基于多模式數(shù)據(jù)采集的醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化管控平臺(tái)建設(shè)及應(yīng)用

摘要：目的：通過(guò)建設(shè)全院醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化管控平臺(tái)，發(fā)掘醫(yī)療設(shè)備管理數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值，提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。方法：通過(guò)多模式數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建全院級(jí)的醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化管控平臺(tái)，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，整合共享醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備平臺(tái)化管理。結(jié)果：通過(guò)醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化管控平臺(tái)的建設(shè)，積累醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)池，結(jié)合醫(yī)療數(shù)據(jù)分析模型進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)可視化、場(chǎng)景化管理。結(jié)論：醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化管控平臺(tái)建設(shè)真正實(shí)現(xiàn)了為醫(yī)療數(shù)據(jù)賦能，助力醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：多模式數(shù)據(jù)采集；醫(yī)療設(shè)備；數(shù)字化管控

一、引言

醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)療診療過(guò)程中占有十分重要的地位，但醫(yī)療設(shè)備品牌型號(hào)繁多，數(shù)據(jù)接口不統(tǒng)一，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息化采集與應(yīng)用，長(zhǎng)久以來(lái)醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)往往是通過(guò)紙質(zhì)記錄或者單機(jī)方式對(duì)信息進(jìn)行傳遞和存儲(chǔ)。為了有效采集醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)加以有效利用，使醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)能夠提供多維度的信息來(lái)支撐臨床醫(yī)療和醫(yī)院管理，將通過(guò)分析各設(shè)備產(chǎn)生數(shù)據(jù)的方式，采用多模式數(shù)據(jù)采集手段對(duì)醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化采集，建設(shè)全院醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化管控平臺(tái)。該平臺(tái)將實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)、跨科室的醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)互連，確保不同品牌設(shè)備、不同應(yīng)用、不同協(xié)議連接，提高臨床工作效率、質(zhì)量及醫(yī)院精細(xì)化管理水平。

二、全院醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化管控平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)思路與平臺(tái)架構(gòu)

通過(guò)多種模式采集醫(yī)院現(xiàn)用醫(yī)療設(shè)備使用數(shù)據(jù)。針對(duì)不同設(shè)備，采用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和圖文識(shí)別信息化采集兩種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，匯集形成全院醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)綜合共享平臺(tái)（圖1），并與醫(yī)院現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)接，以可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（XML）或JSON方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（二）建設(shè)范圍

醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化管控平臺(tái)采用多模式采集方法，根據(jù)產(chǎn)生信息方式及臨床業(yè)務(wù)需求，采用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和圖文識(shí)別信息采集兩種技術(shù)獲取設(shè)備數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)急救監(jiān)護(hù)類(lèi)設(shè)備和特殊醫(yī)技檢查類(lèi)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集及共享集成。

1.急救監(jiān)護(hù)類(lèi)設(shè)備

利用物聯(lián)網(wǎng)采集技術(shù)，接入包括中央站、監(jiān)護(hù)儀、呼吸機(jī)等10余項(xiàng)急救監(jiān)護(hù)類(lèi)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，通過(guò)ESB標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)、波形信息的共享，并實(shí)現(xiàn)與急診分診、移動(dòng)護(hù)理等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。

2.特殊醫(yī)技檢查類(lèi)設(shè)備

利用圖文識(shí)別信息采集技術(shù)手段進(jìn)行數(shù)字化解析，接入包括呼吸科、神經(jīng)內(nèi)科、耳鼻咽喉科等科室在內(nèi)的肺功能儀、支氣管鏡、睡眠監(jiān)測(cè)、肌電、腦電、腦血流圖、聽(tīng)力計(jì)、眩暈診斷儀等20余項(xiàng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)特殊功能檢查電子報(bào)告統(tǒng)一歸檔，并對(duì)報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化解析，以XML格式推送各業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)互通共享，實(shí)現(xiàn)電子病歷系統(tǒng)共享調(diào)閱和引用，推進(jìn)無(wú)紙化建設(shè)進(jìn)程。

三、關(guān)鍵技術(shù)

（一）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)采集

通過(guò)信息采集器與醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行連接，從RS233接口或RJ45接口對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并經(jīng)由醫(yī)院內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)后臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)解析獲取醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)（圖2）。此技術(shù)適用于急救監(jiān)護(hù)類(lèi)設(shè)備，如呼吸機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、麻醉機(jī)等。圖2 物聯(lián)網(wǎng)模式采集的流程圖

（二）基于圖像識(shí)別技術(shù)的數(shù)據(jù)采集

通過(guò)信息化手段對(duì)醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)設(shè)備完成檢查并產(chǎn)生報(bào)告時(shí)，從設(shè)備輸出端口獲取相關(guān)圖像信息并生成電子化報(bào)告，對(duì)報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行光學(xué)字符識(shí)別（Optical Character Recognition，OCR）。OCR是對(duì)文本資料的圖片信息進(jìn)行分析、識(shí)別處理、獲取文字及版面信息的過(guò)程，判斷漢字的標(biāo)準(zhǔn)編碼，轉(zhuǎn)化為字符型數(shù)據(jù)來(lái)提取報(bào)告中的關(guān)鍵信息，并以XML形式與相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享（圖3）。

該采集技術(shù)適用于特殊醫(yī)技功能報(bào)告檢查設(shè)備數(shù)據(jù)采集，如肺功能儀、肌電圖儀、腦電圖儀、睡眠監(jiān)測(cè)儀等。

為適應(yīng)醫(yī)院環(huán)境，平臺(tái)所使用的圖像識(shí)別技術(shù)有兩大創(chuàng)新之處。

1.數(shù)字化生成圖像源，避免因拍攝問(wèn)題導(dǎo)致識(shí)別率降低

圖像識(shí)別的正確率與識(shí)別對(duì)象的圖像質(zhì)量有直接關(guān)系，通過(guò)拍攝和掃描生成的圖像文件存在像素、角度、明暗等不確定因素，會(huì)導(dǎo)致圖像識(shí)別率、準(zhǔn)確度降低。管控平臺(tái)通過(guò)數(shù)字化生成圖像技術(shù)，可以在報(bào)告產(chǎn)生時(shí)同步生成圖像源文件。該文件基于計(jì)算機(jī)程序生成，有別于通過(guò)拍攝掃描獲取的圖像，可以做到每份報(bào)告大小、角度、明亮、像素幾乎完全一致，顯著提高圖像識(shí)別的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，識(shí)別效率高。

2.本地部署圖像識(shí)別，保障醫(yī)療信息安全

醫(yī)學(xué)報(bào)告中包含患者隱私信息和診療信息，如果采用云端圖像識(shí)別方式，存在敏感信息泄露的安全風(fēng)險(xiǎn)，甚至引發(fā)敏感信息流出境外的嚴(yán)重安全事故。管控平臺(tái)所用的圖像識(shí)別程序是基于現(xiàn)有成熟OCR技術(shù)開(kāi)發(fā)的軟件，可以部署在院內(nèi)服務(wù)器使用，所有數(shù)據(jù)只保留在醫(yī)院本地，無(wú)須通過(guò)任何形式與互聯(lián)網(wǎng)連接，確保醫(yī)療信息安全。

四、應(yīng)用效果

（一）建設(shè)效果

1.推動(dòng)醫(yī)院信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)全院醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)采集

管控平臺(tái)以JSON格式保存急救監(jiān)護(hù)類(lèi)、功能檢查類(lèi)等設(shè)備的原始數(shù)據(jù)，以圖片格式保存檢查圖形，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)池，有助于醫(yī)院補(bǔ)齊在醫(yī)療行為中各類(lèi)醫(yī)療設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的不同維度數(shù)據(jù)。

2.推進(jìn)檢查報(bào)告無(wú)紙化，提升電子病歷等級(jí)

平臺(tái)通過(guò)信息化手段采集數(shù)據(jù)，形成可被數(shù)字化存儲(chǔ)的電子報(bào)告，在醫(yī)院各業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)調(diào)閱共享，極大提高信息傳遞效率和數(shù)據(jù)保存的安全性。

3.減少醫(yī)療差錯(cuò)，提升工作效率和工作質(zhì)量

醫(yī)護(hù)人員通過(guò)移動(dòng)護(hù)理終端設(shè)備，將患者與監(jiān)護(hù)設(shè)備進(jìn)行綁定，后臺(tái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，獲取患者生命體征數(shù)據(jù)，并在護(hù)理PDA呈現(xiàn)，相關(guān)監(jiān)護(hù)波形圖亦可在護(hù)士工作站中進(jìn)行展示。

4.可視化共享平臺(tái)，助力醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展

通過(guò)采集設(shè)備數(shù)據(jù)，針對(duì)不同種類(lèi)設(shè)備進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的可視化展示，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備信息的全生命周期采集，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行效率，提升醫(yī)院精細(xì)化管理水平，助力公立醫(yī)院等級(jí)評(píng)審和績(jī)效考核。

5.網(wǎng)上報(bào)告查詢(xún)，提升患者滿(mǎn)意度

通過(guò)醫(yī)院微信公眾號(hào)，患者在線(xiàn)即可查閱各類(lèi)檢驗(yàn)檢查報(bào)告，包括特殊類(lèi)檢查報(bào)告，如腦電圖報(bào)告、肌電圖報(bào)告、睡眠監(jiān)測(cè)報(bào)告、肺功能報(bào)告、一氧化氮測(cè)定報(bào)告等。

（二）平臺(tái)特點(diǎn)

1.標(biāo)準(zhǔn)化采集方式，突破不同品牌的技術(shù)壁壘

醫(yī)療設(shè)備品牌型號(hào)多，而各品牌之間又存在技術(shù)壁壘，因此導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集困難的問(wèn)題。為了突破不同品牌之間的技術(shù)壁壘，采用國(guó)際統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——HL7數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和TCP通信傳輸控制協(xié)議——對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與解析，使不同品牌型號(hào)的設(shè)備數(shù)據(jù)在同一平臺(tái)匯集變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

2.統(tǒng)一化管理，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備信息可追溯

通過(guò)對(duì)醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)的采集與解析，建立全院級(jí)的醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)的統(tǒng)一歸檔與共享。管控平臺(tái)涵蓋設(shè)備的資產(chǎn)信息、設(shè)備使用情況、患者診治信息等多維度數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足醫(yī)院設(shè)備管理、設(shè)備績(jī)效分析、患者數(shù)據(jù)查詢(xún)等各種應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

五、結(jié)束語(yǔ)

（一）在社會(huì)效益方面

基于醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)信息，加強(qiáng)醫(yī)療設(shè)備數(shù)字化管理，有助于提高醫(yī)療效率和質(zhì)量，助力醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展；提升醫(yī)院整體信息化水平，優(yōu)化就診流程；提升患者滿(mǎn)意度，構(gòu)建良好的醫(yī)患關(guān)系。

（二）在經(jīng)濟(jì)效益方面

通過(guò)大數(shù)據(jù)分析可以提前預(yù)警設(shè)備潛在風(fēng)險(xiǎn)和故障，為構(gòu)建醫(yī)院設(shè)備信息化建設(shè)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和接口標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)與集成平臺(tái)的有效集成與信息共享，實(shí)現(xiàn)臨床信息一體化應(yīng)用。

（三）平臺(tái)建設(shè)的下一步規(guī)劃

將大型醫(yī)療影像設(shè)備、重癥監(jiān)護(hù)類(lèi)設(shè)備作為下一階段建設(shè)規(guī)劃，納入平臺(tái)統(tǒng)一管理，進(jìn)一步提高平臺(tái)對(duì)醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)采集的覆蓋范圍。對(duì)接入平臺(tái)的醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行脫敏處理，按類(lèi)細(xì)化數(shù)據(jù)顆粒度，為臨床科研、器械研發(fā)等提供原始數(shù)據(jù)積累。

作者單位：范晨皓 上海市同仁醫(yī)院、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬同仁醫(yī)院信息科

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