智慧医疗背景下的医疗设备信息化管理软件架构及功能应用

贵州装备制造职业学院 何红花

现代医疗水平的提升离不开大量智能医疗设备的使用，随着数字化、信息化设备数量的不断增加，后勤管理部门在设备管理工作中将面临巨大的压力。本文以智慧医疗背景下的医疗设备信息化管理为切入点，结合不同医疗设备的接口特点，打造具有多种功能的医疗设备信息化管理软件，从而进一步提升医疗设备管理、维护的智能化水平，实现全方位的智慧医疗服务。

医疗水平的发展是新时期民生建设的重要任务之一，在不断增加医疗机构数量的同时，构建广泛的智慧医疗体系能够持续推动全民医疗服务体系建设，其中就包括医疗设备的信息化管理平台设计与软件开发。通过优化医疗设备信息化管理软件架构，以及完善其功能构成，构建以部门为单元的节点式信息化管理模式，从而提高医疗机构设备管理效率和质量。

1 医疗设备管理现状

医疗机构的业务开展需要依托各种类型的医疗设备完成，随着医疗机构业务的不断拓展，医疗设备类型和数量也成倍增加，这对医疗机构后勤管理部门的设备管理工作带来了巨大困难[1]。为解决该问题，医疗机构在优化设备管理制度的同时，加快设备管理信息化系统建设，虽然，医疗设备管理效率有所提升，但依然存在诸多问题，这对医疗机构日常设备管理工作造成了不同程度的影响。

2 医疗设备信息化管理软件问题分析

作为医疗设备信息化管理系统的核心，信息化管理软件架构和功能设计仅满足了基本要求，这与智慧医疗发展目标存在一定的差距，具体表现在以下几个方面。

2.1 软件架构设计不合理

目前，医疗设备信息化管理软件采用了较为典型的四层架构（如图1 所示），即应用层、业务逻辑层、功能模块层和硬件驱动层。根据不同层级的具体设计，虽能够保证设备管理系统的基本功能，却依然存在软件架构上的合理性问题。

图1 医疗设备信息化管理软件基础架构Fig.1 Infrastructure of medical equipment information management software

（1）应用层的设计仅限于对不同业务模块逻辑功能的管理，缺少可选灵活选配的基础应用；（2）业务逻辑层的设计仅限于对医疗设备状态的管理，同时也仅限于心跳报文的搜集，通信业务不涉及设备状态等信息，在节点权限批处理方面的实现难度较大；（3）功能模块层的设计与设备信息化管理系统缺少信息协同管理模块，这也是由于相对落后的节点权限批处理设计所导致；（4）硬件驱动层的设计缺少对网络接口的网络设备驱动模块，这不仅降低了医疗设备信息化管理系统的可靠性，还增加了未来医疗设备调整的软件开发成本支出。

2.2 软件无法实现医疗设备的全周期管理

为实现对医疗设备的精准管理，在现代企业管理理论中，建议对涉及固定资产的相关设备采取全周期管理，如此，则可以实现对设备的高效利用和成本的整体管控[2]。基于图1 中的相关基础架构设计，功能模块层的设计虽增加了资产库模块，但并未对医疗设备等资产信息进行动态更新，导致医疗设备管理存在严重的滞后性。

除此之外，在实际使用过程中，单次使用下的设备维修管理成本统计未能开通信息接入端口，这导致现有医疗设备信息化管理软件的全周期管理缺少与内部财务、采购之间对资产折旧和新购设备的全寿命成本分析[3]。医疗设备的全周期管理是医疗机构运营成本控制的关键，基于传统软件架构设计的数据资源协同业务逻辑就显得尤为重要。

2.3 访问权限管理机制存在严重漏洞

医疗设备信息化管理软件需要关联医疗机构的多个部门，为减轻后勤管理部门工作压力，各部门需要登录软件进行后台数据核对、管理等工作，为简化软件架构，设计人员采取节点权限共享机制，即不同部门之间可以对具有访问权限的数据库中的相关设备信息进行修改。医疗设备信息化管理软件的访问权限管理漏洞与医疗机构规范化、科学化、信息化的设备管理要求明显背离，虽然，发生医疗设备管理软件访问权限滥用的几率较小，但是，因此造成的后果却极其严重。

3 智慧医疗背景下医疗设备信息化管理软件架构及功能优化

智慧医疗是以人工智能技术、物联网技术、大数据技术、互联网技术为支撑的医疗模式，通过大规模通信网络系统，实现医疗数据的线上传递，在提高医疗数据动态共享的同时，也实现了对医疗设备的高效管理。基于智慧医疗的根本要求，以及结合医疗机构后勤管理部门遇到的相关问题，围绕医疗设备信息化管理软件功能的优化主要包括以下几个方面。

3.1 基于分布式权限的数据库设计与功能优化

医疗机构多采用中心局域网的设计，信息化管理中心单独接入互联网，并通过防火墙、路由器接入各科室局域网，基于这一网络架构特点，智慧医疗背景下的医疗设备信息化管理软件可实现对不同节点的分布式权限管控，如此，则能够有效避免不同科室之间的误操作，保证信息的准确性和安全性[4]。如图2 所示，该医疗设备信息化管理软件利用各科室服务器和数据库组件的小型局域网进行网络架构的自我隔离，通过对各科室进行ID 编码，将用户ID 权限写入数据服务器中，建立用户表，并通过中央服务器进行权限验证，在通过权限表、角色关联权限表的审核后，医疗设备信息化管理软件才能够对该ID 开放相关权限。

图2 基于分布式权限的数据库设计Fig.2 Database design based on distributed permission

分布式权限的数据库设计增加了局域网的资源开销，因此，为避免业务集中时段医疗设备管理造成的拥堵现象，应采取窗口期上传数据[5]。从权限管理的角度分析，通过窗口期进行医疗设备信息数据采集等过程可以减少发生权限管理混乱的概率，减少中央服务器验证端口数据处理压力，提升医疗设备信息管理效率。

3.2 多节点数据共享的全周期管理功能优化

智慧医疗背景下的医疗设备信息化管理软件对医疗设备的全周期管理涉及医疗机构的各个部门，因此，在该软件架构及功能设计中需要采取多节点部署方案，且关联决策分析层、业务逻辑层和协议层（如图3 所示）。全周期管理功能将实现医疗设备采购计划编制、需求分析到最终报废的所有阶段，并对设备正常使用期间的相关数据进行动态更新和状态监管，使医疗设备管理更加科学。

图3 医疗设备信息全周期管理功能设计Fig.3 Full cycle management function design of medical equipment information

决策分析层主要为前期设备采购的过程管理，并包括对设备全周期管理中的成本减值分析，为设备需求分析提供参考依据。业务逻辑层增加了分布式节点的多智能终端接入管理功能，且核心业务单元包括医疗设备采购、评估、调度、维护、报废、借用、归还和配给等管理模块，并在对医疗设备状态进行监管的同时，通过预警单元对设备异常情况、非法访问等进行预警，相关预警通过日志进行记录。

医疗设备全周期管理需要完整的协议体系作为支撑，该软件架构设计的协议层中增加了物理接口、数据传输接口、网络接口和通信接口相关协议，从而构建稳定、可靠、安全的医疗设备全周期管理功能平台[6]。物理接口部分采用了当前医疗设备较为常见的RJ45 接口协议、CLOCK 协议和IEEE802.3 协议；数据传输协议主要包括PPP 协议、FR 协议、HDLC 协议和VLAN 协议；为保证全周期管理与分布式节点的网络连接正常，核心协议包括IP 协议、IPX 协议、ICMP 协议和IGMP 协议；通信连接相关NFS 协议、SQL 协议、NETBIOS 协议和RPC 协议则实现了通信链路握手的稳定性。

3.3 软件服务架构设计与功能优化

医疗设备信息化管理不仅关联各个科室，且涉及医疗机构业务管理的各个部门，原有软件服务架构设计多围绕业务部门展开，却忽略了财务、院办等相关职能部门的参与，通过对软件服务架构设计与功能优化，有助于实现覆盖全部门的智能化、网络化、数字化医疗设备管理平台。基于以上要求，医疗设备信息化管理软件服务架构设计如图4 所示，核心构成包括“认证+鉴权+综合管理”模块、服务管理模块、配置模块、运维部署模块。

图4 软件服务架构设计Fig.4 Software service architecture design

“认证+鉴权+综合管理”模块属于核心服务器功能范畴，其主要在承担外部网络访问管理功能的同时，对所有内部访问主体进行验证、权限管理等，以及在发生特殊情况时终端内、外部一切访问，同时，“认证+鉴权+综合管理”模块还可以对网络负载状态进行管理，在保证网络通畅的前提下，维持应用服务器的正常工作状态。

服务管理模块为医疗机构软件服务架构的分布式节点提供各种管理服务，主要包括信息注册、分布式网络健康状态检查等，在传统通信服务功能的基础上，增加了消息队列服务、文件服务和移动通信服务（主要针对医生智能终端软件），并关联包括数据库在内的应用容器引擎及K8S。

配置模块则是通过代理工具对相关软件参数、网络节点等进行配置，并将配置情况同步至服务管理模块，为软件服务管理权限识别提供参考[7]。运维部署模块可实现医疗设备信息化管理的全过程监控，分布式日志分别完成软件工作状态、节点访问行为、网络状态等信息记录的同时，辅助完成医疗设备信息化管理的冗余方案设计和深度集成。

4 结语

随着现代化医疗体系的不断完善，医疗机构信息化水平持续提升，医疗设备信息化管理软件为医疗机构后勤管理工作提供了便利。通过对医疗设备管理软件架构和功能的深度优化，结合新时期医疗机构设备管理工作的实际需要，打造更加稳定、可靠的信息化、数字化、智能化信息管理平台，为智慧医疗体系建设提供更加全面的技术支撑。