基于RFID的医疗设备定位方案研究

2018-06-07 09:36:37 爱德腕带 阅读

作者:洪范宗,郑溪水,苏秋玲,徐金荣,苏增生,刘志梁

[摘要]目的:针对医院租赁中心专管共用的医疗设备,研究其在院内流通中的定位。

方法:在医院设备租赁中心管理的基础上设计医疗设备的RFID定位方案整体框架,并在框架基础上实现方案。

结果:实现了租赁医疗设备定位系统的RFID标签系统、网络协调器、定点接收器、区域服务器、核心管理服务器等组成部分及其工作流程,并根据情况进行了RFID标签与条形码的区别应用。

结论:以医院租赁中心医疗设备管理为基础,研究院内流通中设备的定位,结合RFID技术,设计设备的定位方案,跟踪医疗设备的质量控制及位置动态信息,对于实现全院医疗设备的全面监管具有重要意义。

引言众所周知,医疗设备是救死扶伤的重要工具,是医院开展医疗、教学、科研的必备条件,同时也是提高医疗质量的物资基础和先决条件,体现了一个医院的硬实力。

因此,设备管理是医院管理工作中的一个重要分支系统,要确保医疗设备正常运行,必须运用一系列科学管理的技术和方法,使医疗设备始终处于良好的监管状态。

近年来,我院实行“设备集中管理,使用科室按需租赁”的专管共用管理模式,通过一种优化资源配置方法构建了合理使用医疗设备的先进管理模式。

但是,目前这种管理模式主要是通过简单的软件管理信息进行一些静态数据上的登记统计,不能实时地对在用医疗设备实行动态管理。

通过无线射频技术(radiofrequencyidentification,RFID)定位模块的引入、软件技术的加强,将医疗设备的位置监控可视化及质量控制信息实时化,能有效提高租赁中心设备的管理水平,对医院整体的医疗设备管理起到创新性的重要作用。

1无线射频技术无线射频是20世纪90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术,能很好地适应环境特点进行标签数据的读取[1-2]。

一套完整的RFID系统由阅读器(reader)、电子标签(TAG),也就是所谓的应答器(transponder)及应用软件系统3个部分组成,其工作原理为:reader发射一特定频率的无线电波能量给transponder,用以驱动transponder电路将内部的数据输出,此时reader便依序接收解读数据,传输给应用程序做相应的处理。

具体工作流程是:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流,获得能量被激活;电子标签将自身编码等信息通过电子标签内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从电子标签发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解调和解码,然后送到应用软件系统进行相关处理;应用软件系统根据逻辑运算判断该电子标签的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制。

随着医疗技术要求的不断提高,RFID技术在医疗领域的应用也越来越广泛[3-5]。

2医疗设备定位的总体方案设计2.1总体框架设计医疗设备RFID定位系统由设备定位装置、网络接入及其调制、应用配置与控制及应用管理软件几部分组成。

其中,设备定位装置即为有源RFID标签。

网络接入及调制主要是2.4GHz无线网络信号与TCP/IP网络的接入控制与调制。

该系统为医院设备租赁中心配备42in(1in=25.4mm)以上大屏幕一个,用以显示全院各使用科室的布局图及所有的设备图标(呼吸机、监护仪、输液泵、注射泵、心电图机、除颤器、紫外线消毒灯等分别用不同的图标显示)的动态显示。

应用软件依据大屏幕上的图标显示与电子地图获取设备在院内各使用科室的位置状态;软件子模块包括租赁中心设备总台账的名称、规格、型号、单价、入库时间等,每台设备的租借流水账清单及自动计价功能,每台设备的质量控制记录等。

具体框架图如图1所示。

2.2实现流程设计具体而言,医院设备定位系统由有源RFID、协调器、定点接收器、区域服务器、核心管理服务器组成。

有源RFID标签贴在医疗设备上面。

定点接收器是用来给有源RFID提供定位参考的,同时具有空中续传作用,它与协调器组成一个无线网络,当有源RFID上报自身信息时,定点接收器会向协调器续传有源RFID的信息发向协调器,最终经过交换机上传到核心管理服务器,如图2所示。

在医院的各个使用科室装上阅读器(定点接收器),将有源RFID贴在医疗设备上,每台设备有一一对应的RFID电子标签。

当医疗设备A在科室1时,有阅读器(定点接收器)的使用科室1收到医疗设备A上面的RFID信息,则表明医疗设备A在科室1;如果医疗设备A被搬到科室2,有阅读器(定点接收器)的使用科室2接收到医疗设备A上面的RFID的信息,则表明医疗设备A在科室2。

对于医疗设备A是否允许在科室2,可以用PC软件设置权限。

区域服务器的作用是防止空中数据过多,或是在空中传输不便的地方进行数据截流,不经过协调器,而是通过区域服务器直接接到交换机,从而保证数据的传输。

PC机上位机软件提供医院各医疗设备的周期性汇总功能,对设备提供当前使用情况查询功能,对医院设备定位后记录租赁科室不对应的报警功能。

同时,服务器可以设置设备定位周期。

后续功能开发可在原有软件基础上进行扩展升级。

另外,对于有些并不需要去定位的医疗设备,只需要满足管理方面的要求即可。

对于这类产品,可采用钥匙卡或者条码配合,如图3所示。

其中钥匙卡提供一个ID作用,将钥匙卡与医疗设备绑定,由此ID代表设备。

可以用手持设备设定此钥匙卡对应的医疗设备、此医疗设备负责人等相关信息。

设置好后,由手持设备上传到PC软件,如图4所示。

2.3关键技术实现方案有源标签采用电源+电池的供电方式[6],要求设计得当的有源RFID标签电池,使用大于等于1a以便节省人工维护的成本;RFID标签有电源接入及使用控制措施,其实质就是在有源标签上定制一个嵌入式系统,主要是为实现设备自动周期性上报质量信息以便应急处理,因此核心控制芯片需提供传感器信号获取、定位处理、通信协议定制及数据处理等控制功能;实现定位的RFID标签须配备定位引擎;系统采用2.4GHz无线网络+TCP/IP有线网络结合,即根据医院的空间布局及应用需求进行无线局域网布置,其余通过交换机接入院内原有的TCP/IP网络中。

3讨论基于RFID的医疗设备定位方案研究可以解决医疗设备在医院中的实时定位,动态掌握“专管共用”医疗设备的在用状态,对于应急调配和合理使用医疗设备起到良好、科学的监管作用。

研究开展以来,有效地促进了物联网技术[7-8]在医疗设备全寿命过程数字化、智能化及实时化监管中的应用。

利用无线射频的传输技术,对于开展一些高风险医疗设备的质量控制也具有积极的现实意义,如可实时传输高风险医疗设备的重要监