qiáng)有力的依據(jù)。

2.2 醫(yī)療設(shè)備的數(shù)據(jù)分析

通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備智能監(jiān)控，原始數(shù)據(jù)采集處理 + 實時數(shù)據(jù)傳輸+原始數(shù)據(jù)提取與算法分析，構(gòu)建設(shè)備“生命體征”數(shù)據(jù)，實現(xiàn)大型醫(yī)療設(shè)備實時精細(xì)化自主管控，主要包括。

2.2.1 設(shè)備整體數(shù)據(jù)縱覽。

（1）設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計。包括掃描人次、曝光次數(shù)、掃描工作時長、掃描部位 、掃描人次與曝光次數(shù)、掃描開始/結(jié)束時間。

（2）關(guān)鍵器件關(guān)鍵指標(biāo)。球管序列號、球管安裝時間、球管掃描次數(shù)、滑環(huán)失聯(lián)次數(shù)、機(jī)架風(fēng)扇速度。設(shè)備主機(jī)信息：硬盤空間信息、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、設(shè)備工作信息包括CPU使用率、硬盤可用空間、內(nèi)存信息、網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

（3）設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境監(jiān)控。液氦/磁體壓力、液氦水平、水冷機(jī)水溫、掃描間溫度、濕度、設(shè)備間溫度、濕度。

2.2.2 設(shè)備檢查統(tǒng)計。 設(shè)備檢查量與效益、設(shè)備陽性率、設(shè)備檢查率、設(shè)備檢查量環(huán)比、設(shè)備效益環(huán)比。

圖2 日志采集架構(gòu)圖

2.3 醫(yī)療設(shè)備的數(shù)據(jù)應(yīng)用

根據(jù)數(shù)據(jù)分析和實際應(yīng)用場景，設(shè)計主要功能模塊為：設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)控、信息系統(tǒng)狀態(tài)實時監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計、信息系統(tǒng)狀態(tài)實時統(tǒng)計、設(shè)備狀態(tài)報警。能實時對設(shè)備和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，掌握設(shè)備運(yùn)行狀況，設(shè)備統(tǒng)計數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)報表導(dǎo)出，保證核心設(shè)備和關(guān)鍵部件的使用精細(xì)記錄，可以為設(shè)備管理提供：

2.3.1 提供精細(xì)管理和卓越運(yùn)營服務(wù)。①基于大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，優(yōu)化預(yù)約和檢查排班；②自動統(tǒng)計設(shè)備和人員的工作量；③提供標(biāo)準(zhǔn)檢查協(xié)議對比；④對劑量數(shù)據(jù)進(jìn)行多維統(tǒng)計分析和預(yù)警；⑤自動生成檢查記錄和質(zhì)控報告；⑥對設(shè)備維修率和使用率進(jìn)行精準(zhǔn)分析和預(yù)測。

2.3.2 提供實時監(jiān)控和主動干預(yù)的服務(wù)。

（1）為醫(yī)院提供個性化的數(shù)據(jù)展示大屏。標(biāo)準(zhǔn)化：放射科-檢查、設(shè)備、劑量等多維度實時呈現(xiàn)；設(shè)備科-設(shè)備狀態(tài)、關(guān)鍵部件、易損、效益等數(shù)據(jù)實時呈現(xiàn)，通過與HIS和RIS系統(tǒng)集成檢查的計費(fèi)，并通過可定制的算法完成設(shè)備績效分析；信息科-相關(guān)硬件的詳情信息、健康狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行等數(shù)據(jù)實時呈現(xiàn)。

個性化展示： 設(shè)備檢查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，實現(xiàn)設(shè)備的效能分析，分析的內(nèi)容包括設(shè)備檢查統(tǒng)計，設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計以及設(shè)備績效分析。設(shè)備檢查統(tǒng)計可以根據(jù)設(shè)備類型，掃描部位，檢查協(xié)議，劑量分布等。根據(jù)醫(yī)院實際需求定制化報表，月報、季報、年報多個選擇。

（2）將設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)設(shè)定后臺閾值，定制化制定主動干預(yù)策略。在球管陽極溫度監(jiān)控數(shù)據(jù)設(shè)置上限閾值，用以監(jiān)控球管是否過熱并進(jìn)行預(yù)警提醒，減少掃描次數(shù)；監(jiān)控球管曝光次數(shù)并設(shè)定閾值，用以管控高使用率設(shè)備，并提前計劃維保及保養(yǎng)方案；監(jiān)控磁體壓力并設(shè)定上下限閾值，上限監(jiān)控冷頭效率下降報警，下限進(jìn)行磁體液氦泄露警告。監(jiān)控設(shè)備機(jī)房的溫濕度，設(shè)定上下閥值，在機(jī)房環(huán)境異常時及時告警。

告警信息實時大屏顯示之外，可以通過短信、微信等形式實時發(fā)送給管理人員，大幅減少維護(hù)響應(yīng)時間，提高設(shè)備管理工作效率。

3 結(jié)束語

醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化精細(xì)管理平臺是以通過物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘，將醫(yī)療基礎(chǔ)設(shè)施與IT基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行融合，并在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用醫(yī)學(xué)、管理學(xué)和醫(yī)學(xué)工程技術(shù)手段，以確?；颊甙踩珵槟康模_保醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用質(zhì)量的一項系統(tǒng)工程[5]，實現(xiàn)醫(yī)技科室決策智慧化?；谖锫?lián)網(wǎng)的醫(yī)療設(shè)備智慧指揮中心，由于全面感知以及自動獲取而更迅速[6]，由于信息互聯(lián)融合而更準(zhǔn)確，由于全面數(shù)據(jù)支持策略而更智能，能夠使國有資產(chǎn)管理辦公室工作流程自動化程度更高更合理，為工作人員帶來便利，減少差錯和浪費(fèi)，其核心價值在于通過對醫(yī)療設(shè)備管理流程再造，提升工作效率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，以實時干預(yù)取代事后分析。

醫(yī)用大型影像設(shè)備數(shù)字精細(xì)化管理平臺的應(yīng)用可提升設(shè)備利用的有效性和合理性，并智能匹配臨床科室設(shè)備需求，提高醫(yī)院大型醫(yī)療設(shè)備管理和質(zhì)控能力，提高服務(wù)和設(shè)備效率，提升患者滿意度，助力醫(yī)院的管理水平和運(yùn)營效率。以此實現(xiàn)醫(yī)院設(shè)備更優(yōu)化的流程操作、更精細(xì)的績效管理和更智慧的決策分析。