基于信息集成平台的医疗设备全生命周期管理*

陈 星，夏 科

（南充市中心医院·川北医学院第二临床医学院，四川 南充637000）

随着生物医学工程技术的发展，医疗设备在医学领域发挥着越来越重要的作用。如何利用有限的资源保障设备安全并提高设备利用率是各管理部门一直以来努力的方向。但就目前大部分医院而言，设备管理由多个部门分工完成，以作者所在医院为例，采购办负责前期调研、采买方案、流程以及合同制定；资产管理科负责设备、配件及损耗件出入库，供应商（厂家）、合同、资质等信息维护与保存；财务科负责设备账目管理、经费支出、成本效益分析、绩效考核；医学工程科负责前期论证、资质审核、设备维护、巡检、质控。由于各科室信息系统不同，系统间数据记录方法不一致、格式不统一、数据应用侧重各异等因素又不能相互连通，这是目前很多医院设备信息化管理的现状[1]。欠缺信息与管理之间的交互，缺少数据与决策之间的等效转换，这也是信息化向高阶发展的“瓶颈”[2]。基于信息集成平台的医疗设备全生命周期管理不仅可以提高设备信息化管理效率，实现全生命周期内各阶段数据共享，联通“信息孤岛”，还能提供设备相关运行指标，如利用率、故障率、返厂率、收益率等关键参数。此外，通过信息集成技术还可以打破障碍，使各部门数据充分融合、汇集，平台加工后的数据可为各部门提供更完整的设备管理参考意见，从而进一步提高信息化管理质量。

1 信息集成平台结构

目前，大部分医院涉及医疗设备管理的信息系统主要有医院信息系统（hospital information system，HIS）、影像归档及传输系统（picture archiving and communication systems，PACS）、医院资源规划（hospital resource planning，HRP）、实验室信息系统（laboratory information system，LIS）、设备物联网系统（Internet of things，IOT）以及物资管理系统（material management system，MMS）等。这些系统既有客户机/服务器（C/S），又有浏览器/服务器（B/S），来自不同公司，且架构各异，给系统间的信息集成工作造成了很大障碍。如果要完成信息集成平台的建设，必须解决以下问题：（1）不同系统、数据结构间的数据共享；（2）集成平台的稳定性和可靠性；（3）系统间数据格式规则的统一性；（4）集成平台可扩展性；（5）高效的数据提取、清洗与数据加载方法[3]。

信息集成平台可基于SOA（Service Oriented Architecture）服务架构将不同功能单元通过定义的接口和协议实现数据互通功能。SOA是传统中间件技术与可扩展标记语言标准、消息服务等技术相融合的、面向于“服务”的架构[4]。为使不同应用服务器协调工作，应构建松耦合的灵活性架构，保持模块间执行标准的统一。集成信息系统以基础架构层为底层分成三部分，分别是整合层、业务层和交互层。平台采用CDA、HL7、IHE等国际标准和规范，构建以数据仓库为核心的医疗设备信息交互、存储中心，提供通用的开发接口和用户管理接口，支持数据建模和匹配、联机分析处理、查询和转换以及应用开发等功能[5]。交互层设有不同管理账户、权限接口，使其能通过端口上传或下载设备相关数据，完成设备相关各阶段、部门、人员的信息接入。功能层实现对EMR、PACS、HIS等多系统信息集成与监控，保证各系统稳定运行与数据传输，使医院业务系统之间实现信息共享和交互。管理层可实现对数据多种形式的应用，通过提取颗粒数据在集成平台引入数据处理算法对故障率、使用率、返厂率、自修率等关键指数进行推算，为设备全数字化管理模式铺平道路。环境层是整个系统的底层架构，包括分布异构数据库处理系统，网络通信服务系统以及共享测试工具、同步测试工具、接入临控工具等，为整个系统数据流通提供便利的环境。

2 集成平台关键技术

2.1 信息叠加流程

数据及流程分析对信息集成平台数据仓库的设计起着至关重要的作用，追踪数据在流程中不断叠加的过程可以明确平台数据仓库的需求，并根据医院现有系统情况，设计出数据模型的结构。

以呼吸机为例，流程上首先由使用科室提出设备预算申请，通过采购论证和财务科年度预算后再提出采购申请支出该项预算，采购办根据科室申请组织医学工程科、财务科等相关科室参与设备调研、询价，并根据实际采购金额对预算进行调整，这一过程涉及对各厂家设备参数筛选、资质审核、产品性能及价格了解等工作。随着设备管理精益工作的开展，维保期限、关键零件价格、返厂维修条件等在设备全生命周期后端考虑的问题被移向最前端，这样不仅可以整体降低设备维护成本、缩短设备因故障造成的空档期，同时将不同品牌设备后期使用情况反馈到采购阶段优化产品决策方案，从源头上提高入院设备质量。从前期流程可以按时间叠加出需要存储的信息，包括论证结果、申请参数、购置参数、厂商资质等。设备购置完成后，医学工程科、采购办、审计科共同完成设备验收工作并将相关资料提交资产科进行入库，同时供应商通过外网接口完成信息上传以及设备档案建立等工作。设备投入使用后，医学工程科定期对设备进行巡检、质控等工作并将设备情况录入系统，如发生故障需使用科室在设备管理系统中提交故障申报并由医学工程科评估自修或返厂维修。

对于呼吸机一类生命支持类设备，根据三甲医院达标要求，主管部门应保证该类设备保持100%完好率，并实时监管使用情况和完好情况。在实时数据管理模式下，将设备物联网系统接入信息集成平台，结合质控工具能够线上完成设备的“诊断”和校正，实现对设备的“不间断”管理。

2.2 ETL过程

ETL是实现数据集成的主要技术[6]。ETL是Extract（提取）、Transform（转换）、Load（加载）的缩写。ETL代表的是按照统一的规则，将数据经过抽取、清洗、转换最后导入数据仓库的过程。ETL设计过程中，数据转换操作大致可以分为数据抽取、数据验证、数据清洗、数据集成、数据聚集和数据装载6步[7]。

2.2.1 数据清洗

数据清洗的任务是过滤不符合要求的数据，将过滤的结果交给目标系统并判断是否进一步过滤或修正之后再进行抽取。一般来说，不符合规则要求的数据主要有不完整数据、错误数据和重复数据三大类[8]。

（1）不完整数据：数据信息缺失，如设备名称、项目名称、录入信息与目标数据项目不匹配。对于这类数据应按照缺失内容过滤或修改后写入数据仓库。

（2）错误数据：错误产生的原因主要有数据源系统不健全、接收数据日期越界、日期格式或数字字符错误等。这类错误需根据数据类型进行格式修正，之后再进行数据抽取。

（3）重复数据：数据重复导出会导致这种情况产生，为避免此种情况发生，应对导出数据反复对比，并排查重复原因。

2.2.2 数据转换

数据转换的任务主要是将不一致的数据、数据粒度，以及不同商务规则的计算规则进行转换。

（1）不一致数据转换：不同业务系统、部门的数据类型不尽相同，例如同一个设备在不同管理系统中有不同的管理编号，这种情况下在抽取后应转为统一编码。

（2）数据粒度的转换：数据仓库的颗粒度层次划分直接影响到数据仓库中数据量和所适合的查询类型[9]。后期数据仓库的数据分析都基于最细粒数据。

（3）商务规则的计算：不同的公司有不同的业务规则、集成标准和提取方法，需要将这些数据指标计算后存储在数据仓库中，以供后期分析使用。

基于以上分析，由于数据量大，且不同主题对数据的提取存在差异性，系统从平台获得目标数据，首先要查询数据库内所有表信息，删除所有表头后，再根据相应功能查阅业务数据字典并制作目标数据表。为保证信息集成平台数据质量，除了完成提取、比照任务，还要对数据量和数据质量进行控制，控制的关键包括：规范的质量标准、统一的数据标准、完善的数据追溯系统，可以从一致性、断链、拉链表交叉链等多方面对数据质量进行校验。

3 医疗设备信息集成平台的应用

3.1 运营管理

医疗设备信息集成平台的核心是建立基于信息引擎的总线实现信息交互和存储[10]，从而达到设备全生命周期管理内各阶段信息和数据共享的目的与解决设备管理相关部门间医疗设备信息“相互隔离”的问题，实现“信息孤岛”相互通信。自2019年集成信息平台在我院应用以来，借助数据质量评价、数据仓库、数据挖掘和数据分析等先进处理分析技术，通过数据整合、处理和分析形成设备使用率、外修率、零件损耗率等在内的关键指标217个，报表142张，涉及门诊、应急、住院、重症监护、医技等10余类设备类型，建立了全新的设备管理方式。平台建立起的各类设备分析参数，不仅有利于各使用科室优化配置，加强各设备管理部门的合作，也为职能管理层提供了有力的数据参考，对提高医院的整体管理与决策水平起到了积极作用。

3.2 设备安全

通过建立完善的报警机制，保证了设备管理的连贯性，从关键指标来看，生命支持类设备通过物联网系统向集成平台上传故障报警248次，通过信息筛选平台向工程师推送报警37次，其中有效报警28次，正确率达75%，大幅提高了应急类设备主动报警准确率。信息平台打破“孤岛”屏障后，工程师可在线了解设备使用及配件损耗程度，使巡检、质控工作针对性更强，效率更高。以监护仪为例，通过平台统计到某品牌血氧模块电磁阀及充气泵的故障率明显高于其他品牌，与厂家沟通后，同意对该品牌该批次设备进行全面检查并对血氧模块进行升级。此外，平台还可提供多种形式的设备安全预警工作，包括KPI预警、设备培训期预警、质控预警等全方位保障医疗设备安全工作。自信息集成平台上线以来，设备故障率下降12%，返厂率下降9%，医疗设备不良事件上报下降4%，从信息源头实现了对医疗设备安全性的提升。

4 结束语

基于信息集成平台的设备全生命周期管理从“信息孤岛”入手，通过搭建服务架构将不同系统通过定义接口和协议实现数据互通功能，通过平台数据加工生成的关键指标为医疗设备管理工作提供了有力的帮助，实践证明，信息集成平台既是保持医疗设备完好率、减少故障率、提高使用率的有效途径，也是改善医院工作效率、降低成本、提高社会和经济效益的重要手段[11]。