基于微信小程序的医疗设备在线培训系统设计与实现

查晓俊 杨玉志 成刚 徐志扬 徐燕

0 引言

近年来，随着科学技术的发展和我国医疗卫生水平的不断提升，医疗设备推陈出新，大量功能丰富、技术领先的现代化、高精尖医疗设备在各级医院迅速普及，在医院救死扶伤和推进医疗先进技术发展中发挥了举足轻重的作用。先进的医疗设备需要会使用的人，作为医疗设备的直接使用人，医护人员对医疗设备操作能力直接决定了能否发挥医疗设备的最大价值。因此，开展医疗设备临床应用培训，提高医护人员操作技能与水平一直是医院医疗设备管理部门的重要工作。

目前，医疗设备的临床应用培训主要以厂家安装后的使用培训为主。但医护人员由于工作性质特殊，存在三班倒的情况，培训全面覆盖难，且临床反馈集中学习效率低、学习不系统、知识点会有疏漏。随着“互联网+教育”的迅猛发展及普及，互联网利用其自身的技术优势迅速与传统产业相融合，新兴事物应运而生，以“互联网+”技术为基础的在线培训成为培训手段的重要发展方向，如何利用好互联网技术服务临床，也成为医学工程技术人员思考、探索与实践的新的课题[1-3]。

1 现状分析与系统需求

1.1 现状分析

目前，国内主流的在线培训方式有三大类：第一类是以MOOC(慕课)为代表的大规模开放课程平台，如中国大学MOOC等；第二类是由培训机构开发的专属APP；第三类则通过腾讯会议、阿里钉钉等会议软件实现。采用上述方法不能完全适应医院培训的需要，存在诸如功能覆盖不全、培训数据记录困难、内部资料不能公开、不适用于碎片化学习等问题。因此，各医院迫切需要一款适合自身使用的培训系统。

2017年初上线微信小程序，凭借其轻量化的优势和微信用户基础而迅速发展。目前，微信小程序使用范围覆盖人们衣食住行的方方面面。有医院将微信小程序应用在临床医护培训、院感知识普及上，并取得了良好的应用效果。数据研究表明，相较于传统的授课模式，使用微信进行在线培训能让学习者充分利用碎片时间，学习效率高、成效显著，临床考核成绩和培训满意度都有了大幅提升[1,4-5]。

1.2 系统需求

随着更多先进医疗设备在医院普及，医院医疗设备管理要求由传统的保障正常运行向保证设备的安全有效使用转变，医疗设备的管理方法与管理流程也逐渐与国际标准接轨。三甲医院复审及医疗设备质控督查中对医疗设备的考核和再培训都有了严格的要求。传统的医疗设备培训所采用的线下集中培训模式，不仅存在学习集中难、学习效率差等问题，而且培训考核记录多采用纸质存档，设备管理部门存储和查询困难，工作效率低。

基于微信小程序的医疗设备在线培训系统需要实现医疗设备临床应用在线培训、培训成果在线测试及测试后知识点复习等功能。

(1) 用户管理功能：该模块主要用于系统用户的注册与登录验证并识别用户权限。用户注册时需提交用户名、真实姓名、科室、工号、手机号码等信息，方便系统管理员核对用户身份及用户密码重置或找回；同时可确保用户学习、答题记录的一一对应，方便医疗设备培训记录的保存和后期查询。用户登录时可使用用户名、工号和手机方式登录，后台自动匹配用户信息，方便用户登录。

(2) 医疗设备知识的在线培训功能：系统用户群体涵盖临床医护人员、医技人员、实验室科研人员及医学工程技术人员，系统用户可以根据自己的意愿与需求选择学习医疗设备的原理、使用技巧、操作流程及维护方法等内容，通过文字资料、PPT文档以及音视频资料等在线资源，利用上下班挤公交、坐地铁或者闲暇时间，通过手机等移动终端随时随地学习。

(3) 医疗设备相关知识的在线考核功能：用户在完成知识学习后可通过在线答题的方式检验学习成果。答题结果提交后系统能自动分析，给出考试成绩，用户可以查看正确答案，巩固所学知识。同时用户可以通过回顾错题历史，重复练习以巩固知识点。

2 系统构架及关键技术

本系统采用前后端分离的开发模式(图1)，微信小程序负责系统的前端呈现，内容涉及页面交互和业务逻辑等，后端采用Bomb后端云，主要用于存储数据并依据前端的数据请求提供数据。两者结合共同实现基于微信小程序的医疗设备在线培训。

2.1 微信小程序

微信小程序是一种不需要下载安装即可使用的轻应用，用户通过搜索或者扫码即可打开软件。微信小程序的代码存放在服务器端，软件的主要事物逻辑均由网络服务器完成，只有很少一部分事务逻辑在客户端进行，解决了终端内存占用、应用程序升级迭代等问题；对于开发者，微信小程序采用Browse/Server(浏览器/服务器)模式开发，程序通过微信内置的解析器运行，开发者无须顾虑代码在不同系统上的兼容问题，开发周期短，开发难度低、开发成本可控。

微信小程序采用了MINA框架结构，每个微信小程序的页面由逻辑层文件(后缀.js)、视图层文件(后缀.wxml，相当于HTML文件)、样式文件(后缀.wxss，相当于CSS)和配置文件(后缀.json)组成。微信通过JavaScript脚本程序调用微信小程序的组件及API接口，获取用户的操作信息；微信小程序访问Bmob数据库的https请求通过JavaScript脚本调用Bmob后端云的API接口，Bmob后端云返回的JSON格式数据在通过JavaScript解析后，经HTML呈现给用户。

2.2 Bmob后端云

后端云是一种以移动应用为主要服务对象，向用户提供结构化的数据存储、用户和权限管理、文件存储、信息推送等实时通信等服务解决方案。采用后端云开发移动软件，开发人员根据数据规模需求购买相应服务，而无须考虑编写服务器端代码、设计数据库结构和搭建服务器等问题，软件开发者调用后端云开发商提供的SDK工具中的API即可实现传统服务器访问的各种复杂功能。后端云适合经费有限，且对数据安全性不十分敏感的小规模软件开发。后端云的使用极大节省了服务器架设和配置难度，降低系统开发成本和难度，缩短开发时间。

2.3 整体构架优势

该系统运行于微信客户端，开发者无须考虑代码的兼容性，一次开发即可运行在Windows、Android、iOS等不同平台，开发者通过调用微信提供的各类基础组件、函数和API即可完成资源的调用，程序开发难度低，医学工程技术人只需掌握基础的编程知识即可在1～2个月内开发出适合其工作需求的小程序。本系统基于微信小程序，其运行能力和流畅性接近原生APP，界面与操作类似微信，用户易上手。

图1 医疗设备在线培训系统结构Figure 1 The online training system of medical equipment

3 系统设计与实现

系统分为用户管理、在线学习和在线答题三大功能模块，如图2所示。

图2 医疗设备在线培训系统Figure 2 Online training system of medical equipment

3.1 用户管理模块

该在线培训系统服务对象为医院医务、医工及临床科研人员等人群。用户可通过本模块通完成新用户的注册和登录功能。在注册界面，新用户通过登记用户名、手机号、真实姓名、所属科室、工号、邮箱等信息完成新用户的注册。系统管理员在后台可以根据用户信息核对身份，确保注册信息真实有效。

在登录页面，用户可以通过手机号和用户名两种方式登录，方便记忆。系统支持密码修改和密码重置，用户可通过注册时登记绑定的邮箱或手机号可完成密码的修改确认操作。

三甲医院复审要求“医学装备管理部门对设备使用人员进行应用培训和考核，有医学装备使用人员岗位考核和再培训机制，要考核记录”。本系统采用实名+工号的认证方式注册和登录培训系统，满足三甲医院复审要求，可保证培训记录的完整性和真实性。相较于传统纸质培训记录，电子培训记录具有可长期保存、方便查找及节省存储场地等优势，可显著提高医疗设备管理部门的工作和管理效率，是信息时代的必然趋势。

3.2 在线学习模块

本模块中，用户可通过三级联动选择器(图3)自由选择学习内容。一级菜单为学习内容选择，选项包括培训教程、操作规程、微信手册及视频教学四大类。一级菜单选择后用户可在对应的二级联动菜单中选择设备种类，三级菜单则为设备的品牌和型号。目前微信小程序支持浏览doc、ppt、pdf等常见文档格式。播放视频文件因需要调用系统接口，支持的文件格式在Android和iOS中略有不同，本系统统一采用mp4视频文件格式，确保视频文件在不同移动终端中均能正确播放。

图3 学习内容选择界面Figure 3 Selection of learn content

用户在打开目标学习资料后，系统能够自动保存用户的学习历史记录，用户可在学习记录界面(图4)查找自己的学习历史。系统管理员在数据后台也可查阅和批量导出所有用户的学习历史，以备三甲医院复审、医疗设备质控督查等检查时调阅。

图4 学习历史记录界面Figure 4 Learning history

3.3 在线答题模块

与在线学习模块相类似，用户可通过两级联动选择器选择参加的考核内容。本在线考试系统支持单/多项选择题、判断题及填空题等多种考题类型(图5)。考题及答案存储在Bmob后端云数据库中，数据库根据用户选择将对应考题发送给客户端，系统在获取数据后可自动识别考题类型并调用小程序对应的表单组件将考题呈现供用户答题。用户完成考核提交答题结果后，在线考试模块能自动计算存储本次答题分数。答题完成后，用户可通过浏览正确答案温故而知新，纠正错误，巩固学习成果。

图5 在线考试界面Figure 5 Online test

此外，在线答题模块还内置了错题本功能(图6)，用户答题后系统能自动记录错题历史。在错题本中，用户通过点击错题序号，即可跳转到对应考题的浏览界面。错题本功能可以帮助用户发现知识结构的薄弱环节，让学习重点更加突出、有针对性，提高学习效率，避免在设备临床使用环节出错。

图6 错题本界面Figure 6 Wrong book

4 初步应用及结果

目前，本医疗设备在线培训系统在部分临床科室及实验室推广使用，在试运行的4个多月里，用户访问量逐渐增多，根据后台统计，累计访问次数已达5 000余次。以2021年3月为例，本系统的日均访问人数近10人次，日均页面打开数超46页，每次小程序使用时间(均停留时间)近400 s。特别是在周末时段，程序的使用人次和使用时间均较工作日多。用户反馈该系统充分利用了信息化优势，更符合成人的学习习惯，让学习变得更加简单、自由、有针对性，让学习不再受时间地点的约束，可以充分利用上下班时间、周末空闲时间学习充电。特别是在新冠疫情下，利用在线培训系统，可以有效避免人群聚集，减少潜在感染风险，符合疫情常态化防控要求。

5 结论

基于微信小程序与Bmob后端云的医疗设备在线培训系统将传统的线下培训改为线上进行，打破了传统培训的时空限制，允许用户随时随地学习。在近4个月的试运行中，本系统达到了预期目标，用户反馈良好，系统的使用极大方便了临床培训。培训考核记录管理的电子化也符合现代医院管理需要，便于医疗设备管理部门的管理由粗放型向精细化转变，促进工作效率和管理水平的提高。此外，该系统采用微信小程序开发，具有研发周期短、编程难度低、研发成本低的特点，适合医院根据自身需求定制开发。

目前本系统尚处在试用阶段，受限于微信开发的规范和笔者技术水平制约，培训方式还处在电子文档浏览和视频文件录播等单向授课模式，用户无法与授课老师进行互动。未来将开发在线直播、在线问答、留言板等更多功能，让用户与授课者、用户与用户之间多方参与，交互讨论，从而更好地激发用户的学习热情和兴趣。