基于微信公眾平臺的醫療設備管理系統的開發與應用

耿向南

南京醫科大學第一附屬醫院 臨床工程處，江蘇 南京 210029

基于微信公眾平臺的醫療設備管理系統的開發與應用

耿向南

南京醫科大學第一附屬醫院 臨床工程處，江蘇 南京 210029

目的基于微信公眾平臺，開發一套醫療設備管理系統，設備管理及使用人員既可以通過手機微信客戶端對醫療設備的開關機狀態進行實時監測，也可以對設備使用的歷史數據進行查詢。方法基于電流互感器，設計跟隨設備的模塊，在檢測電流的同時不影響設備正常工作。模塊以Wi-Fi方式連接醫院內無線網絡，將數據發送至服務器，微信服務器調取數據后與用戶進行交互。結果使用該系統對我院部分科室設備進行監測，用戶使用方便，界面友好，取得了很好的效果。結論該系統能夠很好地監測醫院醫療設備的開機情況和統計設備使用率，為院內設備調配提供了技術支持，也能夠使設備管理部門對設備的使用情況進行精確掌控。

微信公眾平臺；醫療設備管理；醫院信息化；電流互感器；呼吸機；監護儀

引言

醫療設備作為醫院固定資產的重要組成部分，是醫院建設發展及教研的物質基礎。醫療設備使用率作為衡量醫療設備效能的重要指標，一直都被設備管理及使用科室所關注。提高儀器設備的使用率，充分發揮醫療設備的使用價值，能夠優化資金占用比重，獲得更好的經濟效益[1-4]。本文基于微信公眾平臺開發了一套醫療設備管理系統并應用于我院部分科室，該系統主要具備兩個功能：① 對醫院重要醫療設備的開機情況進行實時監測，如呼吸機、監護儀等；② 對設備的使用情況進行自動統計，以文字消息、柱狀圖、餅圖等形式展現。

1 系統設計

設備管理系統的開發主要包含硬件及軟件兩部分：硬件部分為跟隨機器的模塊，包括電流檢測電路與無線傳輸模塊，軟件部分包括socket編程、數據庫、網頁編程及微信公眾平臺的實現。系統流程圖，見圖1。模塊與設備相連，連接醫院覆蓋科室的無線網絡，把檢測到的數據發送至網絡服務器中，進行處理后與用戶微信客戶端進行交互。實現了微信查詢設備狀態的流程。

圖1 系統流程圖

1.1 硬件部分設計

1.1.1 電流檢測模塊

本文通過檢測設備工作電流對設備的開機狀態進行判斷。為設備配備跟隨設備的模塊，檢測工作電流，體積小，重量輕，不影響設備的正常使用。模塊電路圖，見圖2。T1為穿芯式電流互感器，變比為1000∶1，通過電流互感器[5]進行隔離，可在不影響設備電流的情況下進行檢測。取設備零線穿過電流互感器，則在次級回路中產生一個電流I2=n*I1/1000，I1為設備工作電流，n為零線穿過電流互感器的匝數。經過差分放大后進行A/D檢測，采樣頻率為1000 Hz，采樣時長10 ms，取最大值為峰值。

1.1.2 無線模塊的選擇

隨著物聯網技術的發展，可供選擇用于短距離無線傳輸模塊越來越多，從433 MHz的CC1100到2.4 G的ZigBee等，被廣泛用于醫療器械中[6-7]。但區別于設備相對集中的冷鏈監測及機房監測等，所需監測醫療設備涉及科室眾多，并且要具備很強的擴展性。要將數據都傳送到服務器上則需架設較多中繼點，實現起來較為困難。因此需要選擇方便經濟的方案，通過Wi-Fi連接則是較為合適的選擇。本文選擇了ESP8266串口轉Wi-Fi模塊，該芯片支持802.11 b/g/n，與主流路由器通用，通過串口與單片機進行AT指令交互，具備Station模式、softAP模式以及Station+softAP共存模式，工作電壓3.3 V。MCU采用MSP430F149，與ESP8266的電平一致，不需額外設計電平轉換電路，并且MSP430F149具有12位A/D功能，不需要額外配備A/D芯片。MCU通過AT指令可以控制ESP8266連接指定的路由器，與服務器進行TCP連接，并且將檢測到的設備狀態以預設的格數據包格式發送至服務器。我院科室均有無線網絡覆蓋。所設計的模塊實拍圖，由MCU，電流檢測電路，220 V轉3.3 V模塊以及Wi-Fi模塊組成，見圖3。

圖2 模塊電路圖

圖3 模塊實拍圖

1.2 軟件部分設計

1.2.1 開機監測功能

服務器端通過SOCKET編程對指定端口進行監聽，接收模塊所發送的數據包，解析后得到數據包來源及內容，存入本地數據庫所對應的表中。本文使用的服務器不具備公網IP，向運行商申請固定IP專線并不經濟，因此Wi-Fi模塊端與服務器的連接需要通過一些軟件的支持，本文通過“內網版花生殼”申請二級域名，進行端口映射設置，可建立起模塊與服務器之間的TCP連接。模塊以每分鐘一個數據包的頻率將所檢測到的電流數值發送至服務器，不同的設備開機待機電流均不相同，服務器端根據所接收到數據及所設定閾值來判定設備處于開機、待機或離線狀態。

1.2.2 設備使用率統計

制作網頁，以網頁的形式接入服務器，同樣的，通過花生殼映射80端口。在網頁接入時選擇模塊ID號及時間段，即可使服務器端對數據庫中的數據進行分析，統計一周內、一月內及一年內的使用時長，以直方圖及餅圖的形式顯示，并對不同時段的使用比例進行統計。

1.2.3 微信公眾平臺的實現

微信是騰訊公司推出的一款為智能終端提供即時通訊服務的應用程序，微信支持跨通信運營商、跨操作系統平臺，通過網絡快速發送包含文本、圖片、語音等消息[8]。通過對微信公眾平臺的開發，可實現通過移動終端連入系統，查詢設備的實時開機情況及使用情況。公眾平臺開發要求開發者設置URL及Token（用來驗證）。URL指向用于指向服務器，公眾平臺服務器要求接入開發者計算機的端口必須為80，非80端口無法正常的接收和發送數據。

公眾平臺服務器的連接請求通過HTTP的GET參數傳輸，會額外帶上signature、timestamp、nonce三個參數，signature是對timestamp、nonce及Token進行SHA1加密后的字符串，服務器收到公眾平臺服務器的請求后同樣進行加密算法，得到signature，與公眾平臺服務器的signature對比，從而排除惡意第三方的連接。

本文使用PHP進行開發，在用戶微信客戶端向設備服務器發送不同類型的消息時，微信公眾服務器會將所對應的以特定格式的XML形式發給公眾賬號服務器，包含發送方的ID，消息類型以及消息內容等。在設備服務器對XML進行解析后則可讀取用戶客戶端所發出的請求，從本地數據庫中讀取相應數據并進行計算后以XML格式發回給公眾平臺服務器，在用戶微信客戶端則能接收到相應數據。

2 結果

使用本文設計的系統對醫院醫療設備進行管理，選擇了較為典型的設備如呼吸機、監護儀。則分布于不同科室設備的狀態一目了然，在遇到緊急情況，需要調配時，無需打電話詢問科室即可對設備的狀態進行掌控。微信公眾平臺對設備狀態實時監測圖，見圖4a。向公眾賬號發送問號則反饋設備實時開機狀態，任意輸入時間段則會計算出設備在對應時間段內的總開機時長。只需要通過簡單的命令就可以通過文字消息的方式調取實時開關機狀態和查詢對應時間段設備使用飽和程度。大大方便了設備管理人員及使用科室人員對設備運行狀態的掌控。微信公眾平臺通過發送網頁鏈接的方式，用直方圖的方式查看某臺設備在一周內每天的開機時長，見圖4b。同樣，也可以調用一個月、一年內的開機時長。

圖4 微信公眾平臺顯示圖

根據我院實際情況，對設備的使用情況開發了自動統計功能。例如，對其中一臺設備使用時段的比例以餅狀圖的方式進行顯示（圖5a），可以幫助設備管理人員掌控設備使用飽和時段，做好相應的設備調配準備工作。圖5b則是對設備使用飽和天數進行分析，把設備使用的情況分為3類：① 使用小于1 h的天數，對應于較少使用；② 使用時間在1～4 h內的天數，對應于正常使用；③ 使用時間大于4 h的天數，對應于飽和使用。根據我院經驗，在設備使用時長大于4 h的天數超過75%時，認為設備使用飽和程度較高，一定程度上可以對設備的采購進行指導，而使用時長小于1 h的天數超過50%時，則認為設備處于較少使用狀態。

圖5 設備使用統計圖

3 結論

本文利用微信這一常用的手機軟件，構建了微信公眾平臺，開發了設備管理的多個功能，與醫院醫療設備相連，取得了很好的效果。主要具備如下意義：

（1）對重要設備的使用時長進行嚴格掌控，設備管理人員可提前進行預防性維護保養。

（2）對重要設備的實時狀態進行監測，為院內科室間設備調配提供技術平臺。

（3）對使用耗材的設備的使用情況進行監測，優化耗材使用。

（4）掌控設備的使用情況，為采購提供技術支持。

（5）輔助日常設備巡檢工作。

（6）代替設備使用登記本的手工記錄。

這一系統目前在我院多科室使用，在需要進行設備調配時，只需要向微信公眾平臺賬號發送簡單的命令即可獲得未在使用設備所在的科室，取代了電話咨詢，節省時間提高效率。飽和時段統計與設備飽和使用天數的統計可對設備的采購起到直接指導作用，設備使用率的高低決定了各科室對設備采購的需求先后，避免了重復購買、資源浪費。我院所有建筑均有院內Wi-Fi覆蓋，這一有利條件也使得所有科室均可將設備連入系統，整合資源，更大地提高設備使用率，更好地為患者服務。

[1]徐暉.淺論醫院設備管理[J].醫療裝備,2009,22(9):29-31.

[2]郭麗,高瑛,丁改鳳,等.淺談如何加強醫院醫療設備的管理[J].基層醫學論壇,2013,(31):4185-4186.

[3]胡艷輝,朱廣喜.醫療設備效益分析及管理系統的開發與應用[J].中國醫學裝備,2011,8(11):38-40.

[4]于京杰,湯黎明.論AB類醫療設備使用率考核方法[J].中國醫療設備,2003,18(5):49-50.

[5]張可畏,王寧,段雄英,等.用于電子式電流互感器的數字積分器[J].中國電機工程學報,2004,24(12):104-107.

[6]吳飛,張矚熹,楊宏橋,等.基于Zigbee的醫院機房無線監控系統設計[J].醫療衛生裝備,2008,29(12):55-56.

[7]王玉柱,鄭文嶺,馬文麗,等.基于ZigBee的醫院病人追蹤定位系統設計[J].微計算機信息,2010,26(2):55-56.

[8]張青青,張倩,高璐.微信公眾平臺在高校中的應用[J].電子技術與軟件工程,2014,(11):42.

Development and Application of Medical Equipment Management System Based on WeChat Public Platform

ObjectiveTo develop a management system for medical equipment based on WeChat public platform so that equipment manager and department personnel can monitor equipment status in real time and check historical data of equipments.MethodsBased on current transformer, modular was designed to detect electric current without affecting normal operation of the equipment, and connected it to the wireless network by Wi-Fi and sent data to the server. Data retrieved by WeChat server and then interacted with user.ResultsThe system is used to monitor department equipments of the hospital and good results has achieved due to its friendly and convenient interface.ConclusionThe system can well monitor the status of the medical equipment and conduct utilization rate statistics, which provides technical support for the deployment of hospital equipment and enables equipment management department to precisely control the usage of devices.

WeChat public platform; equipment management system; hospital informatization; current transformer; ventilator; monitor

GENG Xiang-nan
Department of Clinical Engineering, The First Aff liated Hospital of Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210029, China

R197.32

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.12.010

1674-1633(2016)12-0042-04

2016-03-09

2016-08-02

作者郵箱：geng0703255@126.com