醫院呼吸機管理平臺設計與實現

劉凱，龍達，何明才，肖翾

邵陽市中心醫院 a. 醫學裝備部；b. 科教部；c. ICU病區；d. 應急辦，湖南 邵陽 422000

引言

隨著國內醫療設備的廣泛應用，相應的管理在醫院運營中的地位愈發重要[1]。《醫療器械監督管理條例（2014）》要求醫療設備風險分類管理，加強事中與事后監管，開展醫療器械再評價等措施，最終實現醫療設備在生產、經營等產品全周期中的安全及高效監管[2]。2017 年《國務院關于修改〈醫療器械監督管理條例〉的決定》依然要求按照風險程度對醫療器械實行分類管理，應當對大型醫用設備的使用狀況進行監督和評估。為了實現這個目標，醫療設備資產的全生命周期管理應運而生，各醫院積極提升其醫療設備信息化水平，并開發形成了適應各醫院運行的醫療設備管理系統[3-5]。例如，杭州市某醫院的醫院呼吸機實時管理系統基于VB 實現了實時查看呼吸機運行狀況、維修登記等的信息管理，在實現相關信息管理的基礎上能夠通過統計分析模塊生成統計分析圖[6]；北京市某醫院為了提高呼吸機的臨床使用率開發了呼吸機租賃管理系統，重點實現了設備借出、歸還等的設備使用操作，同時還基于使用數據實現呼吸機的使用統計分析[7]。目前，各醫院的醫療設備管理系統基本實現了信息管理、統計分析、設備登記、使用管理等功能[8]，但在關聯醫院現有HIS 系統、患者信息、呼吸機使用過程管理等方面仍有待發展。

我院現有眾多臨床使用的醫療器械（呼吸機70 余臺、監護儀500 多臺等）。為了加強設備管理，我院于2014 年自主開發了設備科軟件平臺，現已使用5 年，記錄多條醫療器械流通信息及維修數據，例如固定資產碼、設備名稱、規格型號、生產廠家及經銷商信息、設備分類等。

當前的設備管理系統主要以設備資產管理為主體，在利用信息化管理手段實現設備使用全過程管理上較為薄弱，不能有效提高設備使用的高效性[9]。因此，本文設計能夠實現設備管理與臨床行為互聯互通的醫院呼吸機管理平臺，依據臨床使用數據支撐分析呼吸機的使用特性，合理分析其合理性，實現呼吸機臨床使用全過程的有效監管，通過上機數據實現隱患管理，降低醫療風險。

1 系統需求分析

在醫院臨床診療全過程中，醫療設備扮演著極其重要的角色。本文的研究對象呼吸機，常應用于呼吸支持治療、全麻后呼吸管理中。醫院現有的設備科軟件平臺以設備資產管理功能為主，可實現設備基本信息管理、維修信息管理等功能，能夠有效支撐設備采購、資產管理、設備維護。

根據設備全生命周期管理要求，設備管理不僅體現在設備驗收維護上，還應重點體現在設備臨床使用的過程中，但是目前對于設備使用管理的信息化未得到有效實現，未做到設備信息管理與臨床使用的互通[10]。現有設備臨床使用過程中，記錄呼吸機使用信息（如設備啟用時間、停止時間、使用時長、使用事件等信息）工作量較大，錄入工作繁瑣且效率有限[11]。同時設備基本信息與臨床使用行為不在同一個信息化界面，數據交換困難。

針對于本文的研究對象，協同呼吸機設備管理（基本信息管理與維護管理等）與使用信息的關聯，就要求實現呼吸機信息管理、醫護人員信息管理、患者信息管理、呼吸機操作管理（上機、下機、維護操作等）、使用數據分析管理（如交班、風險預警等）、維修和報廢管理等功能。本平臺需要將醫院前臺業務系統中的患者信息通過接口進行整合，支撐完善呼吸機的使用信息管理，具體包括呼吸機設備編號、患者編號、醫護人員編號、上機時間、科室名稱等。本平臺在對接原有設備科軟件平臺的入庫、維保等功能外，還將實現呼吸機使用過程的精細化管理，利用分析管理模塊詳細分析呼吸機的總體使用情況，及時處理異常情況。結合呼吸機的總體使用情況，利用維護功能模塊對呼吸機是否需要維護進行提醒。

2 系統總體設計

2.1 系統構建基礎

本平臺在構建過程中將采用B/S 架構、MVC 模式、C#、Microsoft SQL Server 數據庫等，便于系統管理與維護。B/S 架構主要依托瀏覽器進行呈現，依托WEB 服務器完成事務處理，同時依托數據庫完成數據處理，因此B/S 架構大部分情況下為三層結構，包括表示層、業務邏輯層以及數據訪問層[12]。現有設備科軟件平臺已經建立了醫療設備基本信息數據庫，對于本平臺將采用Microsoft SQL Server建立數據庫，儲存管理通過接口從設備科平臺、HIS 等采集的呼吸機基本信息、患者基本信息以及醫護人員基本信息，即需要在設備科平臺、HIS 等的現有數據庫中建立接口數據視圖，設計對應的接口以實現利用Microsoft SQL Server 存儲呼吸機基本信息、患者基本信息以及醫護人員基本信息。

數據庫的設計至關重要，能直接影響系統性能。在數據庫設計過程中應重點降低數據的冗余，同時還應保證數據結構的清晰程度，為此應嚴格遵循第三范式[13]。例如，在呼吸機基本信息表中通過賦予各呼吸機唯一的編號，以實現呼吸機使用信息等內容的唯一性（表1）。同時還應設計呼吸機使用信息表、維護信息表、報廢信息表等，以建立本平臺的數據庫，以實現三層架構中的數據操作。

表1 呼吸機信息部分表

2.2 系統架構設計

本平臺在系統邏輯架構設計方面采用三層架構模型[14]，即表示層、業務邏輯層、數據訪問層（圖1）。三層架構各層聯系形成系統整體，但相互間又較為獨立，各層間在數據方面具備差異性，能夠避免相同數據在各層間的重復傳遞，降低數據冗余程度，繼而實現低冗余性和高效率性。

圖1 系統總體架構圖

2.3 系統總體功能結構設計

依據本醫院呼吸機全周期的管理需求，本平臺需設計相應的功能模塊以滿足實現系統需求分析中各功能性需求，具體包括了呼吸機信息管理、醫護人員信息管理、患者信息管理、上機管理、下機管理、交班管理、使用數據分析管理、維護管理、報廢管理這九大功能模塊。

3 系統功能模塊設計

3.1 呼吸機信息管理模塊

利用接口傳遞設備科平臺現有的呼吸機信息，利用HIS 系統傳遞患者信息和醫囑信息。該模塊包含的功能主要為呼吸機信息的導入、增改刪查。呼吸機信息包括固定資產碼、呼吸機編號、規格型號、使用部門、存放地點、使用狀態、使用患者信息（患者姓名、住院號、科室、對應的醫囑）、操作醫護人員信息（醫護人員編號、姓名、科室）等。一般情況下呼吸機主要信息可通過設備科平臺進行傳遞，特殊情況下也可利用本模塊的呼吸機新建功能進行添加，主要添加固定資產碼、規格型號、使用部門、存放地點等。與呼吸機臨床使用的信息（使用患者信息、操作醫護人員信息、使用狀態）需要利用上機管理、下機管理模塊進行后臺自動更新。呼吸機信息管理模塊功能構成圖，如圖2 所示。

圖2 呼吸機信息管理模塊功能構成圖構圖

3.2 醫護人員信息管理模塊

現有醫院系統已建立了醫護人員數據庫，在本模塊中需利用導入功能傳遞存儲醫護人員信息，同時還需實現醫護人員信息的增改刪查操作。醫護人員信息包含了醫護人員編號、姓名、科室、聯系方式等。

3.3 上機管理模塊

對于呼吸機上機管理，上機管理界面應顯示各呼吸機信息和患者信息，同時應提供各屬性排序的功能，例如利用使用狀態、科室名稱等。醫護人員篩選合適的呼吸機后，通過點擊該呼吸機信息后的上機按鈕，進入上機申請界面，在該界面內呼吸機信息自動填入，醫護人員需要點選患者（必須與醫囑相匹配），選取上機時間等信息后即可完成上機操作。同時系統將該呼吸機的上機信息進行存儲，以便結合下機信息綜合分析呼吸機使用情況。

3.4 下機管理模塊

對于呼吸機下機管理，與上機操作相類似，在醫護人員完成下機操作后，系統后臺可自動進行存儲計算。通過實現上述功能，系統可簡化醫護人員對于呼吸機使用情況的人工錄入工作。

3.5 使用數據分析管理模塊

本平臺通過對呼吸機操作數據進行分析，可得到單個呼吸機的使用情況以及全院呼吸機使用情況，即可進行單個呼吸機使用時間占比查詢、單個呼吸機使用詳情查詢、科室呼吸機使用時間占比查詢、全院呼吸機使用時間占比查詢等，在查詢過程中根據需要，選擇呼吸機、科室、開始時期、結束時期等進行針對性查詢。建立交班模塊，自動產生呼吸機交班信息如上機人數、呼吸機狀態等，便于交班管理。

3.6 維護管理模塊

在呼吸機達到維護使用時間閾值時，本功能模塊可以利用維護提醒功能標紅顯示需維護的呼吸機，還可將在維護管理模塊界面顯示需維護的呼吸機信息。對于已提醒進行維護的呼吸機，需要利用維護申請提交呼吸機的維修登記申請，對于維護申請在本模塊中還能完成審批流程。呼吸機維護信息包含了呼吸機編號、已使用時間、維護申請人、審批意見、維護時間等。

3.7 報廢管理模塊

在呼吸機達到使用壽命時，可利用本功能模塊實現呼吸機的報廢申請，在提交報廢申請后可實現報廢審批操作，同時對于報廢申請和報廢審批還可實現查詢和撤銷操作。對于呼吸機報廢信息，主要包括了呼吸機編號、驗收時間、已使用時間、報廢申請人、審批意見等。

4 系統實現與測試

4.1 系統實現

對于使用數據分析管理模塊，在本管理模塊界面內子菜單顯示單個呼吸機使用時間占比、單個呼吸機使用詳情、科室呼吸機使用時間占比、全院呼吸機使用時間占比、全院呼吸機使用詳情這五個功能標題，通過點擊功能標題以切換至該子功能界面。以單個呼吸機使用時間占比查詢功能為例，在其界面內第一行顯示呼吸機選擇框、開始時期選擇框、結束時期選擇框，隨后可點擊“提交”按鈕完成查詢操作，界面內顯示該呼吸機的使用時間占比餅狀圖以及具體的使用時間占比表格，單個呼吸機使用時間占比查詢實現圖，見圖3。

點擊單個呼吸機使用詳情標題，界面跳轉至單個呼吸機使用詳情查詢界面，與單個呼吸機使用時間占比查詢界面相同，需要選擇呼吸機、開始時期、結束時期，隨后可點擊“提交”按鈕完成查詢操作，界面內顯示該呼吸機的使用詳情，采用橫向柱狀圖的表現方式（圖4）。通過本平臺能夠直觀展示呼吸機使用情況。

4.2 系統測試

在本平臺開發完成后需要完成系統測試工作，主要對各功能模塊展開系統功能測試[15-16]。例如： 呼吸機信息管理、維護管理、報廢管理等模塊。系統功能模塊測試目的主要為以下幾個方面：① 呼吸機信息管理模塊，能夠正常完成呼吸機信息的導入、增改刪查操作；② 維護管理模塊，能夠成功提交維修登記申請、完成維修申請審批等；③ 報廢管理模塊，能夠成功提交報廢登記申請，撤銷已提交的報廢申請，利用呼吸機編號成功查詢該呼吸機的報廢申請。

為完成系統功能測試，本文設計對應的測試用例。經過測試，本平臺基本能滿足系統需求和系統功能設計。本文僅羅列報廢管理模塊的測試結果，見表2。

圖4 單個呼吸機使用詳情查詢界面實現圖

表2 報廢管理模塊的測試結果表

5 總結與展望

醫院呼吸機管理平臺在現有設備科軟件平臺的基礎上不僅能夠實現對接呼吸機信息管理等原有功能，還能實現上機管理、下機管理、數據分析管理等功能。本平臺利用信息化手段實現呼吸機使用全過程管理，獲取呼吸機上機時間、下機時間、使用狀態等信息。依托呼吸機使用數據能夠實現對呼吸機使用詳情、使用時間占比的分析，同時還能通過設置使用時間閾值提示呼吸機的定時、定期維護操作。因此，本平臺能夠依據完整記錄的呼吸機使用數據作為支撐，來分析呼吸機使用過程中的行為規范程度以及相關性分析，提高呼吸機使用管理效率和安全性。

本平臺仍需進一步完善與醫院現有HIS 的接口，豐富呼吸機使用特性數據分析，以便實現隱患管理，降低醫療風險。另一方面本平臺可拓展至設備科其他醫療設備，有助于完善醫院整體設備的使用管理，提升使用管理效率。