基于溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)療藥品冷藏管理中的研究

吳曉芬，鄭云硉，馮小勇，李仁杰，董寧欣

1.上海市同濟(jì)醫(yī)院信息處，上海200065

2.蘇州智造社醫(yī)療科技有限公司，江蘇蘇州215100

根據(jù)2013年6月1日起施行的《藥品經(jīng)營(yíng)質(zhì)量管理規(guī)范》要求，生物制品從出廠到注射入人體體內(nèi)，在整個(gè)流轉(zhuǎn)過(guò)程中的儲(chǔ)存及運(yùn)輸環(huán)境必須絕對(duì)安全［1］。上海市同濟(jì)醫(yī)院檢驗(yàn)科現(xiàn)有冰箱58臺(tái)，其中超低溫冰箱3臺(tái)，承擔(dān)全院檢驗(yàn)試劑，標(biāo)本等不同安全存儲(chǔ)任務(wù)。科室對(duì)溫濕度監(jiān)控原有的管理模式是采取人工查看登記方式，人工對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控。這樣的管理模式不僅耗時(shí)費(fèi)力，存在轉(zhuǎn)抄錯(cuò)誤等的問(wèn)題，而且監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性和及時(shí)性也無(wú)法保證。除此之外，人工測(cè)溫方式也僅能保證工作時(shí)段的保障，當(dāng)周末和節(jié)假日時(shí)，就很難做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)冰箱溫度異常時(shí)無(wú)法及時(shí)預(yù)警，可能造成試劑，標(biāo)本保存失效等問(wèn)題，而帶來(lái)安全隱患［2］。

目前市面上有許多冷鏈系統(tǒng)，也有許多醫(yī)院已經(jīng)部署了冰箱溫控系統(tǒng)，但缺乏智能化監(jiān)控，缺乏對(duì)冰箱狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控。因此本文探討基于無(wú)線傳輸技術(shù)建立溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置監(jiān)控指標(biāo)，對(duì)冰箱運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療藥品的冷藏管理，確保藥品安全［3］。

1 需求分析

通過(guò)深入了解上海市同濟(jì)醫(yī)院在對(duì)醫(yī)療藥品進(jìn)行保存時(shí)，冰箱溫濕度監(jiān)控的工作流程以及監(jiān)控指標(biāo)，整理了五方面的需求，具體內(nèi)容如下。

1.1 數(shù)據(jù)處理

實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)抓取各個(gè)冰箱的溫濕度數(shù)值，進(jìn)行數(shù)據(jù)解析及數(shù)據(jù)傳輸。

1.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控、多種顯示

監(jiān)控人員可以通過(guò)大屏或電腦查看實(shí)時(shí)的溫濕度信息，通過(guò)數(shù)字、表格等形式顯示當(dāng)前的溫濕度信息，能夠一目了然地了解最近時(shí)間內(nèi)的溫濕度變化趨勢(shì)。

1.3 無(wú)線傳輸、方式多樣

方案采用在無(wú)線通信技術(shù)和以太網(wǎng)通信組合方式，溫濕度傳感器分布在測(cè)量區(qū)域并測(cè)量溫度、濕度數(shù)據(jù)，定時(shí)將溫濕度數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線發(fā)送到網(wǎng)關(guān)設(shè)備，網(wǎng)關(guān)設(shè)備將接收到的溫度濕度數(shù)據(jù)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)等上傳到監(jiān)控軟件平臺(tái)。

1.4 超限報(bào)警、多種方式

當(dāng)出現(xiàn)溫濕度超過(guò)上下限值情況時(shí)，在監(jiān)控界面會(huì)顯示報(bào)警信息，并進(jìn)行報(bào)警；添加短信報(bào)警功能可以發(fā)送報(bào)警短信。

1.5 質(zhì)控管理

滿(mǎn)足醫(yī)院冷鏈質(zhì)控管理。對(duì)隨時(shí)查看存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)并通過(guò)表格、曲線等形式進(jìn)行匯總、分析、處理、打印。

根據(jù)上述需求以及醫(yī)院的實(shí)際情況，研究并開(kāi)發(fā)溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)，業(yè)務(wù)流程見(jiàn)圖1。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

圖1業(yè)務(wù)流程Fig.1 Business flow chart

溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)主要由設(shè)備層設(shè)備（溫濕度傳感器、溫度傳感器、溫濕度網(wǎng)關(guān)設(shè)備）、短信貓模塊、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器及監(jiān)控管理軟件等構(gòu)成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用無(wú)線傳輸技術(shù)和分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，溫濕度傳感器將采集數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送到溫濕度網(wǎng)關(guān)設(shè)備，溫濕度網(wǎng)關(guān)設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，利用TCP/IP或者WIFI通訊的方式將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器［4］。由對(duì)應(yīng)的管理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等操作。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和永久集中存儲(chǔ)，滿(mǎn)足醫(yī)院對(duì)溫控管理要求，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.2 System topology

2.2 系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

2.2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示

該功能可以通過(guò)液晶電視以大屏形式顯示，也可以安裝在計(jì)算機(jī)工作站上。采用卡片式顯示冰箱溫濕度信息，一個(gè)卡片對(duì)應(yīng)一個(gè)冰箱傳感器。工作人員通過(guò)大屏或計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)查看所在科室的冰箱溫濕度信息［5］，流程見(jiàn)圖3，設(shè)計(jì)代碼如下。

圖3實(shí)時(shí)監(jiān)控流程圖Fig.3 Flow chart of real-time monitoring

通過(guò)數(shù)字、表格等形式顯示當(dāng)前的溫濕度信息，能夠一目了然地了解最近時(shí)間內(nèi)的溫濕度變化趨勢(shì)，界面顯示見(jiàn)圖4。

圖4實(shí)時(shí)監(jiān)控界面Fig.4 Real time monitoring diagram

2.2.2 預(yù)警管理

通過(guò)設(shè)置冰箱溫濕度的上限值、下限值，設(shè)定冰箱溫濕度正常范圍值［6］。系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收傳感器的數(shù)據(jù)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的數(shù)值偏離預(yù)設(shè)定閥值，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的冰箱傳感器卡片上會(huì)有異常顏色提示，同時(shí)還有滾動(dòng)文字顯及聲音進(jìn)行提醒［7］，流程圖見(jiàn)圖5，設(shè)計(jì)代碼如下。

圖5預(yù)警管理流程Fig.5 Flow chart of early warning management

本系統(tǒng)還配置了短信貓硬件模塊，系統(tǒng)將通過(guò)短信貓模塊，將預(yù)警信息以短信方式推送到預(yù)設(shè)值的手機(jī)號(hào)上，實(shí)時(shí)提醒用戶(hù)去處理異常的冰箱，界面顯示見(jiàn)圖6。

2.2.3 質(zhì)控管理

通過(guò)統(tǒng)計(jì)查詢(xún)模塊查看冰箱溫濕度的歷史數(shù)據(jù)，并通過(guò)表格、曲線等形式進(jìn)行匯總、分析、處理、打印。按照預(yù)設(shè)定的保存頻率，將冰箱的溫度、濕度進(jìn)行記錄單自動(dòng)采集并永久保存，避免人工轉(zhuǎn)抄冰箱面板溫度的誤差，也保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性［8］。溫濕度統(tǒng)計(jì)流程見(jiàn)圖7，設(shè)計(jì)代碼如下。

圖6預(yù)警管理界面Fig.6 Early warning management chart

圖7質(zhì)控管理（溫濕度統(tǒng)計(jì)流程）Fig.7 Flow chart of quality control management（temperature and humidity statistics）

當(dāng)冰箱溫度、濕度發(fā)生異常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄，可通過(guò)異常數(shù)據(jù)查詢(xún)，獲取某一個(gè)時(shí)間段的冰箱異常記錄，溫濕度統(tǒng)計(jì)界面顯示見(jiàn)圖8。

3 應(yīng)用效果

本系統(tǒng)采用先進(jìn)的無(wú)線傳輸技術(shù)，自組物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)溫濕度傳感器實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)采集，實(shí)時(shí)上傳，自動(dòng)生成文書(shū)質(zhì)控報(bào)表［9］。當(dāng)溫度出現(xiàn)異常情況時(shí)，在PC端、手機(jī)端通過(guò)多種方式實(shí)時(shí)報(bào)警。系統(tǒng)上線后，實(shí)現(xiàn)了24 h實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警，降低溫濕度管理的工作量，大大提高醫(yī)療藥品冷藏管理的可靠性、便捷性，減少管理風(fēng)險(xiǎn)［10］。

本系統(tǒng)上線后，還能做到數(shù)據(jù)平臺(tái)永久保存，追溯管理，通過(guò)單臺(tái)設(shè)備的溫濕度數(shù)據(jù)趨勢(shì)查看，可有效分析設(shè)備的運(yùn)行情況。系統(tǒng)上線以來(lái)，發(fā)現(xiàn)3臺(tái)冰箱存在問(wèn)題并進(jìn)行了更換，從而有效杜絕了安全風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)場(chǎng)效果見(jiàn)圖9。

本系統(tǒng)采用開(kāi)放式物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、一體化規(guī)范管理建設(shè)，具有高拓展性，后期可在我院藥劑科、輸血科等科室安裝實(shí)施，納入新的設(shè)備和監(jiān)測(cè)指標(biāo)，建設(shè)一套院級(jí)環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智慧醫(yī)院管理［11］。同時(shí)在系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，除了需要對(duì)冰箱溫濕度指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控以外，還需要增加對(duì)外部環(huán)境的預(yù)警等監(jiān)控指標(biāo)，因此后面本系統(tǒng)還將進(jìn)一步完善，確保監(jiān)控指標(biāo)的完整性［12］。

圖8質(zhì)控管理圖（溫濕度統(tǒng)計(jì)界面）Fig.8 Quality control management chart（temperature and humidity Statistics）

圖9現(xiàn)場(chǎng)效果Fig.9 Effect of cold storage management