基于射频识别技术的医疗设备管理系统的开发与应用

　　目的：科学管理各种医疗设备，充分发挥其作用，避免造成资源浪费，确保医院医疗设备的完整、保值、增值。正确核算资产的数量及价值，明确经济责任，监督并促进医疗设备的妥善保管和合理使用，不断提高医疗设备利用率和完好率，充分发挥其医疗效能。

　　方法：针对医疗设备管理的现状，讨论基于射频识别(RFID)技术的医疗设备管理系统，并对系统的体系结构、关键技术、网络拓扑、系统配置和功能模块进行总体设计。特别是对基于RFID技术的医疗设备管理系统中的主要部分—设备数据库进行了详细设计。

　　结果：基于RFID技术的医疗设备管理系统将RFID技术、无线网络技术、数据移动采集管理技术和设备管理软件结合起来，提高了设备信息的精度，节约了人力成本，有效地提高了设备管理的自动化程度。结论：基于RFID的医院医疗设备管理系统的应用能够带来医院医疗设备的管理效益、经济效益和社会效益。

　　随着医院现代化建设的逐步开展，信息化给医院带来了越来越多的实惠与方便，一方面随着信息化的开展方便了群众的就医，另一方面信息化的建设也大大的提高了医院的管理水平和医疗服务水平。

　　医疗设备是医院资产构成的重要组成部分，是完成各科室正常医疗诊治的重要保障。加强医疗设备管理，发挥医疗设备的最大效益，防止医疗设备的流失和闲置，受到了各医院的广泛重视。医疗设备管理在一定程度上反映了医院的管理水平，也是医院信息化发展的一个重要因素。确保医院医疗设备的完整、保值、增值，正确核算资产的数量及价值，明确经济责任，监督并促进医疗设备的妥善保管和合理使用，不断提高医疗设备利用率和完好率，充分发挥医疗设备效能，是医疗设备管理工作的核心目标。

　　针对医院医疗设备管理，选择先进的自动识别技术一射频识别(radio frequency identification,RFID)技术作为技术手段，基于RFID技术的医疗设备管理系统在医疗设备管理的成功应用，将改变长期以来对设备信息难于管理的局面，同时将提高我国医疗事业的自动化程度。目前，RFID在医疗设备管理中的应用正在逐渐兴起，尤其在欧美发达国家，越来越多的医院将RFID技术引入医疗设备日常管理中，用来解决由于医院固定资产价值高、使用周期长和管理不到位所造成的实物与财务账目不符、折旧计算繁琐、医疗器械的重复购置及使用率不高等问题，运用RFID无线射频识别和信息采集技术，高效地实现固定资产的信息化管理，准确的查询功能，独特的权限管理理念，使医院各级管理者随时了解医院所有固定资产的全面信息。

　　1 硬件基础

　　1.1 RFID概述

　　RFID是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，它兼容并超越条形码识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，操作快捷方便，现在已广泛运用于制造、物流、公共安全、零售、医疗、资产管理等行业。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现大范围内物品跟踪与信息共享。RFID技术应用于医疗设备管理，可大幅提高管理与运作效率，降低成本，在医院医疗设备管理领域具有深入和广泛的应用前景。

　　RFID与条形码两者概念相似，目的都是快速准确地确认追踪目标物体，但二者有如下主要区别：

　　⑴阅读距离与速度：手持式二维条码扫描枪的阅读距离最大到1 m，而RFID手持设备的阅读距离根据不同频率的RFID标签而决定，典型距离为3.10 m。条形码和RFID标签的阅读速度可以满足手工作业的需求。在使用固定式阅读器阅读时，数个射频标签在阅读范围内可一次性识别，且射频识别的距离比条形码远许多。

　　⑵条形码是“可视技术”，扫描仪在人为的指导下工作，只能接收其视野范围内的条形码。相比之下，RFID不要求看见目标，只要在接受器的作用范围内就可以被读取，不需要光源，甚至可以透过外部材料读取数据。

　　⑶条形码所能承载的数据量极小，一般只能存储一个起唯一标识作用的编码;而射频标签的芯片容量较大，可存储该设备的详细信息，如设备名称、产地、品牌、购置日期及维修记录等与该设备相关的信息。

　　⑷条形码一般印刷在塑料胶条上，容易磨损、污染，一段时间以后条码不清晰就会造成识别困难;射频标签使用寿命长，对表面污染不敏感，能在恶劣环境下工作。

　　⑸条形码的粘贴受设备表面形状、材质的限制，而射频标签能够轻易嵌入或附着在不同形状、类型的产品上。

　　⑹条形码一旦打印出来不能改写;射频标签的内容可做动态改变，可以写入及存取数据，写入时间比打印条形码所用时间更少。

　　⑺条形码有公开的编写标准，安全性低;而标准射频标签的数据存取有密码保护，安全性更高。

　　⑻条形码均是无源标识，而射频标签分有源和无源两种，有源射频标签可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位。由于医疗设备具有价值昂贵、科技含量高、相关信息量较大、形状材质多样、安装放置条件复杂等特点，基于RFID的医疗设备管理系统比基于条形码或数字码的系统更具优势和潜力。

　　1.2 RFID系统构成

　　RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成，如图1所示。

图1 RFID硬件结构图

　　⑴标签：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;

　　⑵阅读器：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;

　　⑶天线：在标签和读取器间传递射频信号。

　　1.3 RFID的基本原理

　　RFID技术的基本工作原理：当标签进入磁场后，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(Passive Tag，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);解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

　　一套完整的RFID系统是由阅读器(Reader)、电子标签(TAG)也是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统3个部份所组成。其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder,用以驱动 Transponder电路将内部的数据送出，此时 Reader 便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理,如图2所示。

图2 RFID系统工作原理

　　以RFID标签阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成，感应耦合(Inductive Coupling)及后向散射耦合(Backscatter Coupling)两种，一般低频的RFID大都采用第一种式，而较高频大多采用第二种方式。

　　阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元如图3所示)。

图3 RFID 卡片阅读器

　　1.4 RFID的类别

　　1.4.1 无源RFID

　　无源RFID技术的应用主要集中于患者腕带管理、医疗器械管理、医疗垃圾管理以及危险药品追溯管理等领域，频段根据识读距离不同，可采用13.56MHz或915 MHz，各有优势。无源RFID标签可封装成多种形式：

　　⑴Label—剥离底纸直接粘贴于纸质包装箱上。适用于物流、供应链管理等(如图4所示)。

图4 Label(贴纸型)RFID标签

　　⑵标准卡—PVC层压的标准卡，持在手中或挂于胸前。主要应用于人员管理等。

　　⑶金属标签—可直接粘贴于带金属外壳的设备上。主要适用于机箱等资产管理领域。

　　⑷其他特殊封装方式，如：耐高温可清洗标签—主要应用于中心供应室对蒸汽灭菌或清洗消毒的器械等进行全程追踪管理，最高可工作温度>140 ℃(如图5所示)。

图5 耐高温可清洗标签

　　1.4.2 有源RFID

　　有源RFID具备通讯距离远、主动性识读、防冲撞能力强等优点，医院将有源RFID技术广泛应用于老人看护、新生婴儿管理、医护人员定位及贵重医疗器材管理等领域，帮助医院大大改善了管理和提高医疗服务质量(如图6所示)。

图6 有源RFID装置

　　2 软件设计

　　目前，很多医院使用的医疗设备管理系统，只是一个基于条形码或数字码的资产出入库管理软件，包括简单的报表、查询功能，个别软件公司也开发了简单的设备购置、维修、报废等模块。通过实践发现，这类软件与现行的医疗设备管理制度及流程并不匹配，无法真正使用这些管理模块，最终使整套软件成为一个简单的数据库。

　　本项目的主要目的是根据我院医学工程处各项工作的具体制度、流程，以医疗设备从计划购置到报废的整个生命周期为核心，定制编写出完全符合我院实际情况的、基于RFID的医疗设备管理系统。

　　⑴数据库设计，表结构和关系如图7所示。

图7 医疗设备信息表结构和关系

　　⑵本软件采用模块化设计，主要模块架构见表1。

　　3 项目实施

　　3.1 实施步骤

　　3.1.1 数据采集整理

　　由于原有数据库字段及信息量较少，不能满足信息化管理的需求，需要若干名工程师分组到各临床科室普查设备信息，例如拍摄设备照片、统计维修记录、检查运行状态、查看耗材信息、记录设备铭牌信息(SN、额定电压、功率等)、核实厂家联系方式、询问收费标准及使用频率、编制RFID编号等等，作为实现RFID标签管理的数据库基础。

　　3.1.2 软件编写

　　由医院设备管理人员、信息中心技术人员和专业软件公司根据医院医疗设备管理工作的实际需求编写软件(见本文第2节：软件设计)。

　　3.1.3 硬件实施

　　⑴为全院医疗设备贴上写入相关信息(如：RFID编号、设备名称、购置时间、设备原值、厂家信息等)的RFID标签，可根据设备实际情况使用普通Label标签、金属标签、耐高温标签、有源标签等。

　　⑵为医院医疗设备管理科室的验收、维修、资产清查等工作的相关人员配备手持式RFID标签阅读器，其数量由医院实际情况确定。

　　⑶专业的RFID资产管理系统服务器，全院可通过局域网访问该服务器，按各自的权限浏览或改写数据库。

　　⑷医疗设备管理终端若干，包括计算机、打印机、RFID 标签阅读器等。

　　⑸院内局域网(带防火墙)的布设及维护。硬件整体实施方案如图8所示。

　　3.2 成本说明

　　(1)硬件成本：包括购置服务器、电脑、RFID 标签阅读器、RFID标签、数码相机及移动硬盘等。

　　(2)软件成本：软件编写、调试及维护费用。

　　(3)人力成本：项目实施全过程中所需人力的劳务补贴。

　　3.3 效益分析

　　基于RFID的医院医疗设备管理系统的应用能够带来管理和经济效益。

　　3.3.1 管理效益

　　资产管理统一、有效、便捷，账面与实际资产匹配。固定资产清产核资工作可视化、精准化、实时化、快捷高效、节省大量人、财、物力、降低管理成

　　本。有效的配置资产资源，为资产投资决策提供数据支持，规范了资产管理方式，优化了固定资产管理流程，提高了管理水平。

　　3.3.2 经济效益

　　通过合理的管理能确保固定资产的完整、保值、增值;准确进行运营成本核算，避免资产的重复投资及不合理使用;发挥固定资产的最大效益，防止固定资产的流失和闲置;监督并促进固定资产的妥善保管和合理使用，不断提高设备利用率和完好率，充分发挥固定资产的效能。

　　4 结语

　　基于RFID的医院医疗设备管理系统的开发和应用目前在我国仍处于探索阶段，尽管RFID应用于医疗设备管理有着不可估量的前景，但还面临着一些问题，如实施成本问题、设备普查过程中信息同步更新问题、RFID 设备对某些医疗器械产生影响的问题等，仍有待于在今后的研究和实践中寻找解决的方法。