基于云平臺的體溫測量系統的設計

吳 波 王 丹 張春霞

[文章編號] 1672-8270(2015)09-0068-04 [中圖分類號] R197.324 [文獻標識碼] A

基于云平臺的體溫測量系統的設計

吳 波①王 丹②張春霞③*

[文章編號] 1672-8270(2015)09-0068-04 [中圖分類號] R197.324 [文獻標識碼] A

目的：設計基于無線覆蓋系統云平臺的體溫自動測量系統，完成體溫的測量、采集、傳輸和處理智能化，探討智能化體溫監測在臨床中的應用。方法：通過信息化系統云平臺的建立，設計準確而輕便的探測器，通過對體溫的實時監測，提出對體溫在臨床診療中的重要性的研究。結果：基于信息化平臺，實現體溫的智能化檢測，從而改變傳統的體溫測量模式。結論：對醫院臨床信息化設備和軟件資源進行充分利用和整合，進一步完善現有醫院信息化系統的功能，減輕醫護人員的工作強度，提高醫療資源的利用率。

無線云平臺；體溫測量；智能傳感器；體征信息；顯示終端

[First-author’s address] Medical Equipment Department, The Tengzhou Central People's Hospital, Zaozhuang Shandong 277500, China.

隨著醫院數字化建設進程的加快，體現醫院“以人為本”的服務宗旨，電子體溫計在臨床上的應用已經非常普遍，且方便可靠并測量數據精確。電子體溫計采用熱敏電阻或熱電偶傳感器，具有快速應答的特性，除測量口腔、直腸溫度外，尚可測量皮膚及某些內腔器官的溫度。本研究設計基于云平臺的無線體溫測量系統，從對患者測量的準確度、減輕醫護人員勞動強度以及提高工作效率的角度出發，對醫院臨床現有信息化設備和軟件資源進行充分利用和整合，挖掘現有資源的潛力，進一步完善現有醫院信息化系統的功能。

1 基于云平臺的體溫測量系統設計

監測住院患者的體溫，在臨床監護和治療中具有重要意義，醫護人員頻繁地體溫測量，不僅增加工作量，而且使患者感到煩瑣[1]。尤其是在野戰醫療條件下、戰地醫院或野戰醫院需要進行大批傷員的搶救以及突發災情、疫情時需要大范圍測量患者體溫時，智能化體溫測量系統在緊急搶救時快速測量體溫，為制訂救治措施贏得時間，且具有方便、快捷及高效的特點。同時，該系統適合家庭化病房、社區醫療中心等場所，可隨時檢測患者的體溫變化，并通過無線方式傳送。

為了提高體溫測量的精確度和便捷性，提供一套完整的針對整個系統的云數據中心的管理解決方案，本設計采用針對整個數據中心的云管理平臺，對整個數據中心的計算、網絡、存儲及安全優化等軟、硬件平臺進行管理、控制及監控操作，所有軟、硬件操作在同一個友好界面中進行，并可針對所有的軟硬件工作狀態進行實時監控，提供向導模式進行操作、配置及簡單故障的排除幫助，便于用戶系統管理員日常維護和監控。

云管理平臺建設采用虛擬專用網(virtual private network，VPN)連接方案，利用IPSec安全協議的VPN和加密能力，可實現多個系統之間Internet的內部網絡連接以及安全的企業內部數據通信。通過網關內部策略控制體系對VPN的數據可以進行有效的控制和管理，使企業的內部網絡通信具有良好的擴展性和管理性。

IPSec VPN的部署都是成對進行的，既可在設備與設備之間(總部的FortiGate與分支機構、合作伙伴及SOHO辦公等節點的FortiGate)建立IPSec VPN隧道，又可以在設備與客戶端軟件(總部的FortiGate與移動辦公用戶PC上安裝的FortiClient VPN客戶端軟件)間建立IPSec VPN隧道(如圖1所示)。

圖1 云服務平臺結構圖

通過在廣域網的各個節點上安裝部署IPSec VPN設備或軟件，并進行適當設置，便可建立全網的IPSec VPN隧道，使得總部、各分支機構、合作伙伴、SOHO及移動辦公用戶之間所有跨越Internet的數據傳輸均經過IPSec VPN的加密及認證保護，黑客無法在途中竊取、篡改或破壞數據。圖1中，總部與分支機構A、移動辦公用戶之間的IPSec VPN隧道用紅色虛線表示，任意兩個節點之間均可使用VPN設備或軟件實現IPSec VPN通信。

2 基于云平臺的體溫測量系統內容

體溫測量系統主要包括溫度測試模塊、智能傳感器、數據終端以及云服務信息平臺處理中心4部分，通過感知人體體表溫度采集體溫數據。系統可將體溫數據存入主體的固態存儲器中，并可將體溫數據通過藍牙通訊傳輸給應用程序，以數值方式實時更新顯示，通過云服務進行信息傳輸。

2.1 溫度測試模塊

溫度測試模塊中溫度傳感器采用高精度熱敏電阻或半導體數字溫度傳感器，如圖2所示。

圖2 體溫探測器示意圖

2.2 智能傳感器

智能傳感器采用數據信息云服務方法，通過體溫的探測器有效收集被測者的體溫信息[2]。當體溫有異常狀況時可通過一鍵呼叫或云服務系統發出相關信息，通過身份識別與定位使醫護人員或患者家人能在最短時間內進行處置[3]。智能傳感器主要由微處理系統、電源、智能檢測系統、顯示部件、通訊系統和電極組成。智能傳感器采用微型化設計：①電源采用單壓式開關方式，通過發光二極管(light emitting diode，LED)進行間歇式顯示[4]；②通過WiFi或藍牙進行通訊，速率＞1 Mbps，需在10 s之內建立連接，最多可登錄36臺，數據內存每5 ms進行采樣；③容量支持對所有數據進行48 h的記錄并可回放(如圖3所示)[5]。

圖3 智能傳感器原理框圖

2.3 數據終端

數據終端是無線接收模塊通過手機或顯示終端，選用與無線發送模塊，該模塊與現有信息接口，通過云服務將體溫數據上傳并顯示(如圖4所示)。

圖4 體溫顯示界面圖

2.4 信息平臺處理中心

采用信息平臺的主控處理中心軟件系統收集、分析、處理及存儲所有采集數據，其中分為服務端和客戶端兩部分。

(1)系統在服務端部分功能包括：①從客戶端采集體溫信息；②從主系統數據庫中(醫保中心或醫院信息系統(hospital information system，HIS)服務器獲取患者的基本信息(包括姓名、ID號、病區及床號等)；③處理上述的數據并保存數據；④根據客戶端的請求將相應的數據發給客戶端(護理站)。

(2)系統在客戶端收集本地的數據信息，根據需要處理這些相關信息并以圖表的形式顯示給用戶，同時上報所有采集的信息給服務端。

3 基于云平臺體溫測量系統功能

體溫測量系統通過云管理平臺服務和采用軟件、硬件，能夠充分保證醫院各項業務系統的安全性能，完美支持虛擬化。系統可根據醫院的業務需求而定制設計范圍，真正從業務角度出發進行分析與設計；通過虛擬化技術徹底擺脫以往各業務系統的煙囪式架構，從而實現資源整合，充分利用以往1/2甚至更少的計算資源滿足各業務系統的需求，隨著未來應用系統的增多，其優勢將逐步顯現。通過對本系統的建設，當任何節點出現故障時對前端業務均無任何影響，可有效保證醫院各項業務系統的連續性，優化應用業務的高性能，實現應用交付的獨立性，并可降低使用成本。

系統根據功能需求可以實現：①狀態巡測，系統主機(護士站)可巡測各接收模塊的工作狀態；②實時抄錄，系統可根據臨床需要，任意設置抄錄各患者體溫信息；③體溫分析，系統可對患者住院期間的體溫變化，按需要描繪出一張完整的體溫變化曲線圖；④根據病區需要，可任意設置體溫測量時間和頻率；⑤根據病區需要，可自動繪制不同的體溫變化曲線，設置體溫上限和下限報警溫度。

4 結語

基于云的體溫測量系統設計的智能體溫系統，其體積小，集成心電、體溫于一身，可與Android軟件聯動，實現采集數據的實時顯示，隨時隨地掌控體溫監測對象的狀態，并能給出精確的數據分析。同時，可以在內存中記憶36 h的采集數據，實現歷史數據察看和回放，當體溫有異常時，可自動通過短信或撥打電話的方式向預先綁定的體溫監測對象發出相關信息，現實體溫的智能測量和處理。

[1] 歐偉明，鄧新群.網絡化電子體溫測量系統的研制[J].解放軍護理雜志，2014(18)：69-71，74.

[2] 胡志平，阮祥才.信息管理和質量控制應用系統的研發[J].中華醫學研究雜志，2005，5(9)：884.

[3] 張新.管理信息系統[M].北京：機械工業出版社，2010.

[4] 陳廣飛.無線遙測電子體溫計的研制[J].醫療衛生裝備，2004，25(8)：8-9.

[5] 沈顯威，俞夢孫.多通道溫度測量系統設計[J].醫療衛生裝備，2007，28(8)：23-25.

[6] 屈學民，柏亞玲，楊繼慶，等.醫用單總線體溫測量系統的研制[J].醫療衛生裝備，2006，27(8)：29-30.

[7] 張全禹，孫培剛，李懷亮，等.基于nRF905無線模塊的體溫測量系統設計[J].綏化學院學報，2013(2)：157-160.

[8] 張日欣.基于MLX90614的非接觸式體溫測量系統設計[J].軟件導刊，2009(3)：23-25.

[9] 孫旭東，張躍.基于AD8232和MLX90615的心電與體溫測量系統設計[J].傳感器與微系統，2014(9)：81-84.

[10] 梁明坤，陳關君，楊熠，等.基于WiFi的體溫監測傳感器設計[J].應用科技，2011(6)：25-29.

[11] 王磊，伍治平，成名.一種支撐云管理平臺的CMDB設計方法[J].冶金自動化，2015(1)：13-18.

[12] 張仕成.基于Google Android平臺的應用程序開發與研究[J].電腦知識與技術：學術交流，2009(10)：7959-7962.

[13] 侯小華，胡文東，頊紅雨，等.基于ZigBee無線傳感器網絡技術的患者體溫檢測系統設計[J].醫療衛生裝備，2010，31(2)：65-66.

[14] 陳勁松，徐學群.基于以太網的醫院病人體溫遠程自動檢測系統設計[J].現代電子技術，2011(15)：60-62.

[15] 韋哲，程自峰.動態體溫數據記錄與分析系統的研制[J].醫療衛生裝備，2006，27(9)：13-14.

Design of temperature measurement system based on cloud platform/WU Bo, WANG Dan, ZHANG Chun-xia// China Medical Equipment,2015,12(9)∶68-71.

Objective∶ Elaborated the system cloud platform based on wireless coverage of automatic temperature measuring system, complete the body temperature measurement, collection, transmission and processing, discusses the intelligent temperature monitoring in the medical role in the process of practical application. Methods∶ through the establishment of information system cloud and accurate and the design of the portable detector, by constantly monitor the temperature; put forward the study of the importance of the temperature in the clinical diagnosis and treatment. Results∶ based on the information platform, the real temperature of the intelligent detection, which changes the traditional temperature measurement model. Conclusion∶ the clinical information and make full use of the equipment and software resources of integration, further perfecting the existing function of hospital information system, reduce the work intensity of medical staff, improve the utilization of medical resources.

Wireless cloud platform; Temperature measurement; Smart sensors; Signs information; Temperature display terminal

吳波,男,(1974- ),本科學歷，工程師。滕州市中心人民醫院器械科，從事醫療設備的維修和管理工作。

2015-04-11

①滕州市中心人民醫院器械科 山東 棗莊 277500

②解放軍第305醫院物資采購管理辦公室 北京 1000171

③軍事醫學科學院實驗儀器廠 北京 100850

*通訊作者：zcx0302@126.com

DOI∶ 10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.09.021