基于温湿度智能监控系统在医疗药品冷藏管理中的研究

吴晓芬，郑云硉，冯小勇，李仁杰，董宁欣

1.上海市同济医院信息处，上海200065

2.苏州智造社医疗科技有限公司，江苏苏州215100

根据2013年6月1日起施行的《药品经营质量管理规范》要求，生物制品从出厂到注射入人体体内，在整个流转过程中的储存及运输环境必须绝对安全［1］。上海市同济医院检验科现有冰箱58台，其中超低温冰箱3台，承担全院检验试剂，标本等不同安全存储任务。科室对温湿度监控原有的管理模式是采取人工查看登记方式，人工对温度进行监控。这样的管理模式不仅耗时费力，存在转抄错误等的问题，而且监测数据的真实有效性和及时性也无法保证。除此之外，人工测温方式也仅能保证工作时段的保障，当周末和节假日时，就很难做到实时监测。当冰箱温度异常时无法及时预警，可能造成试剂，标本保存失效等问题，而带来安全隐患［2］。

目前市面上有许多冷链系统，也有许多医院已经部署了冰箱温控系统，但缺乏智能化监控，缺乏对冰箱状态进行自动、实时监控。因此本文探讨基于无线传输技术建立温湿度智能监控系统，通过设置监控指标，对冰箱运行状态进行智能控制，从而实现对医疗药品的冷藏管理，确保药品安全［3］。

1 需求分析

通过深入了解上海市同济医院在对医疗药品进行保存时，冰箱温湿度监控的工作流程以及监控指标，整理了五方面的需求，具体内容如下。

1.1 数据处理

实现实时抓取各个冰箱的温湿度数值，进行数据解析及数据传输。

1.2 实时监控、多种显示

监控人员可以通过大屏或电脑查看实时的温湿度信息，通过数字、表格等形式显示当前的温湿度信息，能够一目了然地了解最近时间内的温湿度变化趋势。

1.3 无线传输、方式多样

方案采用在无线通信技术和以太网通信组合方式，温湿度传感器分布在测量区域并测量温度、湿度数据，定时将温湿度数据通过无线发送到网关设备，网关设备将接收到的温度湿度数据通过有线网络等上传到监控软件平台。

1.4 超限报警、多种方式

当出现温湿度超过上下限值情况时，在监控界面会显示报警信息，并进行报警；添加短信报警功能可以发送报警短信。

1.5 质控管理

满足医院冷链质控管理。对随时查看存储的历史数据并通过表格、曲线等形式进行汇总、分析、处理、打印。

根据上述需求以及医院的实际情况，研究并开发温湿度智能监控系统，业务流程见图1。

2 系统设计

2.1 系统架构

图1业务流程Fig.1 Business flow chart

温湿度智能监控系统主要由设备层设备（温湿度传感器、温度传感器、温湿度网关设备）、短信猫模块、网络交换机、数据服务器及监控管理软件等构成。系统设计采用无线传输技术和分层分布式网络结构，温湿度传感器将采集数据通过无线方式发送到温湿度网关设备，温湿度网关设备对数据进行打包，利用TCP/IP或者WIFI通讯的方式将数据传输至服务器［4］。由对应的管理软件进行数据解析、数据存储等操作。当出现异常情况时，及时发出报警信息。对温度进行实时采集和永久集中存储，满足医院对温控管理要求，系统拓扑结构见图2。

图2系统拓扑结构Fig.2 System topology

2.2 系统主要功能设计及实现

2.2.1 实时监控显示

该功能可以通过液晶电视以大屏形式显示，也可以安装在计算机工作站上。采用卡片式显示冰箱温湿度信息，一个卡片对应一个冰箱传感器。工作人员通过大屏或计算机实时查看所在科室的冰箱温湿度信息［5］，流程见图3，设计代码如下。

图3实时监控流程图Fig.3 Flow chart of real-time monitoring

通过数字、表格等形式显示当前的温湿度信息，能够一目了然地了解最近时间内的温湿度变化趋势，界面显示见图4。

图4实时监控界面Fig.4 Real time monitoring diagram

2.2.2 预警管理

通过设置冰箱温湿度的上限值、下限值，设定冰箱温湿度正常范围值［6］。系统实时接收传感器的数据，当监测到的数值偏离预设定阀值，监控系统对应的冰箱传感器卡片上会有异常颜色提示，同时还有滚动文字显及声音进行提醒［7］，流程图见图5，设计代码如下。

图5预警管理流程Fig.5 Flow chart of early warning management

本系统还配置了短信猫硬件模块，系统将通过短信猫模块，将预警信息以短信方式推送到预设值的手机号上，实时提醒用户去处理异常的冰箱，界面显示见图6。

2.2.3 质控管理

通过统计查询模块查看冰箱温湿度的历史数据，并通过表格、曲线等形式进行汇总、分析、处理、打印。按照预设定的保存频率，将冰箱的温度、湿度进行记录单自动采集并永久保存，避免人工转抄冰箱面板温度的误差，也保证了数据的准确性和真实性［8］。温湿度统计流程见图7，设计代码如下。

图6预警管理界面Fig.6 Early warning management chart

图7质控管理（温湿度统计流程）Fig.7 Flow chart of quality control management（temperature and humidity statistics）

当冰箱温度、湿度发生异常时，系统自动记录，可通过异常数据查询，获取某一个时间段的冰箱异常记录，温湿度统计界面显示见图8。

3 应用效果

本系统采用先进的无线传输技术，自组物联网技术，通过温湿度传感器实现温湿度数据的实时监控、实时采集，实时上传，自动生成文书质控报表［9］。当温度出现异常情况时，在PC端、手机端通过多种方式实时报警。系统上线后，实现了24 h实时监测预警，降低温湿度管理的工作量，大大提高医疗药品冷藏管理的可靠性、便捷性，减少管理风险［10］。

本系统上线后，还能做到数据平台永久保存，追溯管理，通过单台设备的温湿度数据趋势查看，可有效分析设备的运行情况。系统上线以来，发现3台冰箱存在问题并进行了更换，从而有效杜绝了安全风险，现场效果见图9。

本系统采用开放式物联网平台，实现标准化、一体化规范管理建设，具有高拓展性，后期可在我院药剂科、输血科等科室安装实施，纳入新的设备和监测指标，建设一套院级环境监控平台，实现智慧医院管理［11］。同时在系统应用过程中发现，除了需要对冰箱温湿度指标进行监控以外，还需要增加对外部环境的预警等监控指标，因此后面本系统还将进一步完善，确保监控指标的完整性［12］。

图8质控管理图（温湿度统计界面）Fig.8 Quality control management chart（temperature and humidity Statistics）

图9现场效果Fig.9 Effect of cold storage management