RFID技术在医院应用试点探讨

　　一、 RFID 简介

　　（一） RFID 定义与特点

　　RFID 是Radio Frequency IDentification 的缩写，即射频识别，俗称电子标签，它是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别对象并获取相关数据。

　　RFID 系统由三部分组成：

　　1、标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；
　　2、阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；
　　3、天线(Antenna)：在标签和读卡器之间传递射频信号，电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，

　　在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别体的目的。通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。RFID 技术的基本工作原理并不复杂：阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）。主动标签自身带有电池供电，读/写距离较远同时体积较大，与被动标签相比成本更高，也称为有源标签。被动标签由阅读器产生的磁场中获得工作所需的能量，成本很低并具有很长的使用寿命，比主动式标签更小也更轻，读写距离则较近，也称为无源标签。

　　通常阅读器发送时所使用的频率被称为RFID 系统的工作频率，目前基本上划分为：低频（125KHz、134KHz）、高频（13.56MHz）、超高频（860MHz－960MHz）、极高频（也可称之为微波2.45GHz），它们目前各频段都有各自的技术参照标准：低频（125KHz、134KHz）ISO 11784/85 Animal IDRead-only、ISO 14223/1 Animal ID R/W、FCD ISO 18000-2 Item Management，高频（13.56MHz）ISO 15693、FDIS ISO 18000-3 Item Management，超高频（860MHz-960MHz) ANSI MH 10.8.4Returnable Containers、FCD ISO 18000-6 Item Management，极高频（微波2.45GHz）CDISO 18000-4 Item Management、ANSI MH 10.8.4 Returnable Containers，其中以低频和高频的RFID 技术最为成熟，超高频以上频率的RFID 标准各国有一定的差异。欧洲使用的超高频是868MHz，美国的则是915MHz，日本目前不允许将超高频用到射频技术中。

　　RFID 具有应用便利，无机械磨损，使用寿命长，无需可见光源，穿透性好，抗污染能力和耐久性强，而且，可以在恶劣环境下工作，对环境要求低，读取距离远，无需与目标接触就可以得到数据，支持写入数据，无需重新制作新的标签，可多次读写、数据的记忆容量大、容易小型化和多样化的形状，并可重复使用，利用防冲撞技术，能够识别高速运动物体并可同时识别多个标签等特点。RFID 作为一种革命性的技术，进入我们的视线，并引起各个应用领域广泛的关注。我们可以形象地将RFID 比喻成：每一台机器的IP 地址，RFID 就是让每一件商品也都有自己唯一的“IP”地址，在此基础上构筑物品的物联网，当物联网的构想成为现实时，世界上的万事万物无论何时、无论何地都能够彼此相联、互相“交流”。

　　（二） RFID 与条形码差异

　　条形码是一种应用非常广泛的自动识别技术，它是靠激光来读取信息、能识别一类物体，它的技术成熟、成本低廉、易于制作、应用普及性好，但条形码易损，怕污染，不防水以及只能近距离读取信息，同时需要与数据库进行匹配使用，但RFID 与之相比优势非常明显，根据RFID 基本原理与特点，它可以：对标签根据需要进行近距离和远距离的选择性的数据读取，它也可对单件物品或多个物品一次读入信息，同时RFID 识别速度快，可透过外部材料读取数据，且使用寿命长，能嵌入或附于不同形状、类型的产品上，可动态改变标签内数据，存取数据信息有密码保护，储存信息量大，标签的内容可以动态改变，能在恶劣环境下
工作，可对RFID 标签所附着的物体进行追踪定位。条形码与RFID 从功能上讲，它们之间有相近的地方，这二种技术将在各自应用领域内发挥作用，在今后很长的一段时间内它们将互相补充、长期共存。

　　（三） RFID 应用点
　
　　RFID 技术在国内、外发展很快，尤其是国外的应用已呈多元化趋势。

　　根据RFID 不同特性,可分为近距离、远距离、可读可写型芯片以及通用性等应用，近距离检测的应用有:财产管理、零售业、社会安全、注册、自动生产线和生产过程管理、赝品鉴别、动物识别、物流管理等；远距离检测的应用有：财产管理、零售业中的库存管理、社会安全方面的敏感物资管理和敏感人员管理、快速空间定位应用、缺席检测应用、仓库与运输过程管理等；可读可写型标签的应用有：财产管理、零售业中的运输和仓库管理、社会安全方面的敏感物资控制和敏感人员控制、防伪鉴别中的钱币以及药品和食品业的完全可跟踪性；通用性方面的应用有：敏感物质控制，例：军用物质和设备、肩扛式武器、智能炸弹、直升机、飞机、坦克等的临散部件、爆炸物、化学物品、核材料、污染物、有毒物等；敏感人员控制，例：传染病的携带者、像 SARS 、禽流感一样的疾病危机、人员的隔离、在押人犯管理、紧急情况下的特殊许可识别；财产（设备）管理中的防盗、减少失误、财产清点和使用效率等；零售业中的集装箱和货担、箱装货物、零售新模式等；健康服务中的病人管理、医用器材管理、病人安全的手术和治疗、医护人员和病人紧急情况下的定位、减少人为错误、授权控制等；供应链管理中的运输、仓库、分配通道、局部库存、完全的可跟踪性、实时和连续的监测等；RFID在生产制造和装配、航空行李处理、邮件/快运包裹处理、文档追踪/图书馆管理、动物身份标识、运动计时、门禁控制/电子门票、道路自动收费等诸多方面都有不同程度的应用。
　　
　　随着RFID 技术的不断成熟， RFID 普遍应用将是不可逆转的一种趁势，它将会像互联网一样，走进我们的生活。

　　二、RFID 应用尝试

　　近年来随着射频识别技术在国内外迅速发展，医疗行业也开始尝试RFID 的应用点。根据医疗行业的特殊性，在国内同行业之中没有“前车之鉴”的情况之下，我们开始了RFID医院应用尝试的探索之路。

　　（一） 制订RFID 应用试点策略，做好基础准备

　　首先以不影响医院内部在线信息系统运转为前提，选择应用试点范围小、涉及内容多、影响面小、有一定的独立性，且使用效果明显，有发展空间的应用点。在这样的指导思想下，我们选择产科的母婴身份识别作为第一应用点，选择护士胸卡作为第二应用点，选择产科病区门禁作为第三应用点，将这三个应用点联系起来建立“新华医院母婴、护士RFID 标签管理系统”。

　　我们为什么选择母婴标识管理的应用，由于新生婴儿特征相似，而且理解和表达能力欠缺，如果不加以有效的标识往往会造成错误识别，结果给各方带来无可挽回的巨大影响。因此，对新生儿的标识除必须实现病人标识的功能之外，同时，母亲与婴儿是一对匹配，单独对婴儿进行标识存在管理漏洞，无法杜绝恶意的人为调换。因此，对新生婴儿及其母亲进行双方关联标识，用同一编码等手段将亲生母子联系起来。在医护人员和母亲之间进行婴儿看护，在临时转换时，双方应该同时进行检查工作确保正确的母子配对。同时在现有的母婴信息系统流程的基础上，为新生儿和母亲建立RFID 档案，与已有的HIS 做好数据的互联互通，记录母亲和婴儿的各种活动。系统建成后可在工作环节中减少人为的错误，提高护理的工作效率，并且建立更为详细完善的健康档案。
　　
　　这三个应用点的选择我们认为既有病人（含成人和婴儿），又有医护人员，兼有门禁管理的尝试，有利于以后应用推广，同时我院有47 个病区，选择1 个病区作为试点，也利于及时总结、不断修正、完善，而且这三个应用点相对比较独立，即可做到与HIS 的数据互通互联，也有一定的独立性。其次，在RFID 工作频率、标签选型、中间件、系统整合等方面慎重对待，在“RFID身份识别管理系统”中，我们采用的工作频率为13.56MHz，其技术相对比较成熟，采用被动式标签，外部信号激活后传输信息，便携式和台式读写卡器和PDA，标签样式选择便捷、柔软，除本身具备的物理特性外，还具防水、防酒精、不易脱落、调换等特性,符合ISO 标准15693,有防冲撞算法, 读写卡器通讯距离可达4cm，有抗冲突管理，芯片容量选用2Kbit,以信息读取准确率为首要需求，注重中间件的选择、综合考虑中间件与硬件设备的兼容性，母婴标签存储信息有：医院号、住院号、住院日期（时间）婴儿出生日期（时间）、婴儿标志、母亲标志、信息更新区、保留区等等；母婴腕带、胸卡及读写卡器

　　（二） 进行RFID 应用系统分析，做好功能界定

　　“新华医院RFID 应用系统”有以下五部分组成：非接触式存储标签（腕带、胸卡）、台式非接触式读卡器、非接触读卡器闪存模块等；服务器、PC、PDA、打印机等外设；系统软件、应用软件、接口软件、中间件等；系统集成、培训（管理、操作、规则等）、实施；修正、完善、改良和调整。流程描述分三个应用点：

　　第一个应用点：产妇入院进入产科病区——护士制作母亲腕带（一次性）——PDA 信息确认——新生儿出生（产房）——护士制作新生儿腕带（一次性）——PDA 信息确认（与母亲）；
　　第二个应用点：一次性护士胸卡制作——上班PDA 登录——为母婴护理PDA 上进行选择（反复）——下班注销；
　　第三个应用点：（产科病房内）新生儿离开母亲——沐浴、护理、隔离——出院或（转运）等；系统主要功能有:标签制作、标签识别、身份认证、查询医嘱（执行）、标签管理、信息查询、系统管理、护理操作记录等硬件环境组成：RFID 应用服务器与控制服务器各一台、PC 电脑、PDA、移动式和台式读/写卡器、13.56MHz 腕式标签等。软件运行环境和相关配置：系统核心RFID Server Kernel、APP Server Kernel、PDA应用程序；运行环境包括Windows 2003、Java、JBoss、MS SQL Server；便携式设备上RFID应用程序 Pocket 2002/2003，Windows Mobile 2003， WinCE.Net 等。

　　（三） 做好RFID 试用效果分析，适时推广应用

　　从应用试点情况反馈：母婴腕带信息匹配准确，标签数据读取准确率高，中间件兼容性良好，与现有系统的数据实现互通互联，减少了护嘱录入或书写，护士操作便捷，增加护士护理母婴的时间，同时减少差错，提高时效率和病人安全性，同时为探索RFID 在医疗行业适用范畴，为下一步广泛应用奠定基础。操作界面RFID 是一种先进的数据采集技术手段，它需要一个良好的应用系统。任何技术手段的改变，都会带来相应的业务流程改变，使用RFID 在很大程度上可以减少手工操作、提高效率，这就要求相应的业务流程也作改变以适应新技术，达到业务流程重组。如果没有一个达到一定应用水平的系统信息，就很难将RFID 用起来或者即使用起来也达不到预期效果。所以RFID 在医疗行业的应用，不但涉及流程的改变，还有可能要求相关的法规、制度也进行同步调整。我们相信，随着RFID 应用第一步的迈出，必将进一步推动医疗行业RFID 应用的进程，使RFID 无所不在的时代早日到来。

　　三、RFID 应用尝试的几点思考

　　（一）有关标准问题

　　不同工作频率的RFID，标准也不尽相同，目前最具有代表性是EPC global 和ISO 等组织推行的相关标准。RFID 的通信标准是标签芯片设计的依据，目前国际与RFID 相关的通信标准主要有:ISO/IEC 18000 标准（包括7 个部分，涉及125KHz, 13.56MHz, 433MHz, 860－960MHz,2.45GHz 等频段），ISO11785（低频），ISO/IEC 14443 标准（13.56MHz），ISO/IEC 15693 标准（13.56MHz），EPC 标准（包括Class0, Class1 和GEN2 等三种协议,涉及HF 和UHF 两种频段）,DSRC 标准（欧洲ETC 标准，含5.8GHz）。

　　目前RFID 的国际标准出现了融合的趋势，ISO/IEC 15693 标准已经成为ISO18000－3 标准的一部分，EPC GEN2 标准也已经启动向ISO18000－6 Part C 标准的转化。国内已经开始筹建“射频标识(RFID)技术标准工作组”，而且在低频和高频段RFID 标签芯片设计方面的技术比较成熟，高频段方面的设计技术接近国际先进水平，已经自主开发出符合ISO14443Type A、Type B 和ISO15693 标准的RFID 芯片，并成功地应用于交通一卡通和中国二代身份证等项目。

　　（二）应用频率问题

　　RFID 的工作频率是其最重要的特点之一。工作频率不仅决定着RFID 系统工作原理（电感耦合还是电磁耦合）、识别距离，还决定着射频标签及读写器实现的难易程度和设备的成本。工作在不同频段或频点上的射频标签具有不同的特点。射频识别应用占据的频段或频点在国际上有公认的划分，即位于ISM 波段之中。典型的工作频率有：125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902~928MHz，2.45GHz，5.8GHz 等。近距离RFID 系统主要使用125KHz、13.56MHz 等LF 和HF 频段，技术最为成熟；远距离RFID 系统主要使用433MHz、860MHz-960MHz 等UHF 频段，以及2.45GHz、5.8GHz 等微波频段，目前还多在测试当中，没有大规模应用。然而不同频率在不同环境应用，目前多种频率应用已成为事实。

　　（三）信息安全性问题
　　
　　这是普遍问题，需要认真对待。由于目前RFID 主要应用领域对私密性要求不高，所以很多用户对RFID 的安全问题尚处于比较漠视的阶段，对于应用环境来说，RFID 的整体安全策略是必不可少的。从应用范畴来看RFID 主要用于标识和验证，它可以采用设备本身的技术定义参数，也可采用加密办法，以确保电子标签的信息只可以被授权的用户进行读/写操作，但目前的标准没有对RFID 发射信号提供加密。

　　（四）成本因素问题

　　目前RFID 成本是限制广泛应用的一个重要因素。我们认为RFID 的应用成本，可以通过几个方面的应用优化来进行控制，例如：标签的多次反复使用，利用RFID 本身内在的技术优势，即以正确模式应用RFID，也可能会减少一部分成本压力，另外RFID 标签与读/写卡器的使用寿命较条形码长，RFID 的辅助设备投资相对少一些，其软件实施成本不一定高于条码，还包括应用后的人力成本相对省一些等待，当然还有一些从用户角度无法避免的因素，例：除了芯片本身价格外，还有标签包装费用，由于应用范围不够广泛，即标签使用量不大。随着RFID 技术不断成熟，RFID 用户量不断增加，它的成本会有明显的下降，它将会被大家所接纳。