新生兒數字化查房系統的實現

湯福南，敦煌俊秋，張可，劉賓,朱松盛，吳小玲

南京醫科大學 基礎醫學院 生物醫學工程系，江蘇 南京 210029

新生兒數字化查房系統的實現

湯福南，敦煌俊秋，張可，劉賓,朱松盛，吳小玲

南京醫科大學 基礎醫學院 生物醫學工程系，江蘇 南京 210029

本研究采用RFID技術和藍牙技術對我院原新生兒查房系統做了改進。系統身份識別卡片選用圓幣式的感應式智能IC卡，讀卡設備采用RC522射頻讀卡模塊；數據傳輸采用CC2530單片機和藍牙BLK-MD-BC04-B模塊；智能終端基于現有的智能手機或者平板電腦開發，與讀卡設備通過藍牙協議進行數據傳輸。系統通過網絡接口與醫院信息系統（HIS）進行數據交流。通過模擬實驗證實了系統的可行性和穩定性，實現了對新生兒查房數字化、智能化。

新生兒查房系統；RFID；藍牙技術；智能終端

0 引言

醫護人員每天要對醫院內所有新生兒進行查房，每隔一段時間詢問家屬排便或排尿以及吃奶情況，以及對新生兒進行體溫、體重等測量。尤其是早產兒放在保溫箱中與母親隔離，更需要被密切觀察并及時記錄，這些都被記錄在新生兒床邊的一個記錄本上。另外，醫護人員在查房時仍需要查找以往記錄并判斷某些生命體征的趨勢，否則可能對新生兒的身體情況判斷不準確。特別是新生兒某些特定的生理參數需要進行人工計算才能得出判斷，這些都增加了醫護人員的工作難度。

現階段大多數醫院都已經對新生兒帶上信息手環、腳環，記錄新生兒出生日期以及母親的姓名等。然而這些并不能用來做新生兒生命情況的記錄，因此部分醫院使用RFID移動查房車[1]配合查房，但查房車體積較大，內置的計算機維修繁瑣，UPS電池更換頻繁造成諸多不便。

針對以上問題，本研究使用RFID技術[2]以及藍牙技術在醫院新生兒的查房管理系統做了改進，采用手持式身份識別設備采集信息，并與醫院信息系統（HIS）結合，實現數字化查房，進而可實現智能化醫院。其優勢有：系統實現了智能化和設備的便攜化；自動身份識別，并能防止嬰兒抱錯；自動計算體征參數并給出判斷結果，在提高效率的同時減少錯誤；查房報告直接錄入并存入醫院信息系統，實現無紙化查房。

1 系統總體設計

本系統功能應優于現有的新生兒腕帶管理，在能夠標識新生兒身份的前提下，還能夠把體溫、體重、吃奶、排便以及排尿等情況的頻繁手寫記錄的方式替換成用智能終端更新到數據庫的方式；優于現使用的RFID技術查房的系統[3-4]，不僅能夠在智能終端更新數據以及查閱記錄，還能夠在智能終端處理某些生理參數的復雜運算并給出判斷結果。

（1）本系統RFID身份識別卡片選用的是圓幣式的感應式智能IC卡[5]，讀寫距離在10 cm以內，工作頻率為13.56 MHz，尺寸規格為直徑30 mm，每張卡有唯一的32位序列號，它可以掛在新生兒腳上并發送無害的射頻信號，方便新生兒佩戴的同時也有利于醫護人員進行查房。

（2）讀卡設備是身份識別的主要設備，其尺寸為72 mm×69 mm，相當于半個手機大小，包括RC522射頻讀卡模塊，CC2530單片機和藍牙BLK-MD-BC04-B傳輸模塊[6]。CC2530單片機是一款完全兼容8051內核，支持IEEE 802.15.4協議的無線射頻單片機，CC2530與RC522通過SPI總線方式相連接，主要功能是采集新生兒身份信息；藍牙BLK-MD-BC04-B傳輸模塊的作用是將數據轉換成串口數據格式發送至智能終端。

（3）智能終端利用現有的智能手機或者平板電腦，在此基礎上進行客戶端的開發。智能終端與讀卡設備通過藍牙協議[7]進行無線數據傳輸（圖1）。醫護人員手持的讀卡設備讀取放置在每個新生兒腳上的RFID身份識別卡片，ID號由CC2530單片機通過藍牙發送到智能終端；智能終端[8]再把ID號發送到HIS進行數據請求，通過HIS進行ID匹配后再返回新生兒信息和以往記錄。使用智能終端可查閱以往情況，并可增加查房記錄。

圖1 醫院新生兒智能化無紙查房流程圖

2 軟件設計

系統軟件設計由手持讀卡設備軟件設計以及智能終端軟件設計兩部分組成。

2.1 手持讀卡設備軟件設計

當醫護人員需要查房時，手持無線讀卡裝置對新生兒腳上的ID卡進行掃描，得到的信息會通過無線讀卡裝置上的藍牙發送到醫生的智能終端，智能終端只需開啟藍牙設備完成配對就可以顯示出該新生兒的具體信息，在做完檢查的同時，醫護人員增加一次查房記錄并將信息輸入手機即可（圖2）。

圖2 讀卡流程圖

讀卡開始需要對讀卡設備進行初始化操作，單片機保持在等待狀態，等待卡片進入到讀卡區域后進行尋卡操作，尋到卡后再直接讀取標簽里的內容，并存儲至單片機的寄存器中，操作結束后繼續設置讀卡器進入判斷是否有卡進入狀態，等待電子標簽再次進入可讀范圍，該過程一直反復執行。

可使用字符串發送函數UART_sendstr(dat)向藍牙發送AT指令進行相關操作，如發送AT+BAUD=115200，即設置波特率為115200；發送AT+PIN=cfxt0001，即設置藍牙配對密碼；發送AT+SEARCH搜索并連接新的藍牙從屬設備。藍牙發送函數如下：

UART_sendstr(“AT+BAUD=115200”);//設置波特率為115200

UART_sendstr(“AT+PIN=cfxt0001”);//設置藍牙配對密碼

UART_sendstr(“AT+SEARCH”);//搜索并連接新的藍牙從屬設備

2.2 智能終端軟件設計

智能終端目前是基于Android操作系統的手機或者平板電腦，因此主要使用Java開發。智能終端在和對方BLK-MD-BC04-B藍牙模塊配對成功后，通過自帶的軟件界面讀取或錄入數據，軟件可以快速統計特定生理參數的走向趨勢或者處理某些參數的復雜運算。

調用藍牙協議棧之前需要在Android Mainfest.xml文件進行注冊，使得軟件有訪問藍牙的相應權限。其代碼如下：

＜Uses-permission andro:name="andro.permission. BLUETOOTH"/＞

＜Uses-permission andro:name="andro.permission. BLUETOOTH_ADMIN"/＞

BLUETOOTH Adapter指本地藍牙適配器，即用戶客戶端的藍牙設備。BLUETOOTH Device指遠程的Bluetooth設備，即遠程需要連接的藍牙設備。打開本地藍牙的過程為：先獲得本地藍牙適配器，然后打開本地藍牙。其一般代碼為：

private BluetoothAdapter blutoothadapter = Bluetooth Adapter. getDefaultAdapter();

//獲得本地藍牙設備；

Intent intent=new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_ REQUEST_ENABLE);

startActivityForResult(intent, 1);

軟件主界面包括4個按鈕，分別是病員定位按鈕、病情記錄按鈕、警報日志按鈕和幫助按鈕。其中病員定位，即實現對新生兒床位的定位，在醫護人員使用手持讀卡設備獲取RFID身份識別卡片的ID號后，可以獲取匹配的新生兒床位號，最后由醫護人員判斷是否與當前床位相符合，所以可用于防止新生兒抱錯；病情記錄，實現了新生兒各項體征參數的記錄，同時對需要運算的特定參數進行現場運算得出判斷結果；警報日志，實現了對某些生命參數的趨勢變化分析，并可彈出警告提示；幫助，是對智能終端軟件的詳細介紹。軟件基本流程圖，見圖3。

圖3 軟件流程圖

其中數據處理主要是對智能終端輸入的信息進行處理打包成相應的數據包格式，然后通過網絡接口與HIS進行數據交流；反之，把從HIS中獲取的信息處理成智能終端需要的數據包格式。數據處理也包括對需要計算的特定參數進行現場運算得出判斷結果，如新生兒黃疸[9]檢測后的數值根據不同范圍可分別判斷為：① 正常，不需要特別關注；② 偏高，需要進行關注；③ 高，需要進行藍光治療或者藥物治療等。

網絡接口使用Socket編程，Socket使用TCP/IP協議與HIS進行數據傳輸[10]。HIS與智能終端軟件至少進行3次數據交流：

第一次數據交換為智能終端向HIS發出數據請求并上傳終端號、ID號以及新生兒入院時在HIS中建立的個人信息，數據包格式為：終端號、個人信息、ID號。第二次數據交換為HIS匹配ID號后，將新生兒以往記錄發送到智能終端，數據包格式為：ID號、個人信息、時間及以往記錄。第三次數據交換為醫護人員通過智能終端輸入新增記錄，并上傳到HIS，數據包格式為：ID號、個人信息、時間及新增記錄。

通過以上操作，使醫護人員查房時可以在智能終端上查閱及更新新生兒的各項生理指標等信息。數據庫操作界面和數據庫更新界面，見圖4～5。數據庫操作界面下方顯示的信息為已錄入的新生兒信息，該界面可添加新生兒人員信息；另外，在數據庫更新界面中黃疸值依次為新生兒頭、胸、腹3個部位檢測的數值，輸入完畢后會立刻顯示平均值以及對應膽紅素的水平值，方便醫護人員進行判斷。

圖4 數據庫操作界面

圖5 數據庫更新界面

3 結論

系統在采用RFID電子標簽對新生兒進行身份識別的同時，使用智能終端連接HIS對新生兒的身體情況進行數字化錄入，并可以現場處理特定參數運算以及給出判斷結果，實現了智能化查房。其具體意義在于：在查房時可以快速查閱新生兒以往的身體情況，節省時間；使用便攜的設備更新HIS中新生兒的信息，避免了二次錄入；系統能夠在智能終端處理某些生理參數的復雜運算并給出判斷結果，提高其準確性和工作效率。

同時本系統有諸多擴展應用，如未來系統可以應用于老年福利院和一些大腦受損以及由于其他病因不能與醫護人員正常溝通的病人。在安全性能逐漸升級的今天，本系統中病人的部分信息還可以向病人家屬開放，讓家屬在沒有陪同病人的情況下了解病情狀況、治療方案及治療完成進度等，甚至可以開通移動支付功能，實現透明的醫療支出管理。

[1] 陸祺湞,金延.RFID移動查房車在醫院的應用[J].醫學美學美容(中旬刊),2014,(1):331-333.

[2] Davis S,Tagging along.RFID helps hospitals track assets and people[J].Health Facilities Management,2004,(12):20-24.

[3] 王博冉,晁勇,帥萬鈞,等.基于RFID技術的醫療設備盤點統計方法[J].中國醫療設備,2014,(4):90-91,154.

[4] 孫靜.基于RFID的醫療檔案信息化管理系統[J].中國醫療設備,2014,(4):54-56,70.

[5] 李彩紅.無線射頻識別(RFID)芯片技術[J].現代電子技術,2007,30(11):56-58.

[6] 劉景夏,胡澄,陳姝,等.藍牙技術在現代醫療電子設備中的應用[J].電子世界,2013,(18):30-31.

[7] 徐超漢.無線局域網及其協議[J].華南金融電腦,2001,(8):74-75.

[8] 唐雄,張巨發,段昌奉,等.基于移動智能終端的醫院管理決策支持系統開發及應用[J].現代儀器與醫療,2013,19(1):47-49.

[9] 符寶銘,韋蓉.新生兒黃疸研究進展[J].包頭醫學院學報,2011, 27(4):132-133.

[10] 楊絢淵,蔣建武.基于嵌入式構件的醫療物聯網關軟件設計與實現[J].制造業自動化,2012,34(21):141-143,40.

Realization of the Digital Ward Round System for Newborns

TANG Fu-nan, DUN-HUANG Jun-qiu, ZHANG Ke, LIU Bin, ZHU Song-sheng, WU Xiao-ling,
School of Biomedical Engineering, College of Basic Medicine, Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210029, China

The research adopted the RFID technology and Bluetooth technology to improve the ward round system for neonatal patients. The coin-shaped inductive and intelligent IC card was chosen to use as the system identification card. The portable card reader equipment adopted the RC522 radio frequency card reader module; data transmission adopted the CC2530 single chip microcomputer and the Bluetooth module BLK-MD-BC04-B; based on the current development smartphones and tablet computers, data exchange can be conducted between intelligent terminals and card-reading equipment in hospital information system by using the RFID and Bluetooth technology. The system can exchange data with the hospital information systemviathe network interface. Through simulation experiments, the feasibility of and stability of the system was confirmed. The system can help with the realization of the digitalization and intellectualization of the ward round system for neonatal patients, also can improve the efficiency of the medical staff and hospital service quality.

ward round system for newborns; RFID; bluetooth technology; intelligent terminal

TP311.52

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.03.027

1674-1633(2016)03-0105-03

2015-09-02

2015-09-11

國家自然科學基金項目（青年基金，61401217）。

吳小玲，教授。

通訊作者郵箱：bmewxl@163.com