智慧醫療背景下的醫療設備信息化管理軟件架構及功能應用

貴州裝備制造職業學院 何紅花

現代醫療水平的提升離不開大量智能醫療設備的使用，隨著數字化、信息化設備數量的不斷增加，后勤管理部門在設備管理工作中將面臨巨大的壓力。本文以智慧醫療背景下的醫療設備信息化管理為切入點，結合不同醫療設備的接口特點，打造具有多種功能的醫療設備信息化管理軟件，從而進一步提升醫療設備管理、維護的智能化水平，實現全方位的智慧醫療服務。

醫療水平的發展是新時期民生建設的重要任務之一，在不斷增加醫療機構數量的同時，構建廣泛的智慧醫療體系能夠持續推動全民醫療服務體系建設，其中就包括醫療設備的信息化管理平臺設計與軟件開發。通過優化醫療設備信息化管理軟件架構，以及完善其功能構成，構建以部門為單元的節點式信息化管理模式，從而提高醫療機構設備管理效率和質量。

1 醫療設備管理現狀

醫療機構的業務開展需要依托各種類型的醫療設備完成，隨著醫療機構業務的不斷拓展，醫療設備類型和數量也成倍增加，這對醫療機構后勤管理部門的設備管理工作帶來了巨大困難[1]。為解決該問題，醫療機構在優化設備管理制度的同時，加快設備管理信息化系統建設，雖然，醫療設備管理效率有所提升，但依然存在諸多問題，這對醫療機構日常設備管理工作造成了不同程度的影響。

2 醫療設備信息化管理軟件問題分析

作為醫療設備信息化管理系統的核心，信息化管理軟件架構和功能設計僅滿足了基本要求，這與智慧醫療發展目標存在一定的差距，具體表現在以下幾個方面。

2.1 軟件架構設計不合理

目前，醫療設備信息化管理軟件采用了較為典型的四層架構（如圖1 所示），即應用層、業務邏輯層、功能模塊層和硬件驅動層。根據不同層級的具體設計，雖能夠保證設備管理系統的基本功能，卻依然存在軟件架構上的合理性問題。

圖1 醫療設備信息化管理軟件基礎架構Fig.1 Infrastructure of medical equipment information management software

（1）應用層的設計僅限于對不同業務模塊邏輯功能的管理，缺少可選靈活選配的基礎應用；（2）業務邏輯層的設計僅限于對醫療設備狀態的管理，同時也僅限于心跳報文的搜集，通信業務不涉及設備狀態等信息，在節點權限批處理方面的實現難度較大；（3）功能模塊層的設計與設備信息化管理系統缺少信息協同管理模塊，這也是由于相對落后的節點權限批處理設計所導致；（4）硬件驅動層的設計缺少對網絡接口的網絡設備驅動模塊，這不僅降低了醫療設備信息化管理系統的可靠性，還增加了未來醫療設備調整的軟件開發成本支出。

2.2 軟件無法實現醫療設備的全周期管理

為實現對醫療設備的精準管理，在現代企業管理理論中，建議對涉及固定資產的相關設備采取全周期管理，如此，則可以實現對設備的高效利用和成本的整體管控[2]。基于圖1 中的相關基礎架構設計，功能模塊層的設計雖增加了資產庫模塊，但并未對醫療設備等資產信息進行動態更新，導致醫療設備管理存在嚴重的滯后性。

除此之外，在實際使用過程中，單次使用下的設備維修管理成本統計未能開通信息接入端口，這導致現有醫療設備信息化管理軟件的全周期管理缺少與內部財務、采購之間對資產折舊和新購設備的全壽命成本分析[3]。醫療設備的全周期管理是醫療機構運營成本控制的關鍵，基于傳統軟件架構設計的數據資源協同業務邏輯就顯得尤為重要。

2.3 訪問權限管理機制存在嚴重漏洞

醫療設備信息化管理軟件需要關聯醫療機構的多個部門，為減輕后勤管理部門工作壓力，各部門需要登錄軟件進行后臺數據核對、管理等工作，為簡化軟件架構，設計人員采取節點權限共享機制，即不同部門之間可以對具有訪問權限的數據庫中的相關設備信息進行修改。醫療設備信息化管理軟件的訪問權限管理漏洞與醫療機構規范化、科學化、信息化的設備管理要求明顯背離，雖然，發生醫療設備管理軟件訪問權限濫用的幾率較小，但是，因此造成的后果卻極其嚴重。

3 智慧醫療背景下醫療設備信息化管理軟件架構及功能優化

智慧醫療是以人工智能技術、物聯網技術、大數據技術、互聯網技術為支撐的醫療模式，通過大規模通信網絡系統，實現醫療數據的線上傳遞，在提高醫療數據動態共享的同時，也實現了對醫療設備的高效管理。基于智慧醫療的根本要求，以及結合醫療機構后勤管理部門遇到的相關問題，圍繞醫療設備信息化管理軟件功能的優化主要包括以下幾個方面。

3.1 基于分布式權限的數據庫設計與功能優化

醫療機構多采用中心局域網的設計，信息化管理中心單獨接入互聯網，并通過防火墻、路由器接入各科室局域網，基于這一網絡架構特點，智慧醫療背景下的醫療設備信息化管理軟件可實現對不同節點的分布式權限管控，如此，則能夠有效避免不同科室之間的誤操作，保證信息的準確性和安全性[4]。如圖2 所示，該醫療設備信息化管理軟件利用各科室服務器和數據庫組件的小型局域網進行網絡架構的自我隔離，通過對各科室進行ID 編碼，將用戶ID 權限寫入數據服務器中，建立用戶表，并通過中央服務器進行權限驗證，在通過權限表、角色關聯權限表的審核后，醫療設備信息化管理軟件才能夠對該ID 開放相關權限。

圖2 基于分布式權限的數據庫設計Fig.2 Database design based on distributed permission

分布式權限的數據庫設計增加了局域網的資源開銷，因此，為避免業務集中時段醫療設備管理造成的擁堵現象，應采取窗口期上傳數據[5]。從權限管理的角度分析，通過窗口期進行醫療設備信息數據采集等過程可以減少發生權限管理混亂的概率，減少中央服務器驗證端口數據處理壓力，提升醫療設備信息管理效率。

3.2 多節點數據共享的全周期管理功能優化

智慧醫療背景下的醫療設備信息化管理軟件對醫療設備的全周期管理涉及醫療機構的各個部門，因此，在該軟件架構及功能設計中需要采取多節點部署方案，且關聯決策分析層、業務邏輯層和協議層（如圖3 所示）。全周期管理功能將實現醫療設備采購計劃編制、需求分析到最終報廢的所有階段，并對設備正常使用期間的相關數據進行動態更新和狀態監管，使醫療設備管理更加科學。

圖3 醫療設備信息全周期管理功能設計Fig.3 Full cycle management function design of medical equipment information

決策分析層主要為前期設備采購的過程管理，并包括對設備全周期管理中的成本減值分析，為設備需求分析提供參考依據。業務邏輯層增加了分布式節點的多智能終端接入管理功能，且核心業務單元包括醫療設備采購、評估、調度、維護、報廢、借用、歸還和配給等管理模塊，并在對醫療設備狀態進行監管的同時，通過預警單元對設備異常情況、非法訪問等進行預警，相關預警通過日志進行記錄。

醫療設備全周期管理需要完整的協議體系作為支撐，該軟件架構設計的協議層中增加了物理接口、數據傳輸接口、網絡接口和通信接口相關協議，從而構建穩定、可靠、安全的醫療設備全周期管理功能平臺[6]。物理接口部分采用了當前醫療設備較為常見的RJ45 接口協議、CLOCK 協議和IEEE802.3 協議；數據傳輸協議主要包括PPP 協議、FR 協議、HDLC 協議和VLAN 協議；為保證全周期管理與分布式節點的網絡連接正常，核心協議包括IP 協議、IPX 協議、ICMP 協議和IGMP 協議；通信連接相關NFS 協議、SQL 協議、NETBIOS 協議和RPC 協議則實現了通信鏈路握手的穩定性。

3.3 軟件服務架構設計與功能優化

醫療設備信息化管理不僅關聯各個科室，且涉及醫療機構業務管理的各個部門，原有軟件服務架構設計多圍繞業務部門展開，卻忽略了財務、院辦等相關職能部門的參與，通過對軟件服務架構設計與功能優化，有助于實現覆蓋全部門的智能化、網絡化、數字化醫療設備管理平臺。基于以上要求，醫療設備信息化管理軟件服務架構設計如圖4 所示，核心構成包括“認證+鑒權+綜合管理”模塊、服務管理模塊、配置模塊、運維部署模塊。

圖4 軟件服務架構設計Fig.4 Software service architecture design

“認證+鑒權+綜合管理”模塊屬于核心服務器功能范疇，其主要在承擔外部網絡訪問管理功能的同時，對所有內部訪問主體進行驗證、權限管理等，以及在發生特殊情況時終端內、外部一切訪問，同時，“認證+鑒權+綜合管理”模塊還可以對網絡負載狀態進行管理，在保證網絡通暢的前提下，維持應用服務器的正常工作狀態。

服務管理模塊為醫療機構軟件服務架構的分布式節點提供各種管理服務，主要包括信息注冊、分布式網絡健康狀態檢查等，在傳統通信服務功能的基礎上，增加了消息隊列服務、文件服務和移動通信服務（主要針對醫生智能終端軟件），并關聯包括數據庫在內的應用容器引擎及K8S。

配置模塊則是通過代理工具對相關軟件參數、網絡節點等進行配置，并將配置情況同步至服務管理模塊，為軟件服務管理權限識別提供參考[7]。運維部署模塊可實現醫療設備信息化管理的全過程監控，分布式日志分別完成軟件工作狀態、節點訪問行為、網絡狀態等信息記錄的同時，輔助完成醫療設備信息化管理的冗余方案設計和深度集成。

4 結語

隨著現代化醫療體系的不斷完善，醫療機構信息化水平持續提升，醫療設備信息化管理軟件為醫療機構后勤管理工作提供了便利。通過對醫療設備管理軟件架構和功能的深度優化，結合新時期醫療機構設備管理工作的實際需要，打造更加穩定、可靠的信息化、數字化、智能化信息管理平臺，為智慧醫療體系建設提供更加全面的技術支撐。