基于RFID的医疗设备租赁与质量控制管理系统

王 伟，苏秋玲，洪范宗，罗奕中

基于RFID的医疗设备租赁与质量控制管理系统

王 伟，苏秋玲，洪范宗，罗奕中

目的：设计、开发一款设备租赁与质量控制管理系统，提高医疗设备租赁中心租赁业务的管理效率及设备诊疗质量的可靠性。方法：基于C#平台开发设备管理系统，借助射频识别（radio frequency identification，RFID）技术自动识别设备，然后根据查询到的设备状态提示管理人员进行租赁、质控、维修保养等操作，并提供操作的结果、报表、文档等资料的数字化存储及查询操作。结果：该系统能够实现医疗设备租赁中心租赁业务的数字化管理，并根据质控检测结果更新数据库中的设备质控信息，实现了处理结果与报表的实时存储与查询。结论：该系统提高了医疗设备租赁中心的管理效率和设备诊疗质量的可靠性，降低了设备的故障率，提高了设备的使用率，对进一步优化医院的医疗设备资源配置及医疗设备的全寿命管理流程具有重要意义。

射频识别技术；医疗设备租赁中心；质量控制

0 引言

随着医疗设备种类和数量不断地增长，越来越多的医院开始建立设备租赁中心，以专管共用的方式优化资源配置，提高医疗设备的使用率，减少非必要的设备购置数量，我们医院也于2011年建立了医疗设备租赁中心[1]。因此，如何实现租赁中心的数字化管理，尽可能地提高租赁设备的管理和使用效率，并充分地发掘出租赁中心大量的记录与报告的价值，为租赁中心的长远稳步发展提供理论依据，日渐成为急需解决的一个重要问题。

近年来，射频识别（radio frequency identification，RFID）技术在医疗领域的应用越来越广泛[2-5]。它可以由读写器通过无线射频信号非接触地、远距离获取电子标签中记录的信息来定位标签所附着的物体，并且还可以由识别到的标签信息直接获知或从相关联的数据库中查询到所需要的该物体信息。研究表明，将RFID技术应用于租赁设备全流程管理是可行的[6]。

本文基于RFID技术设计了一款医疗设备租赁与质量控制管理系统，可用于记录设备的租赁、质控与维修保养等信息，并能根据识别到的设备状态自动转入相应操作流程，同时提供操作的结果、报表、文档等资料的数字化存储及查询功能，从而大幅度提高设备管理的效率和设备诊疗质量的可靠性。

1 功能模块划分及需求分析

我们医院的医疗设备租赁中心运行2 a多以来，积累了大量的关于设备租赁与质量控制管理的经验和成果，苏秋玲等[7-9]总结出了租赁中心的设备全寿命流程，囊括了租赁中心大部分的工作内容，由此进一步完善得到如图1所示的租赁设备全寿命流程。图中2条虚线将整个流程图划分成了4幅子图，每一幅子图恰好对应租赁中心一个相对独立的工作内容。左上角子图是新设备入驻租赁中心前的准备工作流程，右上角子图是设备租赁工作流程，右下角子图是维修与报废工作流程，左下角子图是设备质量控制工作流程。4个部分自成体系又互相关联，共同构成了租赁中心的工作范围。

图1 租赁设备全寿命流程

1.1 新设备入驻前的准备工作

图2是新设备入驻前的准备工作数据流图。鉴于设备档案管理在设备维修、质控中所具有的重要价值[10]，在新设备的采购及试用阶段就开始收集与设备相关的资料并进行数字化存储，同时将索引信息录入设备档案索引表。该表包含的字段及类型如下：索引序号（int）、设备名称（varchar）、设备型号（varchar）、序列号（varchar）、生产商（varchar）、档案存储地址（varchar）、档案内容概述（varchar）、收集者（varchar）、收集时间（datetime）、档案类型（int）。其中，索引序号是由数据库系统自动生成的，每一条档案索引记录都有一个唯一的索引号；档案存储地址用于记录该档案在服务器中的存储路径，调阅档案时由服务器端程序从该地址中取出档案发送给客户端程序；档案内容概述用于简要描述该档案的内容，以便于检索；档案类型用于区分档案的不同来源，其不同赋值的数值含义如下：0代表技术与临床评估的资料，1代表采购阶段的资料，2代表质检报告和试用记录，3代表随箱附带的资料，4代表其他来源的资料（如工程师另送的或口授整理的资料）。

当设备通过质量检测并且试运行正常之后，即可入驻租赁中心，此时需要将该设备的信息填入设备信息表中。该表包含的字段及类型如下：标签ID号（varchar）、设备名称（varchar）、型号（varchar）、序列号（varchar）、设备编号（int）、附件信息（varchar）、入驻时间（datetime）、每小时租金（float）、是否在位（bool）、设备状态（int）、上次质检时间（datetime）。其中，标签ID号用于记录设备上贴的电子标签的ID号；附件信息用于记录该设备采购时所配备的附件类型与数量；入驻时间用于记录设备入驻租赁中心的时间；每小时租金的计算公式在文献[11]中有详细的介绍；是否在位记录了该设备是否在租赁中心，true表示在位，false表示不在位；设备状态用于记录设备当前的状态信息（其不同赋值的数据值含义如下：0表示设备状态良好，1表示待修状态，2表示待质检状态，3表示待报废状态。图3展示了这4种状态之间的转换关系，状态良好的设备需要定期做质量检测，过期未检的设备其状态自动更新为待检，待检的设备质检合格后状态改为良好，质检不合格的设备状态则改为待修，设备出现故障后其状态也改为待修，处于待修状态的设备维修完成后其状态改为待检，无法维修的设备状态改为待报废）；上次质检时间用于记录设备最近一次质检的时间。

图2 档案整理及数字化存储数据流

图3 设备状态转换关系

1.2 设备租赁与归还

图4是设备租赁数据流图。当临床科室申请租赁某类设备时，系统首先检查该类设备在位的数量，在该数量范围内且尽可能满足科室需求的情况下，分配好设备等待运送员来领取。当运送员来领取设备时，管理人员应将租赁流程的相关信息填入设备租赁登记表中。该表包含的字段及类型如下：标签ID号（varchar）、租赁科室（varchar）、租赁时间（datetime）、发放者（varchar）、运送员姓名（varchar）、附件信息（varchar）、预定方式（int）。其中，附件信息用于记录设备租出时配套的附件类型与数量；预定方式用于记录临床科室预定设备的渠道，其不同赋值的数值含义如下：0表示电话预定，1表示网上预定。

图4 设备租赁数据流

图5是设备归还的数据流图。设备使用完毕后临床科室会通知运送中心将设备归还到租赁中心，当运送员送还设备时，租赁中心的工作人员要检查设备与附件的完好性，电子类设备需要通电试机，带自检功能的设备需要进行自检，然后将设备归还流程相关的信息填入设备归还登记表中。该表包含的字段及类型如下：标签ID号（varchar）、归还时间（datetime）、使用时间（float）、租金（float）、验收者（varchar）、运送员姓名（varchar）、附件信息（varchar）、备注（varchar）。其中，使用时间是以“h”为单位记录的设备租赁时间；租金计算公式为：租金=使用时间×每小时租金；备注用于注明归还时设备与附件有否缺失、损坏等信息。归还的设备若完好可用，则进行日常保养，并将保养信息记入保养记录表中，该表包含的字段及类型如下：标签ID号（varchar）、保养时间（datetime）、保养者（varchar）、保养内容（varchar）、备注（varchar），保养后的设备应归位待租；归还的设备若有故障则应填写维修信息，并通知工程师尽快进行维修。

图5 设备归还与保养数据流

1.3 维修与报废

图6是设备维修数据流图。当设备使用过程中出现故障或质量检测不合格时，相关人员会填写报修记录表。该表包含的字段及类型如下：标签ID号（varchar）、设备名称（varchar）、型号（varchar）、序列号（varchar）、设备编号（int）、报修时间（datetime）、故障发生地点（varchar）、故障现象描述（varchar）、报修者（varchar）、联系方式（varchar）、备注（varchar）。租赁中心管理人员收到系统客户端的报修提醒后应及时通知维修工程师进行维修，工程师到达后，首先查询报修记录表，根据报修记录，必要时询问报修者获得的故障现象，查阅档案和既往维修记录等相关资料，结合维修经验设计合适的方案，维修过程中根据实际情况调整维修方案，直至设备修好，或者确认设备无维修价值为止。维修过程要及时填写维修记录表。该表包含的字段及类型如下：标签ID号（var char）、维修开始时间（datetime）、工程师姓名（varchar）、维修方案（varchar）、方案调整记录（varchar）、维修过程记录（varchar）、维修结束时间（datetime）、是否修好（bool）、备注（varchar）。修好的设备需要进一步质量检测以确认设备可用，无维修价值的设备则按照相关规定申请报废，关于报废鉴定的原则可参阅文献[12]第3.7节所述。

图6 设备维修数据流

1.4 质量检测与控制

租赁中心的设备要定期进行质量检测[13]，维修完成后的设备也需要进行检测，以确保设备的技术参数达标，能够安全工作。对于检测未通过的设备，需要填写报修记录表，并通知工程师进行维修。只有检测通过的设备才能归位待租。图7是质量检测数据流图，系统根据设备信息表中的上次质检时间和质检周期表中的质检周期查找临近质检期的设备，然后按照质检周期表中设定的自动提醒时间提醒管理人员进行质检，质检过程的相关信息要记入质检记录表中，以备随时查阅。质检周期表包含的字段及类型如下：设备型号（varchar）、生产商（varchar）、质检周期（float）、质检流程说明文档存储地址（varchar）、倒计时自动提醒时间（float）。其中，质检周期和倒计时自动提醒时间的单位为“d”，倒计时自动提醒时间是指在预定的质检日期之前多少天开始弹出提醒消息。质检记录表包含的字段及类型如下：标签ID号（varchar）、质检时间（datetime）、质检报告存储地址（varchar）、是否合格（bool）、操作员（varchar）、检验员（varchar）、备注（varchar）。

图7 设备质量检测数据流

2 方案设计与实现

图8是系统的整体架构图。系统采用C/S和B/S的混合结构。租赁中心内部的设备入驻、租还登记、质控、维修保养、报废等业务流程采用C/S结构，其优点是客户端可以分担一部分工作，既能减轻服务器的工作强度，又可以通过合理分配服务器与客户端的任务来减小通信过程的数据量。与临床科室相关的设备查询、预定、报修等业务则采用B/S结构，优点是客户端可以是任何能够浏览网页的网络终端，如护士站的计算机系统和智能手机、平板计算机等移动上网终端，而且不用在临床科室安装应用程序，免去了不必要的科室间协商工作，系统的维护、升级优化等工作也只需要在租赁中心内部完成。

图8 医疗设备租赁及质量控制系统的整体架构

2.1 服务器端的系统设计与实现

服务器端由SQL Server 2005数据库系统、服务器端程序和IIS网站系统构成，其主要任务是存储数据，在线提供设备信息的查询、设备预定和报修服务。数据库系统用来存储系统运行过程中产生的所有数据；服务器端程序的任务主要是为客户端的数据存取提供接口函数，定期查找需要质检的设备信息并发送给客户端，将网站用户的设备报修信息转发给客户端；网站系统用于运行HTML网页，网页有在位设备信息查询、设备预定、报修3个功能模块。

2.2 客户端程序的设计与实现

服务器端和客户端的软件都是基于C#平台开发的，C#本身提供了大量的控件和接口，使得开发过程非常便捷，客户端的数据显示界面采用Data－GridView控件，设备的识别采用RFID技术[14]。

客户端有6个一级菜单，分别是设备档案管理、标签识别、设备预定与报修、数据查询、质量控制、导出Excel文档。

2.2.1 设备档案管理

该菜单包括档案录入和档案查询2个二级子菜单。

（1）档案录入。用于实现2个功能：一是在设备入驻前的准备阶段需要按照图2所示收集该设备相关的资料，然后存档并录入相关信息；二是在维修、保养、质控等过程中获得的现有设备的文档资料也要存档并录入信息。这2个功能的操作过程都是将相关资料数字化存档，并将信息记录到设备档案索引表中，所以可以用同一个菜单功能来实现。

（2）档案查询。用于维修、保养、质控等过程中的资料查阅。它通过查询设备档案索引表中的设备名称、设备型号、序列号、生产商、档案内容概述、档案类型等内容来搜索所需的资料，查询到所需的资料后由服务器端程序按照档案存储地址取出档案并发送给客户端。

2.2.2 标签识别

该菜单包括连接读写器、连接服务器、开始扫描、停止扫描4个二级子菜单。

（1）连接读写器。由于目前系统功能的设计基本局限于租赁中心内部，对RFID标签的读写过程只要求读写器能够正确地识别到设备上的标签即可，所以采用了一款有效读写距离为3 m的商用无源标签读写器，未来根据实时质量监测和数据传输的要求[15]需要重新设计读写器。读写器与上位机的通信采用RS232串口，具体的通信过程由SerialPort类来完成。连接读写器的菜单命令是客户端程序与读写器建立通信联系的过程。

（2）连接服务器。连接服务器的菜单命令是客户端程序与服务器端程序创建通信联系的过程，客户端每次对数据库的存取操作都是先将所要执行的命令及数据、文档等发送给服务器端程序，然后由服务器端程序进行具体的存取操作，操作成功后服务器端再将结果返回给客户端。

（3）开始扫描与停止扫描。当客户端与读写器和服务器都成功建立连接之后，点击开始扫描菜单，客户端程序就会每隔0.5 s向读写器发送一次读标签的命令，每次收到读写器识别到的标签号之后就按照图9所示的流程依次对每一条标签号进行处理。首先是从设备信息表和历史标签号码表中查询该标签对应设备的状态和在位信息。如果查询结果为空，说明该标签尚未登记，系统会询问是否有设备需要更换新标签。如果选是，系统会提示管理人员输入设备名称和编号，然后将该设备原来的标签号存入历史标签号码表中，再将新标签号填入该设备的信息表中。如果不需要更换新标签，系统会询问是否有新设备入驻。如果有新设备入驻，系统会提示管理人员登记新设备的信息，建立该设备的信息表；如果没有新设备入驻，说明扫描到的标签号属于尚未使用的新标签，则提示管理人员将新标签放在读写器有效识别范围以外，以免干扰正常的业务流程。如果查询结果不为空，则根据查询到的设备在位信息进行判断。此时如果设备不在位，则首先应进行设备归还及日常保养操作；如果设备在位，则根据设备状态判断当前应该进行的操作流程。对于状态良好的设备，默认应该执行租赁操作；而对处于待修、待检、待报废的设备，系统会按照相应的操作流程提示管理人员输入相关信息并按流程操作。这样租赁中心的主要业务流程都可以通过扫描设备上的射频标签来启动，工作人员只需要按照系统的提示即可开展相关业务，从而大幅提高租赁中心的管理效率。

图9 识别标签后的设备状态处理流程

2.2.3 设备预定与报修

该菜单包括设备预定和设备报修2个二级子菜单。

当临床科室通过电话查询预定设备或者报修时，管理人员点击相应的菜单即可手工录入设备预定或报修信息，无论是网站还是电话预定的设备默认均只能保持预定状态1 h，超过时间后自动取消设备的预定状态，以免预定后没有及时领取导致其他科室无法租赁。如确有必要，可由管理人员适当延长预定状态保持时间。

2.2.4 数据查询

该菜单包括设备租还信息查询、在位设备查询、待检设备查询、待修设备查询、自定义查询5个二级子菜单。

2.2.5 质量检测

从图9可以看出，过期未检的设备将无法进入租赁环节，但是如果等设备到了质检期再检测，一旦因为某种原因导致检测不及时，就会影响设备的使用率，所以系统允许管理人员提前对临近质检期的设备进行检测。点击该菜单后按提示输入一个日期，系统会查询出该日期之前需要检测的所有设备，选中设备之后操作人员即可按照系统的提示对该设备进行检测，最后将检测报告及相关信息存入数据库中。

2.2.6 导出Excel文档

点击该菜单会将界面上显示的所有数据导出保存到Excel表格中，以便于管理人员定期整理、汇总租赁中心各项业务信息。

除了上述菜单功能之外，客户端还有2个功能用于响应服务器端程序的命令：一是当服务器端程序扫描到进入质检提醒期的设备信息并发送过来之后，系统会提醒管理人员尽快安排质检，以免超过质检期之后设备不能租赁；二是当服务器端程序将网站系统提交的报修信息转发过来之后，系统会提醒管理员联系工程师尽快维修，以免设备待检或待修过久导致使用率降低。

3 应用效果分析

本系统借助RFID技术自动识别租赁设备，结合数据库系统记录的设备状态自动转入相应的业务流程，进一步通过规范各业务的操作流程，能够有效地提高租赁中心的管理效率；另外，对于设备全寿命流程的每个环节均设计了质量控制处理方法，尽量避免设备带病工作，提高了医疗设备诊疗救治的安全性与可靠性。同时，系统的应用既减少了设备的故障率又缩短了待修时间，避免了故障导致的设备使用率降低。

4 结语

基于RFID技术来规范设备管理流程，提高设备管理效率与可靠性是切实可行的，实现了管理过程的数字化，提高了管理的效率与精确性，使得医学工程科能够更好地掌握租赁设备的相关信息，对于延长租赁设备使用寿命及进一步优化资源配置具有重要意义。

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（收稿：2013-12-19 修回：2014-03-17）

RFID-based management system for medical equipment leasing and quality control

WANG Wei,SU Qiu-ling,HONG Fan-zong,LUO Yi-zhong
(Department of Medical Engineering,the 180th Hospital of the PLA,Quanzhou 362000,Fujian Province,China)

ObjectiveTo design and develop a RFID-based management system for medical equipment leasing and quality control in order to enhance the management efficiency and the equipment reliability.MethodsThe system was developed with C#platform,and RFID-based auto identification device was used to make clear the status of the equipment, and then the staff could carry out leasing,quality control,maintenance and etc of the equipment accordingly.Digital storage and inquiry of the results,reports and documents were implemented with the system.ResultsThe system could realize digital management of the medical equipment leasing center,update related information in the database according to equipment quality control,and execute real-time storage and inquiry of the results and reports.ConclusionThe system increases the management efficiency of the medical equipment leasing center,the equipment reliability and utilization rate,while decreases the failure rate of the equipment,and is of great significance for future medical equipment allocation and whole-course management.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（11）：25-29，58]

RFID;medical equipment leasing center;quality control

R318；TP311.13

A

1003-8868（2014）11-0025-06

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.11.025

全军军事医学计量科研专项课题（2011-JL3-003）

王 伟（1985—），男，工程师，主要从事医疗设备的管理与质控方面的研究工作。

362000福建泉州，解放军180医院医学工程科（王 伟，苏秋玲，洪范宗，罗奕中）

苏秋玲，E-mail：suqiuling0818@163.com