基于NFC的移動導醫(yī)系統(tǒng)設(shè)計

　　掛號難、排隊久、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排隊模型設(shè)計最優(yōu)就診路線方案課實現(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?。居民對醫(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應用走進人們的生活。數(shù)據(jù)顯示，2013－2017年全

　　球移動醫(yī)療市場規(guī)模預計由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。用戶可以通過手機檢索到醫(yī)院、醫(yī)生的相關(guān)信息。在廣東，客戶可在12580預約掛號，用手機支付掛號費，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手機的普及與信息技術(shù)的不斷發(fā)展，目前多款手機可以實現(xiàn)NFC標簽功能的良好應用，手機可在駕駛模式、靜音模式、臥室模式、會議模式、WLAN Display與應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手機在特許經(jīng)營店里買東西、下載電影、查看海報。在法國諾曼底的卡昂，居民可以使用NFC手機在選定的零售點、公園設(shè)備上進行支付，下載著名旅游景點信息、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，將其應用于移動醫(yī)療中。主要功能表現(xiàn)如下：預約掛號、支付醫(yī)藥費用、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。

　?。薄FC技術(shù)

　　１．１　NFC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)合感應式讀卡器、感應式卡片和點對點的功能，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)備進行識別和數(shù)據(jù)交換。在13.56MHz頻率運行于10cm 距離內(nèi)，允許電子設(shè)備之間進行非接觸式點對點數(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。

　?。ǎ玻┍粍幽Ｊ健FC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，被讀或者寫信息。

　　（３）雙向模式。NFC終端雙方都主動發(fā)出射頻場來建立點對點的通信，相當于兩個NFC設(shè)備都處于主動模式。

　　圖１　NFC通信過程

　　１．２　Android與NFC

　　Android是由Google設(shè)計的開源智能操作系統(tǒng)，在移動設(shè)備領(lǐng)域有著普遍應用。據(jù)艾媒咨詢《2013 Q2中國智能手機市場操作系統(tǒng)分布狀況》數(shù)據(jù)顯示（見圖２），Android份額擴大至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。

　　圖２　2013 Q2中國智能手機市場操作系統(tǒng)分布狀況

　　NFC則提供了一種簡單、非觸控式的解決方案，可以讓消費者快捷交換信息、訪問其內(nèi)容與服務(wù)［２］。手機和NFC技術(shù)的結(jié)合，將會給消費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)的開放性及其強大的通信功能，使得NFC的各種應用能在Android上便捷實現(xiàn)。據(jù)中國行業(yè)資訊統(tǒng)計顯示，如圖２所示，2012年全球NFC手機出貨量約為1.25億，2013年將達到2.85億，增速達到128％，而未來兩年 NFC手機數(shù)量將會快速增長，2015年NFC手機市場滲透率將達到51％。而且，現(xiàn)在很多三星、小米、黑莓、索尼等手機均帶NFC功能。

　　圖３　近年來NFC手機出廠趨勢

　?。病∠到y(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

　?。玻薄】傮w架構(gòu)設(shè)計

　　整個系統(tǒng)采用客戶機／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?？蛻舳酥饕鞘謾C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端和PC端上進行傳輸，完成各種業(yè)務(wù)需求。醫(yī)院PC端則用于維護系統(tǒng)信息以及完成前臺信息對接工作，采用J2EE框架進行開發(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。

　　２．２　Android支持下的NFC架構(gòu)

　　該系統(tǒng)在窗口掛號、診室就診、繳費取藥、打印單據(jù)等環(huán)節(jié)利用NFC技術(shù)，進行快速數(shù)據(jù)傳輸及身份驗證，由于作用距離短、響應時間快，使用NFC通信更加安全、簡便、快速?？捎檬謾C代替現(xiàn)有的“就醫(yī)卡”，實現(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版本中都進行了更新，SDK 中增加了一些接口。為了支持NFC功能，Android允許應用程序讀取標簽中的數(shù)據(jù)，并以NDEF（NFC Data Exchange Format）格式進行交互。Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)支持下的NFC功能實現(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)

　?。场∠到y(tǒng)功能設(shè)計

　　移動導醫(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，達到高效、方便、靈活就醫(yī)，實現(xiàn)病歷“無紙化”。

　　該系統(tǒng)前端主要實現(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)

　　４　最優(yōu)就診路線方案實現(xiàn)

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

　　而患者到達的間隔時間概率分布服從負指數(shù)分布，即：

　　M/M/c排隊模型則正是指患者的到達規(guī)律服從泊松分布即患者的到達間隔時間分布服從負指數(shù)分布，服務(wù)時間服從負指數(shù)分布，服務(wù)機構(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，應用Excel程序中加載宏Queueing Tool Pack進行參數(shù)估計，得出每個時間段、每個診室的的擬合指標。

　　通過對數(shù)據(jù)的采集，集合M/M/c排隊模型，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)及相應診室服務(wù)時間，動態(tài)計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，且其在智能手機上的應用日益廣泛，移動醫(yī)療與NFC技術(shù)的緊密結(jié)合，使得該系統(tǒng)具有廣闊的應用前景。