医疗卫生物资管理系统的设计与应用

黄峥强，陈成坤，林嘉威，陈武

1. 福建省疾病预防控制中心，福建 福州 350010；2. 福建省卫生计生信息中心，福建 福州 350003

引言

近年来，我国传染病、自然灾害等各类突发公共卫生事件频发，对社会政治、经济、教育等方面造成了严重影响，引发了社会公众对公共卫生的高度关注。在突发事件的应对过程中，应急物资管理作为应急体系的重要成分，很大程度上影响着抢险救灾应急物资的供应保障能力[1]。手工台账、Excel 表出入库、各储存点信息孤立、产-储-销脱节等传统的物资管理模式，已无法满足现代医疗物资管理需求。医疗卫生应急物资管理的正常运行是应对突发公共卫生事件能力的基础保障[2-5]。随着现代信息技术及智慧化技术的发展，以互联网平台为基础的医疗卫生应急物资平台得到了长足的发展，各个医疗机构纷纷建立符合本单位需求的物资管理系统，但由于缺少信息联动，无法准确把握突发事件的波及范围和强度，常常出现供不应求或供大于求等现象。因此，本研究以互联网平台为依托，构建以政府应急物资为主体，串联各级卫生健康委员会、疾病预防控制中心、医疗机构、厂商及第三方慈善机构等部门的医疗物资管理平台，以突发公共卫生事件为导向，避免信息孤岛，及时调节供求关系，以满足各单位日常物资管理需求和保障“疫”时物资供应需求。

1 可行性分析

突发公共卫生事件具有不确定性、突然性等特点，一旦发生，导致防护物资消耗量和需求量骤增，需按照“保重点区域、保重点操作、保重点患者”的原则评估各涉事地区防护物资需求[6]，并建立组织架构，明确岗位职能，严格应急物资管理，完善物资储-销流程，以此来健全统一的应急物资保障体系[7]。医疗物资品种及数量多、出入库和维保过程繁琐、检查标准和规范不统一，在管理过程中因信息化、自动化程度低等因素，需浪费大量时间，且错误频发，工作效率差。随着信息化的发展，智慧化管理已成为当下各行各业发展的必然趋势，给医疗物资管理提供了新的方向。通过网络信息平台，共享上下游信息，及时掌握区域内整体的医疗物资库存和消耗的动态变化情况，为动态调整区域物资保供方案提供数据支持[8-9]。本研究系统遵循“平疫结合”的设计理念，采用互联网技术、射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术及人工智能等技术，构建医疗卫生物资管理系统，旨在改变手工操作、经验储存、电话汇总等传统物资管理模式，实现物资管理可视化、智能管理、辅助决策等功能，解决物资管理难、决策难等问题，既满足各单位日常物资管理需要，又实现“疫”时物资的快速调拨。

2 系统设计

2.1 总体架构设计

系统采用面向服务架构和微服务架构模式，引入RFID 扫码技术，通过手机、电脑、个人数字助手等多种渠道构建医疗卫生、疾控机构、生产企业、红十字会等机构医疗物资信息共享体系，实现医疗救治设备、手术器械、监测检测设备、医用防护用品、消毒器械、洗消器材设备、专用车辆、后勤支援等物资的信息化管理，同时建立物资库存预警规则知识库，结合数据挖掘、BI、大屏等技术，实现医疗卫生物资数据化、可视化、调配电子化、智能预警、关联精准定位、抽组部署管理、应急动员管理、辅助决策等功能。系统总体架构如图1 所示。

图1 系统总体构架图

2.2 系统业务流程

通过医疗物资平台，将区域医疗机构、疾控机构、供应商及第三方捐赠机构串联在一起，通过共享上下游医疗物资的储-消信息，及时掌握区域内医疗物资库存和消耗的动态变化情况，避免信息孤岛，实现区域医疗物资的统筹调度。为实现物资的全程可追溯管理，系统使用MySQL 数据库作为物资编码的存储方案，以国家应急物资分类及编码为基础，生成一个独立的标准码，该编码含有物资分类的标签信息，帮助物资管理者快速了解物资信息。同时利用基础数据定义、入库管理、台账管理、出库管理、电子调拨、效期管理、盘点管理等功能实现物资电子管理，通过可视化、统计分析、智能预警等功能实现物资智慧化管理。整体业务流程图如图2 所示。

图2 系统业务流程图

2.3 数据库设计

数据库建设包括对已有各类数据进行整理和整编，从物资信息、供应商/厂家、公益组织、专业技术人员、医疗机构等方面构建综合数据库。采用先进的数据库混合架构，MySQL 作为主要业务数据的存储库，Elasticsearch 作为日志存储、数据快速存取聚合的数据库。其数据库实体-联系模型如图3 所示。

图3 数据库模型设计

3 功能实现

3.1 医疗卫生物资数据化

利用5G 网络、计算机信息、二维码扫描等技术，实现医疗机构物资的信息化管理，提高物资管理的工作效率，减少医疗机构物资维护成本。各级医疗机构可以通过扫码，或按标准数据格式进行物资信息导入导出、接口无缝对接等数据传输模式，完成物资数据对接，实现全省各类应急物资的统一分类、统一管理。为提高物资出入库管理效率，可通过移动APP 快速完成物资入库信息采集和物资检索出库。物资入库信息界面如图4所示。

图4 物资入库列表信息界面

3.2 医疗卫生物资可视化

根据统计报表和统计图表的不同规则进行多维度交互统计，展示各类医疗卫生物资总量、有效期、生产厂家等信息。可联系各级医疗机构收集日消耗量，建立预测模型，预测未来一段时间内需要采购的物资量。同时，建立物资网格化地图，结合地理信息显示所有物资储备点、物资量，当发生突发公共卫生事件时可以根据储备点的物资量，进行物资、人员的合理配置。

3.3 医疗卫生物资调配电子化

医疗机构或地区需要紧急调配物资时，可根据应急任务属性、事件规模，提交电子化流程，物资需求方通过在线协同模块，提出跨区或跨单位调配物资申请，主管处室进行审批、签字，审批通过即可完成调配，使得应急物资管理做到入库有序、出库有依、有据可查、账物相符[10]。

3.4 医疗卫生物资智能预警

利用机器学习、自然语言处理、可视化报表等技术对医疗机构物资全生命周期数据进行分析处理，以未来的物资消耗量生成主要的数据预警，并将预警信息推送给相关医疗机构以及管理员，包括物资的消耗量预警、物资过期预警、供应商营业执照过期预警，见图5。

图5 物资有效期预警

3.5 关联精准定位

以物资的数据集信息为查询条件，建立便捷数据检索功能，有物资需求时无须开箱逐一查找，通过平台即可实现快速精准定位该物资存储的具体位置。

3.6 抽组部署管理

抽组部署设计通过建设临时库应急包，根据任务分类由医疗机构自行添加所需要的物资及其目录，对抽组物资进行统一出入库管理，维护临时库内物资量，见图6。

图6 物资抽组管理

3.7 应急动员管理

实现第三方供应来源管理，如个人捐赠、社会捐赠、民间团体捐赠或供应商厂家等，包括公告中心管理、供应商厂家管理和第三方物资捐赠管理。通过发布疫情、需求等信息，帮助第三方获取需求信息，及时调整产品、产能，以保证应急物资供应。同时第三方也可通过该平台更新医疗物资生产资质、产品质量、产能等信息，为各级医疗单位提供更多的物资供应渠道。

3.8 辅助决策系统

根据突发事件演化不同情况下医疗卫生物资消耗情况，建立全省应急物资信息数据库，对漏报、上报不实等信息进行快速甄别和查找，快速实现所有应急物资上报总目标。构建特定数据模型，结合监控大屏，实时更新数据，让各级防控指挥部、卫健委、疾控中心等政府部门及时掌握物资库存和消耗的动态变化情况，生成保障方案，辅助领导决策。

4 系统安全设计

应急物资关系国计民生，为确保数据安全，遵循《数据安全法》《关键信息基础设施安全保护条例》等法规进行系统安全设计，对数据的采集、存储、使用、管理等全生命周期进行监管和安全保障，主要从网络安全、传输安全、系统安全和应用安全等方面考虑。

4.1 用户管理

系统建立统一的权限管理机制，任何用户访问系统，必须得到系统的身份认证，如用户账号、单位、登录密码及手机验证码等。根据用户的单位、应用层级，对用户权限进行分类控制、分级访问，从而获取不同的系统功能和数据资源，避免敏感数据的泄露。

4.2 数据安全管理

为确保数据资源安全，建立数据安全管理规范，明确数据采集的目的、用户、方式、范围、采集源等，通过接口身份验证、连通性检测、数据脱敏、链路加密、审计等措施保障数据安全，同时系统自动记录所有用户的操作，并形成日志存档，以备管理人员查询审核。在数据的传输过程中，通过特殊的加密处理来保障数据的安全性。为保证系统数据安全，建立数据库定期备份策略（每月1 次），以防止系统崩溃导致数据库毁坏。

4.3 信息安全等级保护建设

因平台需要接入政府医疗云，在平台建设的过程中，应注重物理安全、网络安全、主机安全、应用安全以及数据安全等方面的技术体系建设，尤其是安全运维管理、应用层安全防护、第三方日志审计、管理制度等方面建设，不断完善应用层安全防护要求，满足三级等级保护要求，确保系统和数据安全。

5 建设效果

应急物资管理是有效应对各类突发事件的重要保障、提升保障能力的重要途径，通过信息化实现账物相符，账目清楚，减轻了工作负担，提高了工作效率，使得物资管理更加规范、细致，能有效提高反应速度和应急救援能力[11]。系统建成后，福建省30 家省市县疾控机构参与试用，包含70 余种防护用品、试剂耗材和检测设备，以及千余名专业人员（核酸检测人员）和34 个供应商纳入管理。

5.1 实现物资全流程无纸化管理，提升应急物资保障能力

通过构建医疗卫生物资管理系统，改变过去手工填写、统计等落后的物资管理模式，实现物资全流程电子化以及物资的快速搜索和精准定位，自动生成统计报表，极大地优化物资管理流程，“跑、冒、漏”等现象减少70%以上（因系统试用期间，用户操作不熟练，上述现象仍存在，随着系统的推广使用，类似现象基本可以杜绝）。通过调查20 家单位在系统使用前后，物资出入库花费的时间，物资入库效率提升近40%，出库效率提升35%（因其中一家机构在调查期间相关物资已领出时，未记录出库操作花费时间，故剔除），见表1。通过动态监控各级单位物资储备情况，动态调整库存信息，对突发事件迅速做出响应，制定最优物资调度方案，有效地动员和协调各类资源，实现线上物资跨单位、区域快速调拨，出入库时间由原来的平均3 h，缩短为平均2 h，实现了资源的快速调配。

表1 平台使用前后物资出入库用时情况（ ±s，h）

表1 平台使用前后物资出入库用时情况（ ±s，h）

组别入库（n=20）出库（n=19）使用前1.53±0.211.74±0.19使用后0.92±0.111.13±0.12 t值36.6841.43 P值＜0.001＜0.001

5.2 引入便捷物资管理手段，提高应急物资管理效率

引进现代管理理念，结合RFID 扫码技术、大数据等技术构建区域物资管理体系。引入物资身份识别码，对应急物资进行全周期管理，了解各类物资的周转、库存动态，制定相应的采-储-消方案，减少浪费。根据“集中资源、集中专家、集中收治”的经验[12]，通过统一的应急物资存储、调拨、配送、使用标准化工作机制[13]，实现各医疗机构存量物资多渠道、快速、及时上报，既能实现部门内部物资日常管理需求，也能实现部门间、单位间的物资统筹调配，实现物资管理的统一；利用现代信息技术，通过效期预警、库存预警等模型，可以避免出现物资因过期无法使用而浪费或库存告急等现象，提高了物资的周转效率。通过长期动态监测各类物资的库存消耗情况，利用大数据、云计算等现代数据处理技术，实时预测物资需求，以便物资管理部门及时调整采购计划，以应对各类突发事件，实现智慧化管理。抽组管理模块具备常态化管理功能，可根据任务内容预先建立箱组化集成设备管理单元，接到紧急外勤任务时，按集成模块统一出入库管理，缩短了物资清点时间，提高了外勤任务的工作效率，相较系统试用前节省50%的时间。库存告急时，可以通过供应商管理模块，查找所需物资的供应商，出现突发公共卫生事件时，可通过应急动员模块，更新事件类型、波及范围、严重程度等信息，帮助各单位根据系统日常储-消数据，及时制定物资保障计划，避免出现供过于求或供不应求的现象，实现应急物资精准管理。

5.3 辅助领导决策部署，实现应急物资合理分配

在多元智能主体理论的基础上[14]，医疗物资应急管理体系将物资从调配到使用逐级做好入、出、存的记录工作，实现医疗物资动态管理；通过实时动态收集区域医疗卫生物资储-消相关数据，采用大数据处理、数据挖掘等技术构建多种数学模型，实时调整优化物资储备、调配及消耗方案，合理调配资源，减少不必要消耗和浪费，辅助领导进行突发公共卫生事件的防控决策部署，实现物资分配的科学化、精细化、智能化，最大限度保障应急物资的供应[15]。

6 讨论与总结

本研究利用大数据、云计算、移动互联网技术等技术，初步构建“横向到边、纵向到底”的医疗卫生物资管理系统，通过分析实际工作中出现的问题，以及现有技术条件，打破信息壁垒的束缚，整合区域医疗卫生物资资源，共享上下游信息，依据实时动态数据，及时优化医疗物资生产储备方案，提高了物资的周转效率，实现医疗物资的精细化、智慧化管理，为应对各级各类突发事件提供强有力的物资保障。早期的物资管理平台大多旨在打造本单位或部门的物资管理平台，提升本单位的物资周转效率和物资管理水平[16-18]，存在明显的数据壁垒。在大数据时代，面临大灾或大疫，必须响应大数据应急管理战略，打破信息壁垒，统筹区域物资资源，才能够提升物资保障能力[19-20]。本研究系统利用移动终端、RFID 技术，不仅提高了本单位物资周转效率，减轻了管理人员的工作负担；还将产-供-消部门的信息纳入系统管理，提高系统平台适用的深度；同时还预留多个端口，随时与其他应急管理平台对接，提升了平台适用的广度。但仍存在一些待改进之处：数据安全、平台使用率较低，需以政府为主导，持续推进系统信息安全建设及号召各医疗单位的数据对接工作，保障全省医疗服务人才、医疗服务技术、医疗物资等信息完整、及时、准确地共享，实现区域医疗卫生物资管理一张网、一盘棋。