(安徽機電職業(yè)技術(shù)學院, 安徽 蕪湖 241000)

在信息學、電子學等學科發(fā)展推動下, 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷走向成熟并在各個行業(yè)得到廣泛應用[1]。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分已經(jīng)被納入國家 “十二五”重點規(guī)劃。我國未來將對智能電網(wǎng)、智能交通、智能家居、RFID技術(shù)、智能醫(yī)療等物聯(lián)網(wǎng)應用領(lǐng)域給予特別關(guān)注。

醫(yī)院信息化建設(shè)的不斷完善是實現(xiàn)智能醫(yī)療的基礎(chǔ)。相關(guān)研究表明，包括醫(yī)院在內(nèi)的很多服務機構(gòu)，排隊等候時間是體現(xiàn)客戶滿意度的重要指標之一[2-3]。我國很多醫(yī)院目前正通過信息化建設(shè)不斷提高醫(yī)療服務水平，使患者能夠更輕松、有次序、公平透明地就醫(yī)。很多醫(yī)院在已有的HIS(Hospital Information System)系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)了自動排隊叫號系統(tǒng)。這些自動排隊叫號系統(tǒng)對患者的排隊策略普遍采用先來先服務(FCFS)模式，沒有考慮到如老年人以及預約病人等需要照顧的特殊群體。這將導致一些本應該得到照顧的患者不能得到優(yōu)先照顧(如高齡老人、預約病人等)。對于一些需要特殊照顧的群體，有些醫(yī)院安排患者到護士分診臺進行人工干預排隊。這樣做雖然使該群體得到了提前掛號就醫(yī)的照顧，但存在隱患。當需要特殊照顧病人群體較大時，會使正常排隊的普通患者長時間得不到診療而發(fā)生矛盾。本文采用層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP),通過請教專家、問卷調(diào)查等方式，將患者等待時間、年齡、是否預約等因素納入患者排隊次序的算法設(shè)計中，通過合理設(shè)計各種因素所占權(quán)重，得出最恰當?shù)幕颊吲抨牬涡虻挠嬎愎?。這樣的排隊策略既照顧了需要照顧的特殊群體，也能夠保障大多數(shù)普通患者的權(quán)益。

現(xiàn)有的自動排隊叫號系統(tǒng)大都只在掛號階段進行自動排隊叫號，而后續(xù)的診療、檢查、拿藥等環(huán)節(jié)仍舊要回歸人工排隊的過程。本文運用RFID技術(shù)，便可以實現(xiàn)在各個就醫(yī)環(huán)節(jié)自動獲取病人信息。系統(tǒng)對獲取的病人信息會進行分析、排隊，從而避免后續(xù)就醫(yī)環(huán)節(jié)中人工排隊所造成的擁擠混亂局面，提高醫(yī)院的管理水平和工作效率，節(jié)省患者的就醫(yī)時間。

1 相關(guān)概念

1.1 RFID技術(shù)

射頻識別即RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)，是一種通過無線電訊號識別特定目標并與之交換信息的無線通信技術(shù)。RFID作為一項關(guān)鍵的新技術(shù)，得到了許多工業(yè)發(fā)達國家的高度重視和大力推行。在中國，RFID已成為政府和企業(yè)的一項重要技術(shù)手段[4]。近年來，RFID系統(tǒng)成本的不斷下降以及RFID技術(shù)的飛速發(fā)展，使得RFID技術(shù)在各行業(yè)的應用越來越廣泛，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展日新月異的今天，RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)感知層關(guān)鍵技術(shù)中的地位尤顯突出[5-6]。RFID技術(shù)在物流、快遞、圖書館管理、食品追溯、道路自動收費等行業(yè)得到了廣泛的應用。

相對于過去使用的二維條形碼而言，除了具有對物體的唯一標識性，RFID標簽還具有防水、抗污、可重復使用、讀取距離大、穿透性強、經(jīng)久耐用等特性[7]。當然，RFID技術(shù)作為一項新技術(shù)也存在一些亟待解決的問題，主要體現(xiàn)在各國標準不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)安全與加密技術(shù)有待完善、數(shù)據(jù)平臺的建立與管理還比較落后等[8]。

1.2 AHP

層次分析法(AHP)是美國著名運籌學家湯姆斯·薩蒂于 20世紀 70年代初提出的一種層次權(quán)重決策分析方法[9]。該方法把與決策有關(guān)的元素分解成目標、效果、指標等多個層次，并在此基礎(chǔ)上進行定性和定量分析，將決策思維過程數(shù)學化，利用數(shù)學工具來分析解決復雜的決策問題并得出最終的解決方案。其具體做法是依據(jù)問題背景分析，構(gòu)造判斷矩陣，求出其最大特征值及其所對應的特征向量，歸一化后，即得到某一層次指標對于上一層次某相關(guān)指標的相對重要性權(quán)值。層次分析法具有系統(tǒng)性、實現(xiàn)方法簡單、所需定量數(shù)據(jù)較少等優(yōu)點。本文通過層次分析法來計算影響患者排隊次序的因素(等待時間、年齡、是否預約)的權(quán)重，進而設(shè)計出較合理的排隊算法。合理的排隊算法可節(jié)省患者等待時間，從整體上提高系統(tǒng)的智能化水平。

2 醫(yī)院門診排隊的模型構(gòu)建

2.1 影響排隊次序的相關(guān)因素分析

該系統(tǒng)能根據(jù)病人具體情況(等待時間、年齡、是否預約)在就醫(yī)各個環(huán)節(jié)(掛號、候診、繳費、檢查、取藥)自動計算病人在所屬隊列中的次序。如果按照先來先服務(FCFS)的策略，即按照排隊時間長短來確定次序，這也是患者普遍能接受的一種排隊策略。一般情況下，等待就醫(yī)隊列中經(jīng)常存在如高齡老人、預約病人等需要優(yōu)先照顧的群體。實際調(diào)研分析得出，在隊列人數(shù)較少的情況下，一般認可的優(yōu)先級次序為：高齡老人優(yōu)先級>預約病人優(yōu)先級>普通病人優(yōu)先級。按照這一優(yōu)先級次序排隊，當排隊隊列中高齡老人與預約病人數(shù)量越來越大時，普通病人等待時間會越來越長，甚至會導致普通病人長時間等待卻得不到診治的情況發(fā)生。為了全面考慮各類病人的排隊時間以及對特殊群體的照顧，本文將病人排隊等待時間、病人類型(普通病人、高齡老人、預約病人)因素作為排隊次序的計算因子參與排隊次序的計算。此外，本著大多數(shù)病人能及時就醫(yī)的原則，當某類型的病人數(shù)量占排隊總?cè)藬?shù)的比例較大時，適當提高該類型病人的優(yōu)先級，通過層次分析法(AHP)得出影響排隊次序的各因素權(quán)重，進而計算出病人在相應隊列中的排隊次序。

2.2 排隊算法的設(shè)計及權(quán)重的設(shè)定

本文用t表示病人排隊時間，用r表示當前病人所屬類型的排隊人數(shù)占排隊總?cè)藬?shù)的比例，用p表示當前病人的優(yōu)先級。將患者排隊時間權(quán)重系數(shù)、病人所屬類型排隊人數(shù)占排隊總?cè)藬?shù)的比例權(quán)重系數(shù)、病人優(yōu)先級的權(quán)重系數(shù)依次表示為a、b、c，則可以得出決定患者排隊次序的計算公式：

f=at+br+cp(其中a+b+c=1)

依據(jù)公式，各權(quán)重系數(shù)(a、b、c)直接影響病人在隊列中的次序，對病人總體滿意度產(chǎn)生重大影響。因此，要慎重考慮各個權(quán)重的安排比例。權(quán)重分配一般采用兩種方法實現(xiàn)：根據(jù)經(jīng)驗值和層次分析法獲得。根據(jù)經(jīng)驗值一般考慮兩種情況，即等待時間絕對優(yōu)先和病人類型絕對優(yōu)先；層次分析法依據(jù)的是各因素有限度優(yōu)先法則。

(1)等待時間絕對優(yōu)先。在這種情況下，病人的等待時間長短直接決定病人的排隊次序；在公式f=at+br+cp中，a=1,b=0,c=0;顯然這種情況就是先來先服務策略(FCFS),沒有考慮各類病人所占比例和特殊病人的照顧問題。

(2)病人類型絕對優(yōu)先。這種情況將病人所屬類型的因素比重設(shè)得很大，病人等待時間長短因素比重設(shè)得很小，不考慮排隊患者類型的比例關(guān)系；在公式f=at+br+cp中，a=0.25，b=0，c=0.75(a、b、c的設(shè)置根據(jù)經(jīng)驗值)；在這種情況下，病人所屬類型將很大程度上影響排隊次序，優(yōu)先級高的高齡老人和預約病人等待時間較短，但是也容易產(chǎn)生優(yōu)先級別最低的普通病人長期等待而得不到就診的情況。

(3)AHP確定各因素權(quán)重。該種方式建立在廣泛的患者問卷調(diào)查及相關(guān)專家打分的基礎(chǔ)上，對影響排隊次序的因素進行兩兩比較打分，得出以下判斷矩陣A：

若取向量W=[a,b,c]T,對于矩陣A，有：

AW=n·W

(1)

式中：n是矩陣A的最大的特征值；W為其所對應的特征向量。矩陣A中的元素值根據(jù)兩兩因素重要性比較取值為1～7或其倒數(shù)。求出該矩陣的特征向量，最后經(jīng)過歸一化處理和一致性檢驗得出a=0.7，b=0.13，c=0.17。這樣即可得出患者排隊次序的計算公式：

f=0.7t+0.13r+0.17p

(2)

通過層次分析法將各種影響排隊次序的因素有限地納入考慮，既考慮到對特殊患者的照顧，也避免了普通患者長期候診而得不到服務的情況發(fā)生。系統(tǒng)實際運行證明，該方法能夠較科學地決定患者在隊列中的次序。

2.3 模型應用效果分析

在系統(tǒng)設(shè)計中編寫相關(guān)程序，先計算每位患者的就診等待時間及每類患者占門診患者總?cè)藬?shù)比例，采用式(2)對就診的患者進行排隊，最終計算出每位患者的排隊權(quán)重fi，最后以fi降序排列患者的就診次序,具體數(shù)據(jù)分析詳見表1與表2。

表1是按照普通患者、老年患者、預約患者分組計算出的各自權(quán)重。為了簡便起見，每組各取前8位患者信息進行列表分析。表2列出了系統(tǒng)按照表1計算出的權(quán)重，依次由高至低取前8位患者進行就診，并且列出了病人類型及原始序列。由表1及表2分析可知，前3位就診病人分別是老年患者、普通患者和預約患者，兼顧了各類病人的滿意度。按照就診時間先后次序，老年組的前3位患者就診次序均提前了1位，預約組的第一位患者提前了1位，普通患者前4位就診次序均推遲了1位，既照顧到了特殊患者群體，又避免了普通患者長期等待局面的出現(xiàn)。以上分析充分說明了該模型的合理性。

表1 各組患者掛號序列及權(quán)重計算表

表2 患者就診次序分析表

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 基于RFID技術(shù)的智能終端的引入

在該系統(tǒng)中，引入基于RFID技術(shù)的智能終端，用來完成對病人基本信息及診療信息的自動傳輸和存取。病人就診時先憑身份證獲得診療卡，診療卡上附有無源RFID存儲芯片。存儲芯片中記錄了病人的基本信息，以便在后續(xù)掛號、就診、交費、取藥等環(huán)節(jié)供不同服務模塊讀取并分析。通過帶有RFID存儲芯片的診療卡，患者可以在醫(yī)院設(shè)立的帶有RFID讀寫器的智能終端查詢當前自己所處的診療環(huán)節(jié)，系統(tǒng)提示還可以幫助患者了解下一步需要前往的地點以及與診療相關(guān)的服務信息。該系統(tǒng)引入帶有RFID讀寫器的智能終端，可以實現(xiàn)自動獲取病人信息，在診療各個環(huán)節(jié)中記錄診療過程，并通過獲取的患者信息進行分析計算，得出該患者在下一就醫(yī)環(huán)節(jié)中的排隊次序，達到了各個環(huán)節(jié)自動排序而無需人工干預的目的。智能終端的引入從整體上提高了系統(tǒng)智能化水平，在方便患者就醫(yī)的同時也提高了醫(yī)院的整體管理水平。

3.2 系統(tǒng)服務流程

首先患者在門診服務臺憑身份證獲取診療卡(可多次重復使用)并預存少量的掛號費，通過帶有RFID存儲芯片的診療卡在掛號終端進行刷卡掛號(掛號終端提供診療科室選擇)，掛號終端自動從診療卡中扣除掛號費并對獲取的病人信息進行分析，按式(1)進行計算，得出病人候診次序，候診大廳功放與動態(tài)顯示液晶屏會提示患者就診。在初步診療階段，診療大夫通過基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能診療終端獲取病人信息，并在診療過程中動態(tài)地以無紙化方式記錄病人的診療過程，產(chǎn)生相應的電子病歷并存儲到系統(tǒng)中去；初步診療完畢，系統(tǒng)自動計算病人在下一環(huán)節(jié)的(檢查、取藥)隊列中的排隊次序，檢查或取藥過程中，通過智能終端獲取病人信息并記錄檢查及取藥結(jié)果，患者檢查或取藥完畢再去相應診療科室進一步診療，如病人需要預約復診，診療醫(yī)生在智能終端輸入病人預約復診時間，復診時病人所屬類型自動定為預約病人，如無需復診，則診療結(jié)束?；颊呔唧w診療流程如圖1所示。

圖1 患者診療流程圖

3.3 系統(tǒng)整體架構(gòu)

該智能排隊系統(tǒng)的實現(xiàn)基于。NET平臺下C/S(客戶端/服務器)模式和B/S(瀏覽器/服務器)模式相結(jié)合的軟件實現(xiàn)技術(shù)，對于穩(wěn)定性和安全性要求較高、數(shù)據(jù)運算量比較大的自動排序模塊采用C/S模式，掛號、預約模塊采用B/S模式。用戶通過客戶端的瀏覽器對掛號、預約模塊進行訪問。該系統(tǒng)與HIS(Hospital Information System)系統(tǒng)實現(xiàn)無縫鏈接，采用基于Web Service 消息處理機制，實現(xiàn)跨平臺通信。系統(tǒng)軟件部分主要由掛號收費管理模塊、自動排隊模塊、藥房管理模塊、語音控制模塊及虛擬呼叫終端組成。系統(tǒng)硬件主要包括排隊系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務器、HIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務器、WEB服務器、預約掛號智能終端、LED顯示屏、呼叫終端及音響設(shè)備等。該系統(tǒng)的軟硬件連接總體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

4 結(jié) 語

本文提出的醫(yī)院智能排隊系統(tǒng)全面考慮到了各類患者的權(quán)益及特殊需求，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和層次分析法引入系統(tǒng)設(shè)計。該系統(tǒng)的應用縮短了患者的排隊時間，提高了醫(yī)院的管理水平和工作效率，改善了醫(yī)療資源緊張局面，為醫(yī)院全面推進信息化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。此外，為了方便醫(yī)院方的管理，該系統(tǒng)還增添了遠程監(jiān)控和內(nèi)部信息溝通輔助功能模塊，使系統(tǒng)應用功能更加完備。

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