醫療設備管理系統的設計和應用

王磊， 文靈

(烏魯木齊職業大學,1.信息工程學院， 2.應用工程學院, 新疆，烏魯木齊 830023)

0 引言

隨著醫療技術的快速發展，醫療人員依賴各種類型的醫療設備來提高病者護理、疾病診斷和患者治療水準的趨勢已經愈發明顯，因此保證醫療設備時刻處于良好運行狀態已經成為醫院日常管理中的一項重要內容[1-3]。此外，在嚴峻的競爭環境和復雜的醫療體系下，醫院在提供安全、高效和經濟的醫療服務的同時也需要考慮成本因素，因此采購安裝、日常檢修、定期保養醫療設備時需要采取適當的成本控制措施[4-5]。為實現上述目標，醫院的設備主管部門加強對醫療設備的采購評估、安裝驗收、運維管理以及報廢處置等工作流程的管控，為醫院各個科室醫生和患者提供安全、有效和經濟的醫療設備服務[6-9]。為了高質量完成上述醫療設備管理目標，需要有一套系統的管理策略[10-12]。

基于上述原因，本文設計和實現了一套醫療設備管理系統(MEMS)，為醫院的設備管理部門提供有力的信息化管理工具。借助MEMS，醫院的設備主管部門可以加強醫療設備的全生命周期管理，合理預期設備故障趨勢，科學制定運維計劃，最終實現提高醫療設備管理的工作質量，控制醫療設備管理過程中的潛在風險。應用結果證明了MEMS系統具備完成上述目標的潛力。

1 系統設計

MEMS集成醫院信息系統(HIS)、醫院計算機網絡等系統，因此要保證MEMS的合理有效，必然要清晰界定MEMS的網絡體系結構，并定義MEMS各模塊的具體功能。

1.1 系統網絡架構

在考慮系統運行安全和操作性能的前提下提出如圖1所示的系統網絡架構設計。網絡架構分為三個部分。首先，醫院的內部網絡將醫院的辦公計算機與醫院信息系統(HIS)連接起來。HIS將醫療設備的一些基本信息(例如采購預算、財務信息等)發送到MEMS。醫院內部用戶也可以通過內部網訪問MEMS。其次，在醫院的虛擬服務器網絡中部署MEMS，并通過三層交換機將其連接到醫院的醫院內部網絡中。該架構將保證系統用戶在輸入或查詢MEMS和系統維護數據時的系統操作性能。除了MEMS應用程序外，虛擬服務器網絡上還部署了Web服務器和數據庫。最后，MEMS的Web服務器通過防火墻連接到因特網，提供網頁應用服務以支持外包運維單位用戶訪問MEMS，以共享設備采購、設備運維和外包合同的相關信息。

圖1 MEMS的網絡體系結構

1.2 MEMS架構

MEMS包含九個模塊，即基本信息、采購管理、驗收管理、廢棄管理、運維管理、運維驗證、保修檢查、年檢管理和合同管理，如圖2所示。這些模塊是基于對當前醫療設備實際工作流程的優化而設計的。根據不同的操作屬性，這些模塊可分為四組。

圖2 MEMS內部模塊之間的關系

第一組模塊是涉及基本信息的錄入、查詢和共享的功能模塊，主要是向其他系統模塊提供固有的信息，如庫存信息、人員數據、設備供應商以及用戶部門代碼。這些數據通過WEBSERVICE接口自動更新自HIS等關聯系統。 當用戶操作其他子系統并輸入關鍵字時，相關的基本信息將被加載到適當的字段中。系統操作人員將減少檢索時間并提高數據正確性。

第二組包含設備采購、驗收和報廢管理的功能模塊。這些功能模塊側重于對醫療設備管理流程的管控，其中流程節點的監控對醫療設備管理效率至關重要。為此醫療設備管理的負責人需要正確地這些工作流程為分配執行人員，并監控流程節點的完成情況。管理人員需要在不同的流程節點上記錄下正確的日期和時間，如設備到貨時間、開箱檢查時間、設備驗收時間、運維結束時間等。這樣當其他用戶在MEMS中輸入項目編號時，系統會自動重新加載日期和時間數據。運維工程師需要在設備到貨、開箱檢查以及運維驗收等流程節點將詳細數據輸入系統。數據檢索和數據調整可為系統管理員提供歷史信息查詢和已審核數據調整的功能。

第三組主要醫療設備運維管理的功能模塊。運維管理是醫療設備管理人員的最主要的日常工作。該組模塊的用戶包括臨床醫生、醫療設備管理員和放射科醫生。當醫療設備發生故障時，系統用戶將通過MEMS向設備管理部門發送一個運維工單。此外，MEMS還提供用戶跟蹤運維進度的功能。醫療設備管理員的工作重點是在運維工作的關鍵節點時向系統輸入時間。醫療設備運維工程師則是往MEMS輸入維修內容、延誤原因以及結束維修的完成時間。醫療設備管理負責人可以在該組功能模塊中查詢相關統計信息，以獲得性能指標、確定設備故障趨勢、確定培訓需求并生成管理報告。

最后一組是提供記錄保修狀態、運維合同管理的模塊。該組功能模塊的關鍵節點必須設置定期提醒的日期和時間。MEMS可以根據預定時間在關鍵流程節點將操作通知發送給節點執行人員，例如保修到期、執行保養計劃或執行合同服務。設備運維工程師可以根據通知信息以執行保養計劃工單。此外，醫療設備工程師還可以設置和管理相關設備臺賬和時間表。查詢功能顯示在一定時期內的所執行的計劃工單清單。該組模塊中所記錄的所有數據將與其他運維數據集成在一起。通過醫療設備編號查詢，用戶可以輕松獲取具有不同運維策略的相關設備信息。最后，維護統計功能模塊向醫療設備管理負責人提供有關運維工程師和外包運維人員的績效信息。

1.3 開發工具

開發工具用于設計網頁和構建數據庫。MEMS的網頁使用Visual Studio C#設計，Web系統的設計工具則是FrontPage和Dreamweaver。

Microsoft SQL Server被用作MEMS的本地數據庫，HIS的數據庫則采用Oracle Database。考慮使用量、成本、性能和效率，在MEMS中使用了與HIS不同的的數據庫。Microsoft ACCESS被用于動態網頁編程測試的驗證。

使用Microsoft軟件產品部署和設計MEMS，是因為相比于開源解決方案，開發人員更加熟悉Microsoft軟件產品，可以降低開發的時間成本，系統的運行穩定性也更有保證。

2 系統應用

為了測試本文設計的MEMS的有效性，將其應用于烏魯木齊的一家醫院。經過應用實踐，MEMS系統收集了該醫院在醫療設備管理流程中產生的大量數據，實現了對管理流程中關鍵節點的有效監視，提高了設備管理的效率，成為了該醫院主管部門及時修復醫療設備管理中薄弱環節的有效工具。

為了驗證本文設計的MEMS的有效性，對應用MEMS前后的設備運維效率進行對比，結果如表1所示。表中數據來自于文件查閱、專家訪談和現場調查。由表1可知，MEMS的應用有效地推動了醫療設備運維管理效率的提升。

表1 應用MEMS前后醫療設備運維效率的對比結果

在醫療設備管理實踐中，不僅要求提升當前的設備管理效率，而且還要設備管理人員能夠根據不同類型品牌設備、不同類型故障來分析設備故障產生的深層次原因，為及時開展預防性檢修和設備購置、備件采購提供科學依據。因此收集管理流程中的數據成為MEMS的另一個重要價值。MEMS所統計的醫療設備的11種故障類型的數量如圖3所示。

圖3 2019年醫療設備故障統計

圖3中，第7種類型(易損件過期)數量最多。這意味著由于易損件未及時更換而導致大量設備故障。此外，設備管理員可以從運維記錄中對特定類型的設備故障進行分析。

圖4顯示了護理部門中常用的便攜式生理監護儀的故障分析統計圖。此類醫療設備的三年維修記錄，共約2 538例。常見故障包括傳感器故障、血氧探頭故障、電源故障、電池失效、顯示面板故障、袖袋故障、接頭故障、打印故障、操作不當等。其中傳感器、血氧探頭和血壓袖帶這三個部件是造成這些故障的主要原因。這三個部分通常與患者相連，很容易因拉扯而損壞。相比之下，面板模塊和電池是兩個經常發生故障的設備部件。

圖4 便攜式生理監護儀的故障分析

通過在MEMS的查詢功能上設置特定字段可全面了解某個品牌、某個類型醫療設備的故障信息。該信息可用于制定運維計劃和開展采購評估。圖5顯示了針對某型的患者監護儀的故障分析。圖中數據顯示電源故障的發生頻率比平均值高(14%對7%)，出現該問題是因該型設備設計或其他原因引起，有待進一步研究。

圖5 某型生理監護儀的故障分析

3 結果討論

應用結果證明了MEMS的有效性和對歷史記錄進行輔助數據分析的能力。圖3的數據揭示了醫療設備運維管理過程中存在一個主要問題，即設備使用時間過長，運維頻率越來越高。為了減少設備停機時的閑置時間，一些常用零件需要制定合理的庫存限值。一旦零件庫存量低于下限值，就需要及時提出新的備件采購預算。

圖4和圖5揭示了針對特定類型設備的故障分析結果。這些結果可為管理醫療設備的策略提供了有用的信息。例如，傳感器和血氧探頭是設備故障的主要部件。為此應注意這些易損件的安全庫存，以減少維修時間。此外，還需要對用戶進行操作培訓教育，以減少人為錯誤的故障因素，例如未及時給電池充電、探針線斷裂等。上述信息在購置相同類型的設備時，對選擇合適的設備規格和品牌有幫助作用。

MEMS涵蓋了醫療設備管理的所有管理活動。通過對采購、合同、運維、檢修等各個階段的系統數據收集，可為醫院更有效、更高效地提高醫療設備管理能力提供有用的信息。如何將系統數據轉換成有用的信息、數據格式和操作界面對設備管理的決策者是非常重要的。數據轉換的過程會影響輔助決策信息的準確性和全面性。數據質量計劃有助于確保相關數據的準確性。可以考慮數據庫設計中的一些重要關鍵領域。醫療設備的基本信息應包括名稱、生產廠家、銘牌型號、序列號、購置成本、狀態代碼、運維評價數據等。在醫療設備運維工作中的記錄關鍵數據包括：工單接收、工單分配、運維結束時間。記錄這些操作活動中的相關人員包括用戶、運維工程師、設備管理部門經理、部門負責人和相關聯系電話。成本數據對于醫院來說也很重要，因此需要涉及到采購、安裝、培訓、易損件、運維、合同管理、廢棄處置等相關成本。其他有用的數據可能包括保修日期、安裝位置、外包運維服務商、計劃檢修到期日期和間隔。

4 總結

醫療設備已成為現代衛生服務的重要組成部分，但是醫院的設備管理能力相對薄弱。尤其突出的矛盾是是醫療設備管理能力的增長遠遠落后于醫療設備數量的增長速度。除了傳統的運維管理外，管理效率評估與控制、醫療設備運行風險分析、成本效益分析也是醫院使用醫療設備的重要問題。開發一個醫療設備管理系統，并開展了初步的應用實踐，以幫助醫院的內部主管部門提高醫療設備管理的工作質量，及早應對潛在的風險。