基于J2EE的医院手术器械供应管理系统的设计

薛艺 孙文业

摘  要：医院手术器械供应管理系统是面向医院供应室、手术室等科室，为其提供器械供应及调配服务的系统。该系统可有效解决手术器械在使用过程中的损毁、虚增、流失等问题，规范相关工作人员的操作，保证手术器械清洗消毒灭菌的质量，确保患者与医务人员在相对安全的环境下就医和工作。本系统的研发基于J2EE架构，在Web端，研究了MVP设计模式、JAVA垃圾回收机制;在Android端，研究了观察者模式、Android蓝牙通信等技术。

關键词：Web端;Android端;医院手术器械管理

中图分类号：TP311      文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）21-0045-04

Abstract： Hospital surgical instrument supply management system is a system that provides instrument supply and provisioning services for hospital supply rooms， operating rooms and other departments. The system can effectively solve the problems of damage， inflate and loss of surgical instruments in the process of use， standardize the operation of relevant staff， ensure the quality of cleaning， disinfection and sterilization of surgical instruments， and ensure that patients and medical staff seek medical treatment and work in a relatively safe environment. The research and development of this system is based on J2EE framework， on the WEB side， MVP design mode， JAVA garbage collection mechanism are studied; on Android side， the observer mode， Android Bluetooth communication and other technologies are studied.

Keywords： Web side; Android side; hospital surgical instrument management

0  引  言

2016年，原国家卫健委重新修订了相关卫生行业标准，对医院消毒质量管理提出了更规范、更细致、更严格的标准要求，同时还提出了消毒资源共享理念。手术室和中心供应室是医院两个不同的重要科室，消毒供应室的工作内容包括清洗分类订单回收、清洗分类非订单回收、锅次登记、锅次卸载、扫码打包、分类打包、锅次登记（灭菌）、灭菌移锅、灭菌卸载（加载）、订单发放、装箱打印发货单、发货单查询，保证手术室手术过程中所需的手术器械及无菌物品的高质量和及时供应。手术室主要的工作内容包括手术室患者关联、手术室预处理，确保手术器材齐备和安全，供应室的工作质量直接关乎手术的效果。手术器械从清洗到用到患者身上流程复杂，容易流失和损坏，需要进行规范化管理。利用医院手术器械供应管理系统进行数据的无纸化传递，在保证物品消毒灭菌流程规范以及消毒供应中心与手术室物品交互的同时，避免造成无菌区污染。通过医院手术器械供应管理系统对器械的使用进行统计分析，方便医院采购处的采购统筹管理工作。

1  需求分析和概要设计

1.1  系统结构分析

医院手术器械供应管理服务端采用MVP设计模式。MVP与MVC之间存在一个重要区别：在MVP中，用户界面并不直接使用业务模型，两者之间通过Presenter进行通信，在Presenter内部进行所有的交互，View中的控件或样式需要调整时可以保持Presenter不变;而在MVC中，View不是从Controller读取数据而是从Model中直接读取数据。Model与View完全分离，我们可以修改View而不影响Model，可以充分有效地使用模型，因为在Presenter内部就可以进行所有的交互。为了满足视觉效果或者由于操作习惯会频繁地改动view，那么逻辑不变的同时Presenter内容无须改变。MVC与MVP体系结构的差异如图1所示。

1.1.1  客户端

医院手术器械供应管理客户端设计为在PC端与手机端两个端口共同实现。本文主要研究了在Android系统上的实现。当前社会，人们离不开手机，携带便捷、功能强大，涉及人类发展的方方面面，小到衣食住行，大到国家建设，无所不包，无所不至。在Android中，除了存储在SD卡中的数据，不允许用户直接访问一个应用所拥有的文件、数据库等内容，这在一定程度上保证了数据的安全性。Android开发四大组件分别为：（1）活动（Activity）。用于表现功能，医院手术器械供应管理客户端由多个Activity组成。（2）服务（Service）。在用户登录或注册的过程中点击发送验证码即会启动该服务，没有界面显示。（3）广播接收器。用于接收广播，清洗机器通过蓝牙广播的方式与Android手机进行通信。（4）内容提供商。将用户加密后的信息存储在数据库中，如果用户之前点击了记住密码，那么在未卸载的情况下用户能够实现快速登录。

1.1.2  应用服务器

医院手术器械供应管理应用服务器部署了Apache的Tomcat。Tomcat运行时不会占用过多资源，是一个免费的开放源代码，扩展性比较好。在医院手术器械供应管理的设计中，必须实现对客户端与服务器端的通信才能获取手术器械信息，并进行下面的操作。需要认真考虑以下两点：第一是前端与服务器端的通信，第二是服务器端获取数据库的信息。对前端而言，主要包括WebService、HTTPS、HTTP等通信，要求信息保密性好的则采用HTTPS。鉴于手術器械中有很多贵重物品，同时考虑到保护患者的隐私，本系统采用HTTPS协议。HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建而成的，采用443端口，前端使用Retrofit2.0+OkHttp进行网络请求，实现对信息的发送和获取。

1.1.3  数据库层

医院手术器械供应管理系统的数据库采用SQL Server2012，SQL Server 2012是Microsoft中较好的数据库产品，虽然是在SQL Server 2008的基础之上建立起来的，但是其在性能、易用性和稳定性方面都有相当大的改进。相较于以往版本，Microsoft SQL Server2012被定位为大数据领域的领头羊;对数据的转换和勘探提供强大的交互操作能力，并协助做出正确的决策;具有开放性、安全性、可伸缩性、可扩展性以及前所未有的高性能等优势。医院手术器械供应管理系统在SQL Server2012下高效、稳定地运行。

1.2  数据库概要设计

医院手术器械供应管理系统在操作中包括清洗分类订单回收、清洗分类非订单回收、锅次登记、锅次卸载、扫码打包、分类打包、锅次登记（灭菌）、灭菌移锅、灭菌卸载（加载）、订单发放、装箱打印发货单、发货单查询，采用条码标识物品，实现对物品整个生命周期的跟踪。通过这些记录，实现物品整个处理过程的回溯。系统可对物品的使用过程进行跟踪，随时掌握物品的状态。一旦发现有物品质量不合格，通过系统记录即可立刻了解到，物品究竟是清洗、消毒、打包、灭菌哪个环节存在问题。数据库实体关系图如图2所示。

2  系统功能设计

按照操作权限将系统的功能划分为操作权限A（主要由供应室操作员执行）、操作权限B（主要由手术室相关人员执行）、管理权限（主要由绩效和财务执行）。其功能设计图如图3所示。

下面介绍医院手术器械供应管理系统的主要功能：

（1）手术预处理和清洗分类订单回收。手术室医务人员在做完手术后先对用过的器械或未使用但被污染的器械进行预处理，之后等待工人拿到消毒供应中心的回收中心做回收处理，回收人员只需扫描已登记包的条码和器械包上面的条码，核对实际器械包中的器械与系统申请单中显示的器械包的数量和内容是否一致即可。若不一致则及时与手术室联系，处理后续工作。包含待回收/已回收查询和一键回收功能。

（2）清洗分类非订单回收。对于手术室比较急需的、没有走申请流程而直接送到供应中心的回收中心的器材，我们新建一个包的编码，录入对应的器材信息。后面的流程皆可通过这个条码来追踪。

（3）锅次登记和锅次卸载。物品清洗消毒分为手动清洗和机器清洗（全自动清洗机）两种方式。手动清洗的操作需要记录工作人员和清洗的步骤（包括冲洗、洗涤、漂洗、终末清洗等）。通过扫描包上的条码来加载物品，扫描托盘记录该包的位置，然后记录操作人和操作时间。机器通过蓝牙与手机相连，清洗完成的时候会及时给出语音提示，提醒完成锅次卸载。

（4）扫码打包和分类打包。对于烘干完的物品，扫描托盘上的二维码，查询托盘上的数量，通过图片核对物品是否正确，确认无误后输入操作人员的密码并重新生成条形码标签。新包上贴上标签，系统记录打包人和打包时间。该步骤没有删除功能，所以需要操作人员仔细核对。类似的物品我们可以进行分类，然后一起打包并贴上大包条码。

（5）订单发放和发货单查询。支持无菌物品、一次性物品以及辅料物品的发放。发放前系统会自动核验有效日期以及物品质量和数量，核验完成后，才允许发放。如果供应室的物品不足，及时与厂家联系，如果订单中有急需的物品，支持修改订单，部分发放。支持发货单查询。

（6）器材使用。器械包送到手术室后，通过扫描发货单条码与手术患者进行关联，匹配成功后方可使用，然后核验包里所含手术器材的数量和质量有无偏差。如果有问题会给出警告并进行语音提醒。

（7）供应室绩效管理。提供客观而有效的指标数据，为供应室绩效方案提供有力的数据支撑，包含获取工作量、满意度、质量控制等相关数据并进行计算。

（8）供应室质控管理。提供可以及时上报所出现问题的入口，对所出现的问题予以记录，可以进行增删改等操作，确保在各个环节提醒操作人员注意对该问题的防范。为绩效管理提供有力的数据支撑。

3  系统相关技术

3.1  观察者设计模式

观察者一般可以看作是从第三视角去观察问题，例如，某人第一次去高端餐厅时不会使用西餐餐具，他会注意旁边饭桌上的人是怎么使用西餐餐具的并进行模仿，这就是一个观察者模式。

对于观察者模式，肯定有观察者和被观察者之分。在本系统中，比如手术室申请一个手术器材包，系统会通知供应室增加一个手术器材申请单，无菌间的库存就会减少一个，在这里，手术器材包是观察者，无菌间则是被观察者。UML结构图如图4所示。

3.2  JAVA垃圾回收机制

医院手术器械供应管理系统是基于JAVA开发的，功能多而复杂，日常使用频繁，如果有对象没有及时收回，程序会报出内存泄漏的错误，为了确保程序的高效运行，我们考虑使用JAVA的内存回收机制。垃圾回收可以避免内存泄漏，做到合理使用内存。垃圾回收意味着程序不再需要的对象是“无用信息”，这些信息将被丢弃。当一个对象不再被引用的时候，为了方便给后来的新对象使用，内存回收它所占据的空间。医院手术器械供应管理系统是24小时不间断运行的，在这种环境下对于这个系统是非常有利的。

3.3  Android蓝牙通信技术

医院手术器械供应管理系统清洗机通过蓝牙的方式与手机进行通信。清洗完成后会发送一个广播，手机端接收到这个信号后，通过响铃或语音的形式通知操作人员。蓝牙通信可以说是每一部手机必备的一种通信方式，蓝牙通信具有功耗低、安全性高等优点，为此本系统也采用了这种通信方式。利用优点的同时，也不能忽視其缺点，如传输速率不快，但这并不影响正常范围内的使用，明确了蓝牙存在的意义就要深挖它是如何进行通信的。蓝牙通信主要有两种方式，最常用的就是使用低功耗的蓝牙进行通信。

蓝牙通信原理：基于非连接的蓝牙通信，清洗机清洗完成后向外发送一条广播，每个广播数据都包含31个字节，字节分为有效数据和无效数据两部分。我们根据定义的私有协议对数据进行处理，最终翻译成明文，完成二者之间的通信。

4  系统测试方法和测试用例

本文采用黑盒测试方法中的价类划分法对系统进行测试。这个方法是考虑用户会输入所有可能的数据，即将程序的输入域划分为若干部分，然后从每一个部分中选取少数具有代表性的数据作为测试用例。对清洗分类订单回收模块测试用例如表1所示。

5  结  论

无论是消毒供应室的工作人员还是手术室的相关人员，均需具有严格的无菌观念和认真的工作态度，同时在医院手术器械供应管理系统的帮助下，使管理更加规范化、科学化，确保清洗效果达标，无菌物品的质量达标。在满足基本功能的同时我们也要给用户提供良好的界面和网络体验。在未来流程和管理变化时，我们可以通过更改配置或是直接调整界面，即在最少改动的前提下满足各大医院的更多需求。同时，还要考虑数据量很大时的高并发问题，以及有黑客攻击时的系统漏洞问题。

参考文献：

[1] 伏艳文，叶建兰.消毒供应室质量持续改进在手术器械供应管理中的应用 [J].全科口腔医学电子杂志，2018，5（35）：169-170.

[2] 董晓宁，赵玲玲，程琳琳.消毒供应中心质量管理对手术室器械清洗包装的影响分析 [J].中国卫生标准管理，2019，10（11）93-95.

[3] 陈潇.SQL Server数据库性能优化策略研究 [J].信息与电脑（理论版）.2019，31（23）：113-115.

[4] 林炯龙.基于Android平台的移动APP开发策略研究 [J].中国新通信，2021，23（1）：57-58.

[5] 首个国家技术标准创新基地（智能语音技术）落户安徽 [J].信息技术与标准化，2021（6）：29.

[6] Pelle Svensson.蓝牙5和蓝牙Mesh网络：支持工业4.0应用实例 [J].数字通信世界，2018（S1）：47-49.

作者简介：薛艺（1992—），女，汉族，江苏淮安人，助理工程师，硕士，研究方向：软件工程;孙文业（1989—），女，汉族，安徽六安人，工程师，硕士，研究方向：语音信号处理。