基于NFC的移動導醫(yī)系統(tǒng)設計

　　掛號難、排隊久、單據繁多、找不到診室”等就醫(yī)問題日益凸顯。隨著NFC 技術即近距離無線通訊技術的快速發(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技術與Android平臺相結合，利用M/M/c排隊模型設計最優(yōu)就診路線方案課實現就醫(yī)無卡化、無紙化、可視化地圖助行等，構建移動醫(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薮蟆＞用駥︶t(yī)藥衛(wèi)生服務和產品的需求彈性很低，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。數據顯示，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網絡的不給力、互聯網帶寬限制的影響，以及基層醫(yī)院設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的不斷發(fā)展，目前多款手機可以實現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技術與Android平臺相結合，將其應用于移動醫(yī)療中。主要功能表現如下：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、打印各類單據等。

　?。薄FC技術

　?。保薄FC基本概念

　　NFC（Near Field Communication）即近距離無線通訊技術，由非接觸式射頻識別（RFID）演變而來，在單一芯片上結合感應式讀卡器、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，能在短距離內與兼容設備進行識別和數據交換。在13.56MHz頻率運行于10cm 距離內，允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸。NFC終端主要有３種工作模式，其通訊過程如圖１所示［１］。

　　（１）主動模式。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設備信息。

　?。ǎ玻┍粍幽Ｊ?。NFC終端被模擬成一張卡，在其它設備發(fā)出的射頻場中被動響應，被讀或者寫信息。

　?。ǎ常╇p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設備都處于主動模式。

　　圖１　NFC通信過程

　?。保病ndroid與NFC

　　Android是由Google設計的開源智能操作系統(tǒng)，在移動設備領域有著普遍應用。據艾媒咨詢《2013 Q2中國智能手機市場操作系統(tǒng)分布狀況》數據顯示（見圖２），Android份額擴大至74.5％，目前占據了最大的市場份額。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、訪問其內容與服務［２］。手機和NFC技術的結合，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。據中國行業(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手機數量將會快速增長，2015年NFC手機市場滲透率將達到51％。而且，現在很多三星、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)結構設計

　　２．１　總體架構設計

　　整個系統(tǒng)采用客戶機／服務器（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。同時，系統(tǒng)還采用熱門的NFC技術，移動端和NFC讀寫設備之間采用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)后端服務器采用Windows server 2003+Apache+PHP+Mysql的經典組合進行搭建，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。同時后端還包含醫(yī)療平臺的數據庫以及各醫(yī)院私有數據庫，保證了醫(yī)院隱私信息的安全，而平臺服務器和醫(yī)院私有服務器的的分離則保證了醫(yī)院數據庫的安全，同時也保證了醫(yī)院業(yè)務信息的私有化。

　?。玻病ndroid支持下的NFC架構

　　該系統(tǒng)在窗口掛號、診室就診、繳費取藥、打印單據等環(huán)節(jié)利用NFC技術，進行快速數據傳輸及身份驗證，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代替現有的“就醫(yī)卡”，實現病例、藥單等單據的無紙化。

　　Android系統(tǒng)自2.3版本開始支持NFC技術，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據，并以NDEF（NFC Data Exchange Format）格式進行交互。Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)支持下的NFC功能實現采用的是封裝調用的分層架構模型。

　　圖４　系統(tǒng)總體架構

　?。场∠到y(tǒng)功能設計

　　移動導醫(yī)系統(tǒng)基于NFC技術和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)，實現病歷“無紙化”。

　　該系統(tǒng)前端主要實現患者瀏覽醫(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)功能結構如圖５所示。

　　圖５　系統(tǒng)功能結構

　?。础∽顑?yōu)就診路線方案實現

　　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都是參數為λｔ（λ為平均到達率）的泊松分布。在ｔ時段內到達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分布，服務時間服從負指數分布，服務機構為ｃ個服務臺。該系統(tǒng)利用M/M/c模型，分時間段收集數據，模型擬合，應用Excel程序中加載宏Queueing Tool Pack進行參數估計，得出每個時間段、每個診室的的擬合指標。

　　通過對數據的采集，集合M/M/c排隊模型，分時間段算出待估參數。再根據患者就診時所要前往檢查診室的等候人數及相應診室服務時間，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輕松就醫(yī)問診。目前，NFC技術逐漸趨于成熟，且其在智能手機上的應用日益廣泛，移動醫(yī)療與NFC技術的緊密結合，使得該系統(tǒng)具有廣闊的應用前景。