一種基于移動(dòng)終端的醫(yī)院智能建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)研究

李頻

（南京市中醫(yī)院江蘇南京210001）

近年來(lái)，隨著智能技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)的推動(dòng)，我國(guó)醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展也比較快。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)也開始從傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)模式向智能技術(shù)方面發(fā)展，醫(yī)療手段和醫(yī)學(xué)模式向高科技發(fā)展的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。從醫(yī)院建筑形態(tài)和特點(diǎn)進(jìn)行分析，介紹智能技術(shù)在醫(yī)院建筑電氣監(jiān)控方面的應(yīng)用，通過各種智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、靈活性、人性化醫(yī)療服務(wù)。本文主要以移動(dòng)終端技術(shù)為背景，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)醫(yī)院智能建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院服務(wù)水平的提高。

1 醫(yī)院智能建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

本次研究利用智能終端技術(shù)構(gòu)建一個(gè)最基本的ZigBee醫(yī)院病區(qū)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，醫(yī)院建筑電氣監(jiān)控?zé)o線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般采用形狀無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建，系統(tǒng)內(nèi)部?jī)H僅有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器一般設(shè)置在醫(yī)院的智能值班室內(nèi)，主要功能是建立和管理無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并且能顯示當(dāng)前整個(gè)系統(tǒng)狀況，并將收集到的所有數(shù)據(jù)發(fā)送到每個(gè)病房樓。利用輪訓(xùn)方式對(duì)值班室的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器實(shí)施RFD節(jié)點(diǎn)掃描。一旦患者發(fā)出呼叫請(qǐng)求，RFD節(jié)點(diǎn)就會(huì)接收到將按鍵值發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的命令，并及時(shí)執(zhí)行此命令，將請(qǐng)求及時(shí)發(fā)送到值班室。如果RFD節(jié)點(diǎn)沒有呼叫請(qǐng)求，此節(jié)點(diǎn)采集到環(huán)境基本信息如濕度、溫度后，將這些信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中，使值班室的人員能夠?qū)崟r(shí)掌握病房信息。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體構(gòu)建

基于移動(dòng)終端的醫(yī)院智能建筑系統(tǒng)，在實(shí)際系統(tǒng)構(gòu)建匯總服務(wù)器端口一般采用比較成熟的Windows2003作為服務(wù)器操作系統(tǒng)，服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用微軟SQLServer2005和匯總段設(shè)備保持良好較好的無(wú)縫連接，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)見圖1。電氣監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由網(wǎng)絡(luò)層、控制層和設(shè)備層構(gòu)成，各個(gè)場(chǎng)地的儀表通過屏蔽雙絞線接口實(shí)現(xiàn)。設(shè)備層的主要由智能檢測(cè)儀表單元組成，接入形式為總線形式接入戰(zhàn)機(jī)層主控單元，而傳輸介質(zhì)需要采用屏蔽雙絞線，通信功能的實(shí)現(xiàn)主要從信號(hào)采集和電路測(cè)量方面進(jìn)行分析。網(wǎng)絡(luò)層一般由通訊子站構(gòu)成，主要從設(shè)備層采集電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換分析，然后介入站控層，將處理后的數(shù)據(jù)上傳和接受站控層下傳的設(shè)定參數(shù)。再次站控層要直接接受并處理擴(kuò)展卡上傳的此號(hào)。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)形式

2.2 軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能化醫(yī)療主要利用移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)核心采用接受保健服務(wù)的人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中將這個(gè)醫(yī)療建筑均包含在內(nèi)，比如醫(yī)生、專家、病房以及醫(yī)療設(shè)備等信息都必須納入系統(tǒng)中。根據(jù)各個(gè)部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)可以將醫(yī)療信息系統(tǒng)如那件系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為4個(gè)部分：基本信息、醫(yī)療費(fèi)用、病況詳情以及醫(yī)囑處理，系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 醫(yī)院現(xiàn)代化信息系統(tǒng)軟件流程圖

醫(yī)護(hù)人員通過此系統(tǒng)能夠比較直觀、方便的查看患者、病房、醫(yī)療設(shè)備等信息，并且可以根據(jù)自己的權(quán)限對(duì)患者的醫(yī)療信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)修正和處理。這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)同時(shí)也具有身份認(rèn)證系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)據(jù)登錄名、部門自動(dòng)識(shí)別。識(shí)別系統(tǒng)主要應(yīng)用于護(hù)士和醫(yī)生的權(quán)限區(qū)別，比如在醫(yī)囑模塊：醫(yī)生對(duì)患者信息有增刪權(quán)限，護(hù)士對(duì)患者信息只有修改的權(quán)限，而沒有增減的權(quán)限；在基本信息模塊：醫(yī)生和護(hù)士均只能形式查看權(quán)限，而沒有刪減和修改信息的權(quán)限。系統(tǒng)中權(quán)限設(shè)計(jì)能夠方便的醫(yī)生、護(hù)士使用，同樣也保證信息安全性。

2.2.1 醫(yī)囑信息模塊

傳統(tǒng)的醫(yī)療信息系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)醫(yī)囑跟蹤轉(zhuǎn)抄，不能全程實(shí)施跟蹤醫(yī)囑執(zhí)行功能，此系統(tǒng)設(shè)計(jì)的醫(yī)囑信息模塊能夠執(zhí)行醫(yī)囑轉(zhuǎn)抄后真正的執(zhí)行。基于移動(dòng)終端設(shè)備的信息系統(tǒng)通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用相應(yīng)的服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)一線義務(wù)人員隨時(shí)、隨地瀏覽、查詢患者信息的功能。這個(gè)設(shè)計(jì)大大提高醫(yī)院工作效率，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院操作管理上的無(wú)紙化操作。醫(yī)囑從產(chǎn)生到處理均可以在PDA上操作，避免了原有系統(tǒng)反復(fù)傳遞信息的麻煩。醫(yī)生和護(hù)士并可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行顯示模式的調(diào)節(jié)，操作上更加方便，符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)用性和便捷性的目的。

2.2.2 病況詳情分析

病況詳情模塊主要心事很重基本診斷和臨床檢測(cè)信息，能夠?yàn)獒t(yī)生在臨床治療中提供科學(xué)的依據(jù)。此模塊中點(diǎn)擊“臨床診斷”按鈕，系統(tǒng)快速進(jìn)入臨床表現(xiàn)頁(yè)面，此頁(yè)面的主要信息包含患者基本情況信息、查房記錄等，這些信息均能夠?yàn)獒t(yī)護(hù)人員提供更方便的治療和服務(wù)，從而快速、準(zhǔn)確的為患者服務(wù)。病況詳情另一個(gè)功能是是檢測(cè)信息，包含患者血、尿檢驗(yàn)、心電圖、胃腸鏡檢驗(yàn)以及B超檢驗(yàn)等，此模塊包含患者檢測(cè)的各個(gè)項(xiàng)目，點(diǎn)擊項(xiàng)目明細(xì)就可以查看患者檢測(cè)信息。另外，在影像學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有圖片放大功能，可以實(shí)施放大、縮小、移動(dòng)等功能，點(diǎn)擊拖拉圖片，并進(jìn)行圖片處理。

2.2.3 醫(yī)療費(fèi)用模塊概括

醫(yī)院建筑系統(tǒng)中對(duì)醫(yī)療費(fèi)用的設(shè)計(jì)一般包含以下幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)：患者詳細(xì)醫(yī)療費(fèi)用、總醫(yī)療費(fèi)用，總醫(yī)療費(fèi)用包含患者治病期間所花費(fèi)的所有費(fèi)用；而詳細(xì)醫(yī)療費(fèi)用顯示的是患者具體醫(yī)療費(fèi)用。醫(yī)療費(fèi)用的詳細(xì)清單主要顯示患者治療項(xiàng)目清單；患者具體費(fèi)用的查詢可以利用時(shí)間進(jìn)行查詢。

2.3 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電路設(shè)計(jì)

基于移動(dòng)終端的玩了個(gè)節(jié)點(diǎn)電路圖見圖3，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)自身所處的環(huán)境溫度，而且能描述按鍵值，將按鍵值發(fā)送給主機(jī)，增加串口擴(kuò)展接口，如果此系統(tǒng)外接一個(gè)RS-232模塊，則可以將數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)上。

圖3 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電路圖

2.4 傳感器設(shè)計(jì)

醫(yī)院智能建筑系統(tǒng)溫度傳感器一般選擇TC77形式，穿行接口為SPI，比較適合小尺寸、低成本的系統(tǒng)應(yīng)用。溫度數(shù)據(jù)一般采用由內(nèi)部溫度敏感元件轉(zhuǎn)換得到，我們可以將它轉(zhuǎn)換成13進(jìn)位的二進(jìn)制補(bǔ)碼數(shù)字。利用SPI和Microwire實(shí)施可容接口完成通信功能。TC77有一個(gè)12位ADC，溫度分辨率為0.625，工作電流為250毫安，此傳感器尺寸比較小，而且成本比較低，使用比較方面，能夠通過CPU和SPI相連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)溫度管理的升級(jí)。

3 移動(dòng)客戶端功能實(shí)現(xiàn)

3.1 運(yùn)行信息和信息采集

移動(dòng)智能客戶端智能建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)作為作為中主動(dòng)式意見急救終端和體征信息系統(tǒng)，主要責(zé)任是上傳定位位置、負(fù)責(zé)經(jīng)濟(jì)呼救、在線互動(dòng)以及復(fù)診預(yù)約等，并建立個(gè)人健康監(jiān)測(cè)設(shè)備、接收監(jiān)測(cè)、藍(lán)牙連接以及數(shù)據(jù)暫存等，將數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存到本地3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)撒花姑娘，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)患者的異常反應(yīng)。移動(dòng)客戶端一般通過藍(lán)牙接收個(gè)人健康設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器上。首先打開個(gè)人健康設(shè)備，準(zhǔn)備測(cè)量患者體征；然后登陸一種終端APP，實(shí)施體征監(jiān)測(cè)模塊；再次在APP端搜索藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行匹配，并對(duì)連接通過的配套字成功后發(fā)起請(qǐng)求；體征測(cè)量完畢后上傳數(shù)據(jù)；最后實(shí)施數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

3.2 照明監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

醫(yī)院建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)中照明監(jiān)控對(duì)整個(gè)醫(yī)院照明系統(tǒng)有實(shí)時(shí)監(jiān)控作用，照明主要區(qū)域?yàn)椴》看髲d、手術(shù)臺(tái)、醫(yī)療設(shè)備區(qū)、走廊等，其余的一般按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，編制程序進(jìn)行控制，并監(jiān)視開關(guān)狀態(tài)，采用光傳感器監(jiān)視照明區(qū)域的亮度。照明系統(tǒng)控制方法有兩種，一種是照明回路串入系統(tǒng)接觸器，并利用DDC接點(diǎn)控制接觸器；另外是利用微處理器+通訊對(duì)智能通訊器實(shí)時(shí)全面的控制，見圖4。從圖4中可以看出接觸器、控制開關(guān)、掉光器等內(nèi)置處理器和存儲(chǔ)單元用雙絞線連成網(wǎng)絡(luò)，并利用控制總線協(xié)議實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)控制。

圖4 照明電路控制系統(tǒng)

3.3 空調(diào)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)一般按照溫度、濕度等進(jìn)行設(shè)置，采用空調(diào)技術(shù)的室內(nèi)空間利用各種設(shè)備和冷熱介質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)分析。進(jìn)風(fēng)要根據(jù)人對(duì)空氣新鮮感的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，空調(diào)的進(jìn)風(fēng)口和風(fēng)管組成進(jìn)風(fēng)部。空氣過濾采用進(jìn)風(fēng)部分引入的信封，必須經(jīng)過過濾除去大顆粒塵埃后才能進(jìn)入進(jìn)風(fēng)口。空氣的輸送和分配首先將調(diào)節(jié)好的空氣均勻的輸入空調(diào)房間中，以便能夠保障空調(diào)溫度場(chǎng)的正常運(yùn)輸，空調(diào)空氣輸送分配任務(wù)，并由不同的風(fēng)機(jī)完成。

3.4 空氣環(huán)境設(shè)計(jì)

一些新的研究成果表明，香氣確能影響人的精神、情緒，改善人的生理和心理反應(yīng)。臨床實(shí)驗(yàn)表明15種香氣對(duì)心血管疾病、氣喘、高血壓、肝硬化、神經(jīng)衰弱、失眠等患者有輔助治療作用。然而在現(xiàn)實(shí)生活中，醫(yī)院是各種病菌的匯集場(chǎng)所，醫(yī)院往往產(chǎn)生多種不良?xì)馕叮共∪穗y適應(yīng)，常引起厭煩、心、嘔吐等反應(yīng)，從而影響食欲和睡眠。可見潔凈清新的空氣對(duì)病患的益處不言而喻。醫(yī)院建筑中智能的空氣系統(tǒng)的一個(gè)主要特征就是室內(nèi)環(huán)境的氣候人工化。即用智能人工手段在醫(yī)院建筑空間內(nèi)創(chuàng)造出舒適的氣候環(huán)境來(lái)滿足醫(yī)療作業(yè)的需要。其中最重要的手段是建筑空調(diào)系統(tǒng)。智能化的醫(yī)院建筑所裝備空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)是其啟動(dòng)與停止同智能化體系有著密切的聯(lián)系。它按照室內(nèi)空氣環(huán)境所需的各種參數(shù)值，根據(jù)不同的功能用房、季節(jié)氣候條件、工作時(shí)間等因素編制成自動(dòng)調(diào)控的操作程序和相關(guān)指令等，事先輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)，進(jìn)行處理，對(duì)建筑物內(nèi)不同功空間進(jìn)行人工氣候調(diào)節(jié)。醫(yī)院建筑的智能空調(diào)系統(tǒng)也是改善嗅覺環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。可以在在空調(diào)系統(tǒng)中輸入香氣，為患者提供更好的治療和康復(fù)患者。日本推出了“森林浴”空調(diào)系統(tǒng)，其突出特點(diǎn)是在系統(tǒng)中脫臭除二氧化碳，加入植物殺菌素氣體和森林效果音響，起滅菌、鎮(zhèn)靜、消除疲勞的作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)終端的智能醫(yī)院建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須要利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)醫(yī)院建筑系統(tǒng)實(shí)施總體方案設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)總體布局和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)實(shí)施詳細(xì)的設(shè)計(jì)分析，并分析不同系統(tǒng)的不同功能實(shí)現(xiàn)，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行技術(shù)實(shí)現(xiàn)，有效的提高系統(tǒng)擴(kuò)展性和系統(tǒng)性能，促進(jìn)現(xiàn)代化醫(yī)院服務(wù)水平的提高。

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