新生兒數(shù)字化查房系統(tǒng)的實現(xiàn)

湯福南，敦煌俊秋，張可，劉賓,朱松盛，吳小玲

南京醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 生物醫(yī)學(xué)工程系，江蘇 南京 210029

新生兒數(shù)字化查房系統(tǒng)的實現(xiàn)

湯福南，敦煌俊秋，張可，劉賓,朱松盛，吳小玲

南京醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 生物醫(yī)學(xué)工程系，江蘇 南京 210029

本研究采用RFID技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)對我院原新生兒查房系統(tǒng)做了改進(jìn)。系統(tǒng)身份識別卡片選用圓幣式的感應(yīng)式智能IC卡，讀卡設(shè)備采用RC522射頻讀卡模塊；數(shù)據(jù)傳輸采用CC2530單片機(jī)和藍(lán)牙BLK-MD-BC04-B模塊；智能終端基于現(xiàn)有的智能手機(jī)或者平板電腦開發(fā)，與讀卡設(shè)備通過藍(lán)牙協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)接口與醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。通過模擬實驗證實了系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)了對新生兒查房數(shù)字化、智能化。

新生兒查房系統(tǒng)；RFID；藍(lán)牙技術(shù)；智能終端

0 引言

醫(yī)護(hù)人員每天要對醫(yī)院內(nèi)所有新生兒進(jìn)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(jìn)行體溫、體重等測量。尤其是早產(chǎn)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(yī)護(hù)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(zhǔn)確。特別是新生兒某些特定的生理參數(shù)需要進(jìn)行人工計算才能得出判斷，這些都增加了醫(yī)護(hù)人員的工作難度。

現(xiàn)階段大多數(shù)醫(yī)院都已經(jīng)對新生兒帶上信息手環(huán)、腳環(huán)，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(yī)院使用RFID移動查房車[1]配合查房，但查房車體積較大，內(nèi)置的計算機(jī)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(shù)[2]以及藍(lán)牙技術(shù)在醫(yī)院新生兒的查房管理系統(tǒng)做了改進(jìn)，采用手持式身份識別設(shè)備采集信息，并與醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)字化查房，進(jìn)而可實現(xiàn)智能化醫(yī)院。其優(yōu)勢有：系統(tǒng)實現(xiàn)了智能化和設(shè)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(shù)并給出判斷結(jié)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(yī)院信息系統(tǒng)，實現(xiàn)無紙化查房。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

本系統(tǒng)功能應(yīng)優(yōu)于現(xiàn)有的新生兒腕帶管理，在能夠標(biāo)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(shù)據(jù)庫的方式；優(yōu)于現(xiàn)使用的RFID技術(shù)查房的系統(tǒng)[3-4]，不僅能夠在智能終端更新數(shù)據(jù)以及查閱記錄，還能夠在智能終端處理某些生理參數(shù)的復(fù)雜運(yùn)算并給出判斷結(jié)果。

（1）本系統(tǒng)RFID身份識別卡片選用的是圓幣式的感應(yīng)式智能IC卡[5]，讀寫距離在10 cm以內(nèi)，工作頻率為13.56 MHz，尺寸規(guī)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(fā)送無害的射頻信號，方便新生兒佩戴的同時也有利于醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行查房。

（2）讀卡設(shè)備是身份識別的主要設(shè)備，其尺寸為72 mm×69 mm，相當(dāng)于半個手機(jī)大小，包括RC522射頻讀卡模塊，CC2530單片機(jī)和藍(lán)牙BLK-MD-BC04-B傳輸模塊[6]。CC2530單片機(jī)是一款完全兼容8051內(nèi)核，支持IEEE 802.15.4協(xié)議的無線射頻單片機(jī)，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(lán)牙BLK-MD-BC04-B傳輸模塊的作用是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)格式發(fā)送至智能終端。

（3）智能終端利用現(xiàn)有的智能手機(jī)或者平板電腦，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行客戶端的開發(fā)。智能終端與讀卡設(shè)備通過藍(lán)牙協(xié)議[7]進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸（圖1）。醫(yī)護(hù)人員手持的讀卡設(shè)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(jī)通過藍(lán)牙發(fā)送到智能終端；智能終端[8]再把ID號發(fā)送到HIS進(jìn)行數(shù)據(jù)請求，通過HIS進(jìn)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(yī)院新生兒智能化無紙查房流程圖

2 軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計由手持讀卡設(shè)備軟件設(shè)計以及智能終端軟件設(shè)計兩部分組成。

2.1 手持讀卡設(shè)備軟件設(shè)計

當(dāng)醫(yī)護(hù)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(jìn)行掃描，得到的信息會通過無線讀卡裝置上的藍(lán)牙發(fā)送到醫(yī)生的智能終端，智能終端只需開啟藍(lán)牙設(shè)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(yī)護(hù)人員增加一次查房記錄并將信息輸入手機(jī)即可（圖2）。

圖2 讀卡流程圖

讀卡開始需要對讀卡設(shè)備進(jìn)行初始化操作，單片機(jī)保持在等待狀態(tài)，等待卡片進(jìn)入到讀卡區(qū)域后進(jìn)行尋卡操作，尋到卡后再直接讀取標(biāo)簽里的內(nèi)容，并存儲至單片機(jī)的寄存器中，操作結(jié)束后繼續(xù)設(shè)置讀卡器進(jìn)入判斷是否有卡進(jìn)入狀態(tài)，等待電子標(biāo)簽再次進(jìn)入可讀范圍，該過程一直反復(fù)執(zhí)行。

可使用字符串發(fā)送函數(shù)UART_sendstr(dat)向藍(lán)牙發(fā)送AT指令進(jìn)行相關(guān)操作，如發(fā)送AT+BAUD=115200，即設(shè)置波特率為115200；發(fā)送AT+PIN=cfxt0001，即設(shè)置藍(lán)牙配對密碼；發(fā)送AT+SEARCH搜索并連接新的藍(lán)牙從屬設(shè)備。藍(lán)牙發(fā)送函數(shù)如下：

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

UART_sendstr(“AT+PIN=cfxt0001”);//設(shè)置藍(lán)牙配對密碼

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

2.2 智能終端軟件設(shè)計

智能終端目前是基于Android操作系統(tǒng)的手機(jī)或者平板電腦，因此主要使用Java開發(fā)。智能終端在和對方BLK-MD-BC04-B藍(lán)牙模塊配對成功后，通過自帶的軟件界面讀取或錄入數(shù)據(jù)，軟件可以快速統(tǒng)計特定生理參數(shù)的走向趨勢或者處理某些參數(shù)的復(fù)雜運(yùn)算。

調(diào)用藍(lán)牙協(xié)議棧之前需要在Android Mainfest.xml文件進(jìn)行注冊，使得軟件有訪問藍(lán)牙的相應(yīng)權(quán)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(lán)牙適配器，即用戶客戶端的藍(lán)牙設(shè)備。BLUETOOTH Device指遠(yuǎn)程的Bluetooth設(shè)備，即遠(yuǎn)程需要連接的藍(lán)牙設(shè)備。打開本地藍(lán)牙的過程為：先獲得本地藍(lán)牙適配器，然后打開本地藍(lán)牙。其一般代碼為：

private BluetoothAdapter blutoothadapter = Bluetooth Adapter. getDefaultAdapter();

//獲得本地藍(lán)牙設(shè)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(xiàn)對新生兒床位的定位，在醫(yī)護(hù)人員使用手持讀卡設(shè)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(yī)護(hù)人員判斷是否與當(dāng)前床位相符合，所以可用于防止新生兒抱錯；病情記錄，實現(xiàn)了新生兒各項體征參數(shù)的記錄，同時對需要運(yùn)算的特定參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場運(yùn)算得出判斷結(jié)果；警報日志，實現(xiàn)了對某些生命參數(shù)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(xì)介紹。軟件基本流程圖，見圖3。

圖3 軟件流程圖

其中數(shù)據(jù)處理主要是對智能終端輸入的信息進(jìn)行處理打包成相應(yīng)的數(shù)據(jù)包格式，然后通過網(wǎng)絡(luò)接口與HIS進(jìn)行數(shù)據(jù)交流；反之，把從HIS中獲取的信息處理成智能終端需要的數(shù)據(jù)包格式。數(shù)據(jù)處理也包括對需要計算的特定參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場運(yùn)算得出判斷結(jié)果，如新生兒黃疸[9]檢測后的數(shù)值根據(jù)不同范圍可分別判斷為：① 正常，不需要特別關(guān)注；② 偏高，需要進(jìn)行關(guān)注；③ 高，需要進(jìn)行藍(lán)光治療或者藥物治療等。

網(wǎng)絡(luò)接口使用Socket編程，Socket使用TCP/IP協(xié)議與HIS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸[10]。HIS與智能終端軟件至少進(jìn)行3次數(shù)據(jù)交流：

第一次數(shù)據(jù)交換為智能終端向HIS發(fā)出數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)包格式為：終端號、個人信息、ID號。第二次數(shù)據(jù)交換為HIS匹配ID號后，將新生兒以往記錄發(fā)送到智能終端，數(shù)據(jù)包格式為：ID號、個人信息、時間及以往記錄。第三次數(shù)據(jù)交換為醫(yī)護(hù)人員通過智能終端輸入新增記錄，并上傳到HIS，數(shù)據(jù)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(yī)護(hù)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(biāo)等信息。數(shù)據(jù)庫操作界面和數(shù)據(jù)庫更新界面，見圖4～5。數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)值，輸入完畢后會立刻顯示平均值以及對應(yīng)膽紅素的水平值，方便醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行判斷。

圖4 數(shù)據(jù)庫操作界面

圖5 數(shù)據(jù)庫更新界面

3 結(jié)論

系統(tǒng)在采用RFID電子標(biāo)簽對新生兒進(jìn)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(jìn)行數(shù)字化錄入，并可以現(xiàn)場處理特定參數(shù)運(yùn)算以及給出判斷結(jié)果，實現(xiàn)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(jié)省時間；使用便攜的設(shè)備更新HIS中新生兒的信息，避免了二次錄入；系統(tǒng)能夠在智能終端處理某些生理參數(shù)的復(fù)雜運(yùn)算并給出判斷結(jié)果，提高其準(zhǔn)確性和工作效率。

同時本系統(tǒng)有諸多擴(kuò)展應(yīng)用，如未來系統(tǒng)可以應(yīng)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(yī)護(hù)人員正常溝通的病人。在安全性能逐漸升級的今天，本系統(tǒng)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(jìn)度等，甚至可以開通移動支付功能，實現(xiàn)透明的醫(yī)療支出管理。

[1] 陸祺湞,金延.RFID移動查房車在醫(yī)院的應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)美學(xué)美容(中旬刊),2014,(1):331-333.

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[3] 王博冉,晁勇,帥萬鈞,等.基于RFID技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備盤點統(tǒng)計方法[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2014,(4):90-91,154.

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

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

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[10] 楊絢淵,蔣建武.基于嵌入式構(gòu)件的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計與實現(xiàn)[J].制造業(yè)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(xué)基金項目（青年基金，61401217）。

吳小玲，教授。

通訊作者郵箱：bmewxl@163.com