手術室物聯網應用系統研究

1.國內外本領域科技創新發展概況和最新發展趨勢

大型醫院每天服務患者多達數千，每天消耗的醫療器械、物品更是成千上萬。不同的患者的醫療服務流程各有差異，且需多個診療部門協同作業。在醫療服務過程中，醫護人員、醫療物品和器械等流動錯綜復雜，對現有的醫療管理系統提出了巨大挑戰。由于醫療服務管理缺乏強有力的工具支持，依靠人工管理導致有限的醫療資源利用率偏低，患者等候時間過長，醫療服務成本昂貴和質量偏低等問題。

1.1 醫療管理信息技術依然面臨存在的問題分析

1.1.1 信息的輸入、輸出和處理使得醫療服務流程變得更加復雜，且增加了醫療服務成本；
　　
1.1.2醫院內物品和人員流動的動態性，使得手工處理信息工作負荷龐大，容易出錯、難以保證醫療信息和實際醫療服務的一致性；
　　
1.1.3無法實現對醫護人員、醫療器械和物品的跟蹤、狀態監控，無法支持醫療資源的優化調度。

1.2RFID技術的物聯網應用系統建立的必要性

針對上述問題，國內外學者、專家紛紛開展了醫療物聯網技術的研究和應用，并開始應用于醫院所為人員和醫療物品管理，有效降低醫療費用，提高醫療服務水平和患者滿意度。美國、英國、瑞士和日本等醫院與各研究院校合作，開發了基于RFID技術的醫療資源管理系統和醫療資源優化調度系統，并已在醫院內實施應用。國內，目前也有科研院校開始研發相應的管理系統，但還處于剛剛起步階段，沒有形成產業。由于，我國醫療體制與世界發達國家的差異顯著，因此，國外企業開發的醫療資源管理系統難以適用于我國醫院的管理。而且，即使國外的發達國家也沒有涉及醫療手術管理系統的開發。

2. RFID技術的物聯網應用系統項目研究的目的、意義

2.1 研究目的

我國手術醫療資源依靠人工經驗，缺乏信息化技術的支持，致使有限的醫療資源利用率較低、醫療成本較高；而且手術醫療資源管理存在較大的安全隱患，一旦發生醫療事故將會危害患者的健康、給醫院造成重大的經濟和名譽損失、甚至引發醫患矛盾等系列社會問題。為此，江蘇久信醫用凈化工程有限公司通過十余年醫用凈化工程技術經驗及前期數字化手術室研發的成果，提出本課題，以期聯合醫院利用物聯網技術研究、開發手術醫療資源優化調度管理系統，從而實現手術醫療資源的全面、規范化管理，降低安全風險；優化手術醫療資源調度，提高利用率，降低手術醫療成本。

2.2 研究意義

手術是醫院提供醫療服務的主要內容之一，它涉及的醫護人員、醫療器械和耗材數量、種類較多，但手術醫療資源緊張，醫療費用昂貴，風險性高，因而備受醫院和患者關注。由于我國醫院的手術信息化管理研究和應用起步較晚，目前的管理軟件沒有考慮各種手術過程中醫護人員、醫療器械和耗材等醫療資源同步可得、可用，手術過程中的醫療物品缺乏系統的管理，醫療資源的安全、有效性存在隱患，容易引發醫療事故；同時，缺乏手術醫療資源的優化調度，致使有限的手術醫療資源利用率偏低，醫療成本較高。系統的主要科學價值主要包括以下幾個方面：
　　
(1)建立骨科和內窺鏡等典型手術醫療資源電子清單，一卡通世界發布。包括完成手術所需的醫療物品、醫療設備、醫護人員以及患者等，利用數據庫技術開發結構化手術清單管理系統；
　　
(2)以手術室醫療資源利用率最高和患者等候手術時間最短為目標，建立手術室作業模型，開發計算機智能優化，優化調度手術室醫療資源，提高醫療資源利用率，降低醫療成本。
　　
(3)探索將長距離非接觸式RFID技術嵌入于手術室內的關鍵醫療器械、物品、患者腕帶和醫護人員門卡，建立醫療設備、患者、醫護人員和信息系統互通的手術“物聯網”平臺，實時獲取醫療資源的使用狀態，建立手術醫療資源追溯系統，為患者提供透明的、安全的手術醫療服務；
　　
(4)開發手術室物聯網的醫療資源優化調度管理系統原型機。

2.3 研究內容

2.3.1建立典型手術的醫療資源電子清單，利用數據庫技術開發結構化手術清單管理系統：研究各類典型醫療手術所涉及的醫生、護士、護工等人力資源，醫療器械等設備資源，耗材等物料資源，利用統計方法計算各類資源的平均消耗量和方差，并考慮醫療手術的不確定性和動態變化性，建立典型醫療手術的電子清單；利用數據庫技術開發結構化的手術電子清單管理系統，以支持手術醫療耗材領取、醫療器械使用計劃制定、醫護人員排班和手術成本核算等管理功能。

2.3.2 建立手術室作業模型，開發計算機智能優化，優化調度手術室醫療資源：收集典型手術的歷史數據，研究各項手術患者到達時間和數量隨季節、節假日以及作息時間等因素的變化規律，分析不同季節、節假日和作息時間對手術室醫療服務能力的需求變化。利用模糊集和粗糙集的數據挖掘方法，將檢查項目的手術室服務能力分為典型的幾種類別，包括較大過剩，過剩，平衡，不足和較大不足。文章來源一卡通世界。以患者等候手術時間最短和手術室利用率最高為目標，建立手術室作業模型；依據手術患者到達規律，確定“瓶頸”設備或資源，利用啟發式算法，以“瓶頸”資源利用率最大為目標，優化調度手術室資源；然后，以患者等候手術時間最短為目標，在上述優化基礎上，開發計算機智能算法，優化調整手術室醫療資源分配，從而在保證手術室醫療資源高效利用的前提下，縮短患者等候手術的時間，提高醫療服務水平。

2.3.3 探索利用RFID技術建立手術室物聯網平臺的關鍵技術：利用RFID技術自動探測、讀寫技術，研究RFID讀寫的中間件、各RFID讀寫器之間的網絡構建和手術管理的信息系統集成，探索患者、醫護人員、醫療器械、耗材和信息系統互通手術室物聯網平臺，實現手術清單的自動核對和手術過程各醫療資源使用的自動記錄，研究分布式數據倉庫的智能查詢技術，實現不同環節、不同需求下醫療資源狀態的信息快速獲取技術。

2.3.4 開發手術醫療資源管理系統原型：以醫院手術室、庫房、消毒柜等為研究對象，安裝RFID讀寫器，配置大型服務器，建設內部局域網，連通各RFID讀寫器；為患者、醫護人員、醫療器械、關鍵設備和手術包等配置長距離非接觸式RFI D芯片；開發手術醫療資源管理系統原型，并完成測試。

3.結語

系統通過融合目前最先進的RFID(超低頻)技術、3G無線通訊技術、無線組網技術、影像處理技術、計算機處理技術、手機智能一卡通技術、自動化控制技術以及智能糾錯技術、醫生護士智能巡檢系統，結合醫用凈化施工技術，依托完善的網絡體系和架構，在過程醫療中基于智能傳感器即插即用的I E E E的1451工作組(IEEE1451)、標準，以及IEEE802.15.4標準，將不同類別的傳感信息匯集，以R F I D技術為基礎，采用M2M技術（即無線通信和信息技術的整合），結合G SM/GPR S/UMT S等遠距離連接技術，RFID和UWB等近距離連接技術，WirelessHART 、Wifi、藍牙、Zigbee技術、XML和Corb a技術，以及基于GP S、無線終端和網絡的位置服務等技術，達到物物相聯、人物相聯，通過雙向通信，實現對以醫生、病人、護士為主的人流，以及藥品、器械為主的物流的全程監控、優化，形成一個完善的物聯網系統，對醫院手術室為核心的資源進行優化和管理，大大提高醫院的運作水平和效率、效益。