医疗设备管理系统的设计和应用

王磊， 文灵

(乌鲁木齐职业大学,1.信息工程学院， 2.应用工程学院, 新疆，乌鲁木齐 830023)

随着医疗技术的快速发展，医疗人员依赖各种类型的医疗设备来提高病者护理、疾病诊断和患者治疗水准的趋势已经愈发明显，因此保证医疗设备时刻处于良好运行状态已经成为医院日常管理中的一项重要内容[1-3]。此外，在严峻的竞争环境和复杂的医疗体系下，医院在提供安全、高效和经济的医疗服务的同时也需要考虑成本因素，因此采购安装、日常检修、定期保养医疗设备时需要采取适当的成本控制措施[4-5]。为实现上述目标，医院的设备主管部门加强对医疗设备的采购评估、安装验收、运维管理以及报废处置等工作流程的管控，为医院各个科室医生和患者提供安全、有效和经济的医疗设备服务[6-9]。为了高质量完成上述医疗设备管理目标，需要有一套系统的管理策略[10-12]。

基于上述原因，本文设计和实现了一套医疗设备管理系统(MEMS)，为医院的设备管理部门提供有力的信息化管理工具。借助MEMS，医院的设备主管部门可以加强医疗设备的全生命周期管理，合理预期设备故障趋势，科学制定运维计划，最终实现提高医疗设备管理的工作质量，控制医疗设备管理过程中的潜在风险。应用结果证明了MEMS系统具备完成上述目标的潜力。

MEMS集成医院信息系统(HIS)、医院计算机网络等系统，因此要保证MEMS的合理有效，必然要清晰界定MEMS的网络体系结构，并定义MEMS各模块的具体功能。

1.1 系统网络架构

在考虑系统运行安全和操作性能的前提下提出如图1所示的系统网络架构设计。网络架构分为三个部分。首先，医院的内部网络将医院的办公计算机与医院信息系统(HIS)连接起来。HIS将医疗设备的一些基本信息(例如采购预算、财务信息等)发送到MEMS。医院内部用户也可以通过内部网访问MEMS。其次，在医院的虚拟服务器网络中部署MEMS，并通过三层交换机将其连接到医院的医院内部网络中。该架构将保证系统用户在输入或查询MEMS和系统维护数据时的系统操作性能。除了MEMS应用程序外，虚拟服务器网络上还部署了Web服务器和数据库。最后，MEMS的Web服务器通过防火墙连接到因特网，提供网页应用服务以支持外包运维单位用户访问MEMS，以共享设备采购、设备运维和外包合同的相关信息。

图1 MEMS的网络体系结构

1.2 MEMS架构

MEMS包含九个模块，即基本信息、采购管理、验收管理、废弃管理、运维管理、运维验证、保修检查、年检管理和合同管理，如图2所示。这些模块是基于对当前医疗设备实际工作流程的优化而设计的。根据不同的操作属性，这些模块可分为四组。

图2 MEMS内部模块之间的关系

第一组模块是涉及基本信息的录入、查询和共享的功能模块，主要是向其他系统模块提供固有的信息，如库存信息、人员数据、设备供应商以及用户部门代码。这些数据通过WEBSERVICE接口自动更新自HIS等关联系统。

当用户操作其他子系统并输入关键字时，相关的基本信息将被加载到适当的字段中。系统操作人员将减少检索时间并提高数据正确性。

第二组包含设备采购、验收和报废管理的功能模块。这些功能模块侧重于对医疗设备管理流程的管控，其中流程节点的监控对医疗设备管理效率至关重要。为此医疗设备管理的负责人需要正确地这些工作流程为分配执行人员，并监控流程节点的完成情况。管理人员需要在不同的流程节点上记录下正确的日期和时间，如设备到货时间、开箱检查时间、设备验收时间、运维结束时间等。这样当其他用户在MEMS中输入项目编号时，系统会自动重新加载日期和时间数据。运维工程师需要在设备到货、开箱检查以及运维验收等流程节点将详细数据输入系统。数据检索和数据调整可为系统管理员提供历史信息查询和已审核数据调整的功能。

第三组主要医疗设备运维管理的功能模块。运维管理是医疗设备管理人员的最主要的日常工作。该组模块的用户包括临床医生、医疗设备管理员和放射科医生。当医疗设备发生故障时，系统用户将通过MEMS向设备管理部门发送一个运维工单。此外，MEMS还提供用户跟踪运维进度的功能。医疗设备管理员的工作重点是在运维工作的关键节点时向系统输入时间。医疗设备运维工程师则是往MEMS输入维修内容、延误原因以及结束维修的完成时间。医疗设备管理负责人可以在该组功能模块中查询相关统计信息，以获得性能指标、确定设备故障趋势、确定培训需求并生成管理报告。

最后一组是提供记录保修状态、运维合同管理的模块。该组功能模块的关键节点必须设置定期提醒的日期和时间。MEMS可以根据预定时间在关键流程节点将操作通知发送给节点执行人员，例如保修到期、执行保养计划或执行合同服务。设备运维工程师可以根据通知信息以执行保养计划工单。此外，医疗设备工程师还可以设置和管理相关设备台账和时间表。查询功能显示在一定时期内的所执行的计划工单清单。该组模块中所记录的所有数据将与其他运维数据集成在一起。通过医疗设备编号查询，用户可以轻松获取具有不同运维策略的相关设备信息。最后，维护统计功能模块向医疗设备管理负责人提供有关运维工程师和外包运维人员的绩效信息。

1.3 开发工具

开发工具用于设计网页和构建数据库。MEMS的网页使用Visual Studio C#设计，Web系统的设计工具则是FrontPage和Dreamweaver。

Microsoft SQL Server被用作MEMS的本地数据库，HIS的数据库则采用Oracle Database。考虑使用量、成本、性能和效率，在MEMS中使用了与HIS不同的的数据库。Microsoft ACCESS被用于动态网页编程测试的验证。

使用Microsoft软件产品部署和设计MEMS，是因为相比于开源解决方案，开发人员更加熟悉Microsoft软件产品，可以降低开发的时间成本，系统的运行稳定性也更有保证。

为了测试本文设计的MEMS的有效性，将其应用于乌鲁木齐的一家医院。经过应用实践，MEMS系统收集了该医院在医疗设备管理流程中产生的大量数据，实现了对管理流程中关键节点的有效监视，提高了设备管理的效率，成为了该医院主管部门及时修复医疗设备管理中薄弱环节的有效工具。

为了验证本文设计的MEMS的有效性，对应用MEMS前后的设备运维效率进行对比，结果如表1所示。表中数据来自于文件查阅、专家访谈和现场调查。由表1可知，MEMS的应用有效地推动了医疗设备运维管理效率的提升。

表1 应用MEMS前后医疗设备运维效率的对比结果

在医疗设备管理实践中，不仅要求提升当前的设备管理效率，而且还要设备管理人员能够根据不同类型品牌设备、不同类型故障来分析设备故障产生的深层次原因，为及时开展预防性检修和设备购置、备件采购提供科学依据。因此收集管理流程中的数据成为MEMS的另一个重要价值。MEMS所统计的医疗设备的11种故障类型的数量如图3所示。

图3 2019年医疗设备故障统计

图3中，第7种类型(易损件过期)数量最多。这意味着由于易损件未及时更换而导致大量设备故障。此外，设备管理员可以从运维记录中对特定类型的设备故障进行分析。

图4显示了护理部门中常用的便携式生理监护仪的故障分析统计图。此类医疗设备的三年维修记录，共约2 538例。常见故障包括传感器故障、血氧探头故障、电源故障、电池失效、显示面板故障、袖袋故障、接头故障、打印故障、操作不当等。其中传感器、血氧探头和血压袖带这三个部件是造成这些故障的主要原因。这三个部分通常与患者相连，很容易因拉扯而损坏。相比之下，面板模块和电池是两个经常发生故障的设备部件。

图4 便携式生理监护仪的故障分析

通过在MEMS的查询功能上设置特定字段可全面了解某个品牌、某个类型医疗设备的故障信息。该信息可用于制定运维计划和开展采购评估。图5显示了针对某型的患者监护仪的故障分析。图中数据显示电源故障的发生频率比平均值高(14%对7%)，出现该问题是因该型设备设计或其他原因引起，有待进一步研究。

图5 某型生理监护仪的故障分析

应用结果证明了MEMS的有效性和对历史记录进行辅助数据分析的能力。图3的数据揭示了医疗设备运维管理过程中存在一个主要问题，即设备使用时间过长，运维频率越来越高。为了减少设备停机时的闲置时间，一些常用零件需要制定合理的库存限值。一旦零件库存量低于下限值，就需要及时提出新的备件采购预算。

图4和图5揭示了针对特定类型设备的故障分析结果。这些结果可为管理医疗设备的策略提供了有用的信息。例如，传感器和血氧探头是设备故障的主要部件。为此应注意这些易损件的安全库存，以减少维修时间。此外，还需要对用户进行操作培训教育，以减少人为错误的故障因素，例如未及时给电池充电、探针线断裂等。上述信息在购置相同类型的设备时，对选择合适的设备规格和品牌有帮助作用。

MEMS涵盖了医疗设备管理的所有管理活动。通过对采购、合同、运维、检修等各个阶段的系统数据收集，可为医院更有效、更高效地提高医疗设备管理能力提供有用的信息。如何将系统数据转换成有用的信息、数据格式和操作界面对设备管理的决策者是非常重要的。数据转换的过程会影响辅助决策信息的准确性和全面性。数据质量计划有助于确保相关数据的准确性。可以考虑数据库设计中的一些重要关键领域。医疗设备的基本信息应包括名称、生产厂家、铭牌型号、序列号、购置成本、状态代码、运维评价数据等。在医疗设备运维工作中的记录关键数据包括：工单接收、工单分配、运维结束时间。记录这些操作活动中的相关人员包括用户、运维工程师、设备管理部门经理、部门负责人和相关联系电话。成本数据对于医院来说也很重要，因此需要涉及到采购、安装、培训、易损件、运维、合同管理、废弃处置等相关成本。其他有用的数据可能包括保修日期、安装位置、外包运维服务商、计划检修到期日期和间隔。

医疗设备已成为现代卫生服务的重要组成部分，但是医院的设备管理能力相对薄弱。尤其突出的矛盾是是医疗设备管理能力的增长远远落后于医疗设备数量的增长速度。除了传统的运维管理外，管理效率评估与控制、医疗设备运行风险分析、成本效益分析也是医院使用医疗设备的重要问题。开发一个医疗设备管理系统，并开展了初步的应用实践，以帮助医院的内部主管部门提高医疗设备管理的工作质量，及早应对潜在的风险。