反向定位技術(shù)在醫(yī)學(xué)裝備中的應(yīng)用

四川大學(xué)華西醫(yī)院 設(shè)備物資部，四川 成都 610041

引言

資產(chǎn)管理關(guān)系到整個(gè)醫(yī)院的運(yùn)營(yíng)，采用先進(jìn)的管理理念和信息化技術(shù)，輔助醫(yī)院構(gòu)建信息化管理系統(tǒng)成為資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理的關(guān)鍵[1]。隨著智能設(shè)備的飛速發(fā)展，設(shè)備的定位需求不斷增加，室內(nèi)定位技術(shù)成為了信息技術(shù)研究的熱點(diǎn)問題之一。在醫(yī)院的資產(chǎn)管理中，結(jié)合計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、人工智能等技術(shù)手段構(gòu)建資產(chǎn)的新型管理模式，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)信息的數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化，建立新的資產(chǎn)管理方式和流程[2-3]。順應(yīng)信息技術(shù)改變，調(diào)整醫(yī)學(xué)裝備管理內(nèi)容，是眾多學(xué)者面臨的主要挑戰(zhàn)。

1 醫(yī)學(xué)裝備管理系統(tǒng)開展進(jìn)程及現(xiàn)狀

臨床醫(yī)學(xué)裝備管理系統(tǒng)的應(yīng)用可追溯到20世紀(jì)90年代之前，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外多數(shù)醫(yī)院均使用紙質(zhì)賬目進(jìn)行醫(yī)療設(shè)備管理，以人工操作為主，管理內(nèi)容主要包括財(cái)務(wù)臺(tái)賬、維修記錄等，數(shù)據(jù)采用紙質(zhì)記錄本和電子文檔的形式進(jìn)行儲(chǔ)存，紙質(zhì)文檔和電子文檔處于共存狀態(tài)[4]。20世紀(jì)90年代，電子表格被引進(jìn)，在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用[5]。經(jīng)過十年的發(fā)展變化，國(guó)內(nèi)已有部分醫(yī)院開始使用網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件系統(tǒng)，至21世紀(jì)初，移動(dòng)數(shù)據(jù)終端、條形碼技術(shù)和醫(yī)學(xué)設(shè)備管理理念逐漸成熟，共同推動(dòng)了醫(yī)療設(shè)備信息化管理系統(tǒng)構(gòu)建和應(yīng)用，設(shè)備的買賣賬目和維修記錄逐漸發(fā)展為數(shù)據(jù)庫(kù)化管理[6]。

2 反向定位技術(shù)概述

2.1 室內(nèi)定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵iBeacon

iBeacon是一項(xiàng)低耗能藍(lán)牙技術(shù)，工作原理類似之前的藍(lán)牙技術(shù)，由Beacon發(fā)射信號(hào)，藍(lán)牙設(shè)備定位接受，反饋信號(hào)。當(dāng)用戶或者物體進(jìn)入、退出或者在區(qū)域內(nèi)徘徊時(shí)，iBeacon的廣播有能力進(jìn)行傳播，可計(jì)算用戶和iBeacon的距離（可通過RSSi計(jì)算），由此可知，只要有三個(gè)即可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的定位。

2.2 正向定位技術(shù)

要了解什么是反向定位，首先需要了解正向定位技術(shù)。正向定位技術(shù)工作流程主要包括以下幾個(gè)方面：① 正向定位首先在需要定位的區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)藍(lán)牙iBeacon信標(biāo)，一般至少需要鋪設(shè)3個(gè)藍(lán)牙iBeacon信標(biāo)（因?yàn)槎ㄎ凰惴ㄒ笾辽僦廊齻€(gè)點(diǎn)的RSSI值才能準(zhǔn)確地計(jì)算定位）；② 藍(lán)牙iBeacon信標(biāo)會(huì)每隔一定的時(shí)間廣播一個(gè)數(shù)據(jù)包到周圍；③ 當(dāng)終端設(shè)備進(jìn)入藍(lán)牙iBeacon的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，藍(lán)牙主機(jī)在執(zhí)行掃描動(dòng)作時(shí)，會(huì)間隔地接收到藍(lán)牙iBeacon廣播出來的數(shù)據(jù)包；④ 在藍(lán)牙主機(jī)接收到廣播包時(shí)，會(huì)顯示該廣播包來自于哪一個(gè)藍(lán)牙iBeacon從機(jī)的MAC地址和當(dāng)前的接收發(fā)送信號(hào)強(qiáng)度指示值RSSI；⑤ RSSI值是確定藍(lán)牙主機(jī)位置和藍(lán)牙iBeacon之間遠(yuǎn)近距離的依據(jù)；⑥ 通過內(nèi)置的定位算法，以及和地圖引擎數(shù)據(jù)庫(kù)的交互，就可以測(cè)算出藍(lán)牙主機(jī)當(dāng)前的具體位置。

簡(jiǎn)而言之，正向定位是將iBeacon的信標(biāo)固定位置，通過手持設(shè)備（如手機(jī)、電腦、pad等）進(jìn)行分析計(jì)算，再確定手持設(shè)備的位置。

2.3 反向定位的原理

反向定位是固定以藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)在室內(nèi)的位置，然后通過接受Beacon信標(biāo)的信號(hào)，來確定iBeacon信標(biāo)的位置的定位方式。

藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)主要用于掃描藍(lán)牙設(shè)備、iBeacon設(shè)備，然后實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程云管理，例如：遠(yuǎn)程控制BLE藍(lán)牙設(shè)備，接收BLE藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給服務(wù)器。而藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的工作原理主要包括以下內(nèi)容：首先，當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)入某個(gè)藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的范圍，和藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的藍(lán)牙部分進(jìn)行連接，并傳輸當(dāng)前數(shù)據(jù)；然后，藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的藍(lán)牙部分接收到數(shù)據(jù)，和Wi-Fi模塊通過串口連接并傳輸數(shù)據(jù)；其次，藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)Wi-Fi部分通過無線路由器將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，并對(duì)當(dāng)前的情況進(jìn)行控制修改；最后，服務(wù)器經(jīng)過計(jì)算和分析將藍(lán)牙設(shè)備的定位信息在前端顯示，控制指令也可通過服務(wù)器傳給藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的Wi-Fi，Wi-Fi傳輸給藍(lán)牙，藍(lán)牙傳輸給藍(lán)牙設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制。

藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)最常用的功能就是進(jìn)行反向定位。同時(shí)，還可以將藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的掃描范圍標(biāo)記為安全區(qū)域，一旦iBeacon設(shè)備離開安全范圍，便能觸發(fā)后臺(tái)的安全報(bào)警，實(shí)現(xiàn)位置追蹤的目的（這是實(shí)現(xiàn)安全看護(hù)和物資管理的關(guān)鍵）。

3 醫(yī)學(xué)裝備管理系統(tǒng)中反向定位技術(shù)的應(yīng)用

醫(yī)院資產(chǎn)龐大，數(shù)量種類繁多，各種醫(yī)學(xué)裝備價(jià)值不菲，還具有使用地點(diǎn)分散、使用壽命長(zhǎng)以及管理較混亂的特點(diǎn)。主要指三大類：第一類包含各種診斷、治療及輔助設(shè)備，如各類影像學(xué)設(shè)備（CT、MRI等）、實(shí)驗(yàn)室檢查設(shè)備（生化分析儀、加速器、DSA等）、治療設(shè)備如呼吸機(jī)等，以及消毒滅菌等輔助設(shè)備。第二類即科室內(nèi)的硬件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，包括科室內(nèi)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。第三類是醫(yī)院的基礎(chǔ)設(shè)施，包括水電氣和消防設(shè)備等[7]。醫(yī)院的核心建設(shè)基本都投入在醫(yī)療設(shè)備中，也可說是醫(yī)院的資產(chǎn)核心，醫(yī)療設(shè)備配置情況反映了醫(yī)院的現(xiàn)代化程度，是醫(yī)療、教學(xué)和科研工作開展的基礎(chǔ)，也是國(guó)家醫(yī)學(xué)科技水平不斷提高的基本條件[8-9]。

但經(jīng)調(diào)查，目前國(guó)內(nèi)很多醫(yī)院仍延用傳統(tǒng)手工和電子表格的管理方式，不僅增加工作量，管理難度也較高，而且固定資產(chǎn)的歷史操作和資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)工作異常困難，導(dǎo)致資產(chǎn)流失不明和重復(fù)購(gòu)置，對(duì)于固定資產(chǎn)的折舊和維護(hù)等都出現(xiàn)信息不對(duì)稱性，還有財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)和實(shí)物情況不符等問題[10]。

反向定位技術(shù)在醫(yī)學(xué)裝備管理系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：提高資產(chǎn)盤點(diǎn)效率，通過微信二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)一鍵盤點(diǎn)，改變醫(yī)院資產(chǎn)清查數(shù)據(jù)的采集方式，提高清查效率；實(shí)時(shí)定位監(jiān)測(cè)設(shè)備，利用iBeacon反向室內(nèi)定位技術(shù)、低功耗藍(lán)牙技術(shù)、LoRa調(diào)制解調(diào)技術(shù)等技術(shù)實(shí)時(shí)對(duì)院內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行定位監(jiān)控，建立移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，全面掌握院內(nèi)設(shè)備的使用情況，及時(shí)處置閑置設(shè)備；閉環(huán)痕跡監(jiān)管，對(duì)醫(yī)院資產(chǎn)實(shí)物從盤點(diǎn)、入賬、維修、報(bào)廢等方面進(jìn)行流程化、痕跡化準(zhǔn)確監(jiān)管；建立醫(yī)院資產(chǎn)大數(shù)據(jù)，院領(lǐng)導(dǎo)及管理人員可通過微信快速查詢、統(tǒng)計(jì)、分析醫(yī)院資產(chǎn)情況，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院資源的合理配置，并為相關(guān)決策提供依據(jù)[11-12]。

4 醫(yī)學(xué)裝備管理系統(tǒng)中反向定位技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

4.1 建設(shè)原則

反向定位技術(shù)建設(shè)主要遵循以下幾方面原則。

（1）操作簡(jiǎn)單。系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，用戶界面盡量簡(jiǎn)單易懂，以方便、快捷為主，以免繁忙時(shí)復(fù)雜操作影響工作進(jìn)程[13]。

（2）真實(shí)可靠。使用正規(guī)的Web服務(wù)，保證數(shù)據(jù)備份建立真實(shí)有效，設(shè)立恢復(fù)機(jī)制，應(yīng)用穩(wěn)定性高、可用性強(qiáng)的軟硬件產(chǎn)品，減少系統(tǒng)故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失[14]。

（3）安全。系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)可插入安防系統(tǒng)，使用權(quán)限管理機(jī)制，保證醫(yī)院數(shù)據(jù)資料安全[15]。

（4）先進(jìn)。摒棄傳統(tǒng)落后的技術(shù)，盡量選擇成熟、先進(jìn)的主流技術(shù)，選擇知名的先進(jìn)應(yīng)用平臺(tái)支撐系統(tǒng)構(gòu)建，保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性，以延長(zhǎng)系統(tǒng)使用時(shí)間，降低后續(xù)更新系統(tǒng)花費(fèi)[16]。

（5）具有可拓展性。隨著系統(tǒng)使用頻率增加和用戶數(shù)量增多，系統(tǒng)將不斷激發(fā)用戶需求，進(jìn)一步深化業(yè)務(wù)管理，在構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮系統(tǒng)后續(xù)設(shè)計(jì)的拓展性，留下深化擴(kuò)展的空間[17]。

4.2 技術(shù)架構(gòu)

醫(yī)院資產(chǎn)管理的信息化建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)醫(yī)院資產(chǎn)管理的現(xiàn)代化、信息化，解決不必要的人力資源和成本的浪費(fèi)，更加科學(xué)、準(zhǔn)確、有效的進(jìn)行資產(chǎn)管理，輔助醫(yī)院實(shí)現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)到醫(yī)院等級(jí)評(píng)審檢查要求，提高醫(yī)院的運(yùn)營(yíng)效率，同時(shí)提升了醫(yī)院整體的管理[18]。

系統(tǒng)架構(gòu)分為資產(chǎn)管理、設(shè)備管理、動(dòng)用率監(jiān)控、溫濕度管理、電子圍欄、維修管理、報(bào)廢管理等多個(gè)項(xiàng)目。

（1）資產(chǎn)管理。定位追蹤能實(shí)時(shí)對(duì)院內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行定位監(jiān)控，誤差距離小于1 m（根據(jù)項(xiàng)目需求，精度可調(diào)整），可對(duì)多棟，多樓層醫(yī)院建立3D立體地圖，定位設(shè)備到具體樓層和房間，位置刷新周期可根據(jù)要求精確到秒[19]。

（2）設(shè)備管理。電子圍欄建立醫(yī)院的虛擬邊界，若有設(shè)備超出合法房間、合法樓層、合法建筑時(shí)進(jìn)行預(yù)警，若有設(shè)備超出醫(yī)院的虛擬邊界管理范圍，可直接向醫(yī)院保衛(wèi)部門預(yù)警[20]。以移動(dòng)軌跡為基礎(chǔ)建立醫(yī)院移動(dòng)設(shè)備移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，更利于全面了解設(shè)備的使用情況、協(xié)調(diào)情況。

（3）動(dòng)用率檢測(cè)和溫濕度管理。動(dòng)用率監(jiān)測(cè)對(duì)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況、使用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，全面掌握全院設(shè)備的使用情況，及時(shí)處理閑置設(shè)備[21]。溫濕度監(jiān)控為血庫(kù)、檢驗(yàn)科等建立24 h溫濕度監(jiān)控，并可對(duì)單獨(dú)的冰箱、冷藏庫(kù)等建立獨(dú)立溫濕度監(jiān)控，院方可以自定義溫濕度閾值，超出閾系統(tǒng)將立即預(yù)警。

（4）電子圍欄。醫(yī)院可通過手機(jī)微信小程序掃描設(shè)備標(biāo)簽上的二維碼實(shí)現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)一鍵盤點(diǎn)[22]，并可通過設(shè)備信息迅速定位設(shè)備的樓層及房間。數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)顯示醫(yī)院資產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，全面掌握醫(yī)院資產(chǎn)分布，從高值設(shè)備到普通資產(chǎn)，打開微信小程序即可一鍵獲取醫(yī)院資產(chǎn)的申購(gòu)、折舊、維修、報(bào)廢數(shù)據(jù)。

（5）維修管理。設(shè)備出現(xiàn)故障，由使用科室通過系統(tǒng)登記設(shè)備名稱、故障原因?qū)υO(shè)備進(jìn)行故障登記，登記后設(shè)備科會(huì)收到維修申請(qǐng)表，設(shè)備科安排相關(guān)工作人員進(jìn)行檢修[23]。若超出保修時(shí)間，或送往院外進(jìn)行維修，支付維修費(fèi)用時(shí)應(yīng)記錄維修廠商信息及維修花費(fèi)，通過設(shè)備科報(bào)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)審批后開始維修，記錄每臺(tái)設(shè)備的維修信息及維修價(jià)格。

（6）報(bào)廢管理。設(shè)備本身伴有缺陷或故障后無法維修需要報(bào)廢，或設(shè)備本身壽命到期的資產(chǎn)進(jìn)行資產(chǎn)報(bào)廢管理時(shí)，使用科室向設(shè)備科填寫報(bào)銷申請(qǐng)單，各級(jí)審批完成后轉(zhuǎn)移到資產(chǎn)報(bào)廢管理列表[24]。

4.3 構(gòu)建流程

反向定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程較為復(fù)雜[25]，其構(gòu)建大致分為七個(gè)步驟，① 進(jìn)行醫(yī)院實(shí)地考察，提供醫(yī)院基建圖電子版和設(shè)備數(shù)據(jù)表；② 搭建平臺(tái)，帶入所有設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；③ 依據(jù)各科室核對(duì)設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，配備標(biāo)簽打印機(jī)；④ 院內(nèi)組織系統(tǒng)相關(guān)操作培訓(xùn)；⑤ 指導(dǎo)相關(guān)科室進(jìn)行設(shè)備標(biāo)簽的粘貼工作；⑥ 系統(tǒng)硬件設(shè)施進(jìn)行布局、安裝和調(diào)試；⑦ 進(jìn)行系統(tǒng)的整體調(diào)試、完成搭建。正常搭建周期為30個(gè)工作日，最終根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

5 總結(jié)和展望

反向定位技術(shù)的研發(fā)和使用符合醫(yī)療設(shè)備管理實(shí)際，能夠滿足當(dāng)前醫(yī)院醫(yī)學(xué)裝備管理需求。隨著技術(shù)的不斷完善，

相信方向定位技術(shù)將在以下幾個(gè)方面有著更廣泛的應(yīng)用。

（1）建立更為成熟的醫(yī)院裝備管理體系。以原有物質(zhì)管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建相對(duì)完善的從入庫(kù)開始、維修、維護(hù)、計(jì)量直至設(shè)備報(bào)廢的醫(yī)療設(shè)備保證系統(tǒng)，除了完善醫(yī)院財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)外，還保證了管理質(zhì)量[26]。

（2）更低的構(gòu)建成本與大規(guī)模運(yùn)用。隨著近年來室內(nèi)定位技術(shù)愈發(fā)完善，以及構(gòu)建成本下降，在可預(yù)期時(shí)間內(nèi)，與無線網(wǎng)絡(luò)等信息化技術(shù)相結(jié)合，可以大規(guī)模實(shí)施醫(yī)療設(shè)備的動(dòng)態(tài)追蹤管理[16]。

（3）加入溫濕度監(jiān)測(cè)功能。集成溫濕度傳感器的應(yīng)用，使冰箱等設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建難度降低。

（4）醫(yī)學(xué)裝備知識(shí)庫(kù)構(gòu)建。醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)除了完成對(duì)醫(yī)學(xué)裝備的管理外，還要完成對(duì)醫(yī)學(xué)裝備知識(shí)的管理，針對(duì)實(shí)際工作中資料查詢、新增和編輯等操作，構(gòu)建知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)還應(yīng)具有針對(duì)性，隨著iBecon等室內(nèi)定位技術(shù)完善成規(guī)?；闹圃旌蛻?yīng)用，使得成本降低，條形碼標(biāo)簽可能會(huì)被完全取代，但現(xiàn)階段也不能完全使用iBecon等電子化標(biāo)簽替代條形碼，其應(yīng)用深度還有待繼續(xù)發(fā)掘，以最大限度發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

同時(shí)，目前方向定位技術(shù)在醫(yī)學(xué)裝備的應(yīng)用也遇到了很多阻礙并存在以下不足。

（1）對(duì)醫(yī)院的醫(yī)學(xué)裝備管理進(jìn)行重構(gòu)難度較高。新的醫(yī)學(xué)裝備管理流程完全不同于醫(yī)院之前的流程，需要根據(jù)各個(gè)醫(yī)院的特點(diǎn)以及管理模式進(jìn)行重構(gòu)，在重構(gòu)的過程中，需要醫(yī)院各級(jí)人員及資源的密切配合。重構(gòu)完成后，在具體的實(shí)施中還需要醫(yī)院相關(guān)人員管理理念的轉(zhuǎn)變和適應(yīng)。

（2）軟件技術(shù)還不完善，開發(fā)難度高。目前的反向定位技術(shù)在軟件架構(gòu)上還不完善，部分開發(fā)包更新頻繁，Bug較多，技術(shù)文檔不全，在開發(fā)中遇到的問題較多，開發(fā)資源投入大。

最后，相信隨著醫(yī)療改革和信息化推動(dòng)，醫(yī)學(xué)工程人員應(yīng)根據(jù)時(shí)代特點(diǎn)規(guī)范地完成醫(yī)療設(shè)備管理工作，逐步達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提高我國(guó)醫(yī)療設(shè)備管理質(zhì)量，為醫(yī)療技術(shù)發(fā)展提供保障。