医院设备中央监护物联网平台

为应对逐年增长的就诊量需求,医院内部床边监护仪的设备数量与日俱增,并带来了更大的设备管理和数据监护的负担,而物联网技术的发展,使得当今医院终于可以通过融合最新的物联网和信息技术,以中央监护系统的形式来实现对医疗机构内部数以千计不同厂商、不同规格的监护仪的数据采集、传输与集中监控,从而大大提升医院内部设备管理和监护服务的效率和服务质量。

 

 

1.    系统概述

 

本系统同时集成了传感网与物联网技术,广泛适用于医疗机构内部设备移动共享管理与设备状态监控等应用需求。

本系统具有如下特性:

l  同时连接多达1000台床边机,网络连接稳定,长时间使用无掉线现象,波形显示流畅。

l  对每台床边机发送的ECG(心电)、SPO2(血氧)、NIBP(无创血压)、RESP(呼吸)、TEMP(体温)、CO2(呼末)、IBP(有创血压)、CO(胸排量)、HOCUS(麻醉气体)九个模块的14条波形信息和多种参数信息做实时显示和保存

l  数据回顾分析详尽全面,包括波形回顾、趋势回顾、报警回顾、CO回顾、NIBP回顾、血氧跌落分析等,给予诊断提供数据支持。

l  海量数据存储,64通道240小时趋势数据存储,64通道72小时全息波形数据存储,64通道720条报警详细信息存储包括报警时刻参数、波形和报警级别等信息。10000个历史病人数据存储,每个病人最近24小时全息波形存储。

l  中央监护系统集群。依靠中央监护系统的数据转发允许在院内不同位置的多台中央监护系统同时对院内床边机进行监管,可任意多台中央监护系统组成监护网络,一个中央监护系统可配置观察另外多个监护系统的床边机信息。

l  打印机输出全面监护报告,可选择安装虚拟打印机,输出到PDF格式的电子文档。

l  心电12导同屏显示。

l  支持双屏显示功能,可最多同时观察32床位信息,单一显示屏最多可同时观察16床位信息,可一屏观看多床显示,一屏对单个病人数据进行回顾分析。

系统包括如下功能模块:

l  物联网硬件终端

l  物联网网关

l  通讯与数据管理平台

l  微信与APP客户端

1.    项目背景

随着经济的发展和人民生活水平的提高,人们对于提升医疗服务水平有着越来越高的要求,医疗机构管理者也希望通过信息化手段提高管理效率。医院逐渐向智能化的方向转型,在物联网技术的助推下,智慧医院、互联网+医疗、移动医疗、远程医疗、大数据与智能可穿戴设备在医疗行业开始崭露头角。高度分散的设备环境、不断演变的平台架构以及海量的数据分析都令传统场景无法适应新环境,如何借力物联网风潮和信息化技术转型升级是当务之急。

HCMS医院设备中央监护负责收集、处理、分析和输出来自多个床边监护仪的监护信息,并对医院中使用监护仪的病人的情况进行集中监控。

2.    需求分析

医院为提升管理效率,亟需通过信息化手段实现收集、处理、分析和输出来自多个床边监护仪的监护信息,并对医院中使用监护仪的病人的情况进行集中监控。在此背景下,基于先进的传感网和物联网技术的HCMS平台,通过实时采集、无缝连接的系统架构,可以大幅提升医院的集中监护效率,并通过二次告警处理有效减少医院的医疗事故。

3.    建设目标

HCMS医院设备中央监护建设的目的,是为了在整个设备监护的流程中,提高理疗服务精细度,提升资源利用率,通过信息化的手段达到更高效的资源管理和调度。

l  系统基于物联网技术实时上报床边监护仪的数据和状态

l  系统基于B/S架构的应用来向各业务科室提供业务服务

l  系统通过灵活的数据分析和报表统计为医院设备管理部门提供管理优化建议

 

4.    建设方案

4.1.       技术选型

平台的技术选型,主要包括3个核心方面:

1.     数据采集接口的技术选型

通过综合考察医院的需求,并综合考虑医院目前的监护仪厂商和型号现状、设备续航需求,后期维护需求等,在RJ45网络接口采集、VGA图像接口采集、屏幕摄像头采集、厂商数据网关采集等技术中,本次建设选择了网络接口采集技术+VGA采集技术的组合定位方案。这一组合方案具有如下优势:

l  对厂商配合成都要求低

l  基本可以覆盖所有厂商设备

l  扩展性强,后期型号扩展简单

2.     数据传输技术选型

通过综合考察医院的需求,在NBIOTLORAWIFI4G5G等多种无线传输技术中,本次建设选择了4G+WIFI的复合型无线传输方案,这一方案具有如下优势:

l  WIFI适合室内现有WIFI网络覆盖好的病房,成本低,传输稳定

l  4G完美补充了WIFI的覆盖盲区,从而实现全区域无死角覆盖

l  性价比高

l  无需人工干预,智能采集模块将自动判断当前WIFI信号强度,优先选择WIFI,当WIFI信号弱时,自动切换到4G模式

3.     物联网传感终端电源技术选型

终端的供电可以采用3种技术,即定期更换电池、定期充电、电源线取电。考虑到后期维护工作,本次建设选择了直接从电源线取电+锂电池供电的组合方式,这一方案具有如下优势:

l  后期免充电维护

l  一段时间内不插电仍可以继续定位和通讯

 

4.2.       业务规划

4.2.1.   物联网传感终端

1)      网络口数据采集模块

实现对监护仪网络接口的实时数据采集。

2)      VGA口数据采集模块

对于特殊型号的监护仪,采用VGA视频流进行数据采集。

3)      电流及环境传感器模块

实现对监护仪的开关机状态及环境状态的感知和测量。

4)      蓝牙信标定位模块

实现蓝牙室内定位功能。

5)      WIFI定位和传输模块

实现对WIFI热点的扫描、定位功能和接入传输功能。

6)      4G通讯模块

实现4G无线通讯功能。

7)      智能主控模块

实现系统控制、电源管理、数据处理、数据通讯等核心功能。

4.2.2.   网关

1)      蓝牙定位网关

实现蓝牙的扫描和定位。

2)      WIFI网关

实现WIFI定位和数据传输。

4.2.3.   数据管理平台

1)      数据通讯模块

实现数据通讯的功能。

2)      数据管理模块

实现设备数据的存储、转发、接口。

3)      统计报表模块

实现数据统计报表与可视化分析。

4)      用户微信小程序/APP

通过微信小程序或APP,为客户提供设备状态查看、数据管理、设备管理等功能。

4.3.       业务特色

系统主要包括以下业务特色:

1)               定位准确

2)               实时传感

3)               无需有线布线

4)               无需充电运维

5)               高效灵活的资产管理平台

4.4.       系统架构

系统架构如下图所示:

本系统是一个典型的医疗行业物联网数据平台,可以划分为以下组成部分:

n  硬件

                          i.          物联网传感设备

                         ii.          室内定位网关

                        iii.          运营商NBIOT网络

n  软件

                          i.          接入服务

                         ii.          WEB服务

                        iii.          微信小程序/APP

4.5.       业务拓扑

业务拓扑如下图所示:

 

 

其中,业务服务器和WEB服务器是系统的核心服务器,分别承载以下服务模块:

l  业务服务器

n  数据通讯

n  位置管理

l  WEB服务器

n  数据管理平台

n  微信小程序/APP后台接口

1.    建设内容

1.1.       硬件终端

1.1.1.   特性

以电源内建智能模组的形态,封装监护数据采集、电流传感、蓝牙定位、WIFI定位、4G通讯、智能主控等单元,从而实现对设备的实时数据采集、状态感知和数据传输。

1.1.2.   功能

l  网络接口监护数据采集

l  VGA接口监护数据采集

l  电流及环境传感

l  蓝牙定位

l  WIFI定位

l  4G/WIFI通讯

l  智能主控

1.2.       室内定位网关

1.2.1.   特性

以吸顶式或壁挂式的形态,实现蓝牙/RFID的组合室内定位:

https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1552490990876&di=9513588c4c27af10229295b636cce5ea&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fuserimages14.51sole.com%2F20161231%2Fb_3922123_201612311039112247.jpg

 

1.2.2.   功能

l  蓝牙扫描及定位

l  RFID扫描及定位

1.3.       数据管理平台

1.3.1.   特性

实现数据通讯与管理、统计与分析、移动管理等功能。

 

1.3.2.   功能

l  数据通讯模块

l  数据管理模块

l  统计报表模块

l  用户微信小程序/APP

1.4.       微信小程序/APP

1.4.1.   特性

通过微信小程序/APP,为客户提供灵活方便的设备管理入口。

1.4.2.   功能

系统将提供以下功能:

l  手机端扫描实现设备租借与归还

l  手机端实现设备状态实时查看

l  手机端实现设备数据统计分析