Nghiên Cứu và Xây Dựng Ứng Dụng Quản Lý Thiết Bị Y Tế Tại Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

• Đề tài: Nghiên Cứu và Xây Dựng Ứng Dụng Quản Lý Thiết Bị Y Tế

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: Đặt vấn đề và định hướng giải pháp
• 1.1. Sự phổ biến của điện thoại thông minh
• 1.2. Hiện trạng sử dụng và quản lý thiết bị y tế ở nước ta
• 1.3. Phạm vi, mục tiêu, nhiệm vụ của đề tài
• 1.4. Định hướng giải quyết, phân tích và lựa chọn công nghệ
• 2. CHƯƠNG 2: Nền tảng Android
• 2.1. Ngôn ngữ lập trình Java trong hệ điều hành Android
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu và xây dựng ứng dụng quản lý y tế

Trong bối cảnh công nghệ 4.0, việc số hóa quản lý bệnh viện không còn là xu hướng mà đã trở thành yêu cầu tất yếu để nâng cao hiệu quả hoạt động và chất lượng chăm sóc sức khỏe. Trang thiết bị y tế (TTBYT), một trong ba trụ cột chính của ngành y tế, đóng vai trò quyết định đến hiệu quả chẩn đoán và điều trị. Tuy nhiên, công tác quản lý tài sản này tại nhiều cơ sở y tế Việt Nam vẫn còn tồn tại nhiều bất cập do phụ thuộc vào phương pháp thủ công. Nhận thấy tiềm năng to lớn của các thiết bị di động, đồ án tốt nghiệp phần mềm y tế với đề tài 'Nghiên Cứu và Xây Dựng Ứng Dụng Quản Lý Thiết Bị Y Tế' ra đời nhằm giải quyết bài toán này. Đề tài tập trung vào việc phát triển một ứng dụng di động quản lý y tế trên nền tảng Android, một hệ điều hành chiếm lĩnh thị phần lớn tại Việt Nam, nhằm mang đến một công cụ linh hoạt, tiện lợi và hiệu quả. Mục tiêu của nghiên cứu là tạo ra một hệ thống quản lý trang thiết bị y tế hoàn chỉnh, cho phép nhân viên y tế có thể theo dõi, cập nhật, báo hỏng, và kiểm kê tài sản mọi lúc, mọi nơi. Giải pháp này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình làm việc, giảm thiểu sai sót do con người mà còn góp phần quan trọng vào việc tối ưu hóa việc sử dụng thiết bị y tế, đảm bảo các máy móc luôn ở trong tình trạng sẵn sàng hoạt động, phục vụ bệnh nhân một cách tốt nhất.

1.1. Sự cấp thiết của việc số hóa quản lý bệnh viện hiện nay

Hiện trạng quản lý trang thiết bị tại các bệnh viện Việt Nam phần lớn vẫn dựa trên giấy tờ và các công cụ văn phòng truyền thống. Quy trình này bộc lộ nhiều nhược điểm nghiêm trọng: tốn thời gian truy xuất, tìm kiếm thông tin; khó khăn trong việc thống kê, lập kế hoạch bảo trì thiết bị y tế; và tiềm ẩn nguy cơ thất lạc hồ sơ, sai sót dữ liệu. Theo tài liệu nghiên cứu, 'công tác quản lý TTBYT hiện tại đang mất rất nhiều thời gian... gây rất nhiều khó khăn, bất cập, tiêu hao chi phí nhân lực lớn'. Việc xây dựng một phần mềm quản lý thiết bị y tế chuyên dụng là giải pháp cấp thiết để khắc phục những hạn chế này, hướng tới một mô hình quản lý tài sản bệnh viện hiện đại, minh bạch và hiệu quả hơn.

1.2. Mục tiêu cốt lõi của đề tài luận văn quản lý thiết bị y tế

Đề tài này đặt ra các mục tiêu rõ ràng và mang tính ứng dụng cao. Trước hết, nghiên cứu phân tích và thiết kế một hệ thống phần mềm có khả năng đáp ứng các nhu cầu quản lý cơ bản như: quản lý danh mục thiết bị, theo dõi lịch sử sửa chữa, lập kế hoạch bảo dưỡng dụng cụ y khoa, và quản lý vật tư đi kèm. Mục tiêu thứ hai là xây dựng thành công một ứng dụng client trên nền tảng Android, có giao diện thân thiện và dễ sử dụng cho đối tượng là nhân viên y tế. Cuối cùng, hệ thống phải đảm bảo khả năng đồng bộ dữ liệu theo thời gian thực với server, đảm bảo tính nhất quán và chính xác của thông tin. Kết quả của luận văn quản lý thiết bị y tế này được kỳ vọng có thể ứng dụng trực tiếp tại các phòng quản lý TTBYT, góp phần cải thiện đáng kể hiệu suất công việc.

II. Top 5 thách thức trong quản lý trang thiết bị y tế thủ công

Việc duy trì quy trình quản lý trang thiết bị y tế theo phương pháp thủ công đặt ra nhiều thách thức lớn cho các cơ sở y tế. Thách thức đầu tiên là sự thiếu chính xác và đồng bộ của dữ liệu. Việc ghi chép bằng tay dễ dẫn đến sai sót, nhầm lẫn và khi cần tổng hợp báo cáo, việc đối chiếu thông tin từ nhiều nguồn khác nhau trở nên vô cùng phức tạp. Thứ hai, việc truy xuất thông tin về lịch sử hoạt động, sửa chữa hay kiểm định và hiệu chuẩn thiết bị y tế rất chậm chạp, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ ra quyết định. Thứ ba là khó khăn trong việc lập kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng định kỳ. Nếu không có hệ thống cảnh báo tự động, các thiết bị có thể bị bỏ quên, dẫn đến hỏng hóc đột ngột và chi phí sửa chữa tốn kém. Thứ tư, quản lý vật tư y tế đi kèm thiết bị là một bài toán nan giải, dễ gây thất thoát và không kiểm soát được lượng tồn kho. Cuối cùng, việc quản lý vòng đời của thiết bị (EoL) gần như không thể thực hiện hiệu quả, gây lãng phí khi không có kế hoạch thay thế, thanh lý kịp thời. Những bất cập này cho thấy sự cần thiết phải chuyển đổi sang một hệ thống quản lý trang thiết bị y tế tự động hóa.

2.1. Phân tích rủi ro từ quy trình quản lý thiếu hiệu quả

Một quy trình quản lý thiếu hiệu quả không chỉ gây lãng phí về mặt tài chính mà còn tiềm ẩn rủi ro về an toàn cho bệnh nhân. Khi một thiết bị không được bảo trì đúng lịch, độ chính xác của nó có thể bị ảnh hưởng, dẫn đến chẩn đoán sai. Dữ liệu trong tài liệu gốc chỉ ra rằng, 'với số lượng lớn như vậy nhưng quy trình quản lý trang thiết bị ở các cơ sở khám chữa bệnh và bệnh viện lại đang được thực hiện thủ công trên giấy tờ'. Tình trạng này làm tăng nguy cơ thiết bị hỏng hóc trong quá trình sử dụng, gây gián đoạn công tác khám chữa bệnh. Hơn nữa, việc không thể truy xuất nguồn gốc và lịch sử của thiết bị cũng là một rào cản lớn khi có sự cố xảy ra, gây khó khăn cho công tác điều tra và khắc phục.

2.2. Chi phí ẩn và thất thoát trong quản lý vật tư y tế

Việc quản lý vật tư tiêu hao và phụ kiện đi kèm thiết bị y tế bằng sổ sách rất dễ dẫn đến thất thoát. Việc không kiểm soát được số lượng vật tư đã sử dụng, tồn kho, hay hạn sử dụng có thể gây ra tình trạng thiếu hụt đột ngột hoặc lãng phí do vật tư hết hạn. Các chi phí ẩn này cộng lại có thể trở thành một gánh nặng tài chính đáng kể cho bệnh viện. Một hệ thống quản lý vật tư y tế số hóa sẽ giúp theo dõi chính xác từng đơn vị vật tư, từ lúc nhập kho đến khi sử dụng, qua đó giảm thiểu tối đa thất thoát và tối ưu hóa việc đặt hàng, đảm bảo luôn có đủ vật tư cần thiết cho hoạt động.

III. Hướng dẫn phân tích và thiết kế hệ thống quản lý hiệu quả

Để xây dựng một phần mềm quản lý thiết bị y tế thành công, giai đoạn phân tích và thiết kế hệ thống đóng vai trò nền tảng. Quá trình này bắt đầu bằng việc khảo sát thực trạng tại các cơ sở y tế, cụ thể trong đồ án là dựa trên nhu cầu của bệnh viện Ung Bướu Hà Nội. Từ đó, các yêu cầu chức năng và phi chức năng của hệ thống được xác định rõ ràng. Các chức năng chính bao gồm: quản lý tài khoản người dùng, quản lý danh mục thiết bị, quản lý vật tư, báo hỏng, kiểm kê, và thống kê. Các yêu cầu phi chức năng tập trung vào hiệu năng, tính bảo mật và khả năng mở rộng. Dựa trên các yêu cầu này, mô hình hóa chức năng được thực hiện thông qua các sơ đồ Usecase, chi tiết hóa từng kịch bản tương tác của người dùng với hệ thống. Ví dụ, Usecase 'Báo hỏng thiết bị' cho phép người dùng báo cáo sự cố bằng cách quét mã QR hoặc nhập thông tin thủ công, đảm bảo thông tin được gửi đến bộ phận kỹ thuật một cách nhanh chóng. Việc lập trình app quản lý đòi hỏi một thiết kế vững chắc để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và đáp ứng đúng nhu cầu thực tiễn của quản lý tài sản bệnh viện.

3.1. Mô hình hóa chức năng và đặc tả các Usecase quan trọng

Mô hình hóa chức năng là bước trực quan hóa các hoạt động của hệ thống. Nghiên cứu đã xây dựng các biểu đồ Usecase chi tiết cho từng nghiệp vụ. Usecase 'Quản lý thiết bị' cho phép tìm kiếm, lọc thiết bị theo trạng thái (đang sử dụng, đang sửa chữa, đã thanh lý) và xem thông tin chi tiết, lịch sử sử dụng. Usecase 'Kiểm kê' hỗ trợ việc theo dõi thiết bị y tế bằng QR code/RFID, người dùng chỉ cần quét mã để xác nhận tình trạng của thiết bị, giảm thiểu thời gian và sai sót so với kiểm kê thủ công. Việc đặc tả chi tiết các kịch bản này là cơ sở quan trọng để đội ngũ phát triển hiểu rõ logic nghiệp vụ và xây dựng các tính năng một cách chính xác.

3.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu thiết bị y tế và các bảng quan trọng

Một cơ sở dữ liệu thiết bị y tế được thiết kế tốt là xương sống của toàn bộ hệ thống. Cấu trúc dữ liệu được xây dựng để lưu trữ toàn bộ thông tin quan trọng, từ thông số kỹ thuật, nhà cung cấp, ngày nhập kho, đến lịch sử bảo trì và tình trạng hiện tại. Các bảng chính trong hệ thống bao gồm: User, Department, Device, Accessory, History_ktv, Inventory. Mối quan hệ giữa các bảng được thiết lập logic để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu và tối ưu hóa tốc độ truy vấn. Ví dụ, bảng Device_Accessory liên kết giữa thiết bị và vật tư đi kèm, cho phép theo dõi chính xác số lượng vật tư được cấp phát cho từng máy.

IV. Bí quyết lựa chọn công nghệ phát triển phần mềm quản lý y tế

Việc lựa chọn công nghệ phù hợp là yếu tố then chốt quyết định sự thành công của dự án. Đề tài 'Nghiên Cứu và Xây Dựng Ứng Dụng Quản Lý Thiết Bị Y Tế' đã có sự lựa chọn công nghệ một cách có cơ sở. Đối với ứng dụng client, nền tảng Android được chọn vì thị phần áp đảo tại Việt Nam, lên tới 'hơn 60% thị phần' theo số liệu của APPOTA năm 2020. Ngôn ngữ lập trình Java được sử dụng nhờ sự phổ biến, cộng đồng hỗ trợ lớn và tính ổn định. Java cung cấp một API phong phú, giúp đẩy nhanh quá trình phát triển ứng dụng di động quản lý y tế. Về phía backend, hệ thống sử dụng Web API theo tiêu chuẩn RESTful để giao tiếp giữa client và server. RESTful API cho phép trao đổi dữ liệu một cách linh hoạt, thường ở định dạng JSON, giúp ứng dụng di động có thể cập nhật và đồng bộ dữ liệu mới nhất từ server một cách hiệu quả. Sự kết hợp này tạo ra một kiến trúc hệ thống linh hoạt, dễ bảo trì và có khả năng mở rộng, đồng thời đảm bảo an toàn thông tin trong y tế thông qua các phương thức xác thực và giao thức HTTPS.

4.1. Lý do chọn nền tảng Android và ngôn ngữ lập trình Java

Android là một hệ điều hành mã nguồn mở, cho phép các nhà phát triển tùy biến cao và tiếp cận một lượng lớn người dùng. Theo tài liệu nghiên cứu, 'Android vẫn giữ vững vị trí hệ điều hành lớn nhất thế giới với 74,4%'. Java, với triết lý 'write once, run anywhere' thông qua máy ảo JVM, là ngôn ngữ chính thức được Google hỗ trợ để phát triển ứng dụng Android trong một thời gian dài. Sự kết hợp giữa Android Studio IDE và Java tạo ra một môi trường lập trình app quản lý mạnh mẽ, với nhiều thư viện mã nguồn mở và công cụ gỡ lỗi hiệu quả, giúp tiết kiệm thời gian và công sức cho lập trình viên.

4.2. Vai trò của Web API và tiêu chuẩn thiết kế RESTful API

Web API đóng vai trò là cầu nối trung gian, cho phép ứng dụng di động (client) gửi yêu cầu và nhận dữ liệu từ máy chủ (server). Việc áp dụng tiêu chuẩn RESTful API giúp chuẩn hóa cách giao tiếp này. REST sử dụng các phương thức HTTP quen thuộc (GET, POST, PUT, DELETE) để thực hiện các thao tác CRUD (Create, Read, Update, Delete) trên tài nguyên. Điều này làm cho việc thiết kế API trở nên đơn giản, dễ hiểu và dễ tích hợp. Dữ liệu trả về thường là JSON, một định dạng nhẹ và dễ phân tích cú pháp trên các thiết bị di động, giúp tối ưu hiệu năng cho ứng dụng.

V. Demo và đánh giá ứng dụng quản lý thiết bị y tế thực tiễn

Sau giai đoạn thiết kế và lập trình, ứng dụng đã được cài đặt và thử nghiệm trên nhiều thiết bị di động thực tế với các phiên bản Android khác nhau, từ Android 8 đến Android 11. Quá trình kiểm thử cho thấy ứng dụng hoạt động ổn định và đáp ứng tốt các yêu cầu chức năng đã đề ra. Giao diện người dùng được thiết kế thân thiện, các chức năng chính như đăng nhập, xem danh sách thiết bị, lọc theo trạng thái, báo hỏng và kiểm kê đều hoạt động mượt mà. Đặc biệt, chức năng theo dõi thiết bị y tế bằng QR code/RFID nhận được phản hồi tích cực nhờ sự tiện lợi và tốc độ xử lý nhanh chóng. Dữ liệu hiển thị trên ứng dụng được đồng bộ chính xác với cơ sở dữ liệu thiết bị y tế trên server, đảm bảo nhân viên luôn có thông tin mới nhất. Kết quả kiểm thử được thống kê chi tiết trong bảng 'Kết quả kiểm thử các chức năng chính', cho thấy tỷ lệ thành công cao trên hầu hết các thiết bị, khẳng định tính khả thi và hiệu quả của giải pháp được đề xuất trong đồ án tốt nghiệp phần mềm y tế này.

5.1. Các tính năng chính báo hỏng kiểm kê và bảo trì thiết bị

Ứng dụng cung cấp đầy đủ các công cụ cần thiết cho công việc hàng ngày của nhân viên quản lý thiết bị. Chức năng 'Báo hỏng' cho phép người dùng nhanh chóng gửi yêu cầu sửa chữa kèm hình ảnh thực tế của thiết bị. Chức năng 'Kiểm kê' đơn giản hóa quy trình kiểm tra định kỳ thông qua việc quét mã QR, tự động cập nhật trạng thái 'Đã kiểm kê'. Mặc dù chưa triển khai đầy đủ, hệ thống đã có nền tảng để quản lý lịch bảo trì thiết bị y tế, hiển thị các thông tin về thời gian bảo dưỡng, đơn vị bảo trì, giúp người quản lý chủ động trong công tác duy tu, bảo dưỡng.

5.2. Kết quả kiểm thử và đánh giá phần mềm trên đa dạng thiết bị

Việc kiểm thử phần mềm được thực hiện trên 10 dòng máy khác nhau, bao gồm Samsung, Xiaomi, Google Pixel và Huawei. Kết quả cho thấy ứng dụng tương thích tốt với đa số các thiết bị. Các chức năng cốt lõi như đăng nhập, quản lý thiết bị và báo hỏng đạt tỷ lệ thành công trung bình trên 90%. Một số lỗi nhỏ liên quan đến hiển thị trên các kích thước màn hình khác nhau đã được ghi nhận và khắc phục. Quá trình đánh giá cũng kiểm tra các trường hợp ngoại lệ như mất kết nối mạng, nhập sai thông tin, cho thấy hệ thống có cơ chế xử lý lỗi và đưa ra thông báo phù hợp cho người dùng, đảm bảo trải nghiệm ổn định.

VI. Kết luận và định hướng phát triển hệ thống quản lý y tế

Đồ án 'Nghiên Cứu và Xây Dựng Ứng Dụng Quản Lý Thiết Bị Y Tế' đã hoàn thành các mục tiêu đề ra, xây dựng thành công một ứng dụng di động trên nền tảng Android có khả năng đáp ứng các nhu cầu cơ bản trong công tác quản lý TTBYT. Sản phẩm đã chứng minh được tính ứng dụng thực tiễn, mang lại một công cụ hiện đại hóa, giúp giảm thiểu công việc thủ công, tăng cường tính chính xác và minh bạch trong quản lý tài sản bệnh viện. Kết quả nghiên cứu không chỉ là một sản phẩm phần mềm mà còn là một bộ tài liệu khoa học, cung cấp kiến thức về quy trình phát triển một hệ thống quản lý trang thiết bị y tế từ khâu phân tích yêu cầu đến kiểm thử và đánh giá. Tuy nhiên, hệ thống vẫn còn một số hạn chế như mới chỉ hỗ trợ nền tảng Android và hiệu năng còn phụ thuộc vào chất lượng mạng. Đây là những điểm cần được cải thiện trong các giai đoạn phát triển tiếp theo. Hướng phát triển trong tương lai sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa việc sử dụng thiết bị y tế thông qua các công nghệ tiên tiến hơn.

6.1. Tổng kết kết quả đạt được và những vấn đề còn tồn tại

Nghiên cứu đã thành công trong việc làm chủ kỹ thuật phát triển ứng dụng Android, xây dựng một sản phẩm hoàn thiện về mặt chức năng với giao diện thân thiện. Dữ liệu được đồng bộ hóa hiệu quả với website. Tuy nhiên, các vấn đề còn tồn tại bao gồm tốc độ tải dữ liệu chưa được tối ưu hoàn toàn và một số tính năng nâng cao như sơ đồ thống kê trực quan chưa được triển khai. Việc xử lý hình ảnh báo hỏng (upload lên server) cũng là một điểm cần được hoàn thiện trong các phiên bản sau.

6.2. Phương hướng tối ưu hóa và mở rộng hệ thống trong tương lai

Để nâng cao giá trị của hệ thống, phương hướng phát triển trong tương lai sẽ tập trung vào ba mảng chính. Thứ nhất, tối ưu hóa hiệu năng và tốc độ xử lý dữ liệu. Thứ hai, mở rộng phát triển ứng dụng trên các nền tảng khác như iOS để phục vụ đa dạng người dùng hơn. Thứ ba, và quan trọng nhất, là nghiên cứu tích hợp các công nghệ mới như IoT (Internet of Things) để theo dõi tình trạng thiết bị theo thời gian thực, và AI (Trí tuệ nhân tạo) để phân tích dữ liệu và dự đoán các hỏng hóc tiềm tàng, đưa hệ thống quản lý từ bị động sang chủ động.