新生儿数字化查房系统的实现
汤福南，敦煌俊秋，张可，刘宾,朱松盛，吴小玲
南京医科大学 基础医学院 生物医学工程系，江苏 南京 210029
[摘 要]本研究采用RFID技术和蓝牙技术对我院原新生儿查房系统做了改进。系统身份识别卡片选用圆币式的感应式智能IC卡，读卡设备采用RC522射频读卡模块；数据传输采用CC2530单片机和蓝牙BLK-MD-BC04-B模块；智能终端基于现有的智能手机或者平板电脑开发，与读卡设备通过蓝牙协议进行数据传输。系统通过网络接口与医院信息系统（HIS）进行数据交流。通过模拟实验证实了系统的可行性和稳定性，实现了对新生儿查房数字化、智能化。
[关键词]新生儿查房系统；RFID；蓝牙技术；智能终端
0 引言
医护人员每天要对医院内所有新生儿进行查房，每隔一段时间询问家属排便或排尿以及吃奶情况，以及对新生儿进行体温、体重等测量。尤其是早产儿放在保温箱中与母亲隔离，更需要被密切观察并及时记录，这些都被记录在新生儿床边的一个记录本上。另外，医护人员在查房时仍需要查找以往记录并判断某些生命体征的趋势，否则可能对新生儿的身体情况判断不准确。特别是新生儿某些特定的生理参数需要进行人工计算才能得出判断，这些都增加了医护人员的工作难度。
现阶段大多数医院都已经对新生儿带上信息手环、脚环，记录新生儿出生日期以及母亲的姓名等。然而这些并不能用来做新生儿生命情况的记录，因此部分医院使用RFID移动查房车[1]配合查房，但查房车体积较大，内置的计算机维修繁琐，UPS电池更换频繁造成诸多不便。
针对以上问题，本研究使用RFID技术[2]以及蓝牙技术在医院新生儿的查房管理系统做了改进，采用手持式身份识别设备采集信息，并与医院信息系统（HIS）结合，实现数字化查房，进而可实现智能化医院。其优势有：系统实现了智能化和设备的便携化；自动身份识别，并能防止婴儿抱错；自动计算体征参数并给出判断结果，在提高效率的同时减少错误；查房报告直接录入并存入医院信息系统，实现无纸化查房。
1 系统总体设计
本系统功能应优于现有的新生儿腕带管理，在能够标识新生儿身份的前提下，还能够把体温、体重、吃奶、排便以及排尿等情况的频繁手写记录的方式替换成用智能终端更新到数据库的方式；优于现使用的RFID技术查房的系统[3-4]，不仅能够在智能终端更新数据以及查阅记录，还能够在智能终端处理某些生理参数的复杂运算并给出判断结果。
（1）本系统RFID身份识别卡片选用的是圆币式的感应式智能IC卡[5]，读写距离在10 cm以内，工作频率为13.56 MHz，尺寸规格为直径30 mm，每张卡有唯一的32位序列号，它可以挂在新生儿脚上并发送无害的射频信号，方便新生儿佩戴的同时也有利于医护人员进行查房。
（2）读卡设备是身份识别的主要设备，其尺寸为72 mm×69 mm，相当于半个手机大小，包括RC522射频读卡模块，CC2530单片机和蓝牙BLK-MD-BC04-B传输模块[6]。CC2530单片机是一款完全兼容8051内核，支持IEEE 802.15.4协议的无线射频单片机，CC2530与RC522通过SPI总线方式相连接，主要功能是采集新生儿身份信息；蓝牙BLK-MD-BC04-B传输模块的作用是将数据转换成串口数据格式发送至智能终端。
（3）智能终端利用现有的智能手机或者平板电脑，在此基础上进行客户端的开发。智能终端与读卡设备通过蓝牙协议[7]进行无线数据传输（图1）。医护人员手持的读卡设备读取放置在每个新生儿脚上的RFID身份识别卡片，ID号由CC2530单片机通过蓝牙发送到智能终端；智能终端[8]再把ID号发送到HIS进行数据请求，通过HIS进行ID匹配后再返回新生儿信息和以往记录。使用智能终端可查阅以往情况，并可增加查房记录。
图1 医院新生儿智能化无纸查房流程图
2 软件设计
系统软件设计由手持读卡设备软件设计以及智能终端软件设计两部分组成。
2.1 手持读卡设备软件设计
当医护人员需要查房时，手持无线读卡装置对新生儿脚上的ID卡进行扫描，得到的信息会通过无线读卡装置上的蓝牙发送到医生的智能终端，智能终端只需开启蓝牙设备完成配对就可以显示出该新生儿的具体信息，在做完检查的同时，医护人员增加一次查房记录并将信息输入手机即可（图2）。
图2 读卡流程图
读卡开始需要对读卡设备进行初始化操作，单片机保持在等待状态，等待卡片进入到读卡区域后进行寻卡操作，寻到卡后再直接读取标签里的内容，并存储至单片机的寄存器中，操作结束后继续设置读卡器进入判断是否有卡进入状态，等待电子标签再次进入可读范围，该过程一直反复执行。
可使用字符串发送函数UART_sendstr(dat)向蓝牙发送AT指令进行相关操作，如发送AT+BAUD=115200，即设置波特率为115200；发送AT+PIN=cfxt0001，即设置蓝牙配对密码；发送AT+SEARCH搜索并连接新的蓝牙从属设备。蓝牙发送函数如下：
UART_sendstr(“AT+BAUD=115200”);//设置波特率为115200
UART_sendstr(“AT+PIN=cfxt0001”);//设置蓝牙配对密码
UART_sendstr(“AT+SEARCH”);//搜索并连接新的蓝牙从属设备
2.2 智能终端软件设计
智能终端目前是基于Android操作系统的手机或者平板电脑，因此主要使用Java开发。智能终端在和对方BLK-MD-BC04-B蓝牙模块配对成功后，通过自带的软件界面读取或录入数据，软件可以快速统计特定生理参数的走向趋势或者处理某些参数的复杂运算。
调用蓝牙协议栈之前需要在Android Mainfest.xml文件进行注册，使得软件有访问蓝牙的相应权限。其代码如下：
＜Uses-permission andro:name="andro.permission. BLUETOOTH"/＞
＜Uses-permission andro:name="andro.permission. BLUETOOTH_ADMIN"/＞
BLUETOOTH Adapter指本地蓝牙适配器，即用户客户端的蓝牙设备。BLUETOOTH Device指远程的Bluetooth设备，即远程需要连接的蓝牙设备。打开本地蓝牙的过程为：先获得本地蓝牙适配器，然后打开本地蓝牙。其一般代码为：
private BluetoothAdapter blutoothadapter = Bluetooth Adapter. getDefaultAdapter();
//获得本地蓝牙设备；
Intent intent=new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_ REQUEST_ENABLE);
startActivityForResult(intent, 1);
软件主界面包括4个按钮，分别是病员定位按钮、病情记录按钮、警报日志按钮和帮助按钮。其中病员定位，即实现对新生儿床位的定位，在医护人员使用手持读卡设备获取RFID身份识别卡片的ID号后，可以获取匹配的新生儿床位号，最后由医护人员判断是否与当前床位相符合，所以可用于防止新生儿抱错；病情记录，实现了新生儿各项体征参数的记录，同时对需要运算的特定参数进行现场运算得出判断结果；警报日志，实现了对某些生命参数的趋势变化分析，并可弹出警告提示；帮助，是对智能终端软件的详细介绍。软件基本流程图，见图3。
图3 软件流程图
其中数据处理主要是对智能终端输入的信息进行处理打包成相应的数据包格式，然后通过网络接口与HIS进行数据交流；反之，把从HIS中获取的信息处理成智能终端需要的数据包格式。数据处理也包括对需要计算的特定参数进行现场运算得出判断结果，如新生儿黄疸[9]检测后的数值根据不同范围可分别判断为：① 正常，不需要特别关注；② 偏高，需要进行关注；③ 高，需要进行蓝光治疗或者药物治疗等。
网络接口使用Socket编程，Socket使用TCP/IP协议与HIS进行数据传输[10]。HIS与智能终端软件至少进行3次数据交流：
第一次数据交换为智能终端向HIS发出数据请求并上传终端号、ID号以及新生儿入院时在HIS中建立的个人信息，数据包格式为：终端号、个人信息、ID号。第二次数据交换为HIS匹配ID号后，将新生儿以往记录发送到智能终端，数据包格式为：ID号、个人信息、时间及以往记录。第三次数据交换为医护人员通过智能终端输入新增记录，并上传到HIS，数据包格式为：ID号、个人信息、时间及新增记录。
通过以上操作，使医护人员查房时可以在智能终端上查阅及更新新生儿的各项生理指标等信息。数据库操作界面和数据库更新界面，见图4～5。数据库操作界面下方显示的信息为已录入的新生儿信息，该界面可添加新生儿人员信息；另外，在数据库更新界面中黄疸值依次为新生儿头、胸、腹3个部位检测的数值，输入完毕后会立刻显示平均值以及对应胆红素的水平值，方便医护人员进行判断。
图4 数据库操作界面
图5 数据库更新界面
3 结论
系统在采用RFID电子标签对新生儿进行身份识别的同时，使用智能终端连接HIS对新生儿的身体情况进行数字化录入，并可以现场处理特定参数运算以及给出判断结果，实现了智能化查房。其具体意义在于：在查房时可以快速查阅新生儿以往的身体情况，节省时间；使用便携的设备更新HIS中新生儿的信息，避免了二次录入；系统能够在智能终端处理某些生理参数的复杂运算并给出判断结果，提高其准确性和工作效率。
同时本系统有诸多扩展应用，如未来系统可以应用于老年福利院和一些大脑受损以及由于其他病因不能与医护人员正常沟通的病人。在安全性能逐渐升级的今天，本系统中病人的部分信息还可以向病人家属开放，让家属在没有陪同病人的情况下了解病情状况、治疗方案及治疗完成进度等，甚至可以开通移动支付功能，实现透明的医疗支出管理。
[参考文献]
[1] 陆祺浈,金延.RFID移动查房车在医院的应用[J].医学美学美容(中旬刊),2014,(1):331-333.
[2] Davis S,Tagging along.RFID helps hospitals track assets and people[J].Health Facilities Management,2004,(12):20-24.
[3] 王博冉,晁勇,帅万钧,等.基于RFID技术的医疗设备盘点统计方法[J].中国医疗设备,2014,(4):90-91,154.
[4] 孙静.基于RFID的医疗档案信息化管理系统[J].中国医疗设备,2014,(4):54-56,70.
[5] 李彩红.无线射频识别(RFID)芯片技术[J].现代电子技术,2007,30(11):56-58.
[6] 刘景夏,胡澄,陈姝,等.蓝牙技术在现代医疗电子设备中的应用[J].电子世界,2013,(18):30-31.
[7] 徐超汉.无线局域网及其协议[J].华南金融电脑,2001,(8):74-75.
[8] 唐雄,张巨发,段昌奉,等.基于移动智能终端的医院管理决策支持系统开发及应用[J].现代仪器与医疗,2013,19(1):47-49.
[9] 符宝铭,韦蓉.新生儿黄疸研究进展[J].包头医学院学报,2011, 27(4):132-133.
[10] 杨绚渊,蒋建武.基于嵌入式构件的医疗物联网关软件设计与实现[J].制造业自动化,2012,34(21):141-143,40.
Realization of the Digital Ward Round System for Newborns
TANG Fu-nan, DUN-HUANG Jun-qiu, ZHANG Ke, LIU Bin, ZHU Song-sheng, WU Xiao-ling,
School of Biomedical Engineering, College of Basic Medicine, Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210029, China
Abstract：The research adopted the RFID technology and Bluetooth technology to improve the ward round system for neonatal patients. The coin-shaped inductive and intelligent IC card was chosen to use as the system identification card. The portable card reader equipment adopted the RC522 radio frequency card reader module; data transmission adopted the CC2530 single chip microcomputer and the Bluetooth module BLK-MD-BC04-B; based on the current development smartphones and tablet computers, data exchange can be conducted between intelligent terminals and card-reading equipment in hospital information system by using the RFID and Bluetooth technology. The system can exchange data with the hospital information systemviathe network interface. Through simulation experiments, the feasibility of and stability of the system was confirmed. The system can help with the realization of the digitalization and intellectualization of the ward round system for neonatal patients, also can improve the efficiency of the medical staff and hospital service quality.
Key words：ward round system for newborns; RFID; bluetooth technology; intelligent terminal
[中图分类号]TP311.52
[文献标志码]A
doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.03.027
[文章编号]1674-1633(2016)03-0105-03
收稿日期：2015-09-02
修回日期：2015-09-11
基金项目：国家自然科学基金项目（青年基金，61401217）。
通讯作者：吴小玲，教授。