基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療設備智能平臺研究

李爽

摘 要：針對傳統(tǒng)醫(yī)院醫(yī)療設備管理成本高、效率低的問題，設計一種基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)院醫(yī)療設備智能化管理平臺。采用主流的B/S架構對系統(tǒng)進行搭建，并根據(jù)用戶需求將整個管理平臺分為7個不同的功能模塊。在上述基礎上，重點對醫(yī)療化學設備狀態(tài)、設備定位與借調(diào)和院內(nèi)患者監(jiān)護等進行詳細設計與實現(xiàn)。

關鍵詞：醫(yī)療設備;物聯(lián)網(wǎng);MQTT協(xié)議;醫(yī)療管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP3;TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2022）05-0193-04

Design of intelligent management platform for hospital medical equipment

Abstract： Aiming at the problems of high cost and low efficiency of traditional hospital medical equipment management， an intelligent hospital medical equipment management platform system based on Internet of things is designed. The system follows the mainstream B/S architecture， and is divided into seven different functional modules according to the user’s needs. Based on the above， the focuses are on the detailed design and realization of medical chemical equipment status， equipment positioning and patient monitoring ， etc.

Key words： medical equipment;Internet of things;mqtt protocol;medical management system

“智慧醫(yī)療”是現(xiàn)代信息化醫(yī)院的目標，其中先進的醫(yī)療設備是實現(xiàn)“智慧醫(yī)療”的關鍵。但目前醫(yī)院醫(yī)療設備管理中，通常需要大量人力和物力對醫(yī)療化學設備進行管理，這樣不僅效率低，成本也高。在此背景下，本文嘗試結合物聯(lián)網(wǎng)技術，設計一個醫(yī)院醫(yī)療設備的智能化管理平臺。通過該平臺，突破傳統(tǒng)的的醫(yī)療設備管理方式，幫助管理人員和醫(yī)護人員隨時掌握設備的運行狀態(tài)及對患者的測量數(shù)據(jù)，從而降低人力成本，幫助醫(yī)院設備管理朝智能化方向轉變。

1 系統(tǒng)架構

1.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡架構設計

本系統(tǒng)網(wǎng)絡架構設計是基于B/S設計。該構架無客戶端，簡化了用戶使用過程，在服務器端就能對系統(tǒng)進行升級。B/S系統(tǒng)的開發(fā)是Servr端口用HTTP協(xié)議，無需另外定義該層協(xié)議，開發(fā)者可把重點用于業(yè)務邏輯，使得時間成本降低。用戶通過醫(yī)院電腦就能滿足硬件要求，用瀏覽器即能進行訪問。具體網(wǎng)絡架構如圖1所示。

確定使用B/S系統(tǒng)構架后，用web服務器對用戶請求進行轉發(fā)，用HTTP協(xié)議對數(shù)據(jù)進行傳輸。完成用戶與系統(tǒng)交互。同時本系統(tǒng)還采用MQTT協(xié)議作為設備與系統(tǒng)之間的物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議，即除web服務器外，還需MQTT作為設備與系統(tǒng)端的中間代理，完成通信過程。

1.2 系統(tǒng)層次架構設計

用戶與物聯(lián)網(wǎng)交互時，網(wǎng)絡層主要起交互作用，將物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)發(fā)送至管理系統(tǒng)，用戶可根據(jù)需求對設備進行管理。設備管理層的主要作用是提供交互接口，連接用戶層和設備，而內(nèi)部層次架構選用MVC設計。分開處理各項數(shù)據(jù)，利于系統(tǒng)的開發(fā)維護。具體層次架構圖如圖2所示。

由圖2可知，View視圖層主要負責用戶界面視圖交互，通過Web頁面給用戶提供操作接口。Controller系統(tǒng)邏輯處理層作為系統(tǒng)的核心層，是用戶和系統(tǒng)交互的中間部分，處理核心業(yè)務的邏輯。其中包括公用組件層和邏輯處理層，負責管理信息，以及系統(tǒng)對應功能的業(yè)務邏輯處理。Model數(shù)據(jù)持久層負責數(shù)據(jù)庫訪問操作，對系統(tǒng)邏輯處理層收集的信息進行增刪改查操作，同時將系統(tǒng)中業(yè)務相關的數(shù)據(jù)模型存入數(shù)據(jù)庫，并對用戶的請求進行處理。用戶通過視圖接口修改訪問對Model中模型數(shù)據(jù)。

1.3 系統(tǒng)功能模塊劃分

通過對用戶分析建模，設立6大功能模塊，每個功能模塊又根據(jù)需求設立若干子模塊，具體模塊設計如圖3所示。

2 系統(tǒng)詳細設計

2.1 設備狀態(tài)管理功能的設計與實現(xiàn)

設備狀態(tài)管理功能模塊根據(jù)用戶需求分為2個模塊，分別是工作日志管理模塊和運行參數(shù)查看模塊。工作日志管理模塊可根據(jù)用戶的需求，將設備狀態(tài)分為設備上下、工作模式切換和報警行為。在設備出現(xiàn)這些行為后，系統(tǒng)生成記錄，然后存入數(shù)據(jù)庫的運行日志表中。同時該運行日志表可根據(jù)用戶需求設計設備ID、設備名稱、行為描述及行為時間，用戶可根據(jù)需求點擊相應按鈕對信息進行篩選查看，用戶可根據(jù)需求選擇上述3種行為。

運行參數(shù)查看模塊主要用于對設備運行狀態(tài)查看，用戶可根據(jù)需求點擊設備中查看運行參數(shù)選項來查看設備參數(shù)信息，系統(tǒng)可根據(jù)用戶的需求將模塊溫度、CPU使用率、電池狀態(tài)以表格形式展示。設備狀態(tài)管理功能的設計如圖4所示。

2.2? 設備定位與借調(diào)功能的設計與實現(xiàn)

該功能主要是定位解析功能和地圖顯示定位功能模塊。定位解析功能是為了方便用戶在某設備中選擇查看定位時，系統(tǒng)對設備定位信息發(fā)送請求，在設備內(nèi)部設有GPS傳感器，該傳感器會根據(jù)需求發(fā)送設備所在位置。用百度地圖對該信息解析后，得到該設備所在位置。用戶可根據(jù)需求點擊相應按鈕查看位置或地圖。

借調(diào)功能是某些設備接入系統(tǒng)后，當設備有故障出現(xiàn)，可按照就近原則對設備進行借調(diào)，實現(xiàn)資源共享。設備定位與借調(diào)功能的設計如圖5所示。

2.3 院內(nèi)患者監(jiān)護功能的設計與實現(xiàn)

除滿足用戶需求外，系統(tǒng)還設計有院內(nèi)患者監(jiān)護功能模塊，由醫(yī)護人員使用，用于解析大型監(jiān)護設備發(fā)送的參數(shù)和報警信息。用戶進入該界面后點擊查看參數(shù)按鈕，系統(tǒng)根據(jù)用戶需求對數(shù)據(jù)進行解析，然后按照類型將數(shù)據(jù)分類，系統(tǒng)會根據(jù)用戶請求顯示參數(shù)的名稱和數(shù)值。

點擊查看報警按鈕后，系統(tǒng)彈出報警信息界面，將經(jīng)過解析的報警名稱、報警級別和報警時間輸出，輸出形式為列表，系統(tǒng)還會對報警信息進行儲存，用戶在搜索框進行搜索時， 系統(tǒng)會根據(jù)用戶的需求進行相關的查詢，并將查詢的結果返還給用戶。園內(nèi)患者監(jiān)護設計如圖6所示。

3 系統(tǒng)功能型測試

3.1 設備狀態(tài)管理模塊測試

對設備狀態(tài)管理模塊的實現(xiàn)情況進行測試，在登陸系統(tǒng)后，確定運行日志及物理參數(shù)的查看功能是否能正常運行。用戶提前進行登陸，然后在功能欄內(nèi)找到查看日志并點擊，彈出日志列表后觀察日志的類型，并根據(jù)需求進行日志查找，確定勾選后是否是顯示勾選的類型，從而確定該功能是否正常運行。而對查看運行參數(shù)功能測試，則是在設備列表中點擊查看參數(shù)，觀察給設備參數(shù)，從而確定該功能能否正常運行。測試用例表如表1所示。

3.2 設備定位與借調(diào)模塊測試

該模塊測試是用模擬器上傳定位信息，確定系統(tǒng)能否對該信息進行解析。設備定位與借調(diào)測試例表如表2所示。

4 結語

為加強醫(yī)院對醫(yī)療設備的管理效率，與現(xiàn)在智能化技術結合，優(yōu)化對患者的監(jiān)護，設計出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的設備管理智能系統(tǒng)，并完成了對該系統(tǒng)的功能和性能測試。該系統(tǒng)沿用目前最主流的B/S構架和MQTT協(xié)議構建而成，根據(jù)業(yè)務描述的需求分為6大功能模塊，并對該模塊組件進行性能測試。測試結果顯示該系統(tǒng)的性能較為穩(wěn)定，能正確的讀取處理用戶發(fā)出的指令，進而滿足用戶的需求，可在一定程度上提高醫(yī)院工作效率，讓設備管理慢慢朝智能化轉變。

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收稿日期：2021-05-18;修回日期：2022-04-29

作者簡介：李 爽（1991-），女，本科，研究方向：醫(yī)療設備管理。