疫情防控期间大型综合医院基于物联网技术的防护用品应急管理系统

陈敏玲，邓国豪（通信作者），梁瑞怡，郑木松，詹颖琪

深圳大学总医院医学工程部 （广东深圳 518055）

2019年12月，我国湖北武汉相继出现了多例病因不明的肺炎患者，紧接着类似患者陆续出现于全国各地。面对这种突发的公共卫生情况，各地医疗机构的防疫物资出现了十分紧缺的现象，根本原因是防护用品需求量的突增和市场供应能力的不足。然而，疫情发展的初期正是防止病毒蔓延扩散的最重要阶段[1]，医疗机构的医护人员若依然按照往常的习惯使用防护用品，则无法做到对防护用品的最有效利用，难以切实保障自身的生命安全。因此，只有在疫情初期对医院现存的防护用品实施紧急管理，做到有计划、有部署地使用，才能确保疫情防控的持续性和有效性。

为实现对防护用品的应急管理，各医疗机构需兼具快速响应和管理特性的管理系统，以对每一件防疫物资的“轨迹”起到追踪作用，而物联网技术恰可实现以上功能。

1 技术论述

近年来，物联网成了一种飞速发展的新兴技术，该技术可实现“物与物”“物与人”之间的连接，但与互联网实现的如QQ、微信此类“人与人”之间的连接有所不同，物联网与互联网是一种既并列又交叉的关系，可简单地将物联网理解为“互联网+电子设备”[2]。物联网融合了电子、通讯、计算机3种技术，从技术的角度分析，可将物联网分为4个层面，即感知识别层、网络构建层、服务管理层、综合应用层[3]。

感知识别层：可类比为人的感知器官，可感知房间的温、湿度，灯、窗帘是否打开及空气含氧量等。如DS18B20器件可检测温度并将结果以数字形式输出至单片机，单片机进行编译后即可显示温度。物联网的发展离不开传感器的发展，目前市面上传感器数量远超于人类数量。

网络构建层：可类比为人的传导神经，传感器收集到信息后通过网络将数据传送至后台，并可根据需要选择远程如互联网技术，近程如WIFI、蓝牙技术等传送方式。

服务管理层：可类比为人的大脑，网络构建层将数据传输至后台服务器，服务器再根据具体需要存储、计算、分析数据等[4]。

综合应用层：可理解为服务器处理好数据后最终呈现给用户画面时的载体，如网页、APP、微信小程序等。

物联网技术的应用已十分广泛。在物流仓储领域，如亚马逊、京东、菜鸟、苏宁等不断升级的仓储系统，均是物联网技术在仓储管理领域优秀应用的体现。在智能配送及整体供应链上，依靠物联网技术，使物流全过程透明可视化、产品的可追溯管理以及智能配送等成为可能，为实现智慧供应链、智慧物流奠定了基础。物联网技术不仅实现了自动化与信息共享，还彻底改变了物流仓储领域的管理模式，极大地提高了效率和收益。以阿里巴巴集团开发的菜鸟网络为例，2017年菜鸟日均处理包裹量已达5 700万个[5]。

2 技术实现

现通过借鉴物流仓储领域的最新管理思路，采用物联网技术中的无线射频识别技术+云平台+软件操作系统来实现防护用品的应急管理[6]。

防护用品应急管理系统的技术实现方式如下：首先，采用条码扫描机扫描防疫物资的条码获取相关信息，利用如增强设备协议（enhanced device protocol，EDP）等经广域网将信息传输至中国移动物联网开放平台即OneNET，并将数据存储至OneNET；然后，通过防疫物资管理系统相应的应用程序接口（application programming interface，API）提取云平台上相应防疫物资的信息；最后，将防疫物资信息加以更新后公布、显示，见图1。该技术可实现上位机即防疫物资管理平台记录与跟踪院内每件登记过的防疫物资，且可将库存物资表公示于平台。

防护用品应急管理可分为硬件和软件两个部分。硬件部分包括条码打印机、条码扫描枪、操作电脑；软件部分包括制作条码标签的软件、条码管理系统、云平台、防护用品应急管理系统（图2）。

图1 防护用品应急管理系统的技术实现

图2 防护用品应急管理系统

在防护用品应急管理系统中，设计云平台选用的是OneNET。OneNET 是中国移动打造的开放平台与生态环境，在市面上较多的云平台中有其独具的特色，可提供丰富的API 和各类应用，从而满足各行各业的需求和硬件智能开发，并可在较低成本的情况下完成开发和部署，具有十分重要的作用。此外，OneNET 可适配各种网络环境和多种协议，快速接入云平台和大数据服务，为客户提供了多样的选择。

OneNET 可安全且稳定地为硬件设备提供接入服务，支持的API 类型也有多种，如消息队列遥测传输协议（message queuing telemetry transport，MQTT）、超文本传输协议（hyper text transfer protocol，HTTP）、轻量级机器到机器（lightweight machine-to-machine，LWM2M）、传输控制协议（transmission control protocol，TCP）等。API 本质上是多个具有不同功能的函数包，通俗来讲，可将API 比作家用电器的插头，用户只需提供插座以及执行将插头插入插座这个行为即可，而无需理解电器所具体包含的电路原理，这极大地方便了对软件领域不熟悉的开发者。

防护用品应急管理系统通过解析相应的API 并加以显示，如此便实现了对每件防疫物资的监控。同时，设计云平台采用了OneNET，其丰富的API 可满足防疫物资多样性的需求，且该平台价格低廉，节省了开发成本[7]。

3 医院操作流程

防护用品应急管理系统应用于医院对防护用品的操作流程包括物资录入一级库、提交申领单、录入二级库、发放物资并记录使用信息、每日汇总并作台账、设置库存低量预警。

录入一级库：对每件重要的防护用品进行标识并录入一级库（医院仓库）。

提交申领单：科室根据院感划分的防护等级按需申报防护用品[8]，并通过系统提交《医用防护用品申领单》，见图3。医工部初审申领单，给出发放建议，通过系统与院感科、医务部沟通，审核通过即可领取防护用品。

图3 医用防护用品申领单

录入二级库：物资分配管理人员对防护用品进行扫码发放，自动登记发放的科室、物品种类、品牌、型号规格及数量，所发放物资信息记入二级库（各科室库存）。

发放物资并记录使用信息：科室管理员登录防疫物资管理系统，扫码发放防护用品至每名医护人员，系统自动记录库存消耗信息，并将防护用品的使用情况自动记录至《物资使用表》，见图4。

图4 物资使用表

每日汇总并做台账：系统每日进行统计汇总，获取防护用品的消耗量和库存量信息，可公布各科室使用情况及医院现有防护用品库存情况于《物资台账》，见图5。

图5 物资台账

设置库存低量预警：物资台账设置库存低量预警，及时采购，确保库存。

4 小结

此次介绍的防护用品应急管理系统，为快速地将防疫物资精准高效的利用起来提供了可靠的方法，有助于医疗机构于今后应对类似的突发公共卫生问题发生初期物资紧缺的状况。

应用物联网技术进行防疫用品应急管理，通过无纸化办公，可降低接触感染的概率；通过智能化系统登记，可切实减轻医护人员及防疫物资管理人员的工作负担；采用信息化、精细化管理的方式，能够为医院节省支出；台账清晰，数据准确，时效性高，可快速作出响应。