一种基于物联网的医疗设备智能管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的医疗设备智能管理系统及方法，系统包括信息采集模块，搭载于医疗设备上，用于采集医疗设备的工作信息，并上传至智能分析模块；智能分析模块，用于对采集的工作信息进行故障预警分析和寿命预测信息；控制及展示模块，用于对智能分析模块的分析结果进行可视化。本发明专利技术实现了医疗设备精细化管理，实时了解这些设备使用状态，有效统计设备使用率、能耗，提供保养、检查等自动提醒等，可有效减少因设备安全隐患可能带来的医疗事故。疗事故。疗事故。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的医疗设备智能管理系统及方法


[0001]本专利技术属于医学工程
，具体涉及一种基于物联网的医疗设备管理系统及方法。

技术介绍

[0002]随着医疗服务需求的持续提升，各类高、精、尖的医疗设备已成为现代化医院不可或缺的重要手段。随着先进的医疗设备的使用，医疗设备全生命周期管理的需求越来越强，不仅提高了医院的整体水平，但同时对医疗设备的使用风险也非常高，报警和故障处理不当，将给病人造成严重甚至不可逆的伤害。
[0003]目前，在医疗设备精细化管理存在的不足主要表现在：
[0004]1、还未形成系统化的使用管理和后效评价指标体系；
[0005]2、还未建立统一的医疗设备使用管理和后效评价的数据基础；
[0006]3、使用管理和后效评价未充分利用设备本身实际运行的真实数据。
[0007]此外，还存在医疗设备管理粗放的其他问题，比如：一些流动设备位置不能实时跟踪，寻找设备费时费力；不能准确统计设备使用率、使用时间、使用状态等情况，这些问题都将直接影响到医疗机构服务能力的提升。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的基于物联网的医疗设备智能管理系统解决了上述
技术介绍
中的问题。
[0009]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于物联网的医疗设备智能管理系统，包括：
[0010]信息采集模块，搭载于所述医疗设备上，用于采集所述医疗设备的工作信息，并上传至智能分析模块；
[0011]智能分析模块，用于对采集的工作信息进行故障预警分析和寿命预测分析；
[0012]控制及展示模块，用于对智能分析模块的分析结果进行可视化。
[0013]进一步地，所述信息采集模块采集的工作信息包括医疗设备的实时位置信息、电气参数信息，以及运行状态信息；
[0014]所述智能分析模块包括故障预警分析单元和寿命预测分析单元；
[0015]所述故障分析单元用于根据医疗设备的电气参数信息和运行状态信息对医疗设备的故障进行诊断，确定故障类型，并预警；
[0016]所述寿命预测分析单元用于根据医疗设备的故障分析结果，定期对医疗设备的寿命进行预测；
[0017]一种基于物联网的医疗设备智能管理方法，包括以下步骤：
[0018]S1、通过信息采集模块对医疗设备的工作信息进行采集；
[0019]其中，工作信息包括实时位置信息、电气参数信息，以及运行状态信息；
[0020]S2、基于采集的电气参数信息和运行状态信息进行医疗设备的故障预警分析；
[0021]同时，根据当前故障预警分析结果定期进行医疗设备的寿命预测分析；
[0022]S3、将当前分析结果在控制及展示模块进行可视化；
[0023]其中，分析结果为故障预警分析结果和寿命预测分析结果中的至少一个。
[0024]进一步地，所述步骤S1中，根据医疗设备的类型采用对应的信息采集模块进行工作信息采集；
[0025]当医疗设备为生命支持类医疗设备时，通过与医疗设备连接的数据采集器采集工作信息；
[0026]当医疗设备为放射类医疗设备时，通过数据采集解析方法采集工作信息；
[0027]当医疗设备为生命监测类医疗设备时，通过在医疗设备上搭载对应的软件方法采集工作信息。
[0028]进一步地，所述步骤S2中，进行故障预警分析的方法具体为：
[0029]A1、对历史采集的电气参数信息和运行状态信息分别进行预处理；
[0030]其中，所述电气参数信息用于表征医疗设备的运行过程的设备本身的电气参数变化，所述运行状态信息用于表征医疗设备运行过程中采集的目标用户的体征数据变化；
[0031]A2、将预处理后的电气参数信息和运行状态信息划分出训练集和测试集；
[0032]其中，训练集和测试集中的电气参数信息和运行状态信息均包括正常数据和故障数据；
[0033]A3、利用训练集中的正常数据训练SOM模型；
[0034]A4、将训练集中的故障数据输入至SOM模型中，得到对应的MQE值；
[0035]A5、根据故障数据的MQE值，确定故障预警区间[β1,β2]；
[0036]A6、利用测试集中的数据初始化并测试SOM模型，得到训练好的SOM模型；
[0037]A7、将实时采集且预处理后的电气参数信息和运行状态信息输入至训练好的SOM模型，得到对应的实时MQE值；
[0038]A8、根据实时MQE值与故障预警区间[β1,β2]的关系，得到故障预警分析结果。
[0039]进一步地，所述步骤A1中的预处理包括数据清洗、降噪，以及主成分分析；
[0040]所述步骤A3中，训练SOM模型过程中，当满足η<η
min
时，完成SOM模型的训练；
[0041]其中，η为训练时间t和邻域内第l个神经元与获胜神经元l
*
之间的拓扑距离N的函数值，且η与t和N均为负相关关系；
[0042]所述步骤A4中，MQE值的计算公式为：
[0043]M
MQE
＝||D
‑
m
BMU
||
[0044]式中，M
MQE
为MQE值的最小量化误差，D为输入矢量，m
BMU
为最佳匹配单元的权值矢量；
[0045]所述步骤A8中，当MQE值的最小量化误差处于故障预警区间[β1,β2]时，进行故障预警，其对应的电气参数信息和/或运行状态信息为故障信息。
[0046]进一步地，所述步骤S2中，进行寿命预测分析的方法具体为：
[0047]B1、提取医疗设备全寿命中历史故障信息的特征向量，建立DD
‑
HSMM模型；
[0048]B2、运行DD
‑
HSMM模型，确定当前医疗设备所处的运行状态，及其在该运行状态停留时间的期望，进而计算出对应医疗设备在未来各运行状态的停留时间；
[0049]B3、根据医疗设备在未来各运行状态的停留时间，计算当前运行状态下医疗设备的寿命，实现寿命预测分析。
[0050]进一步地，所述步骤B3中，医疗设备在运行状态z停留时长为d时的剩余寿命为：
[0051][0052]式中，为当前运行状态z已经停留时间d的条件下，医疗设备在运行状态z的有效停留时间，为医疗设备在z+1,
…
,N的未来运行状态的停留时间。
[0053]进一步地，所述步骤S5具体为：
[0054]采用三维GIS可视化技术，建立医疗设备所在区域的三维布局图，根据所在企业的WiFi布局位置以及数据采集模块获取的医疗设备位置信息，在三维布局图中实时显示医疗设备的位置，并将故障预警分析结果和寿命预测分析结果以不同的标记在三维布局图中的各医疗设备中进行标注。
[0055]本专利技术的有益效果为：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的医疗设备智能管理系统，其特征在于，包括：信息采集模块，搭载于所述医疗设备上，用于采集所述医疗设备的工作信息，并上传至智能分析模块；智能分析模块，用于对采集的工作信息进行故障预警分析和寿命预测分析；控制及展示模块，用于对智能分析模块的分析结果进行可视化。2.根据权利要求1所述的基于物联网的医疗设备智能管理系统，其特征在于，所述信息采集模块采集的工作信息包括医疗设备的实时位置信息、电气参数信息，以及运行状态信息；所述智能分析模块包括故障预警分析单元和寿命预测分析单元；所述故障分析单元用于根据医疗设备的电气参数信息和运行状态信息对医疗设备的故障进行诊断，确定故障类型，并预警；所述寿命预测分析单元用于根据医疗设备的故障分析结果，定期对医疗设备的寿命进行预测。3.一种基于权利要求1
‑
2任一权利要求所述的基于物联网的医疗设备智能管理系统的医疗设备智能管理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过信息采集模块对医疗设备的工作信息进行采集；其中，工作信息包括实时位置信息、电气参数信息，以及运行状态信息；S2、基于采集的电气参数信息和运行状态信息进行医疗设备的故障预警分析；同时，根据当前故障预警分析结果定期进行医疗设备的寿命预测分析；S3、将当前分析结果在控制及展示模块进行可视化；其中，分析结果为故障预警分析结果和寿命预测分析结果中的至少一个。4.根据权利要求3所述的基于物联网的医疗设备智能管理方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据医疗设备的类型采用对应的信息采集模块进行工作信息采集；当医疗设备为生命支持类医疗设备时，通过与医疗设备连接的数据采集器采集工作信息；当医疗设备为放射类医疗设备时，通过数据采集解析方法采集工作信息；当医疗设备为生命监测类医疗设备时，通过在医疗设备上搭载对应的软件方法采集工作信息。5.根据权利要求3所述的基于物联网的医疗设备智能管理方法，其特征在于，所述步骤S2中，进行故障预警分析的方法具体为：A1、对历史采集的电气参数信息和运行状态信息分别进行预处理；其中，所述电气参数信息用于表征医疗设备的运行过程的设备本身的电气参数变化，所述运行状态信息用于表征医疗设备运行过程中采集的目标用户的体征数据变化；A2、将预处理后的电气参数信息和运行状态信息划分出训练集和测试集；其中，训练集和测试集中的电气参数信息和运行状态信息均包括正常数据和故障数据；A3、利用训练集中的正常数据训练SOM模型；A4、将训练集中的故障数据输入至SOM模型中，得到对应的MQE值；A5、根据故障数据的MQE值，确定故障预警区间[β1,β2]；
A6、...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峻嘉，黄伟峰，席光铃，文嘉程，陈晓清，
申请(专利权)人：中科院成都信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：