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RFID技术在医院管理中的应用
作者：保鹏飞 汤明新 欧阳亚迪
来源：RFID世界网
日期：2009-01-07 10:56:00
摘要：本文介绍了在医院中，使用RFID，依托医院现有的网络，实现对医护人员、在院患者、公用医疗设备及贵重药品进行有
效管理的一套系统，并对实施中可能遇到的问题进行了分析。
无线射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)，是非接触式自动识别技术的一种。RFID近年来得到广泛的重视，并被认为最终将取代现有的条形码技术。与传统条形码依靠光电效应不同的是，RFID标签无须人工操作，在阅读器的感应下可以自动向阅读器发送标签内存储的信息，从而实现信息处理的自动化。在医疗行业中，借助于RFID可以加速医院的数字化进程。使用RFID可以方便的实现对患者的管理 、重要医疗设备及药品的追踪 ，从而实现流程优化，降低运行成本，提高服务质量、工作效率和管理水平。
1 RFID
RFID系统由标签、阅读器、天线及应用系统组成。标签由耦合元件及芯片组成，每个RFID标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器是读取标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线用于在RFID标签和阅读器间传递射频信号；应用系统负责处理阅读器接收到的数据，并对数据进行分析处理。RFID标签拥有与现有的条形码标签相比，具有存储容量大、使用寿命长、操作距离长、可重复使用、识别速度快等优点。
RFID的工作原理是：阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号；当RFID标签进入阅读器工作场时，其天线产生感应电流，从而RFID标签被激活并向阅读器发送出自身编码等信息 ；阅读器接收到来自标签的载波信号，对接收的信号进行解调和解码后送至应用系统进行处理；应用系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号。
2 可行性分析
2．1 频率选择13．56 MHz以下的RFID技术已相对成熟，但是阅读器工作距离短，位于中高频段的RFID技术，特别是860～960 MHz(UHF频段)的远距离RFID技术也已经成熟，并且有较多的应用。UHF频段RFID产品一般有效范围是10米，并且可以同时跟踪几十个目标。
2．2 安全性分析每个RFID标签具有一个按照国际统一的电子产品代码编制的全球唯一编码，这个标签在出厂前就已经写在标签内，并且不可更改。芯片内的数据可以加密，并且可以按照扇区锁定重要信息。
2．3 成本分析现在电子标签的成本越来越低，2O06年，每只标签的价格已经降到了5美分，并且由于标签可以读写、可以重复使用，因此标签的成本可以进一步降低。
3 RFID在医院中的应用
在医院管理中，可以使用RFID电子标签给每个医师、护士、患者、公用医疗设备、贵重药品配备电子标签，以便于对患者及设备的管理，期望能够实现如下场景：患者家属希望带患者到医院外就餐，当患者走近活动区的门口时，能够根据该患者的行踪判断患者有可能离开活动区域，于是启动报警机制，通知患者所在的病区及门口的工作人员，劝说该患者留在医院。科室主任希望知道本科室医师的出勤情况，通过查询模，调出一段时间内本科室医护人员的各种出勤报表，如出勤率、总出勤时间、迟到／早退记录、未出勤时间等。经治医师想知道所负责的患者的位置时，通过计算机，选择要查找的患者，然后在屏幕上就显示出该患者的具体位置，如果需要还可以查询患者在近一段时间内都经过了哪些地方。
3．1 硬件系统设计
目前，各个医院基本上都已经建立了HIS系统，并且布置了遍及医院的网络，本文设计的方案利用了医院现有的HIS系统和网络，并在此基础上完成对患者、医疗设备及药品的管理，系统由硬件及软件两部分组成。系统硬件由RFID标签、RFID天线及阅读器、RFID系统服务器、终端及网络设备组成，系统的各个组成部分通过网络构成一个整体。
3．1．1 RFID标签
所有在院的医护人员都配发一个RFID标签，患者人院时，由住院处给患者发放RFID标签；公用医疗设备及重要药品在购人后在安装RFID标签后才能使用。每个标签标识一个不同的管理对象。当标签进入工作区后，接收到特定的电磁波，产生感应电流，然后标签被激活，并向阅读器发送出自身编码等信息。
3．1．2 RFID天线及阅读器
天线用于实现标签与阅读器之间的通信，标签被激活后向阅读器发送信号，然后阅读器接收到来自标签的载波信号，对接收的信号进行解调和解码后送至计算机进行处理。当标签携带者通过或接近任何一个阅读器时，阅读器即会感应到信号，同时立即上传到RFID服务器上，并记录具体信息，如标签携带者的ID、位置、具体时间等。
3．1．3 终端PC或者PDA等
用于显示对标签携带者实时监控的结果，提供查询、统计功能。
3．1．4 RFID系统服务器
接收各个读卡器发送过来的标签信息，对标签进行识别，解析接收到的数据，记录标签的位置信息，并判断标签是否在预定的区域内活动，是否需要报警等。
3．1．5 网络
包括交换机、路由器等网络设备，可与HIS系统共用。在处理RFID信息时，完成数据交换功能。
3．2 软件系统设计
软件是指运行于RFID服务器及各个终端的应用软件，用于实现对标签携带者跟踪定位，对其位置信息进行采集、分析、存储、查询，主要由标签维护、权限认证、实时监控与显示、数据查询、数据统计等功能模块组成。
3．2．1 标签维护模块
维护每个标签携带者的信息。现有的HIS系统中都有自己的患者ID生成方法，因此需要建立标签中的全球唯一编码与现有HIS系统中患者之间的关联。同时，在标签中设置一些基本信息，如患者ID、病名、血型、过敏史等，方便医护人员在给患者服药、注射、检查检验时确认患者身份。配合医护人员中手中的阅读器，还可以避免重复录入患者的基本信息，减少出错的可能性。根据对医院区域进行划分，设置标签携带者可以活动的范围。
3．2．2 权限认证模块
判断标签是否在预定的范围内活动，根据系统中预设的信息及规则进行判断，如患者或者医疗设备离开其允许活动的区域时，启动报警功能。
3．2．3 实时监控与显示模块
标签携带者的位置信息通过安装在医院各处的阅读器发送到RFID系统服务器后，再由监控端软件实时的获取标签的位置信息，并在地图上实时显示出来，便于院方工作人员掌握患者及设备的位置。如果标签携带者超出了设置的活动范围，给医护人员发出警告信息，请求医护人员处理。
3．2．4 数据查询模块
根据输入的条件进行复合查询，如查询某个患者或者设备的位置，患者的活动轨迹，某个区域内所有患者的情况等。
3．2．5 数据统计模块
根据记录在数据库中各标签的位置信息，统计医护人员的考勤情况，医疗设备的使用情况等，并按照指定的格式生成报表。
3．3 应注意的问题
在实施中需要注意阅读器及天线的分布问题，阅读器的工作范围是lO米左右，天线的工作范围是几十米，因此合理的设置天线和阅读器的分布，布置的密了成本高，疏了可能达不到设计的要求。从成本和实用性的角度考虑，应该重点对医院各个区域的出入口及交界进行覆盖。
另外还应该结合固定阅读器和移动阅读器，在区域人121，比如说病房楼人121、楼层人121处及病区人口等地方使用固定阅读器；在病房内，护士可以使用手持的阅读器读取病房内患者的信息，对患者执行医嘱。
4 结论
本文介绍的使用RFID的管理系统采用非接触式信息采集处理，实现对患者、医疗设备自动识别，方便对医院工作人员的考勤，从而实现目标的自动化管理，能从很大程度上提高医院的管理效率。并且系统经过简单的扩充，还可以实现门禁系统等功能，具有良好的扩充性。因此，RFID在医疗管理中有广阔的应用前景。
(解放军总医院计算机室，A第二军医大学卫勤系卫生事业管理教研室 保鹏飞 汤明新 欧阳亚迪）
1 RFID
RFID系统由标签、阅读器、天线及应用系统组成。标签由耦合元件及芯片组成，每个RFID标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器是读取标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线用于在RFID标签和阅读器间传递射频信号；应用系统负责处理阅读器接收到的数据，并对数据进行分析处理。RFID标签拥有与现有的条形码标签相比，具有存储容量大、使用寿命长、操作距离长、可重复使用、识别速度快等优点。
RFID的工作原理是：阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号；当RFID标签进入阅读器工作场时，其天线产生感应电流，从而RFID标签被激活并向阅读器发送出自身编码等信息 ；阅读器接收到来自标签的载波信号，对接收的信号进行解调和解码后送至应用系统进行处理；应用系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号。
2 可行性分析
2．1 频率选择13．56 MHz以下的RFID技术已相对成熟，但是阅读器工作距离短，位于中高频段的RFID技术，特别是860～960 MHz(UHF频段)的远距离RFID技术也已经成熟，并且有较多的应用。UHF频段RFID产品一般有效范围是10米，并且可以同时跟踪几十个目标。
2．2 安全性分析每个RFID标签具有一个按照国际统一的电子产品代码编制的全球唯一编码，这个标签在出厂前就已经写在标签内，并且不可更改。芯片内的数据可以加密，并且可以按照扇区锁定重要信息。
2．3 成本分析现在电子标签的成本越来越低，2O06年，每只标签的价格已经降到了5美分，并且由于标签可以读写、可以重复使用，因此标签的成本可以进一步降低。
3 RFID在医院中的应用
在医院管理中，可以使用RFID电子标签给每个医师、护士、患者、公用医疗设备、贵重药品配备电子标签，以便于对患者及设备的管理，期望能够实现如下场景：患者家属希望带患者到医院外就餐，当患者走近活动区的门口时，能够根据该患者的行踪判断患者有可能离开活动区域，于是启动报警机制，通知患者所在的病区及门口的工作人员，劝说该患者留在医院。科室主任希望知道本科室医师的出勤情况，通过查询模，调出一段时间内本科室医护人员的各种出勤报表，如出勤率、总出勤时间、迟到／早退记录、未出勤时间等。经治医师想知道所负责的患者的位置时，通过计算机，选择要查找的患者，然后在屏幕上就显示出该患者的具体位置，如果需要还可以查询患者在近一段时间内都经过了哪些地方。
3．1 硬件系统设计
目前，各个医院基本上都已经建立了HIS系统，并且布置了遍及医院的网络，本文设计的方案利用了医院现有的HIS系统和网络，并在此基础上完成对患者、医疗设备及药品的管理，系统由硬件及软件两部分组成。系统硬件由RFID标签、RFID天线及阅读器、RFID系统服务器、终端及网络设备组成，系统的各个组成部分通过网络构成一个整体。
3．1．1 RFID标签
所有在院的医护人员都配发一个RFID标签，患者人院时，由住院处给患者发放RFID标签；公用医疗设备及重要药品在购人后在安装RFID标签后才能使用。每个标签标识一个不同的管理对象。当标签进入工作区后，接收到特定的电磁波，产生感应电流，然后标签被激活，并向阅读器发送出自身编码等信息。
3．1．2 RFID天线及阅读器
天线用于实现标签与阅读器之间的通信，标签被激活后向阅读器发送信号，然后阅读器接收到来自标签的载波信号，对接收的信号进行解调和解码后送至计算机进行处理。当标签携带者通过或接近任何一个阅读器时，阅读器即会感应到信号，同时立即上传到RFID服务器上，并记录具体信息，如标签携带者的ID、位置、具体时间等。
3．1．3 终端PC或者PDA等
用于显示对标签携带者实时监控的结果，提供查询、统计功能。
3．1．4 RFID系统服务器
接收各个读卡器发送过来的标签信息，对标签进行识别，解析接收到的数据，记录标签的位置信息，并判断标签是否在预定的区域内活动，是否需要报警等。
3．1．5 网络
包括交换机、路由器等网络设备，可与HIS系统共用。在处理RFID信息时，完成数据交换功能。
3．2 软件系统设计
软件是指运行于RFID服务器及各个终端的应用软件，用于实现对标签携带者跟踪定位，对其位置信息进行采集、分析、存储、查询，主要由标签维护、权限认证、实时监控与显示、数据查询、数据统计等功能模块组成。
3．2．1 标签维护模块
维护每个标签携带者的信息。现有的HIS系统中都有自己的患者ID生成方法，因此需要建立标签中的全球唯一编码与现有HIS系统中患者之间的关联。同时，在标签中设置一些基本信息，如患者ID、病名、血型、过敏史等，方便医护人员在给患者服药、注射、检查检验时确认患者身份。配合医护人员中手中的阅读器，还可以避免重复录入患者的基本信息，减少出错的可能性。根据对医院区域进行划分，设置标签携带者可以活动的范围。
3．2．2 权限认证模块
判断标签是否在预定的范围内活动，根据系统中预设的信息及规则进行判断，如患者或者医疗设备离开其允许活动的区域时，启动报警功能。
3．2．3 实时监控与显示模块
标签携带者的位置信息通过安装在医院各处的阅读器发送到RFID系统服务器后，再由监控端软件实时的获取标签的位置信息，并在地图上实时显示出来，便于院方工作人员掌握患者及设备的位置。如果标签携带者超出了设置的活动范围，给医护人员发出警告信息，请求医护人员处理。
3．2．4 数据查询模块
根据输入的条件进行复合查询，如查询某个患者或者设备的位置，患者的活动轨迹，某个区域内所有患者的情况等。
3．2．5 数据统计模块
根据记录在数据库中各标签的位置信息，统计医护人员的考勤情况，医疗设备的使用情况等，并按照指定的格式生成报表。
3．3 应注意的问题
在实施中需要注意阅读器及天线的分布问题，阅读器的工作范围是lO米左右，天线的工作范围是几十米，因此合理的设置天线和阅读器的分布，布置的密了成本高，疏了可能达不到设计的要求。从成本和实用性的角度考虑，应该重点对医院各个区域的出入口及交界进行覆盖。
另外还应该结合固定阅读器和移动阅读器，在区域人121，比如说病房楼人121、楼层人121处及病区人口等地方使用固定阅读器；在病房内，护士可以使用手持的阅读器读取病房内患者的信息，对患者执行医嘱。
4 结论
本文介绍的使用RFID的管理系统采用非接触式信息采集处理，实现对患者、医疗设备自动识别，方便对医院工作人员的考勤，从而实现目标的自动化管理，能从很大程度上提高医院的管理效率。并且系统经过简单的扩充，还可以实现门禁系统等功能，具有良好的扩充性。因此，RFID在医疗管理中有广阔的应用前景。
(解放军总医院计算机室，A第二军医大学卫勤系卫生事业管理教研室 保鹏飞 汤明新 欧阳亚迪）
