目前，我国医院急救类设备主要采取的是临床科室“自管自用”的粗放管理模式，该模式下设备使用率不高，对设备的监督和管理难以及时落实到位。部分医院为节约成本、减少设备重复购置、提升设备使用效率，设立了设备租赁调拨中心，但还是“人工租赁”的运营模式，需要电话沟通、手工记录、人员值班，不仅增加了工作量，而且容易产生理解上的偏差，降低了设备的周转效率。因此，以临床科室急救设备的租赁问题为导向，有必要研究设计一款智能急救设备租赁平台。

      借助物联网和射频识别技术，本研究设计了一款采用物联网技术的急救设备自助租赁平台（以下简称 “平台”），平台通过网络与租赁中心信息化管理系统相连接，一方面临床科室可以自助查看设备闲置状态，实现随时随地快速租赁；另一方面管理人员可在租赁中心监管设备借调状况，通过精准管理合理配置资源、盘活存量、提升服务效率。

总体构思

      物联网 物联网（Internet of Things），可以被理解为“物物相连的互联网”，它利用各种信息传感设备，如射频识别、红外感应器、激光扫描仪等，在约定协议中通过互联网域名把物品进行信息交换和通信，具备可靠性传输、全面感知、智能处理等方面的优势。本设计使用物联网射频识别技术（RFID），属于非接触式自动识别技术，通过射频技术实现通信，RFID主要由阅读器、电子标签和射频天线组成，可同时识别多个标签，且定位精准、读取速度快、读取信息安全可靠。

      方案设计 平台由柜体端、App端、PC端等3个交互终端构成，主要依靠物联网联通和射频自动识别技术进行平台设计。设计中，首先对平台的需求进行临床使用调研，其次根据需求制定硬件搭建计划、软件编写计划，然后购置搭建需要的硬件并运行和检测、研究编写各模块软件，下一步进行平台硬件与软件融合运行、联网调试、调整和改进，最终投入使用，并根据使用中出现的问题进行改进。

      智能柜是设计的重点之一，需要配置硬件，借助射频识别软件和应用管理软件，实时识别贴有电子标签的急救设备，并对急救设备进行定位、识别、盘存、监控，其识别成本低、技术可靠性高。软件各模块的研发是设计的另一个重点，平台可通过柜体端、App端、PC端对设备进行租赁管理，由管理员对平台设备进行补货、监控、统计等操作，用户根据使用需求对设备进行租用、归还，平台及时记录用户的取用或归还流程，自动启动盘点，刷新智能柜数据。

      平台的柜体端、App端、PC端由互联网联通，通过软件、硬件的协调工作实现平台的需求，相应的方案配置和系统架构分别见图1、图2。

图1 平台方案配置

图2 平台系统架构

功能需求 依据设计理念和实际操作需求，自助租赁平台设计设备定位、自助租赁、多媒体展示、权限管理、数据分析等功能。设备定位是通过内置的RFID读写器和天线实时感应贴有RFID电子标签，定位设备的储存位置，不间断实时监控，自动提醒可借调设备数量；自助租赁是指借调人员可以在线预约，自主选择需借调的设备，通过刷卡授予用户权限，做到无人值守，自助借还。

硬件设计

      平台包含柜体、计算机、通信模块、电容触摸屏、监控摄像系统、音频喇叭、识别模块、门控等硬件，这些硬件以柜体为载体相互依存、协调工作，部分可选设备为后期升级版本提供便利。

      柜体 在大型综合性医院中，各临床科室拥有大量的急救医疗设备，通用性较强的急救设备包括监护仪、除颤仪、输液泵、注射泵等。依据上述硬件占用的空间，拟定柜体尺寸为1300mm×400mm×2000mm，其中储存柜尺寸约为500mm×32mm×26.5mm。

      主控系统 该系统是自助租赁平台的中枢神经系统，管理和引导平台的操作。主控系统包括附带操作系统的主流计算机、通信模块、专用软件、电容触摸屏、监控摄像系统、音频喇叭等。电容触摸屏用于通过触摸操作实现借调人员与平台之间的人机对话，可进行多媒体展示，还可进行查询以及引导借还行为的完成；监控摄像系统用于全天候录像，可通过手机App调取；音频喇叭用于在进行查询或借还操作时语音播报；通信模块用于网络通讯，含RJ45、RS232 接口。

      识别模块 识别模块由RFID高频数字信号读写器、高频书柜专用层架天线、NFC读卡器组成，高频数字信号读写器和层架天线用于识别和读写储存柜中带有RFID电子标签的设备，借调人员通过NFC读卡器以近场通讯方式进行借还授权操作。

      储存室门控 储存室门控由平台软件控制，开门时开关门指示灯为绿色，选定的储藏室门打开，允许进行设备取出或归还操作。储藏室门全部处于关闭状态时，开关门指示灯转换为红色，此时禁止进行设备取出或归还操作。

软件设计

软件组成

平台软件由柜体端、App端、PC端等3个人机交互模块组成，包含流水记录、设备在柜记录、借调记录、本地录像回看、故障记录、数据分析等内容。平台操作出现故障时系统主动提醒相关人员进行维护，每隔1min向系统发送一次自检信号；断网后数据向系统进行发送，断电后重新来电时，系统将比对断电前后数据，将差异内容生成出入库记录上传到服务器，作为出入库流水记录，上传记录中包含标记信息。软件逻辑流程见图3。

图3 逻辑流程

      平台操作和数据互通

      平台是通过软件和硬件的交互通信来实现操作和数据的实时互通。每台智能柜包含2个主机，即上位机、下位机。下位机用于接收上位机发送的消息，通过不同的消息类型来操作柜体，实现不同的功能；上位机用于接受下位机发送的消息，通过不同的消息类型去处理PC界面展示的数据信息。自助租赁平台就是通过这2台主机进行Socket通信，实现柜格里数据变化和PC及App界面的数据实时同步。主要通信包括：靠卡、开柜门、关柜门等。

      靠卡 下位机将卡片数据信息传送给上位机，上位机通过接收的卡片数据信息去系统数据库进行校验，将校验结果和卡片数据信息进行匹配，实现PC页面根据不同卡片角色展示不同操作界面，见图4。

图4 靠卡操作流程

      开柜门 用户通过PC界面或者手机端微信公众号进行柜门开柜操作，上位机接收到开柜操作后，会自动向下位机发送开柜门的指令，下位机接收指令后，会根据指令的内容打开指定的柜门，实现开柜门的操作，见图5。

图5 开柜操作流程

      关柜门 下位机会自动实时检测柜门的状态，如果没有关闭，会通知上位机播报柜门未关闭的语音提示，通知用户进行关柜门操作。当用户关闭柜门时，下位机会通知上位机播报柜门已关闭的语音提示。当所有柜门都关闭时，会播报柜门已全部关闭，正在盘点。当盘点结束后PC界面会自动跳到取货界面。此时软件、硬件交互的取货盘点命令已完成，见图6。

图6 关柜操作流程

应用

      平台的功能由柜体端、App端、PC端3个人机交互模块实现，平台操作按用户职能授予不同等级的权限，页面包含注册、密码设置、登录、租用、归还、补货、制卡、统计等。实际制作的智能柜见图7，每台智能柜可容纳急救设备7台。本文2.1条目提及了4种急救设备，我院2020年底统计数量分别为：监护仪201台、输液泵56台、注射泵61台、除颤仪8台，结合科室实际使用情况，本项目将监护仪、输液泵、注射泵纳入自助租赁管理平台。

      上述急救设备的清洁消毒由使用科室负责，根据《中华人民共和国传染病防治法》《医院感染管理办法》文件精神和上述设备使用说明书，设备使用后由借用的临床科室完成设备及其附件的清洁和消毒。设备表面须保持清洁，如设备被患者体液及分泌物污染应当及时进行清洁和消毒处理，使用完毕后借用科室进行清洁、消毒后方可归还智能柜。

      上述急救设备的质量控制由设备科负责，依据《医疗器械监督管理条例》《三级医院评审标准（2020年版）》《中华人民共和国计量法》等文件要求，遵照《中华人民共和国卫生行业标准》（WS/T 657—2019）中《多参数监护仪安全管理》和《医用输液泵和医用注射泵安全管理》各项要求，设备科建立质控与安全小组，对上述急救设备实行统一保养、维护、校验、强检、调配管理，始终保持急救设备在待用状态。每年本科室质控人员配合南通市计量检定测试所对上述急救设备进行一次强制检测；每季度由质控人员对输液泵、注射泵的流量基本误差、阻塞报警压力阈值误差、报警功能进行质控，对监护仪的气密性、示值重复性、血氧饱和度、心率、呼吸频率进行质控，并对智能柜内设备进行电气安全检测；每月由工程人员对智能柜内设备进行保养和维护，做到常规检测和预防性维护相结合；每天由工程人员对智能柜使用状况巡查，及时指导使用人员进行简易状态检测，借用科室在发现设备状态异常时在网上报修，工程人员对故障设备及时维修以保持待用状态。

      2021年1月我们在相邻的每3个临床科室投放1台智能柜，共在9个科室投放了3台智能柜。各科室配备基本用量的监护仪、输液泵、注射泵，智能柜中相应的3种急救设备作为共享调剂使用，科室配备急救设备与智能柜急救设备配置比例约为2:1。按“使用率=Σ统计期使用小时数/[Σ（科室配备急救设备台数×统计期小时数）+Σ统计期租赁小时数] ×100%”计算，2020年上半年（未投入智能柜）设备使用率为10.4%，2021年上半年（投入智能柜后）设备使用率为23.5%，使用智能柜后设备使用率有较好的提升。2020年上半年9个科室监护仪、输液泵、注射泵3种急救设备总数量为73台，2021年上半年投入智能柜使用后，科室配备总数量为36台，智能柜投入共享设备总计21台，科室使用设备需求得到满足，在用急救设备的总量比2020年同期减少了16台，这16台的资产原值之和约为28万元。智能柜的建设成本约5万元/台，智能柜的使用及维护成本约1万元/台，在科室使用设备需求得到满足的前提下，科室急救设备投入实际减少10万元（Δ=28-（5+1）×3=10）。目前全院共计33个临床科室，除南、北院的手术室、ICU和急诊科共计6个特殊科室外，实际可将27个临床科室的监护仪、输液泵、注射泵3种急救设备纳入平台管理，共需投入智能柜9台，科室配备急救设备与智能柜急救设备配置合理比例约为2:1。

      自助平台可以及时处理收集诸如设备使用频次、使用时间、使用成本以及单一设备使用总次数与总时间等数据，能为设备管理及成本核算提供依据，有效降低成本。使用该平台后，随着用于共享租赁的急救设备数量的增加，急救设备需求总量降低，可以保障医院医疗资源利用效率最大化，提升管理效能。

图7  智能柜实物照片 

总结

      本文以临床科室急救设备的租赁问题为导向，首先确立设计理念和总体设计流程，然后具体设计柜体、主控系统、识别模块及门控等硬件，设计柜体端、移动端、PC端等人机交互软件，最后进行调试和运行。通过研究设计该自助租赁平台使得急救设备的使用管理从“自管自用” “人工租赁”模式升级为智能“自助租赁”模式，设计中将信息化技术应用于急救设备的周转和调配，降低了应急响应时间，提高了医疗设备应急保障能力。

      为了更好地提升平台的整体性能，今后可以将平台全面接入HIS、HRP等医院主系统，一方面可打破系统间的壁垒，避免使用者多平台操作，更具便捷性；另一方面还可以建立急救设备的全生命管理，有助于加强医院急救设备的精细化管理。平台运作成熟后，可以扩展应用于医院急救设备以外的中小型常用医疗设备，还可扩展应用于医院总务后勤的被服等物品租赁管理。

      急救设备自助租赁平台的设计是基于物联网的医疗设备精细化管理的有益探索。应用自助租赁平台可以构建一种简便易行的模式来链接管理者、使用者以及设备，可以提高设备使用周转率，减少医院医疗设备投入，保障医院利益最大化，可提升医院信息化建设水平，提升医院整体管理效能，对医院的社会效益和经济效益均能起到良性的带动作用。

来源：中国数字医学

引用本文：杨爱建 杨智祥 吴海波 吴皓楠.南通市肿瘤医院设备科[J]. 中国数字医学,2022,17(1)72-77.

医工融合创新中心编辑：蒋琴（实习生）

医工融合创新中心审核：朱宗达

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