RFID技術在醫療行業中的應用研究
作者:張志彬
來源:RFID世界網
日期:2008-01-10 17:19:26
摘要:RFID是一種自動識別技術。本文在介紹了RFID技術的基礎上,對RFID 技術在醫療行業中的應用做了深入的分析研究,并總結了RFID技術應用中出現的問題。
0 前言
目前醫院對于自動識別技術的需求主要集中在以下幾個方面:身份識別。包括病人的身份識別、醫生的身份識別;樣品識別。包括化驗品識別、藥品識別、設備識別等多種方式的識別,以及其他病案識別,這些在醫院信息化系統中都是非常重要的。識別的方式也有很多:如讀卡器、條碼閱讀器、RFID,甚至指紋等。在醫療系統中,身份識別的功能是第一位的,是非常重要的基礎步驟,其次是樣品識別,第三才是提高數據錄入效率。醫院信息化的目的是要在正確的時間、正確的地點、對病人給予準正確的處置,同時要將處置的環境進行準確的記錄。在全球范圍內,醫療錯誤的嚴重性非常大。據統計:美國每年因為醫療錯誤所造成的死亡人數約在48000~960000 人之間,醫療錯誤所造成的死亡人數在全美死亡人數中高居第五位,而在我國造成類似醫療錯誤的概率更高,這種風險主要由于知識和信息掌握的不夠,以及身份識別的錯誤。科學、合理的醫院信息系統可以大大降低這種醫療錯誤。為了有效防止類似錯誤的發生,本文著重介紹了一種在自動識別領域中的一種新技術———RFID技術。
1 RFID技術簡介
RFID無線射頻識別,是一項非接觸式的自動識別技術,是一項利用射頻信號通過空間耦合( 交變磁場或電磁場) 實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術,從二十世紀九十年代開始興起并逐漸走向成熟。它由標簽、讀寫器和數據傳輸和處理系統三部分組成( 圖1)。標簽也被稱為電子標簽或智能標簽,它是內存帶有天線的芯片,芯片中存儲有能夠識別目標的信息。讀寫器分為手持和固定兩種,由發送器,接收儀、控制模塊和收發器組成。收發器和控制計算機或可編程邏輯控制器(PLC) 連接從而實現它的溝通功能。讀寫器也有天線接收和傳輸信息。數據傳輸和處理系統:讀寫器通過接收標簽發出的無線電波接收讀取數據。最常見的是被動射頻系統,當讀寫器遇見RFID標簽時,發出電磁波,周圍形成電磁場,標簽從電磁場中獲得能量激活標簽中的微芯片電路,芯片轉換電磁波,然后發送給讀寫器,讀寫器把它轉換成相關數據。控制計算器就可以處理這些數據從而進行管理控制。在主動射頻系統中-標簽中裝有電池可在有效范圍內活動。
(1) 非接觸操作,長距離識別;
(2) 無機械磨損,壽命長,并可工作于各種油漬、灰塵污染等惡劣的環境;
(3) 可識別高速運動物體并可同時識別多個電子標簽;
(4) 讀寫器具有不直接對最終用戶開放的物理接口,保證其自身的安全性;
(5) 數據安全方面除電子標簽的密碼保護外,數據部分可用一些算法實現安全管理;
(6) 讀寫器與標簽之間存在相互認證的過程,實現安全通信和存儲。
2 RFID在醫療行業中的應用
RFID技術利用無線射頻方式在讀寫器和RFID標簽之間進行非接觸雙向數據傳輸,以達到目標識別和數據交換的目的。在國外,射頻識別技術已被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。現在我國也在某些行業正展開積極應用,現在主要探討RFID, 技術在醫療行業中的應用。
(1)RFID技術在醫療設備管理中的應用
先進的醫療設備是醫院、科研、教學等各項業務活動的物資基礎,高效的設備維護管理是醫院追求效率、降低成本的關鍵手段,是提高醫院經濟效益的前提。在新的市場經濟模式下,先進的醫療設備的引進和應用已經成為醫院參與市場競爭的一個重要方面,新儀器設備的日益增多對設備動態管理提出了更高的要求。通過應用醫療設備射頻跟蹤自動識別綜合管理系統不但滿足以上要求而且使設備的巡檢、維護變得簡單易行。通過應用醫療設備射頻跟蹤自動識別管理系統,每臺設備上都附有射頻芯片,可以儲存大量的設備信息,同時還有每次維護、維修、巡檢的相應記錄。這樣可以預防由于不確定原因造成原設備建檔檔案損壞,以及遺失造成的設備信息資料丟失的損失。而且可以容易做到每次巡檢和維護時對每一臺機器的情況進行了解維護,并作相應的信息存儲操作,這樣可以避免對設備巡檢和維護工作的疏漏。由于每次巡檢和維護的結果都記錄存儲于芯片和中央處理器中,而且這些信息是不能夠隨意更改,這樣避免如果出現和醫療設備相關的醫療責任事故中,不能明確人為責任還是設備責任的問題。
(2))RFID技術在醫療垃圾跟蹤監控中的應用
在現代社會,醫療垃圾對人類的生存環境構成了巨大的威脅和隱患,而RFID技術則是解決這一難題的良方。最近,日本垃圾管理公司Kuregha已經做了RFID技術能否用于跟蹤醫療垃圾的試驗,取得了令人滿意的效果,這是亞太地區第一個利用RFID 技術跟蹤醫療垃圾的試驗。試驗的目的是檢驗RFID 標簽技術是否能有效地在醫療垃圾運送給處理場過程中跟蹤它們。主要目標是利用通過和不同的醫院、運輸公司合作而建立一個可追蹤的系統,避免醫療廢品的非法處理。
(3))RFID技術在醫藥行業中的應用
醫藥行業是一個不允許出錯的行業,為了防止給病人吃錯了藥,或者某些藥品過期,假藥泛濫。藥品制造商Banner公司的Pharmacapr Soflet膠囊就采用RFID 技術提供保障,防止消費者被假冒產品欺騙。并且在藥品管理方面,RFID技術也成為現代醫藥物流配送中心的工具,有了它的幫助,醫療配送實現自動化揀選,提高了操作效率和準確率,貨物揀選差錯幾乎為零;同時,高速垂直輸送和水平輸送裝置相結合,大大降低了員工的勞動強度,縮短了配送時間,極大提高了庫房使用率。
(4)RFID技術在醫院急救中的應用
在許多醫院,每天急診病人數量很大,尤其在一些大型的急救中心,每當出了事故,有大批傷員涌進醫院時,此時每一分一秒都顯得尤為珍貴,而且也容不得半點差錯。為了能對所有病人進行快速身份確認,完成入院登記并進行急救,醫務部門迫切需要確定傷者的詳細資料,包括姓名、年齡、血型、親屬姓名、緊急聯系電話、既往病史等。以往的人工登記既慢且錯誤率高,而且對于危重病人根本無法正常登記。據統計,我國醫院每年都有相當一部分病人很長時間都無法確認病人身份,難以和家屬聯系,因此醫院每年都有大量資金無法收回。
在美國Wellford hall治療中心,為了加快急診搶救病人的處理速度,他們采用了RFID 應用系統。過去醫院接受一名病人,僅僅是入院登記就需要15 min左右;而今采用了RFID醫療卡,只需短短的2min,平時就診時,將信息印制在醫療卡上,由病人隨身攜帶。當該病人入院診治時,醫院只需用二維條碼掃描器掃描醫療卡上的標簽信息,所有數據不到1s就進入計算機中,完成病人的入院登記和病歷獲取,因此為急救病人節省了許多寶貴的時間。由于RFID技術提供了一個可靠、高效、省錢的信息儲存和檢驗方法,因此醫院對急診病人的搶救不會延誤,更不會發生傷員錯認而導致醫療事故。
(5)RFID技術在血液管理中的應用
目前在我國大多數血站都利用身份證來識別獻血者和輸血者的身份,采用條形碼來表示血液成分和相關信息。在管理信息系統上,很多血站已采用計算機聯網、數據共享的方式,用數據庫技術來管理血液信息,但是現有系統暴露出了一些技術缺陷,如:過分依賴數據庫的問題;條形碼存儲容量小的問題等,采用RFID技術進行血液管理,每一袋血上的RFID標簽,無論在血庫庫房,還是被其他血庫調出、調入,或是被醫院使用,都是唯一的標識,且采用&’() 技術進行血液管理,可以實現非接觸式識別,減少對血液污染;可利用RFID標簽存儲信息量大的特點存儲比較全面的信息;可以實現多目標識別,提高數據采集效率。
3 RFID術應用中存在的問題
3.1 RFID成本問題
RFID技術在某些方面是條碼身份識別技術的一個延伸,它最重要的特點是支持移動的物體,而最大的瓶頸仍在成本。在醫院管理中凡是可以用到條碼的地方都可以用RFID標簽來替代,但鑒于它的成本,結合目前醫院信息化的現狀,只有極為強調移動的地方才會優先考慮RFID技術。要想在各個領域內進一步普及,還有待于成本的進一步降低,才能夠真正實現其技術價值。
3.2 國際標準的制定與推行問題
標準化是推動產品在市場上廣泛適用的一條必經之路,然而,射頻識別讀寫器與標簽的技術卻遲遲難以統一,因此無法一體適用。不同制造商所開發的卷標通信協議,適用于不同的頻率,且封包格式不一。就目前看來,現在普遍使用的134KHz和13.56MHz .因傳輸距離不夠長而限制了讀寫器和RFID標簽間的傳輸距離,使得若干標簽不能有效地被讀取,而跨越UHF頻段的最大問題是既有之絕大多數的RFID系統和卷標供貨商,以及設備無法支持UHF頻段。也因此,各公司、自動識別中心與國際標準組織都正致力于訂定射頻識別標簽的標準,以求所有的標簽能與任何讀取機兼容。
3.3 可能引起隱私權的問題
RFID技術的安全性也非常令人關注,由于在非接觸的條件下,可以對標簽中的數據進行讀取,這引發了人們對RFID技術侵犯個人隱私權的爭議。隱私問題則需要各個國家通過立法對用戶的隱私權加以保護來逐步解決。
4 RFID的應用展望
在醫療行業通過使用RFID技術,尤其是在采用RFID技術移動的追蹤病人,可以實時了解病人在就診時的行動及狀態,使就診病人具有安全感,且使醫院能真正做到以病人為中心調動醫療資源,才能有效地實現醫院管理的核心價值。
盡管RFID技術已經應用于多個領域,但是其應用只限在某些封閉市場內,因此其市場規模受到了極大的限制。但是隨著RFID技術的發展引進以及成本的降低,RFID技術的應用逐漸進入一個成熟的應用期。可以預見,RFID技術在各行各業中的應用必將越來越深入、越來越廣泛。
目前醫院對于自動識別技術的需求主要集中在以下幾個方面:身份識別。包括病人的身份識別、醫生的身份識別;樣品識別。包括化驗品識別、藥品識別、設備識別等多種方式的識別,以及其他病案識別,這些在醫院信息化系統中都是非常重要的。識別的方式也有很多:如讀卡器、條碼閱讀器、RFID,甚至指紋等。在醫療系統中,身份識別的功能是第一位的,是非常重要的基礎步驟,其次是樣品識別,第三才是提高數據錄入效率。醫院信息化的目的是要在正確的時間、正確的地點、對病人給予準正確的處置,同時要將處置的環境進行準確的記錄。在全球范圍內,醫療錯誤的嚴重性非常大。據統計:美國每年因為醫療錯誤所造成的死亡人數約在48000~960000 人之間,醫療錯誤所造成的死亡人數在全美死亡人數中高居第五位,而在我國造成類似醫療錯誤的概率更高,這種風險主要由于知識和信息掌握的不夠,以及身份識別的錯誤。科學、合理的醫院信息系統可以大大降低這種醫療錯誤。為了有效防止類似錯誤的發生,本文著重介紹了一種在自動識別領域中的一種新技術———RFID技術。
1 RFID技術簡介
RFID無線射頻識別,是一項非接觸式的自動識別技術,是一項利用射頻信號通過空間耦合( 交變磁場或電磁場) 實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術,從二十世紀九十年代開始興起并逐漸走向成熟。它由標簽、讀寫器和數據傳輸和處理系統三部分組成( 圖1)。標簽也被稱為電子標簽或智能標簽,它是內存帶有天線的芯片,芯片中存儲有能夠識別目標的信息。讀寫器分為手持和固定兩種,由發送器,接收儀、控制模塊和收發器組成。收發器和控制計算機或可編程邏輯控制器(PLC) 連接從而實現它的溝通功能。讀寫器也有天線接收和傳輸信息。數據傳輸和處理系統:讀寫器通過接收標簽發出的無線電波接收讀取數據。最常見的是被動射頻系統,當讀寫器遇見RFID標簽時,發出電磁波,周圍形成電磁場,標簽從電磁場中獲得能量激活標簽中的微芯片電路,芯片轉換電磁波,然后發送給讀寫器,讀寫器把它轉換成相關數據。控制計算器就可以處理這些數據從而進行管理控制。在主動射頻系統中-標簽中裝有電池可在有效范圍內活動。

(1) 非接觸操作,長距離識別;
(2) 無機械磨損,壽命長,并可工作于各種油漬、灰塵污染等惡劣的環境;
(3) 可識別高速運動物體并可同時識別多個電子標簽;
(4) 讀寫器具有不直接對最終用戶開放的物理接口,保證其自身的安全性;
(5) 數據安全方面除電子標簽的密碼保護外,數據部分可用一些算法實現安全管理;
(6) 讀寫器與標簽之間存在相互認證的過程,實現安全通信和存儲。
2 RFID在醫療行業中的應用
RFID技術利用無線射頻方式在讀寫器和RFID標簽之間進行非接觸雙向數據傳輸,以達到目標識別和數據交換的目的。在國外,射頻識別技術已被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。現在我國也在某些行業正展開積極應用,現在主要探討RFID, 技術在醫療行業中的應用。
(1)RFID技術在醫療設備管理中的應用
先進的醫療設備是醫院、科研、教學等各項業務活動的物資基礎,高效的設備維護管理是醫院追求效率、降低成本的關鍵手段,是提高醫院經濟效益的前提。在新的市場經濟模式下,先進的醫療設備的引進和應用已經成為醫院參與市場競爭的一個重要方面,新儀器設備的日益增多對設備動態管理提出了更高的要求。通過應用醫療設備射頻跟蹤自動識別綜合管理系統不但滿足以上要求而且使設備的巡檢、維護變得簡單易行。通過應用醫療設備射頻跟蹤自動識別管理系統,每臺設備上都附有射頻芯片,可以儲存大量的設備信息,同時還有每次維護、維修、巡檢的相應記錄。這樣可以預防由于不確定原因造成原設備建檔檔案損壞,以及遺失造成的設備信息資料丟失的損失。而且可以容易做到每次巡檢和維護時對每一臺機器的情況進行了解維護,并作相應的信息存儲操作,這樣可以避免對設備巡檢和維護工作的疏漏。由于每次巡檢和維護的結果都記錄存儲于芯片和中央處理器中,而且這些信息是不能夠隨意更改,這樣避免如果出現和醫療設備相關的醫療責任事故中,不能明確人為責任還是設備責任的問題。
(2))RFID技術在醫療垃圾跟蹤監控中的應用
在現代社會,醫療垃圾對人類的生存環境構成了巨大的威脅和隱患,而RFID技術則是解決這一難題的良方。最近,日本垃圾管理公司Kuregha已經做了RFID技術能否用于跟蹤醫療垃圾的試驗,取得了令人滿意的效果,這是亞太地區第一個利用RFID 技術跟蹤醫療垃圾的試驗。試驗的目的是檢驗RFID 標簽技術是否能有效地在醫療垃圾運送給處理場過程中跟蹤它們。主要目標是利用通過和不同的醫院、運輸公司合作而建立一個可追蹤的系統,避免醫療廢品的非法處理。
(3))RFID技術在醫藥行業中的應用
醫藥行業是一個不允許出錯的行業,為了防止給病人吃錯了藥,或者某些藥品過期,假藥泛濫。藥品制造商Banner公司的Pharmacapr Soflet膠囊就采用RFID 技術提供保障,防止消費者被假冒產品欺騙。并且在藥品管理方面,RFID技術也成為現代醫藥物流配送中心的工具,有了它的幫助,醫療配送實現自動化揀選,提高了操作效率和準確率,貨物揀選差錯幾乎為零;同時,高速垂直輸送和水平輸送裝置相結合,大大降低了員工的勞動強度,縮短了配送時間,極大提高了庫房使用率。
(4)RFID技術在醫院急救中的應用
在許多醫院,每天急診病人數量很大,尤其在一些大型的急救中心,每當出了事故,有大批傷員涌進醫院時,此時每一分一秒都顯得尤為珍貴,而且也容不得半點差錯。為了能對所有病人進行快速身份確認,完成入院登記并進行急救,醫務部門迫切需要確定傷者的詳細資料,包括姓名、年齡、血型、親屬姓名、緊急聯系電話、既往病史等。以往的人工登記既慢且錯誤率高,而且對于危重病人根本無法正常登記。據統計,我國醫院每年都有相當一部分病人很長時間都無法確認病人身份,難以和家屬聯系,因此醫院每年都有大量資金無法收回。
在美國Wellford hall治療中心,為了加快急診搶救病人的處理速度,他們采用了RFID 應用系統。過去醫院接受一名病人,僅僅是入院登記就需要15 min左右;而今采用了RFID醫療卡,只需短短的2min,平時就診時,將信息印制在醫療卡上,由病人隨身攜帶。當該病人入院診治時,醫院只需用二維條碼掃描器掃描醫療卡上的標簽信息,所有數據不到1s就進入計算機中,完成病人的入院登記和病歷獲取,因此為急救病人節省了許多寶貴的時間。由于RFID技術提供了一個可靠、高效、省錢的信息儲存和檢驗方法,因此醫院對急診病人的搶救不會延誤,更不會發生傷員錯認而導致醫療事故。
(5)RFID技術在血液管理中的應用
目前在我國大多數血站都利用身份證來識別獻血者和輸血者的身份,采用條形碼來表示血液成分和相關信息。在管理信息系統上,很多血站已采用計算機聯網、數據共享的方式,用數據庫技術來管理血液信息,但是現有系統暴露出了一些技術缺陷,如:過分依賴數據庫的問題;條形碼存儲容量小的問題等,采用RFID技術進行血液管理,每一袋血上的RFID標簽,無論在血庫庫房,還是被其他血庫調出、調入,或是被醫院使用,都是唯一的標識,且采用&’() 技術進行血液管理,可以實現非接觸式識別,減少對血液污染;可利用RFID標簽存儲信息量大的特點存儲比較全面的信息;可以實現多目標識別,提高數據采集效率。
3 RFID術應用中存在的問題
3.1 RFID成本問題
RFID技術在某些方面是條碼身份識別技術的一個延伸,它最重要的特點是支持移動的物體,而最大的瓶頸仍在成本。在醫院管理中凡是可以用到條碼的地方都可以用RFID標簽來替代,但鑒于它的成本,結合目前醫院信息化的現狀,只有極為強調移動的地方才會優先考慮RFID技術。要想在各個領域內進一步普及,還有待于成本的進一步降低,才能夠真正實現其技術價值。
3.2 國際標準的制定與推行問題
標準化是推動產品在市場上廣泛適用的一條必經之路,然而,射頻識別讀寫器與標簽的技術卻遲遲難以統一,因此無法一體適用。不同制造商所開發的卷標通信協議,適用于不同的頻率,且封包格式不一。就目前看來,現在普遍使用的134KHz和13.56MHz .因傳輸距離不夠長而限制了讀寫器和RFID標簽間的傳輸距離,使得若干標簽不能有效地被讀取,而跨越UHF頻段的最大問題是既有之絕大多數的RFID系統和卷標供貨商,以及設備無法支持UHF頻段。也因此,各公司、自動識別中心與國際標準組織都正致力于訂定射頻識別標簽的標準,以求所有的標簽能與任何讀取機兼容。
3.3 可能引起隱私權的問題
RFID技術的安全性也非常令人關注,由于在非接觸的條件下,可以對標簽中的數據進行讀取,這引發了人們對RFID技術侵犯個人隱私權的爭議。隱私問題則需要各個國家通過立法對用戶的隱私權加以保護來逐步解決。
4 RFID的應用展望
在醫療行業通過使用RFID技術,尤其是在采用RFID技術移動的追蹤病人,可以實時了解病人在就診時的行動及狀態,使就診病人具有安全感,且使醫院能真正做到以病人為中心調動醫療資源,才能有效地實現醫院管理的核心價值。
盡管RFID技術已經應用于多個領域,但是其應用只限在某些封閉市場內,因此其市場規模受到了極大的限制。但是隨著RFID技術的發展引進以及成本的降低,RFID技術的應用逐漸進入一個成熟的應用期。可以預見,RFID技術在各行各業中的應用必將越來越深入、越來越廣泛。