基于NFC的移動(dòng)導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　掛號(hào)難、排隊(duì)久、單據(jù)繁多、找不到診室”等就醫(yī)問(wèn)題日益凸顯。隨著NFC 技術(shù)即近距離無(wú)線通訊技術(shù)的快速發(fā)展，加上 Android手機(jī)的普及，移動(dòng)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(tái)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(wú)卡化、無(wú)紙化、可視化地圖助行等，構(gòu)建移動(dòng)醫(yī)療導(dǎo)醫(yī)平臺(tái)。

　　新醫(yī)改啟動(dòng)以來(lái)，中國(guó)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?duì)醫(yī)藥衛(wèi)生服務(wù)和產(chǎn)品的需求彈性很低，且我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生體制中存在諸多問(wèn)題。其中，以看病難的問(wèn)題最為突出，集中體現(xiàn)為掛號(hào)難、排隊(duì)時(shí)間長(zhǎng)、支付過(guò)程繁瑣、醫(yī)院大找不到診室、單據(jù)過(guò)多易丟失等，移動(dòng)醫(yī)療將成為改善目前就醫(yī)狀況的一種良好方式。

　　移動(dòng)醫(yī)療在國(guó)外發(fā)展迅猛，越來(lái)越多的醫(yī)療健康類(lèi)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(dòng)醫(yī)療市場(chǎng)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(zhuān)用于用戶支付移動(dòng)醫(yī)療費(fèi)用的Mobile-Health專(zhuān)用賬號(hào)等。而中國(guó)的“好大夫”網(wǎng)站，也推出了 iphone客戶端。用戶可以通過(guò)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(hào)，用手機(jī)支付掛號(hào)費(fèi)，在收到二維碼后，到醫(yī)院自助終端刷碼打印掛號(hào)憑證即可就診。與此同時(shí)，移動(dòng)醫(yī)療在我國(guó)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(dòng)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(huì)議模式、WLAN Display與應(yīng)用程序等不同的場(chǎng)景模式之中自如切換。在美國(guó)的菲利浦斯球館，顧客可以用NFC手機(jī)在特許經(jīng)營(yíng)店里買(mǎi)東西、下載電影、查看海報(bào)。在法國(guó)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(chē)班次表等。

　　因此，考慮將NFC技術(shù)與Android平臺(tái)相結(jié)合，將其應(yīng)用于移動(dòng)醫(yī)療中。主要功能表現(xiàn)如下：預(yù)約掛號(hào)、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(gè)人病歷、查看最佳就診方案路線、打印各類(lèi)單據(jù)等。

　?。薄FC技術(shù)

　?。保薄FC基本概念

　　NFC（Near Field Communication）即近距離無(wú)線通訊技術(shù)，由非接觸式射頻識(shí)別（RFID）演變而來(lái)，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(duì)點(diǎn)的功能，是一種短距高頻的無(wú)線電技術(shù)，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)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(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。NFC終端主要有３種工作模式，其通訊過(guò)程如圖１所示［１］。

　?。ǎ保┲鲃?dòng)模式。NFC終端可以作為一個(gè)讀卡器，發(fā)出射頻場(chǎng)去識(shí)別、讀／寫(xiě)其它NFC設(shè)備信息。

　?。ǎ玻┍粍?dòng)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(chǎng)中被動(dòng)響應(yīng)，被讀或者寫(xiě)信息。

　?。ǎ常╇p向模式。NFC終端雙方都主動(dòng)發(fā)出射頻場(chǎng)來(lái)建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，相當(dāng)于兩個(gè)NFC設(shè)備都處于主動(dòng)模式。

　　圖１　NFC通信過(guò)程

　?。保病ndroid與NFC

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

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

　　NFC則提供了一種簡(jiǎn)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(wèn)其內(nèi)容與服務(wù)［２］。手機(jī)和NFC技術(shù)的結(jié)合，將會(huì)給消費(fèi)者的生活帶來(lái)極大便利，如移動(dòng)支付、身份識(shí)別、移動(dòng)醫(yī)療等。同時(shí)，Android系統(tǒng)的開(kāi)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(guó)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(lái)兩年 NFC手機(jī)數(shù)量將會(huì)快速增長(zhǎng)，2015年NFC手機(jī)市場(chǎng)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。

　　圖３　近年來(lái)NFC手機(jī)出廠趨勢(shì)

　?。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(gè)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(tái)。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(tái)，用于向用戶提供整個(gè)服務(wù)。同時(shí)，系統(tǒng)還采用熱門(mén)的NFC技術(shù)，移動(dòng)端和NFC讀寫(xiě)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(tái)信息對(duì)接工作，采用J2EE框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)。移動(dòng)端和醫(yī)院后臺(tái)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(kāi)源性降低了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本，同時(shí)兩者間的無(wú)縫銜接為前端提供穩(wěn)定而高效的服務(wù)。同時(shí)后端還包含醫(yī)療平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)以及各醫(yī)院私有數(shù)據(jù)庫(kù)，保證了醫(yī)院隱私信息的安全，而平臺(tái)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(kù)的安全，同時(shí)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(hào)、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(shí)間快，使用NFC通信更加安全、簡(jiǎn)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(wú)紙化。

　　Android系統(tǒng)自2.3版本開(kāi)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。

　　圖４　系統(tǒng)總體架構(gòu)

　　３　系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

　　移動(dòng)導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)基于NFC技術(shù)和Android系統(tǒng)而建立，針對(duì)醫(yī)療行業(yè)所研發(fā)的解決患者在尋診、就診過(guò)程中所面臨的問(wèn)題，達(dá)到高效、方便、靈活就醫(yī)，實(shí)現(xiàn)病歷“無(wú)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(hào)、在線掛號(hào)、利用NFC窗口掛號(hào)、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(kāi)藥單、查詢患者歷史病歷等功能，而對(duì)于平臺(tái)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。

　　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(guò)程一般服從Poisson流，即到任一時(shí)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(shí)段內(nèi)到達(dá)ｎ 個(gè)顧客的概率為Pn（t）：

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

　　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(shí)間分布服從負(fù)指數(shù)分布，服務(wù)時(shí)間服從負(fù)指數(shù)分布，服務(wù)機(jī)構(gòu)為ｃ個(gè)服務(wù)臺(tái)。該系統(tǒng)利用M/M/c模型，分時(shí)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(gè)時(shí)間段、每個(gè)診室的的擬合指標(biāo)。

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

　?。怠〗Y(jié)語(yǔ)

　　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(wèn)題，患者借助該軟件可以實(shí)現(xiàn)輕松就醫(yī)問(wèn)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(dòng)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。