基于射頻識(shí)別技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

周聞博

隨著醫(yī)院現(xiàn)代化建設(shè)的逐步開展，信息化給醫(yī)院帶來了越來越多的實(shí)惠與方便，一方面隨著信息化的開展方便了群眾的就醫(yī)，另一方面信息化的建設(shè)也大大的提高了醫(yī)院的管理水平和醫(yī)療服務(wù)水平。

醫(yī)療設(shè)備是醫(yī)院資產(chǎn)構(gòu)成的重要組成部分，是完成各科室正常醫(yī)療診治的重要保障。加強(qiáng)醫(yī)療設(shè)備管理，發(fā)揮醫(yī)療設(shè)備的最大效益，防止醫(yī)療設(shè)備的流失和閑置，受到了各醫(yī)院的廣泛重視。醫(yī)療設(shè)備管理在一定程度上反映了醫(yī)院的管理水平，也是醫(yī)院信息化發(fā)展的一個(gè)重要因素。確保醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的完整、保值、增值，正確核算資產(chǎn)的數(shù)量及價(jià)值，明確經(jīng)濟(jì)責(zé)任，監(jiān)督并促進(jìn)醫(yī)療設(shè)備的妥善保管和合理使用，不斷提高醫(yī)療設(shè)備利用率和完好率，充分發(fā)揮醫(yī)療設(shè)備效能，是醫(yī)療設(shè)備管理工作的核心目標(biāo)。

針對(duì)醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備管理，選擇先進(jìn)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)一射頻識(shí)別(radio frequency identification,RFID)技術(shù)作為技術(shù)手段，基于RFID技術(shù)的醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)在醫(yī)療設(shè)備管理的成功應(yīng)用，將改變長(zhǎng)期以來對(duì)設(shè)備信息難于管理的局面，同時(shí)將提高我國(guó)醫(yī)療事業(yè)的自動(dòng)化程度。目前，RFID在醫(yī)療設(shè)備管理中的應(yīng)用正在逐漸興起，尤其在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，越來越多的醫(yī)院將RFID技術(shù)引入醫(yī)療設(shè)備日常管理中，用來解決由于醫(yī)院固定資產(chǎn)價(jià)值高、使用周期長(zhǎng)和管理不到位所造成的實(shí)物與財(cái)務(wù)賬目不符、折舊計(jì)算繁瑣、醫(yī)療器械的重復(fù)購(gòu)置及使用率不高等問題，運(yùn)用RFID無線射頻識(shí)別和信息采集技術(shù)，高效地實(shí)現(xiàn)固定資產(chǎn)的信息化管理，準(zhǔn)確的查詢功能，獨(dú)特的權(quán)限管理理念，使醫(yī)院各級(jí)管理者隨時(shí)了解醫(yī)院所有固定資產(chǎn)的全面信息。

1 硬件基礎(chǔ)

1.1 RFID概述

RFID是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它兼容并超越條形碼識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，操作快捷方便，現(xiàn)在已廣泛運(yùn)用于制造、物流、公共安全、零售、醫(yī)療、資產(chǎn)管理等行業(yè)。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，可支持快速讀寫、非可視識(shí)別、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位及長(zhǎng)期跟蹤管理。RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。RFID技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備管理，可大幅提高管理與運(yùn)作效率，降低成本，在醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備管理領(lǐng)域具有深入和廣泛的應(yīng)用前景[1-4]。

RFID與條形碼兩者概念相似，目的都是快速準(zhǔn)確地確認(rèn)追蹤目標(biāo)物體，但二者有如下主要區(qū)別[5]：

⑴閱讀距離與速度：手持式二維條碼掃描槍的閱讀距離最大到1 m，而RFID手持設(shè)備的閱讀距離根據(jù)不同頻率的RFID標(biāo)簽而決定，典型距離為3.10 m。條形碼和RFID標(biāo)簽的閱讀速度可以滿足手工作業(yè)的需求。在使用固定式閱讀器閱讀時(shí)，數(shù)個(gè)射頻標(biāo)簽在閱讀范圍內(nèi)可一次性識(shí)別，且射頻識(shí)別的距離比條形碼遠(yuǎn)許多。

⑵條形碼是“可視技術(shù)”，掃描儀在人為的指導(dǎo)下工作，只能接收其視野范圍內(nèi)的條形碼。相比之下，RFID不要求看見目標(biāo)，只要在接受器的作用范圍內(nèi)就可以被讀取，不需要光源，甚至可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)。

⑶條形碼所能承載的數(shù)據(jù)量極小，一般只能存儲(chǔ)一個(gè)起唯一標(biāo)識(shí)作用的編碼；而射頻標(biāo)簽的芯片容量較大，可存儲(chǔ)該設(shè)備的詳細(xì)信息，如設(shè)備名稱、產(chǎn)地、品牌、購(gòu)置日期及維修記錄等與該設(shè)備相關(guān)的信息。

⑷條形碼一般印刷在塑料膠條上，容易磨損、污染，一段時(shí)間以后條碼不清晰就會(huì)造成識(shí)別困難；射頻標(biāo)簽使用壽命長(zhǎng)，對(duì)表面污染不敏感，能在惡劣環(huán)境下工作。

⑸條形碼的粘貼受設(shè)備表面形狀、材質(zhì)的限制，而射頻標(biāo)簽?zāi)軌蜉p易嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上。

⑹條形碼一旦打印出來不能改寫；射頻標(biāo)簽的內(nèi)容可做動(dòng)態(tài)改變，可以寫入及存取數(shù)據(jù)，寫入時(shí)間比打印條形碼所用時(shí)間更少。

⑺條形碼有公開的編寫標(biāo)準(zhǔn)，安全性低；而標(biāo)準(zhǔn)射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存取有密碼保護(hù)，安全性更高。

⑻條形碼均是無源標(biāo)識(shí)，而射頻標(biāo)簽分有源和無源兩種，有源射頻標(biāo)簽可以對(duì)RFID標(biāo)簽所附著的物體進(jìn)行追蹤定位。

由于醫(yī)療設(shè)備具有價(jià)值昂貴、科技含量高、相關(guān)信息量較大、形狀材質(zhì)多樣、安裝放置條件復(fù)雜等特點(diǎn)，基于RFID的醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)比基于條形碼或數(shù)字碼的系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì)和潛力。

1.2 RFID系統(tǒng)構(gòu)成

RFID是一種簡(jiǎn)單的無線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個(gè)詢問器(或閱讀器)和很多應(yīng)答器(或標(biāo)簽)組成，如圖1所示。

圖1 RFID硬件結(jié)構(gòu)圖

⑴標(biāo)簽：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；

⑵閱讀器：讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；

⑶天線：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。

1.3 RFID的基本原理

RFID技術(shù)的基本工作原理：當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag，無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

一套完整的RFID系統(tǒng)是由閱讀器(Reader)、電子標(biāo)簽(TAG)也是所謂的應(yīng)答器(Transponder)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)3個(gè)部份所組成。其工作原理是Reader發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給Transponder,用以驅(qū)動(dòng)Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí) Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù),送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理,如圖2所示。

圖2 RFID系統(tǒng)工作原理

以RFID標(biāo)簽閱讀器及電子標(biāo)簽之間的通訊及能量感應(yīng)方式來看大致上可以分成，感應(yīng)耦合(Inductive Coupling)及后向散射耦合(Backscatter Coupling)兩種，一般低頻的RFID大都采用第一種式，而較高頻大多采用第二種方式。

閱讀器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同可以是讀或讀/寫裝置，是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和應(yīng)答器之間一般采用半雙工通信方式進(jìn)行信息交換，閱讀器通過耦合給無源應(yīng)答器提供能量和時(shí)序。在實(shí)際應(yīng)用中可進(jìn)一步通過Ethernet或WLAN等實(shí)現(xiàn)對(duì)物體識(shí)別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。應(yīng)答器是RFID系統(tǒng)的信息載體，目前應(yīng)答器大多是由耦合原件(線圈、微帶天線等)和微芯片組成無源單元[6-8]如圖3所示)。

圖3 RFID 卡片閱讀器

1.4 RFID的類別

1.4.1 無源RFID

無源RFID技術(shù)的應(yīng)用主要集中于患者腕帶管理、醫(yī)療器械管理、醫(yī)療垃圾管理以及危險(xiǎn)藥品追溯管理等領(lǐng)域，頻段根據(jù)識(shí)讀距離不同，可采用13.56 MHz或915 MHz，各有優(yōu)勢(shì)。無源RFID標(biāo)簽可封裝成多種形式[9]：

⑴Label—?jiǎng)冸x底紙直接粘貼于紙質(zhì)包裝箱上。適用于物流、供應(yīng)鏈管理等(如圖4所示)。

圖4 Label(貼紙型)RFID標(biāo)簽

⑵標(biāo)準(zhǔn)卡—PVC層壓的標(biāo)準(zhǔn)卡，持在手中或掛于胸前。主要應(yīng)用于人員管理等。

⑶金屬標(biāo)簽—可直接粘貼于帶金屬外殼的設(shè)備上。主要適用于機(jī)箱等資產(chǎn)管理領(lǐng)域。

⑷其他特殊封裝方式，如：耐高溫可清洗標(biāo)簽—主要應(yīng)用于中心供應(yīng)室對(duì)蒸汽滅菌或清洗消毒的器械等進(jìn)行全程追蹤管理，最高可工作溫度＞140 ℃(如圖5所示)。

圖5 耐高溫可清洗標(biāo)簽

1.4.2 有源RFID

有源RFID具備通訊距離遠(yuǎn)、主動(dòng)性識(shí)讀、防沖撞能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，醫(yī)院將有源RFID技術(shù)廣泛應(yīng)用于老人看護(hù)、新生嬰兒管理、醫(yī)護(hù)人員定位及貴重醫(yī)療器材管理等領(lǐng)域，幫助醫(yī)院大大改善了管理和提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量(如圖6所示)。

圖6 有源RFID裝置

2 軟件設(shè)計(jì)

目前，很多醫(yī)院使用的醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)，只是一個(gè)基于條形碼或數(shù)字碼的資產(chǎn)出入庫(kù)管理軟件，包括簡(jiǎn)單的報(bào)表、查詢功能，個(gè)別軟件公司也開發(fā)了簡(jiǎn)單的設(shè)備購(gòu)置、維修、報(bào)廢等模塊。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這類軟件與現(xiàn)行的醫(yī)療設(shè)備管理制度及流程并不匹配，無法真正使用這些管理模塊，最終使整套軟件成為一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)。

本項(xiàng)目的主要目的是根據(jù)我院醫(yī)學(xué)工程處各項(xiàng)工作的具體制度、流程，以醫(yī)療設(shè)備從計(jì)劃購(gòu)置到報(bào)廢的整個(gè)生命周期為核心，定制編寫出完全符合我院實(shí)際情況的、基于RFID的醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)[10-13]。

⑴數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，表結(jié)構(gòu)和關(guān)系如圖7所示。

⑵本軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，主要模塊架構(gòu)見表1。

3 項(xiàng)目實(shí)施

3.1 實(shí)施步驟

3.1.1 數(shù)據(jù)采集整理

由于原有數(shù)據(jù)庫(kù)字段及信息量較少，不能滿足信息化管理的需求，需要若干名工程師分組到各臨床科室普查設(shè)備信息，例如拍攝設(shè)備照片、統(tǒng)計(jì)維修記錄、檢查運(yùn)行狀態(tài)、查看耗材信息、記錄設(shè)備銘牌信息(SN、額定電壓、功率等)、核實(shí)廠家聯(lián)系方式、詢問收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及使用頻率、編制RFID編號(hào)等等，作為實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)簽管理的數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)。

3.1.2 軟件編寫

由醫(yī)院設(shè)備管理人員、信息中心技術(shù)人員和專業(yè)軟件公司根據(jù)醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備管理工作的實(shí)際需求編寫軟件(見本文第2節(jié)：軟件設(shè)計(jì))。

3.1.3 硬件實(shí)施

⑴為全院醫(yī)療設(shè)備貼上寫入相關(guān)信息(如：RFID編號(hào)、設(shè)備名稱、購(gòu)置時(shí)間、設(shè)備原值、廠家信息等)的RFID標(biāo)簽，可根據(jù)設(shè)備實(shí)際情況使用普通Label標(biāo)簽、金屬標(biāo)簽、耐高溫標(biāo)簽、有源標(biāo)簽等。

圖7 醫(yī)療設(shè)備信息表結(jié)構(gòu)和關(guān)系

表1 主要模塊架構(gòu)

⑵為醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備管理科室的驗(yàn)收、維修、資產(chǎn)清查等工作的相關(guān)人員配備手持式RFID標(biāo)簽閱讀器，其數(shù)量由醫(yī)院實(shí)際情況確定。

⑶專業(yè)的RFID資產(chǎn)管理系統(tǒng)服務(wù)器，全院可通過局域網(wǎng)訪問該服務(wù)器，按各自的權(quán)限瀏覽或改寫數(shù)據(jù)庫(kù)。

⑷醫(yī)療設(shè)備管理終端若干，包括計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、RFID 標(biāo)簽閱讀器等。

⑸院內(nèi)局域網(wǎng)(帶防火墻)的布設(shè)及維護(hù)。

硬件整體實(shí)施方案如圖8所示[14]。

圖8 RFID醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)的硬件及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

3.2 成本說明

(1)硬件成本：包括購(gòu)置服務(wù)器、電腦、RFID 標(biāo)簽閱讀器、RFID標(biāo)簽、數(shù)碼相機(jī)及移動(dòng)硬盤等。

(2)軟件成本：軟件編寫、調(diào)試及維護(hù)費(fèi)用。

(3)人力成本：項(xiàng)目實(shí)施全過程中所需人力的勞務(wù)補(bǔ)貼。

3.3 效益分析

基于RFID的醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)的應(yīng)用能夠帶來管理和經(jīng)濟(jì)效益[15]。

3.3.1 管理效益

資產(chǎn)管理統(tǒng)一、有效、便捷，賬面與實(shí)際資產(chǎn)匹配。固定資產(chǎn)清產(chǎn)核資工作可視化、精準(zhǔn)化、實(shí)時(shí)化、快捷高效、節(jié)省大量人、財(cái)、物力、降低管理成本。有效的配置資產(chǎn)資源，為資產(chǎn)投資決策提供數(shù)據(jù)支持，規(guī)范了資產(chǎn)管理方式，優(yōu)化了固定資產(chǎn)管理流程，提高了管理水平。

3.3.2 經(jīng)濟(jì)效益

通過合理的管理能確保固定資產(chǎn)的完整、保值、增值；準(zhǔn)確進(jìn)行運(yùn)營(yíng)成本核算，避免資產(chǎn)的重復(fù)投資及不合理使用；發(fā)揮固定資產(chǎn)的最大效益，防止固定資產(chǎn)的流失和閑置；監(jiān)督并促進(jìn)固定資產(chǎn)的妥善保管和合理使用，不斷提高設(shè)備利用率和完好率，充分發(fā)揮固定資產(chǎn)的效能。

4 結(jié)語(yǔ)

基于RFID的醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用目前在我國(guó)仍處于探索階段，盡管RFID應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備管理有著不可估量的前景，但還面臨著一些問題，如實(shí)施成本問題、設(shè)備普查過程中信息同步更新問題、RFID 設(shè)備對(duì)某些醫(yī)療器械產(chǎn)生影響的問題等，仍有待于在今后的研究和實(shí)踐中尋找解決的方法。

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