CN105391800B - 基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统 - Google Patents
基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，包括资源共享大数据库子系统和通过互联网连接的故障检测子系统；所述资源共享大数据库子系统包括Web服务器，故障信息库，用户交互平台和与Web服务器连接的专家交互平台；所述故障检测子系统包括计算机控制系统，与计算机控制系统连接的报警输出部分和与计算机控制系统的型号设备数据采集DCS系统。本发明以医疗设备维保及故障为研究对象，集成互联网+、物联网、大数据、单片机控制等关键技术；打破医疗设备厂商的技术垄断，解决现代医疗设备维保难、成本高及人员稀缺的困境，并积极推进医院的信息化服务与现代诊疗技术的资源共享，进而减轻医院及患者的经济负担。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗设备故障自检与修复系统，特别是基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统。
背景技术
现代医疗设备行业是集成多学科交叉、知识及资金密集的高技术产业，大型或高端医疗设备是医院的物质基础和核心竞争力，而医疗设备厂家为垄断核心技术，一般不会向用户提供完整的技术资料，绝大多数医院对医疗设备厂家存在技术上的被动依赖性；同时医疗设备技术涵盖声、光、电、机械、半导体、软件、网络等学科，而且需要强大的技术集成能力，传统的“单兵作战”维保方式已不适应现代医疗设备维保的快速反映要求；而医疗设备可能发生的机内故障具有不确定性和复杂性，医院购进的设备种类又越来越多，结果会导致医疗设备的维保成本高，时间滞后，严重影响医学诊断的即使性、准确性和可靠性。
因此为了解决上述不足，本发明在此提供一种基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统。
发明内容
本发明的目的在于在此提供一种以医疗设备维保及故障为研究对象，集成互联网+、物联网、大数据、单片机控制等关键技术的基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，本发明能实现医疗设备在线或离线自动检测、故障定位及自我修复的功能，打破医疗设备厂商的技术垄断，解决现代医疗设备维保难、成本高及人员稀缺的困境，并积极推进医院的信息化服务与现代诊疗技术的资源共享，进而减轻医院及患者的经济负担。
本发明是这样实现，构造一种基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：包括”大数据”库和通过互联网连接的故障检测子系统；所述”大数据”库包括Web服务器，与Web服务器连接的故障信息库，与Web服务器连接的用户交互平台和与Web服务器连接的专家交互平台；所述故障检测子系统包括计算机控制系统，与计算机控制系统连接的报警输出部分和与计算机控制系统连接的型号设备数据采集DCS系统。
根据本发明所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：所述Web服务器分别通过互联网与用户，管理员和领域专家手中的APP进行信息交换。
根据本发明所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：所述故障信息库由检索库，信息库和第三方搜索组成，其中检索库与Web服务器连接，并与信息库连接，信息库再与第三方搜索连接，第三方搜索又与Web服务器连接。
根据本发明所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：所述计算机控制系统由故障信息输出模块，CPU和设备信息3总线模块组成；其中设备信息3总线模块通过MDB，MAB和MCB三个总线与型号设备数据采集DCS系统连接；设备信息3总线模块与CPU连接，CPU再与故障信息输出模块连接，故障信息输出模块再与报警输出连接。
根据本发明所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：所述型号设备数据采集DCS系统分别连接有数个数据采集卡。
根据本发明所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：所述计算机控制系统与故障信息库连接，故障信息库可直接通过软件或APP与故障子系统用户，故障子系统管理员和型号专家直接控制。
根据本发明所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：
按照如下方法实现故障自检：经预处理DCS系统采集的设备特征数据送入计算机控制系统后，CPU与“门限存贮器”中的门限数据做“相关性”门限准则判别，并确定设备的状态，若为故障状态，CPU将从“故障数据库”中查表故障点位置的编码，输出故障点位置信息并提供排除故障的专家指导意见，故障信息可定位到设备的模块级、印制板级或元件级；
故障自检技术系统提供四种工作模式：在线单步检测、在线循环检测、离线单步检测及离线循环检测，可根据医院的设备规模选择计算机控制系统还是单片机控制系统；
一种基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统的实施方法，步骤如下：
步骤一：首先构建基于“互联网+”模式的故障信息库；主要由各型号医疗设备的用户、管理员及领域专家等设备的使用者共同创建、维护并共享该“大数据”库的信息资源，主要完成医疗设备相关技术文档、视频及维保经验等资源的共建与共享，应用百度文库、各类论坛、优酷等视频分享平台，集成Web技术、在线文档技术、数据库等技术，实现开放互联的故障信息数据库，为设备的故障检测、定位与修复系统提供检索的基础数据信息；
步骤二：然后构建各型号医疗设备的自检与修复系统：以分时分片工作方式采集各型号设备信息数据，运用“门限相关性”准则进行故障的查表判别，以高性能嵌入式处理器S3C2440、低功耗单片机MSP430和专用DSP协处理器为核心，分模块研究控制器的单元电路，并在A/D、D/A转换、输出控制、输入监测等方面充分考虑光电隔离、裸露接口采用浪涌抑制器件等保护措施，有效避免设备损坏，设备自检系统具有过热、过载、短路、过压、欠压、停电自保等保护功能，提供四种工作模式：在线单步检测模式、在线循环检测模式、离线单步检测模式及离线循环检测模式；
在线单步检测模式：设备在线工作时单次检测指定设备的状态，用于检测故障率较高的设备；
在线循环检测模式：设备在线工作时循环检测所有设备的状态，用于检测年代久远的设备；
离线单步检测模式：设备停机时单次检测指定设备的状态，用于开机前检测故障率较高的设备；
离线循环检测模式：设备停机时循环检测所有设备的状态，用于开机前检测所有新进或年代久远的设备；
步骤三：集成“互联网+” 及“物联网”技术的系统运行：型号设备数据采集DCS系统通过配置在各型号设备的数据采集卡，完成分布式医疗设备数据的集散采集预处理功能，并将数字化信息送入计算机控制系统；计算机控制系统完成各型号设备在线或离线数据信息的读取与故障判别，若检出故障，CPU则查询故障信息库，查明故障点位置信息并尝试自我修复，同时启动故障信息输出模块输出故障点位置信息并发出声光报警；报警输出部分完成设备故障信息的声光及拷贝（存储）等输出，故障点位置信息应精确定位到设备的最小可更换单元（视设备分为印制板级、模块级或元器件级），以便统计设备的MTBF、MTTR及技术改进之用，同时提供共享资源的上传、下载、搜索、浏览、编辑及更新等操作。
所述故障信息库主要由各型号医疗设备的用户、管理员及领域专家等通过应用“互联网+”技术，创新集成医疗设备的故障信息“大数据”库，设备使用者共同创建、维护并共享该“大数据”库的信息资源，为设备的故障检测、定位与修复系统提供检索的基础数据信息。并依托云计算提供的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化等技术手段，采用“大数据”和“物联网”提供的高效资源共享技术，创新集成Web技术、在线文档技术、数据库等技术方法（诸如百度文库、各类论坛等文档分享平台、优酷等视频分享平台都已有成功应用），把故障信息库建成为开放互联的“大数据”库系统，实现各型号医疗设备使用、维护、维修、保养、技改等方面的文档、视频资源的信息共享，使设备维保人员与领域专家或用户之间可实时维护、更新并共建共享该库的资源。为降低误诊率，大数据库信息的可信度≥99.99%。
所述Web服务器借助Web服务器内嵌的各种通讯技术系统（如QQ、WeiboCat、 App、微信等）实现各型号医疗设备的用户、管理员和领域专家及其与故障信息库之间的通信联系、信息操作等基本功能，并建设成为一个交互式的操作系统。
所述专家及用户交互平台既是医疗设备使用者之间相互交流的平台，也是使用者通过互联网的Web服务器创建、维护并共享故障信息“大数据”库资源的平台。
所述计算机控制系统，该系统采用现代计算机/单片机集散控制技术，设备信息3总线模块分时完成各型号设备状态信息的读取与存储。对于待机状态的医疗设备，CPU远程控制虚拟器产生各型号设备所有可能的再生输入信号，并通过设备信息3总线模块选择性激励相应的设备工作，单片机分析处理各设备回馈的响应信号特征， CPU工作于查表方式，利用“门限相关性”的故障判别技术，分析计算回馈信号与故障信息库预设门限值的误差，进而判定设备是否故障，实现医疗设备机内故障的自动检测功能；对于使用中的设备，计算机/单片机直接检测其实际输出信号的特征，实现各型号医疗设备在线/离线的自动检测功能，以确保设备自身的正确性，降低误诊率。若检出设备发生故障，CPU则查询故障信息库，查明故障点位置信息并尝试自我修复，同时启动故障信息输出模块输出故障点位置信息并发出声光报警。故障信息库精确定位设备故障到最小可更换单元（视设备分为印制板级、模块级或元器件级），以备设备厂家和医院统计各型号设备的MTBF、MTTR及技术改进之用。
所述型号设备数据采集DCS系统，该部分通过配置在各型号设备的智能数据采集卡，应用“物联网”技术，实现分布式医疗设备数据信息的分时分片式集散采集预处理功能。在设备数据采集卡上预置了确保各型号设备正常运行的采样电路，以完成设备特征数据的实时采集。特征数据信息通常为只读方式，可被DCS系统采集、暂存并做A/D、D/A、滤波及抗干扰等预处理，以减轻计算机控制系统的负担，通过设备信息3总线模块送入CPU做进一步处理。
本发明产生的有益效果：
本发明通过合理以医疗设备维保及故障为研究对象，集成互联网+、物联网、大数据、单片机控制等关键技术，实现医疗设备在线或离线自动检测、故障定位及自我修复的功能，打破医疗设备厂商的技术垄断，解决现代医疗设备维保难、成本高及人员稀缺的困境，并积极推进医院的信息化服务与现代诊疗技术的资源共享，进而减轻医院及患者的经济负担；也实现了医疗设备维保高效、及时、精准的要求；同时本发明符合相关的国际标准、国家标准和行业标准，并且采用工业级标准设计，将使系统稳定性得到最底层的支持和提高。
附图说明
图1是本发明的资源共享大数据子系统组成框图
图2是本发明的故障检测子系统组成框图
具体实施方式
下面将结合附图1-2对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明在此提供一种基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：包括”大数据”库和通过互联网连接的故障检测子系统；所述”大数据”库包括Web服务器，与Web服务器连接的故障信息库，与Web服务器连接的用户交互平台和与Web服务器连接的专家交互平台；所述故障检测子系统包括计算机控制系统，与计算机控制系统连接的报警输出部分和与计算机控制系统连接的型号设备数据采集DCS系统。
根据本发明所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，所述Web服务器分别通过互联网与用户，管理员和领域专家手中的APP进行信息交换。
根据本发明所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，所述故障信息库由检索库，信息库和第三方搜索组成，其中检索库与Web服务器连接，并与信息库连接，信息库再与第三方搜索连接，第三方搜索又与Web服务器连接。
根据本发明所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，所述计算机控制系统由故障信息输出模块，CPU和设备信息3总线模块组成；其中设备信息3总线模块通过MDB，MAB和MCB三个总线与型号设备数据采集DCS系统连接；设备信息3总线模块与CPU连接，CPU再与故障信息输出模块连接，故障信息输出模块再与报警输出连接。
根据本发明所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，所述型号设备数据采集DCS系统分别连接有数个数据采集卡。
根据本发明所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，所述计算机控制系统与故障信息库连接，故障信息库可直接通过系统或APP与故障子系统用户，故障子系统管理员和型号专家直接控制。
本发明采用 “互联网+”及“物联网”技术：主要体现在故障信息库的建立与管理。该库由设备厂商和用户应用“大数据”和“物联网”提供的高效资源共享技术，采用创新集成Web技术、在线文档技术、数据库等技术方法，完成分布式设备数据的集散控制、管理和云存储功能，实现把分散故障信息集成为开放互联的大数据库功能，该库是众多设备使用者维保经验的积累。 “互联网+”及“物联网”技术以故障信息大数据库的创建和管理为核心，主要实现共享资源的上传、下载、搜索、浏览、编辑及更新等操作，同时系统集成的第三方搜索引擎，提高了搜索主题的检出率，便于各类用户进行交互操作。
其中故障自检技术：经预处理DCS系统采集的设备特征数据送入计算机控制系统后，CPU与“门限存贮器”中的门限数据做“相关性”门限准则判别，并确定设备的状态，若为故障状态，CPU将从“故障数据库”中查表故障点位置的编码，输出故障点位置信息并提供排除故障的专家指导意见，故障信息可定位到设备的模块级、印制板级或元件级（取决于设备的最小可更换单元）。故障自检技术系统提供四种工作模式：在线单步检测模式、在线循环检测模式、离线单步检测模式及离线循环检测模式，可根据医院的设备规模选择计算机控制系统还是单片机控制系统，一般以20台（套）医疗设备为界。
在线单步检测模式：设备在线工作时单次检测指定设备的状态，用于检测故障率较高的设备；
在线循环检测模式：设备在线工作时循环检测所有设备的状态，用于检测年代久远的设备；
离线单步检测模式：设备停机时单次检测指定设备的状态，用于开机前检测故障率较高的设备；
离线循环检测模式：设备停机时循环检测所有设备的状态，用于开机前检测所有新进或年代久远的设备。
本发明原理分为以下步骤：
步骤一：首先研发基于“互联网+”模式的故障信息库主要由各型号医疗设备的用户、管理员及领域专家等设备的使用者共同创建、维护并共享该“大数据”库的信息资源，主要完成医疗设备相关技术文档、视频及维保经验等资源的共建与共享，应用百度文库、各类论坛、优酷等视频分享平台，集成Web技术、在线文档技术、数据库等技术，实现开放互联的故障信息数据库，为设备的故障检测、定位与修复系统提供检索的基础数据信息。
步骤二：然后研发各型号医疗设备的自检与修复系统
以分时分片工作方式采集各型号设备信息数据，运用“门限相关性”准则进行故障的查表判别，以高性能嵌入式处理器S3C2440、低功耗单片机MSP430和专用DSP协处理器为核心，分模块研究控制器的单元电路，并在A/D、D/A转换、输出控制、输入监测等方面充分考虑光电隔离、裸露接口采用浪涌抑制器件等保护措施，有效避免设备损坏，设备自检系统具有过热、过载、短路、过压、欠压、停电自保等保护功能，提供四种工作模式：在线单步检测、在线循环检测、离线单步检测及离线循环检测。
步骤三：集成“互联网+” 及“物联网”技术的系统运行
型号设备数据采集DCS系统通过配置在各型号设备的数据采集卡，完成分布式医疗设备数据的集散采集预处理功能，并将数字化信息送入计算机控制系统；计算机控制系统完成各型号设备在线或离线数据信息的读取与故障判别，若检出故障，CPU则查询故障信息库，查明故障点位置信息并尝试自我修复，同时启动故障信息输出模块输出故障点位置信息并发出声光报警；报警输出部分完成设备故障信息的声光及拷贝（存储）等输出，故障点位置信息应精确定位到设备的最小可更换单元（视设备分为印制板级、模块级或元器件级），以便统计设备的MTBF、MTTR及技术改进之用，同时提供共享资源的上传、下载、搜索、浏览、编辑及更新等操作。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：包括”大数据”库和通过互联网连接的故障检测子系统；所述”大数据”库包括Web服务器，与Web服务器连接的故障信息库，与Web服务器连接的用户交互平台和与Web服务器连接的专家交互平台；所述故障检测子系统包括计算机控制系统，与计算机控制系统连接的报警输出部分和与计算机控制系统连接的型号设备数据采集DCS系统；
所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统实施如下：
步骤一：首先研发基于“互联网+”模式的故障信息库，由各型号医疗设备的用户、管理员及领域专家设备的使用者共同创建、维护并共享该大数据库的信息资源，主要完成医疗设备相关技术文档、视频及维保经验资源的共建与共享，应用百度文库、各类论坛、优酷视频分享平台，集成Web技术、在线文档技术、数据库技术，实现开放互联的故障信息数据库，为设备的故障检测、定位与修复系统提供检索的基础数据信息；
步骤二：然后研发各型号医疗设备的自检与修复系统，以分时分片工作方式采集各型号设备信息数据，运用“门限相关性”准则进行故障的查表判别，以高性能嵌入式处理器S3C2440、低功耗单片机MSP430和专用DSP协处理器为核心，分模块研究控制器的单元电路，并在A/D、D/A转换、输出控制、输入监测方面充分考虑光电隔离、裸露接口采用浪涌抑制器件保护措施，有效避免设备损坏，设备自检系统具有过热、过载、短路、过压、欠压、停电自保保护功能，提供四种工作模式：在线单步检测模式、在线循环检测模式、离线单步检测模式及离线循环检测模式；
在线单步检测模式：设备在线工作时单次检测指定设备的状态，用于检测故障率较高的设备；
在线循环检测模式：设备在线工作时循环检测所有设备的状态，用于检测年代久远的设备；
离线单步检测模式：设备停机时单次检测指定设备的状态，用于开机前检测故障率较高的设备；
离线循环检测模式：设备停机时循环检测所有设备的状态，用于开机前检测所有新进或年代久远的设备；
步骤三：集成“互联网+” 及“物联网”技术的系统运行型号设备数据采集DCS系统通过配置在各型号设备的数据采集卡，完成分布式医疗设备数据的集散采集预处理功能，并将数字化信息送入计算机控制系统；计算机控制系统完成各型号设备在线或离线数据信息的读取与故障判别，若检出故障，CPU则查询故障信息库，查明故障点位置信息并尝试自我修复，同时启动故障信息输出模块输出故障点位置信息并发出声光报警；报警输出部分完成设备故障信息的声光及拷贝输出，故障点位置信息应精确定位到设备的最小可更换单元，以便统计设备的MTBF、MTTR及技术改进之用，同时提供共享资源的上传、下载、搜索、浏览、编辑及更新操作。
2.根据权利要求1所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：所述Web服务器分别通过互联网与用户，管理员和领域专家手中的APP进行信息交换。
3.根据权利要求1所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：所述故障信息库由检索库，信息库和第三方搜索组成，其中检索库与Web服务器连接，并与信息库连接，信息库再与第三方搜索连接，第三方搜索又与Web服务器连接。
4.根据权利要求1所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：所述计算机控制系统由故障信息输出模块，CPU和设备信息3总线模块组成；其中设备信息3总线模块通过MDB，MAB和MCB三个总线与型号设备数据采集DCS系统连接；设备信息3总线模块与CPU连接，CPU再与故障信息输出模块连接，故障信息输出模块再与报警输出连接。
5.根据权利要求1或4所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：所述型号设备数据采集DCS系统分别连接有数个数据采集卡。
6.根据权利要求1或4所述基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统，其特征在于：所述计算机控制系统与故障信息库连接，故障信息库可直接通过软件或APP与故障子系统用户，故障子系统管理员和型号专家直接控制。
7.一种基于“互联网+”医疗设备故障自检与修复系统的实施方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一：首先构建基于“互联网+”模式的故障信息库；主要由各型号医疗设备的用户、管理员及领域专家设备的使用者共同创建、维护并共享该“大数据”库的信息资源，主要完成医疗设备相关技术文档、视频及维保经验资源的共建与共享，应用百度文库、各类论坛、优酷视频分享平台，集成Web技术、在线文档技术、数据库技术，实现开放互联的故障信息数据库，为设备的故障检测、定位与修复系统提供检索的基础数据信息；
步骤二：然后构建各型号医疗设备的自检与修复系统：以分时分片工作方式采集各型号设备信息数据，运用“门限相关性”准则进行故障的查表判别，以高性能嵌入式处理器S3C2440、低功耗单片机MSP430和专用DSP协处理器为核心，分模块研究控制器的单元电路，并在A/D、D/A转换、输出控制、输入监测方面充分考虑光电隔离、裸露接口采用浪涌抑制器件保护措施，有效避免设备损坏，设备自检系统具有过热、过载、短路、过压、欠压、停电自保保护功能，提供四种工作模式：在线单步检测模式、在线循环检测模式、离线单步检测模式及离线循环检测模式；
在线单步检测模式：设备在线工作时单次检测指定设备的状态，用于检测故障率较高的设备；
在线循环检测模式：设备在线工作时循环检测所有设备的状态，用于检测年代久远的设备；
离线单步检测模式：设备停机时单次检测指定设备的状态，用于开机前检测故障率较高的设备；
离线循环检测模式：设备停机时循环检测所有设备的状态，用于开机前检测所有新进或年代久远的设备；
步骤三：集成“互联网+” 及“物联网”技术的系统运行：型号设备数据采集DCS系统通过配置在各型号设备的数据采集卡，完成分布式医疗设备数据的集散采集预处理功能，并将数字化信息送入计算机控制系统；计算机控制系统完成各型号设备在线或离线数据信息的读取与故障判别，若检出故障，CPU则查询故障信息库，查明故障点位置信息并尝试自我修复，同时启动故障信息输出模块输出故障点位置信息并发出声光报警；报警输出部分完成设备故障信息的声光及拷贝输出，故障点位置信息应精确定位到设备的最小可更换单元，以便统计设备的MTBF、MTTR及技术改进之用，同时提供共享资源的上传、下载、搜索、浏览、编辑及更新操作。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Web集群服务器可用性的提高;张永忠，等;《计算机工程》;20060430;第32卷(第8期);第121-123页 |
Also Published As
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|---|---|
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