物联网时代 RFID 在医疗系统中的应用

2018-05-03 09:40:13 爱德腕带 阅读

作者:史森中

【摘要】:介绍了物联网的关键技术 RFID 在医疗行业的发展现状及其用于医疗系统的优势,分析了 RFID 在医疗系统中的应用前景,并对存在问题给出解决方案,以期为我国医疗卫生行业信息化发展提供一定的参考。

医疗行业是关系到人们身体健康的社会公共事业。

近几年来,医疗行业随着我国经济水平的不断提升得到快速发展。

许多大型医院应用的信息系统(HIS)是医院管理同现代软件技术、网络技术相结合的产物,在方便群众就医、提高医疗服务水平和医院管理水平方面发挥着重要功能。

但是,HIS 无法解决诸如婴儿防盗管理、特殊患者定位管理、档案电子标签化管理、药品安全、医疗垃圾处理等重要问题。

相关事宜仍需通过人工管理的方式处理,难免出现差错,严重的还可能造成医疗事故、导致医疗纠纷。

如何利用信息化系统提高医疗服务质量、消除安全隐患,使医疗资源得到更充分的利用,是医院信息管理人员必须思考的问题。

随着物联网的发展,作为关键技术的无线射频识别(radio frequency identification,RFID)技术在各个领域得到成功应用,在医疗行业的应用优势亦逐渐凸显,为方便就医和医院管理起到积极的推动作用。

1 RFID 技术介绍1. 1 RFID 技术RFID 俗称电子标签,是一种非接触式的自动识别技术,主要用于控制、检测和跟踪物体[1] 。

RFID通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便、耐用性好,不存在机械方面的磨损,在油渍、灰尘污染等恶劣环境下能正常工作。

同时,具备内容加密机制和电子标签读写器认证机制,以此保障系统的安全性[2] 。

1. 2 RFID 与物联网的联系物联网(the Internet of thing)是利用一些信息传感设备(例如 RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器),通过一定的协议来建立物品与互联网之间联系的一种网络系统。

物联网的建立是为了进行信息交换和通讯,从而达到智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

RFID 作为物联网的载体之一,具备自动识别的能力,并能应用到任何物体上,是物联网应用中最为重要的核心技术 [3] 。

1. 3 RFID 在医疗行业中的使用现状我国将 RFID 应用于医疗领域起步相对较晚,而美国等发达国家早在2004 年就已通过立法等措施促进 RFID 技术的实施和推广。

美国的 Wellford hall 治疗中心采用 RFID 系统,极大地提升了急诊抢救病人的处理速度[4] 。

病人以往仅是入院登记就需 15 min左右,而今,病人可随身携带印制有相应信息的 RFID医疗卡,当入院诊治时所有数据不到1 s 就可进入计算机,节省了大量宝贵的时间 [5] 。

日本早在 2002 年9 月就已开展对 RFID 的研究,旭化成公司于 2011 年推出了一种带有 RFID 功能的新型挂件,佩戴者的关键信息存储在 RFID 晶片内,医务人员可方便、快速地读出佩戴者的血型、过敏反应、已有症状等医疗讯息。

对于体积容量较大的档案(如 X 光片图像),RFID挂件可提供图像的链接供医生访问 [6] 。

总而言之,发达国家已将 RFID 技术应用于医疗行业的各个领域中,取得了很好的效果。

2 物联网下 RFID 的智能医疗应用在医院管理系统中,通过 RFID 的应用可将各个部门的各项医疗活动整合为一体,主要包括患者实时管理系统(入院管理、患者定位、婴儿防盗)、医疗安全管理系统(器械包管理、药品追溯)、医疗追踪管理系统(垃圾管理、血库管理)、医疗供应链管理系统(供应管理、药品仓库管理)等方面(如图 1 所示)。

图 1RFID 系统在医院中的应用模块2. 1 患者实时管理系统2.1.1 入院管理 医院采用 RFID 医疗系统,可将患者的基本信息编制成卡片,方便患者随身携带。

当患者急诊或普通就诊时,医院只需通过特定扫描器扫描患者信息卡,即可获得患者的所有信息。

通过该方式,可在第一时间内完成病人入院登记和病历获取,大大节省了门诊挂号和急救病人的时间,还可防止因无法联系患者家属而造成的欠费情况。

2.1.2 患者定位 医院中高危病人出现紧急情况时,医护人员无法在第一时间获得信息,以致病人不能得到及时抢救造成生命终止。

通过使用 RFID 技术,患者可在紧急时刻主动发射求救信号,医疗机构或医护人员在第一时间内可获取信号以便追踪病人位置,及时、准确地开展救治活动。

2. 1. 3 婴儿防盗 婴儿出生时,工作人员将一组腕带发放给家长,包括婴儿携带的防暴力拆卸腕带和家长携带的普通腕带。

婴儿的健康记录、出生日期、家长姓名、联系方式等相关信息均记录在婴儿的腕带中。

病房区域设置 RFID 读卡网络,当婴儿的腕带被拆卸时,标签信号消失,系统马上报警;当婴儿的腕带单独进出监控区域的时候,报警器也会报警,提示医务人员注意。

通过系统软件可以查询到婴儿单独抱出去的记录及其相关资料,通过与视频安防监控系统整合,可直接调出摄像头监控图像,对报警区域及时监控。

RFID 防盗系统足以取代落后的人防手段,充分提高医院管理水平,有效保护婴儿安全。

2. 2 安全管理系统2.2.1 医疗器械包的全程跟踪管理 纽扣式 RFID高频无源标签可用于器械包的管理,该类标签耐高温、高压,可与器械包一起进行高温、高压消毒。

系统可以全程跟踪器械包的打包制作、消毒、存储、发放、使用以及回收等环节。

带有 RFID 扫描头的 PDA、甚至智能手机可以扫描领用出库的器械包,查看每个器械包中器械的品种和数量等基本信息。

利用 RFID标签,可以提高器械包的管理系统化、自动化程度,并及时反映出存储中的消毒、分发和使用情况,以及回收后包内各种器械的数量等信息,提高对整个过程的监控和管理,大大降低医疗事故发生的可能性。

通过系统测试后的高频标签还可循环使用,节约成本。

2. 2. 2 药品追溯 RFID 技术可为药品追溯的全流程提供有效支持,为每一个药品、甚至每一板药片上配备它惟一的 RFID 代码,该代码将伴随它度过所有的生命周期。

药品从何时生产、何时被运到批发商和零售商、直到何时被售出,都可被系统通过RFID 读码机在货物经过时自动识别并自动记录下来。

当药品被卖出时,商家可以用读码机把这个产品在系统里标记为生命结束 EOL(end of life),同时物理上“杀死”这个标签;当这个产品被遗失或者偷走,系统也可标记它为遗失的状态;或者当这个产品超过了使用期限时,它也会标记为过期状态。

不仅如此,还可以帮助制药商通过提取问题药品出现的时间、地点和模式等数据,迅速地找到假冒药品的源头,防止假药流入供应链的最底层—消费者。

2. 3 医疗追踪管理系统2.3.1 监控医疗垃圾的处理 医疗垃圾污染问题日趋严重,很多医疗废弃物具有一定的放射性和传染性。

若充分发挥 RFID 标签的高度识别功能,同时结合无线通信和卫星定位技术,可对医疗废弃物的排放过程进行全程跟踪管理。

具体如下:①在医疗废弃物的纸箱和塑料容器上配备 RFID 标签;②在垃圾处理车上安装射频识读设备。

垃圾处理车上的卫星定位设备和无线通信装置,可以向监控中心传送运输过程中相关数据,监管中心的管理人员可以通过连贯性的标签信息的读取,准确地追踪垃圾车的位置及处理过程。

医院可通过该举措来增加医疗废弃物管理的透明度,从而树立良好的公众形象。

2.3.2 流行性疫情的追踪控制 由于医院管理系统的不完善,可能会导致疫情的大规模爆发,严重危害社会的稳定性。

如“非典”时期的疫情,经很长时间才得到控制。

若将 RFID 系统应用于疫情监管,将医院接触史 RFID 追踪管制系统与传染病疫情追踪管制系统结合在一起,卫生防疫机构与行政部门便能及时准确地掌握整个疫情的发展、扩散和处理情况,能够防范类似的疫情再度发生。

2. 4 医院供应链管理系统2.4.1 药品仓库管理 基于 RFID 的智能仓库管理系统,可对医药仓库到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等环节的数据进行自动化数据采集

入库时,每盒药品贴上条码,装好箱后安装无源标签,按照工作人员手中的 PDA 读取的入库地点进行托盘;在每个托盘上安装一个有源的电子标签,将每个托盘上的药品分别放在相应的货架上。

需要移库时,计算系统向作业员手中的 PDA 发出指令,作业员看到指令后定位相应的药品并对应数量,再将药品移到相应的目标库中,完成后修改标签信息,并向系统计算机发回相应数据。

需要盘点时,将智能货架上安装固定式读写器,对固定区域内的无源标签进行扫描,并将扫描的数据传输到计算机中。

固定读写器能时刻读取标签中的生产日期、有效期等数据,当药品临近有效期时,读卡器会发出警报,过期的时间可由管理员自行设定。

需要出库时,系统计算机向作业员手中的 PDA 发出出库指令,作业员定位相应药品和数量,取出成箱药品上的无源标签,修改相应的数据,并将数据发送到系统计算机中。

2. 4. 2 血库管理 RFID 系统能够追踪血液从抽取、加工和储存、直到它送往医院的全过程。

采用RFID 系统,单个献血者的四个袋上将分别贴上一张RFID 标签和一张条码打印标签。

献血者血液的单个条码将与母袋及三个子袋标签的惟一 ID 相对应。

当母袋装血时,工作人员在献血车上向血库信息管理系统输入信息,包括捐献者的身份、血型、位置和日期。

血袋被运往加工中心,与后端系统相连的 RFID桌面阅读器读取标签的 ID 码。

每次测试或分解血液时,阅读器读取标签,条形标签也继续使用,从而提供事件的打印列表及条形号码,以供医院使用。

同时,软件也会将数据写入 RFID 标签。

血浆提取后被送往冷冻室,在一台固定阅读器上将读取每张标签的惟一 ID 码,获取它们的进出方向;数据传送到软件,编译和存储到数据库里。

届时,相关人员可以利用RFID 数据查看关于血液库存等信息。

3 物联网时代 RFID 应用存在的问题及解决对策尽管物联网时代 RFID 的应用有很多优点,但也有不足之处。

若使用 RFID 标签,医院的机密或隐私资料数据将由 RFID 开发运营商来掌控管理,医疗数据信息将有被泄露的可能。

因此,高安全性的前提是运营商的行业道德,同时需要对运营商的权限有所控制。

在美国、日本、欧盟等物联网技术发展成熟的国家和地区,先后出台了相关的法律和文件来确保 RFID 的隐私不可侵犯[7] 。

美国的电子隐私中心曾提出《关于消费者与私人企业使用 RFID 的纲领》,消费者组织在抵制超市隐私侵犯及编码方面曾提出的《RFID 受告知权法案》等;2004 年,日本制定了《与 RFID 标签有关的隐私保护的指导方针》,并在第二年实施了《个人信息保护法》[8] 。

整体上看,对 RFID 在医疗系统应用中所存在的不足,可从用户、政府和 RFID 运营服务提供商三个方面来克服。

从用户层面来看,医疗机构可以选择信誉良好的 RFID 运营服务商,有意识地保护自己的隐秘数据;政府可通过立法、建立第三方监管机构等方式,为物联网医疗提供体制上的安全保证;运营服务商则可从技术、服务等角度配合政府,构造更加合理可行的 RFID 安全架构。

 


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