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医疗仪器设备管理RFID应用概念验证
作者：林祖馨
来源：台湾“经济部”RFID公领域应用推动办公室
日期：2009-12-14 14:15:58
摘要：建议RFID硬体业者可开发运用于小区域感应的locator，以提升定位的准确性。而在医院作业流程中，针对贴用被动式标签之小型医疗资产，可统一集中存放于储存待工区域，透过读取器纪录存取状况，在进行护理照护时，可与人员携带或护理车上已配备的被动式读取器与主动式标签进行连结，透过主动式RFID定位系统掌握被动式标签即时状况。
此次医疗仪器设备管理应用概念验证在行政院卫生署署立台北医院的积极配合下，与九家业者共同完成被动式及主动式RFID硬体的性能测试及资产辨识定位管理系统的雏形。署立台北医院为卫生署所属医院北区区域联盟管理委员会管理中心所在，执行各项资源整合业务。医院拥有近600张病床，年平均住院人次达12,000，是卫生署所属28家医院之一。历年来致力推动医疗品质与病人业务与国际接轨，其血液透析整合资讯系统于98年更获得国际健康照护品质协会（ISQua）之肯定，为国内血液透析照护之典范。 98年于卫生署“振兴经济新方案-扩大公共建设投资-‘加速办理智慧医疗照护计划’”下，与其他10家医院进行“医院安全关怀RFID计划”，而且是11家医院中导入RFID应用系统最完整的医院，包含病患管理、用药安全、贵重仪器管理、开刀房动向管理等共十一个RFID子系统。
现况说明与议题分析
经调查目前全院的心电图监视器仅有14台，为服务全院住院与门诊病患，各式医疗仪器与设备的资源可说是相当有限。而目前并没有一套系统化的管理机制，让医护人员可即时的掌握设备所在地点，在实际照护作业中，常需要藉由口头询问，实地寻找，才能开始进行照护，无形中增加病人等待的时间。另外，有些设备由于轻巧且携带方便，在临床照护过程中也可能遗失，衍生重新购置的耗费。而仪器设备的使用与维修纪录亦不完整，无法借以评量仪器设备的使用效率，是否该替换，还是送修？且每年全院盘点，依靠目视比对耗时费力，保管移交清点费时。因此，在今年的医院安全关怀RFID计划中，针对贵重仪器辨识方面也规划了RFID技术的应用，然而，并没有规划执行“即时的资产定位”，而且，规划仅运用主动式标签来辨识资产，但许多资产因为体积不大，其实是无法贴附主动式标签的。所以，针对医疗仪器与设备管理，将需要思考合适贴用的标签，评估合适的读取器，探讨RFID辨识资产定位管理系统的需求，并结合院内无线网路，即时掌握医疗设备的所在位置，提升医护人员作业效率。
执行作法
确认验证个案
1、应用范围界定
院内备有各式的医疗仪器与设备，本次的验证范围，首先针对可移动的贵重仪器及设备，进行筛选。经过与病房的护理长沟通后，则锁定体积轻巧容易携带的血糖机及耳温枪，由护士手推于病房中进行照护的行动护理车，移动性较不频繁的病床，及在公共区域所使用的电视机上盒。验证内容将针对以上设备的运用情形，材质与大小，选择合适贴用的标签。如利用被动式物流用或金属用标签，将进行静态及动态的读取距离测试，评估合适的读取器。若利用主动式标签管理资产，则验证区域定位，自动发送警示通知的需求。读取器安装的位置及数量，亦是效益探讨的重点。
2、个案可行性评估
国内主动式RFID的产品在近五年已历经不同的教学及区域医院的应用，而被动式RFID在资产管理上，也有相对应的金属标签产品；而在定位系统开发方面，亦有业者积极投入，所谓的即时定位系统（Real-Time Location System, RTLS）将是全球主动式RFID应用的趋势。透过此次的概念验证，将可整合我国业者在软硬体的实力，为新一代资产或人员定位管理整体解决方案铺路。
3、执行架构
验证团队先与卫生署相关主管单位沟通(科技发展组、医院管理委员会)之后，选择署立台北医院为主要的使用测试单位，于四月召开业者说明会说明验证内容之后，与9家有意愿参与的业者（RFID硬体7家，软体一家，验测中心一家）携手合作，进行医疗仪器设备管理应用的概念验证测试。实证测试执行架构如下图：
分析验证需求
1、验证情境分析
医疗仪器设备管理应用作业情境如下图所示：
(1) 此次验证主要针对移动式医疗仪器与设备，测试多款RFID产品的读取率、厘清技术疑点，并测试被动式金属标签读取效果。
(2) 针对体积轻巧容易携带，易遗失的设备，测试闸门式动态读取性能。
(3) 针对贴附主动式标签的仪器设备，进行于病房、走道、护理站、出入口之定位模拟测试，于验证系统中定义警戒区域，如分娩室、电梯及楼梯出入口等，并定义警讯内容。
本概念验证在选择合适的标签与读取器，资产管理定位系统需要达成以下的验证指标：
(1) 设备寻找时间：降低80%
(2) 盘点时间：节省50%
(3) 标签定位精确度小于3公尺
(4) 主动式系统可与无线网路结合运用
实作验证雏形
1、第一阶段基本性能验测
第一阶段共测试5种UHF物流用贴纸标签，5种UHF金属用标签，共三款被动式读取器，分别进行静态读取距离与动态读取性能测试。重点结论如下：
(1) 读取标签时仍以读取天线正对标签时之读取距离最佳。
(2) 手持式读取器读取长条形标签时，当标签与读取器天线呈平行时，读取效果较佳。
(3) 标签天线尺寸愈大，读取距离仍较佳。
(4) 一般物流用贴纸式标签可运用于非金属表面的医疗用品，读取距离则受限于可贴用的标签尺寸。
(5) 为了于出入口感测被动式标签，较适合架设外接式天线的读取器。
(6) 以70m/min进行的动态测试，除了血糖计外，多数测试标签的读取率能达到100%，但速度加快（100m/min）通过闸门时，则读取率降低，建议可改变天线角度，让有效读取时间拉长（如图4所示）。
应用主动式标签与资产定位雏形系统于实验室中进行读取器布点与模拟读取测试。
(1) 验测需求
由于主动式讯号对于不同厂牌读取器之处理机制不同，无法在同一画面显示不同厂牌之标签。
三点定位需要稳定回传的RSSI值，画面上较不易出现标签漂浮的现象。
目前标签定位准确度约在2~3公尺。
标签移动后至系统画面显示，约需5秒以上的反应时间。
以下撷取验证系统的两个主要画面：
(1) 因现场建物隔间、人体、温/湿度等的作用，主动式标签讯号不像在实验室模拟的空旷环境，除强度衰减幅度加大，为能涵盖相同的管控区域面积，读取器布放密度将增加（目前运用5个读取器可涵盖15*20m的管控区域）。
(2) 标签讯号在方向性上亦呈现较大的不规则性，必须藉由实际现场量测，以求最佳的读取器安装位置。
(3) 标签定位所依据的RSSI值，取决于标签发射功率、天线增益、以及路径损耗，因此，定位误差在实验室模拟环境（1~2m）比现场所得（2~3m）要小。
(4) 对资产管理而言，系统提供的标签驻留点纪录为重要的数据，标签移动路径亦可供管理者参考。
(5) 可搭配无线网路AP与有线路由器连接各读取点，接收标签讯号，以延伸读取范围，涵盖完整的管控区域（如下图示）。
经过验证，我们分析院内导入后可获得作业效益的改善如下：
验证测试证实RFID技术在医疗仪器设备管理应用的运用流程具有管理效益。除整合了主动式RFID与无线网路技术，作为现阶段解决方案之外，亦验证现有医疗仪器及设备可运用一般物流用被动式贴纸标签，可降低导入经费。透过RFID技术除简化人工与纸本纪录处理模式，在照护过程中，亦可藉由即时发送警示，降低设备遗失机率；并强化临床照护管理，提升作业效率。
建议RFID硬体业者可开发运用于小区域感应的locator，以提升定位的准确性。而在医院作业流程中，针对贴用被动式标签之小型医疗资产，可统一集中存放于储存待工区域，透过读取器纪录存取状况，在进行护理照护时，可与人员携带或护理车上已配备的被动式读取器与主动式标签进行连结，透过主动式RFID定位系统掌握被动式标签即时状况。而应用系统厂商可进一步开发主/被动式RFID整合的资产管理系统，提供更完整的解决方案。
现况说明与议题分析
经调查目前全院的心电图监视器仅有14台，为服务全院住院与门诊病患，各式医疗仪器与设备的资源可说是相当有限。而目前并没有一套系统化的管理机制，让医护人员可即时的掌握设备所在地点，在实际照护作业中，常需要藉由口头询问，实地寻找，才能开始进行照护，无形中增加病人等待的时间。另外，有些设备由于轻巧且携带方便，在临床照护过程中也可能遗失，衍生重新购置的耗费。而仪器设备的使用与维修纪录亦不完整，无法借以评量仪器设备的使用效率，是否该替换，还是送修？且每年全院盘点，依靠目视比对耗时费力，保管移交清点费时。因此，在今年的医院安全关怀RFID计划中，针对贵重仪器辨识方面也规划了RFID技术的应用，然而，并没有规划执行“即时的资产定位”，而且，规划仅运用主动式标签来辨识资产，但许多资产因为体积不大，其实是无法贴附主动式标签的。所以，针对医疗仪器与设备管理，将需要思考合适贴用的标签，评估合适的读取器，探讨RFID辨识资产定位管理系统的需求，并结合院内无线网路，即时掌握医疗设备的所在位置，提升医护人员作业效率。
执行作法
确认验证个案
1、应用范围界定
院内备有各式的医疗仪器与设备，本次的验证范围，首先针对可移动的贵重仪器及设备，进行筛选。经过与病房的护理长沟通后，则锁定体积轻巧容易携带的血糖机及耳温枪，由护士手推于病房中进行照护的行动护理车，移动性较不频繁的病床，及在公共区域所使用的电视机上盒。验证内容将针对以上设备的运用情形，材质与大小，选择合适贴用的标签。如利用被动式物流用或金属用标签，将进行静态及动态的读取距离测试，评估合适的读取器。若利用主动式标签管理资产，则验证区域定位，自动发送警示通知的需求。读取器安装的位置及数量，亦是效益探讨的重点。
2、个案可行性评估
国内主动式RFID的产品在近五年已历经不同的教学及区域医院的应用，而被动式RFID在资产管理上，也有相对应的金属标签产品；而在定位系统开发方面，亦有业者积极投入，所谓的即时定位系统（Real-Time Location System, RTLS）将是全球主动式RFID应用的趋势。透过此次的概念验证，将可整合我国业者在软硬体的实力，为新一代资产或人员定位管理整体解决方案铺路。
3、执行架构
验证团队先与卫生署相关主管单位沟通(科技发展组、医院管理委员会)之后，选择署立台北医院为主要的使用测试单位，于四月召开业者说明会说明验证内容之后，与9家有意愿参与的业者（RFID硬体7家，软体一家，验测中心一家）携手合作，进行医疗仪器设备管理应用的概念验证测试。实证测试执行架构如下图：
分析验证需求
1、验证情境分析
医疗仪器设备管理应用作业情境如下图所示：
(1) 此次验证主要针对移动式医疗仪器与设备，测试多款RFID产品的读取率、厘清技术疑点，并测试被动式金属标签读取效果。
(2) 针对体积轻巧容易携带，易遗失的设备，测试闸门式动态读取性能。
(3) 针对贴附主动式标签的仪器设备，进行于病房、走道、护理站、出入口之定位模拟测试，于验证系统中定义警戒区域，如分娩室、电梯及楼梯出入口等，并定义警讯内容。
本概念验证在选择合适的标签与读取器，资产管理定位系统需要达成以下的验证指标：
(1) 设备寻找时间：降低80%
(2) 盘点时间：节省50%
(3) 标签定位精确度小于3公尺
(4) 主动式系统可与无线网路结合运用
实作验证雏形
1、第一阶段基本性能验测
第一阶段共测试5种UHF物流用贴纸标签，5种UHF金属用标签，共三款被动式读取器，分别进行静态读取距离与动态读取性能测试。重点结论如下：
(1) 读取标签时仍以读取天线正对标签时之读取距离最佳。
(2) 手持式读取器读取长条形标签时，当标签与读取器天线呈平行时，读取效果较佳。
(3) 标签天线尺寸愈大，读取距离仍较佳。
(4) 一般物流用贴纸式标签可运用于非金属表面的医疗用品，读取距离则受限于可贴用的标签尺寸。
(5) 为了于出入口感测被动式标签，较适合架设外接式天线的读取器。
(6) 以70m/min进行的动态测试，除了血糖计外，多数测试标签的读取率能达到100%，但速度加快（100m/min）通过闸门时，则读取率降低，建议可改变天线角度，让有效读取时间拉长（如图4所示）。
应用主动式标签与资产定位雏形系统于实验室中进行读取器布点与模拟读取测试。
(1) 验测需求
由于主动式讯号对于不同厂牌读取器之处理机制不同，无法在同一画面显示不同厂牌之标签。
三点定位需要稳定回传的RSSI值，画面上较不易出现标签漂浮的现象。
目前标签定位准确度约在2~3公尺。
标签移动后至系统画面显示，约需5秒以上的反应时间。
以下撷取验证系统的两个主要画面：
(1) 因现场建物隔间、人体、温/湿度等的作用，主动式标签讯号不像在实验室模拟的空旷环境，除强度衰减幅度加大，为能涵盖相同的管控区域面积，读取器布放密度将增加（目前运用5个读取器可涵盖15*20m的管控区域）。
(2) 标签讯号在方向性上亦呈现较大的不规则性，必须藉由实际现场量测，以求最佳的读取器安装位置。
(3) 标签定位所依据的RSSI值，取决于标签发射功率、天线增益、以及路径损耗，因此，定位误差在实验室模拟环境（1~2m）比现场所得（2~3m）要小。
(4) 对资产管理而言，系统提供的标签驻留点纪录为重要的数据，标签移动路径亦可供管理者参考。
(5) 可搭配无线网路AP与有线路由器连接各读取点，接收标签讯号，以延伸读取范围，涵盖完整的管控区域（如下图示）。
经过验证，我们分析院内导入后可获得作业效益的改善如下：
验证测试证实RFID技术在医疗仪器设备管理应用的运用流程具有管理效益。除整合了主动式RFID与无线网路技术，作为现阶段解决方案之外，亦验证现有医疗仪器及设备可运用一般物流用被动式贴纸标签，可降低导入经费。透过RFID技术除简化人工与纸本纪录处理模式，在照护过程中，亦可藉由即时发送警示，降低设备遗失机率；并强化临床照护管理，提升作业效率。
建议RFID硬体业者可开发运用于小区域感应的locator，以提升定位的准确性。而在医院作业流程中，针对贴用被动式标签之小型医疗资产，可统一集中存放于储存待工区域，透过读取器纪录存取状况，在进行护理照护时，可与人员携带或护理车上已配备的被动式读取器与主动式标签进行连结，透过主动式RFID定位系统掌握被动式标签即时状况。而应用系统厂商可进一步开发主/被动式RFID整合的资产管理系统，提供更完整的解决方案。
