《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于NFC的移動導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2017-04-27
關(guān)鍵詞: NFC 移動導(dǎo)醫(yī)

  掛號難,、排隊(duì)久、單據(jù)繁多,、找不到診室”等就醫(yī)問題日益凸顯,。隨著NFC 技術(shù)即近距離無線通訊技術(shù)的快速發(fā)展,加上 Android手機(jī)的普及,,移動醫(yī)療將成為改善目前就醫(yī)狀況的一種良好方式,。將NFC技術(shù)與Android平臺相結(jié)合,利用M/M/c排隊(duì)模型設(shè)計(jì)最優(yōu)就診路線方案課實(shí)現(xiàn)就醫(yī)無卡化,、無紙化,、可視化地圖助行等,構(gòu)建移動醫(yī)療導(dǎo)醫(yī)平臺,。

  新醫(yī)改啟動以來,,中國醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)信息化的需求和發(fā)展?jié)摿薮蟆>用駥︶t(yī)藥衛(wèi)生服務(wù)和產(chǎn)品的需求彈性很低,,且我國醫(yī)療衛(wèi)生體制中存在諸多問題,。其中,以看病難的問題最為突出,,集中體現(xiàn)為掛號難,、排隊(duì)時間長、支付過程繁瑣,、醫(yī)院大找不到診室,、單據(jù)過多易丟失等,移動醫(yī)療將成為改善目前就醫(yī)狀況的一種良好方式。

  移動醫(yī)療在國外發(fā)展迅猛,,越來越多的醫(yī)療健康類App應(yīng)用走進(jìn)人們的生活,。數(shù)據(jù)顯示,2013-2017年全

  球移動醫(yī)療市場規(guī)模預(yù)計(jì)由45億美元增至230億美元,。目前顯著成果有:日本NTT DoCoMo研發(fā)的“智能管道”,;卡塔爾電信的專用于用戶支付移動醫(yī)療費(fèi)用的Mobile-Health專用賬號等。而中國的“好大夫”網(wǎng)站,,也推出了 iphone客戶端,。用戶可以通過手機(jī)檢索到醫(yī)院、醫(yī)生的相關(guān)信息,。在廣東,,客戶可在12580預(yù)約掛號,用手機(jī)支付掛號費(fèi),,在收到二維碼后,,到醫(yī)院自助終端刷碼打印掛號憑證即可就診。與此同時,,移動醫(yī)療在我國也存在局限性:3G網(wǎng)絡(luò)的不給力,、互聯(lián)網(wǎng)帶寬限制的影響,以及基層醫(yī)院設(shè)備落后在一定程度上限制了移動醫(yī)療的發(fā)展,。

  然而隨著NFC手機(jī)的普及與信息技術(shù)的不斷發(fā)展,,目前多款手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)NFC標(biāo)簽功能的良好應(yīng)用,手機(jī)可在駕駛模式,、靜音模式,、臥室模式、會議模式,、WLAN Display與應(yīng)用程序等不同的場景模式之中自如切換,。在美國的菲利浦斯球館,顧客可以用NFC手機(jī)在特許經(jīng)營店里買東西,、下載電影,、查看海報(bào)。在法國諾曼底的卡昂,,居民可以使用NFC手機(jī)在選定的零售點(diǎn),、公園設(shè)備上進(jìn)行支付,下載著名旅游景點(diǎn)信息,、電影宣傳片以及汽車班次表等,。

  因此,考慮將NFC技術(shù)與Android平臺相結(jié)合,,將其應(yīng)用于移動醫(yī)療中,。主要功能表現(xiàn)如下:預(yù)約掛號,、支付醫(yī)藥費(fèi)用、看地圖尋診室,、查看醫(yī)院醫(yī)生信息,、查看個人病歷、查看最佳就診方案路線,、打印各類單據(jù)等,。

  1 NFC技術(shù)

 ?。保薄FC基本概念

  NFC(Near Field Communication)即近距離無線通訊技術(shù),,由非接觸式射頻識別(RFID)演變而來,在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器,、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對點(diǎn)的功能,,是一種短距高頻的無線電技術(shù),能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識別和數(shù)據(jù)交換,。在13.56MHz頻率運(yùn)行于10cm 距離內(nèi),,允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。NFC終端主要有3種工作模式,,其通訊過程如圖1所示[1]。

 ?。ǎ保┲鲃幽J?。NFC終端可以作為一個讀卡器,發(fā)出射頻場去識別,、讀/寫其它NFC設(shè)備信息,。

  (2)被動模式,。NFC終端被模擬成一張卡,,在其它設(shè)備發(fā)出的射頻場中被動響應(yīng),被讀或者寫信息,。

 ?。ǎ常╇p向模式。NFC終端雙方都主動發(fā)出射頻場來建立點(diǎn)對點(diǎn)的通信,,相當(dāng)于兩個NFC設(shè)備都處于主動模式,。

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  圖1 NFC通信過程

  1.2 Android與NFC

  Android是由Google設(shè)計(jì)的開源智能操作系統(tǒng),,在移動設(shè)備領(lǐng)域有著普遍應(yīng)用,。據(jù)艾媒咨詢《2013 Q2中國智能手機(jī)市場操作系統(tǒng)分布狀況》數(shù)據(jù)顯示(見圖2),Android份額擴(kuò)大至74.5%,,目前占據(jù)了最大的市場份額,。Android不僅提供了基于Java開發(fā)的SDK,,而且源代碼是開放。

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  圖2 2013 Q2中國智能手機(jī)市場操作系統(tǒng)分布狀況

  NFC則提供了一種簡單,、非觸控式的解決方案,,可以讓消費(fèi)者快捷交換信息、訪問其內(nèi)容與服務(wù)[2],。手機(jī)和NFC技術(shù)的結(jié)合,,將會給消費(fèi)者的生活帶來極大便利,如移動支付,、身份識別,、移動醫(yī)療等。同時,,Android系統(tǒng)的開放性及其強(qiáng)大的通信功能,,使得NFC的各種應(yīng)用能在Android上便捷實(shí)現(xiàn)。據(jù)中國行業(yè)資訊統(tǒng)計(jì)顯示,,如圖2所示,,2012年全球NFC手機(jī)出貨量約為1.25億,2013年將達(dá)到2.85億,,增速達(dá)到128%,,而未來兩年 NFC手機(jī)數(shù)量將會快速增長,2015年NFC手機(jī)市場滲透率將達(dá)到51%,。而且,,現(xiàn)在很多三星、小米,、黑莓,、索尼等手機(jī)均帶NFC功能。

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  圖3 近年來NFC手機(jī)出廠趨勢

 ?。病∠到y(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

 ?。玻薄】傮w架構(gòu)設(shè)計(jì)

  整個系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器(Client/Server)模式,如圖4所示,,系統(tǒng)前端包括客戶端和系統(tǒng)后臺,。客戶端主要是手機(jī)端,,本文采用普及最廣的 Android系統(tǒng)作為平臺,,用于向用戶提供整個服務(wù)。同時,,系統(tǒng)還采用熱門的NFC技術(shù),,移動端和NFC讀寫設(shè)備之間采用NFC15693協(xié)議,以確保信息能快速在手機(jī)端和PC端上進(jìn)行傳輸,,完成各種業(yè)務(wù)需求,。醫(yī)院PC端則用于維護(hù)系統(tǒng)信息以及完成前臺信息對接工作,,采用J2EE框架進(jìn)行開發(fā)。移動端和醫(yī)院后臺端,,都采用TCP通信協(xié)議,,以保障通信的穩(wěn)定與快速。

  系統(tǒng)后端服務(wù)器采用Windows server 2003+Apache+PHP+Mysql的經(jīng)典組合進(jìn)行搭建,,PHP和 Mysql的開源性降低了系統(tǒng)開發(fā)成本,,同時兩者間的無縫銜接為前端提供穩(wěn)定而高效的服務(wù)。同時后端還包含醫(yī)療平臺的數(shù)據(jù)庫以及各醫(yī)院私有數(shù)據(jù)庫,,保證了醫(yī)院隱私信息的安全,,而平臺服務(wù)器和醫(yī)院私有服務(wù)器的的分離則保證了醫(yī)院數(shù)據(jù)庫的安全,同時也保證了醫(yī)院業(yè)務(wù)信息的私有化,。

 ?。玻病ndroid支持下的NFC架構(gòu)

  該系統(tǒng)在窗口掛號、診室就診,、繳費(fèi)取藥,、打印單據(jù)等環(huán)節(jié)利用NFC技術(shù),進(jìn)行快速數(shù)據(jù)傳輸及身份驗(yàn)證,,由于作用距離短,、響應(yīng)時間快,使用NFC通信更加安全,、簡便,、快速??捎檬謾C(jī)代替現(xiàn)有的“就醫(yī)卡”,實(shí)現(xiàn)病例,、藥單等單據(jù)的無紙化,。

  Android系統(tǒng)自2.3版本開始支持NFC技術(shù),在4.0,、4.1和4.2版本中都進(jìn)行了更新,,SDK 中增加了一些接口。為了支持NFC功能,,Android允許應(yīng)用程序讀取標(biāo)簽中的數(shù)據(jù),,并以NDEF(NFC Data Exchange Format)格式進(jìn)行交互。Android系統(tǒng)支持下的NFC功能實(shí)現(xiàn)采用的是封裝調(diào)用的分層架構(gòu)模型,。

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  圖4 系統(tǒng)總體架構(gòu)

 ?。场∠到y(tǒng)功能設(shè)計(jì)

  移動導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)基于NFC技術(shù)和Android系統(tǒng)而建立,針對醫(yī)療行業(yè)所研發(fā)的解決患者在尋診,、就診過程中所面臨的問題,,達(dá)到高效,、方便、靈活就醫(yī),,實(shí)現(xiàn)病歷“無紙化”,。

  該系統(tǒng)前端主要實(shí)現(xiàn)患者瀏覽醫(yī)院信息、查詢最近醫(yī)院,、一鍵撥號,、在線掛號、利用NFC窗口掛號,、查詢電子病歷,、查詢藥單、利用NFC打印藥單,、在線支付,、詳細(xì)就診路線、最優(yōu)路線方案等,;系統(tǒng)后端為醫(yī)生端,,可以實(shí)現(xiàn)病歷錄入、開藥單,、查詢患者歷史病歷等功能,,而對于平臺管理員端,則可以進(jìn)行醫(yī)院管理,、用戶管理,、病歷管理及地圖管理等。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖5所示,。

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  圖5 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

 ?。础∽顑?yōu)就診路線方案實(shí)現(xiàn)

  患者到達(dá)醫(yī)院是隨機(jī)的、相互獨(dú)立的[3],,相繼到達(dá)的間隔也是隨機(jī)的,,患者到達(dá)過程一般服從Poisson流,即到任一時刻到達(dá)的患者數(shù)都是參數(shù)為λt(λ為平均到達(dá)率)的泊松分布,。在t時段內(nèi)到達(dá)n 個顧客的概率為Pn(t):

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  而患者到達(dá)的間隔時間概率分布服從負(fù)指數(shù)分布,,即:

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  M/M/c排隊(duì)模型則正是指患者的到達(dá)規(guī)律服從泊松分布即患者的到達(dá)間隔時間分布服從負(fù)指數(shù)分布,服務(wù)時間服從負(fù)指數(shù)分布,,服務(wù)機(jī)構(gòu)為c個服務(wù)臺,。該系統(tǒng)利用M/M/c模型,分時間段收集數(shù)據(jù),,模型擬合,,應(yīng)用Excel程序中加載宏Queueing Tool Pack進(jìn)行參數(shù)估計(jì),得出每個時間段,、每個診室的的擬合指標(biāo),。

  通過對數(shù)據(jù)的采集,,集合M/M/c排隊(duì)模型,分時間段算出待估參數(shù),。再根據(jù)患者就診時所要前往檢查診室的等候人數(shù)及相應(yīng)診室服務(wù)時間,,動態(tài)計(jì)算出每個診室的等候時間,為患者提供最優(yōu)就診路線方案,。

 ?。怠〗Y(jié)語

  該系統(tǒng)所提供的功能,能夠在很大程度上解決目前普遍存在的就診問題,,患者借助該軟件可以實(shí)現(xiàn)輕松就醫(yī)問診,。目前,NFC技術(shù)逐漸趨于成熟,,且其在智能手機(jī)上的應(yīng)用日益廣泛,,移動醫(yī)療與NFC技術(shù)的緊密結(jié)合,使得該系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景,。


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