无线射频识别技术在医疗管理系统中的应用

唐维维，王 虹

无线射频识别技术在医疗管理系统中的应用

唐维维，王 虹

简述了无线射频识别（radio frequency identification，RFID）系统的基本组成，介绍了RFID系统在患者就医流程以及医院其他环节中的应用。分析了如何通过RFID系统实现医院管理信息化、数字化，提高医院服务质量和管理水平。指出了RFID系统目前还存在成本高、信息安全有待提高、用户隐私等方面的问题，为下一步深入研究指明了方向。

射频识别技术；就医流程；设备管理；安全问题

0 引言

随着我国经济的发展，生活水平不断提高，人们对健康管理和医疗服务的要求越来越高。大型医院每天要接待很多患者，就医流程复杂，患者、医护人员众多，而目前我国医院管理中的大部分工作都需要医护人员通过传统的人工方式进行，因此难免出现医疗错误甚至医疗事故。

信息化管理是提高医院服务水平、工作效率的重要途径。无线射频识别（radio frequency identification，RFID）技术作为物联网中的主要技术，以其体积小、灵活性强等优势已经在国外很多医院中得到了广泛应用。总结我国医疗管理系统中存在的问题及可改进的方面，并探究如何将RFID技术应用于医疗管理中已成为近年来一个热点研究方向。

1 RFID系统的基本组成

RFID技术是一种非接触式自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，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，并可工作于各种恶劣环境。RFID系统主要由电子标签、阅读器以及数据处理系统组成。

电子标签由耦合元件、集成电路（integrated circuit，IC）芯片、内置天线以及集成电路构成。IC芯片用于存储数据及标签控制。内置天线可接收和发射射频信号。电子标签分为主动式和被动式，实际应用中，可根据外形、芯片存储容量、传输距离等指标选择电子标签形式。

阅读器是用于读写电子标签的设备。作为电子标签与数据库之间的媒介，阅读器负责电子标签与数据库之间的双向通信，是RFID系统的信息控制和处理中心。阅读器本身包含一个与标签匹配的天线以及对信号有调制解调、解码、编码等功能的电路[1]。

RFID系统工作原理：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当附着在物体上的电子标签进入该信号工作区域内时，会产生感应电流，射频卡获得能量被激活，将存储的信息通过内置天线发送出去。阅读器的接收天线接收到从射频卡发出的载波信号，对接收的信号进行解调和解码之后送到后台主系统进行相关处理，主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定作出相应的处理和控制，发出指令信号，控制执行机构动作[2]。

2 RFID在医疗管理中的应用

2.1 挂号

挂号是患者在就医流程中的第一步。很多大型医院每天接诊的患者非常多，入院时医务人员必须快速获取患者的详细资料以及既往病史。人工登记速度慢且错误率高，而且危重患者还无法正常登记。在患者首次进入医院挂号时，工作人员可将患者的基本资料、既往病史等信息录入到计算机中，存储在医院的数据库中，同时生成一张带有RFID标签的就医卡。患者在就医的所有流程中，医院各个部门均可通过该卡获得患者的信息，既方便了患者，又提高了医院工作人员的工作效率。患者再次入院时，只需持就医卡，无需再次录入个人信息即可挂号，提高了挂号效率。

2.2 就诊

患者持具有本人信息的RFID医疗卡到医生处就诊时，医生可使用移动阅读器读取患者的医疗卡中的信息，从数据库中获取患者的个人信息及既往病史。医生在诊断患者后，将患者的患病情况、所需药品都通过计算机输入到患者的医疗卡中。当患者需要活体组织检查时，医生在取样后，可将同样具有患者信息的RFID标签贴于样品上，这样可有效地避免样品混淆，降低医疗事故的发生率。同时，RFID医疗卡特别适用于急诊过程中暂时丧失意识、无法表达本人信息的患者。

2.3 检验

当检验科收到患者的样本后，通过扫描样本上的RFID标签，将患者的信息导入到计算机中，根据系统中记录的检验项目进行收费，之后进行检验。检验结果出来后，先将结果对应地导入到数据库中，再导入到患者的就医卡中。

2.4 收费

由于患者所有的信息已存储在医疗卡中，交费时只需通过读卡器读取医疗卡中的数据即可将患者进行的检验项目、所需药物导入到数据库中，与计费系统相对应，按照系统中的价格进行收费，并将收费情况确认后传输至检验科或药房的管理系统。该方法可使计费准确、收费透明，使患者满意度得以提高。

2.5 药房

药房在收到收费处的收费确认信息后，开始为患者配药。配药后将患者的信息及服药注意事项打印出来贴在药的包装上，以防止患者服药出现错误。当患者前来取药时，工作人员通过扫描患者的就医卡确认患者身份及药物信息，检查无误后将药品发放给患者。

2.6 在其他环节中的应用

2.6.1 母婴管理

新生儿外貌特征不明显，且不具备表达能力，若仅靠医护人员人工辨认，难免会发生错误识别。一旦这种错误发生，将会给家庭、父母和孩子带来无法弥补的伤害。在新生儿的手臂或腿上固定主动式RFID腕带，RFID标签通过阅读器与医院的监控系统相连接，对新生儿进行24 h监控，一旦标签被取下或者发生移动，报警器就会报警提示[3]。新加坡汤姆森医疗中心采用一个新型RFID标签系统，时刻确保母婴在院期间的正确匹配。美国已经实现了应用于婴儿的实时定位RFID技术，并设计了婴儿与母亲的对应关系，有效避免了婴儿抱错[4]。国内，南京医科大学附属南京儿童医院也进行了婴儿RFID腕带实践[5]。该方法既不会对婴儿造成伤害，又可以有效防止母婴匹配发生错误。

2.6.2 药品管理

医院中的药品种类繁多，特别需要极其严格的管理。药品的种类、服用剂量直接关系到患者病情的康复情况甚至生命安全，而由于医护人员忘记给患者服药、服错药、药物剂量错误或药物与患者匹配错误等是导致患者死亡的重要原因之一[6]。

近年来，万络事件、毒胶囊事件都使患者对于药品安全的信心大幅下降。在美国，因用药不当每年造成12.5万人死亡，用药不当住院患者占住院人数的11%，并造成1 000亿美元的损失[7]。根据世界卫生组织的报道，全球假药比例已经超过10%，销售额超过320亿元。中国药学会有关数据显示，我国每年至少有20万人死于用错药与用药不当，不合格用药人数占11%～26%，用药失误病例占10%左右[8]。

RFID技术可使药品管理实现数字化、信息化、科学化。使用RFID技术，则可以杜绝患者未按时服药、服错药等现象的发生。使用带有RFID标签的特制药盒存储患者需要服用的药物，标签内存储有药品信息、服用时间以及服用剂量等信息。瑞典的First Choice和美国的Wizzard Software、iVoice公司都在研制更为先进的RFID药品包装，这种包装可以用语音提示患者服药时间及服药剂量[9]，不但避免了由于服药错误造成的医疗事故，而且可以减少医护人员的工作量，提高工作效率。韩国最大的医药公司Hanmi研发出一套基于RFID技术的精准单品库存盘点解决方案。该方案采用超高频RFID智能读写器对单品级药品进行盘点，其中的智能RFID读写器可自动定期执行库存盘点，可完全取代工人手持RFID读写器读取标签的过程[10]。

2.6.3 设备管理

大型医院中，设备、耗材等数量巨大，若仅仅依靠人工管理，不仅工作量巨大，而且难以保证每种设备的使用数量、来源及去向等数据不发生错误。另一方面，在设备需要盘点或维修时，工作人员需要花费大量时间查询设备的信息。

在设备和耗材进货、入库、点验、上架、保管、盘点和出库等流程中均需要正确无误地记录物资的基本资料[11]，而基于RFID技术的物品自动识别管理系统则可以有效解决这一问题。可在每件设备、耗材等出厂时即配备唯一的RFID标签，其中记录出厂日期、生产厂家、供应商、批号、使用年限等基本信息，使得物品在每一个流通阶段均可被记录并查询，保证了物品的可追溯性。当进行资产盘点时，只需将阅读器接近RFID标签，确认该设备即可，省去了核对型号、名称等程序，简化了盘点流程[3]。当工作人员维修设备时，只需使用移动阅读器读取相关设备的RFID标签即可获得该设备的资料，大大提高了工作效率。纽约皇后医院介入放射科目前试采用RFID技术来管理医疗设备和耗材，如支架、导管和滤器，员工可以从上锁的柜橱取走植入物或其他必需品，系统自动记录被取走的物品及相应的人员身份[12]。

对于一些移动性强、价格昂贵的器械，更需要实时监测其位置及使用人员，避免经济损失。例如ICU中设备种类多、价值高，在交班时需要对一些重要的移动设备进行清点移交；另外，为了能够明确设备的分布情况以备急用，需要随时知道设备的位置[13]。在新设备入库时，系统给设备附加一个有源的RFID标签。标签会定时发送带有温度、震动等状态的信息，系统通过阅读器读取这些标签信息，可实现对设备的实时监控。由于标签具有和设备绑定的唯一标志号码，一旦检测到标签离开设定的安全区域，系统就会向医务人员发出报警。当有正当理由需要把设备带离安全区域，可以由系统授权暂停标签的运作[14]。丹麦4家医院正测试由Caretag公司提供的处理软件、读写器装置以及RFID标签等组成的手术器械管理解决方案。该方案主要用于追踪手术器械的使用过程、消毒过程和维护过程，可提高医疗器械管理的效率，降低器械丢失的发生率[15]。

2.6.4 人员管理

RFID在医院中人员管理方面的应用主要分为患者管理和工作人员管理。

2.6.4.1 患者管理

传统管理方法中，如果医生要寻找一名指定患者，需要花费大量的时间去查看、检查病房，或者是去医院的其他地方寻找[16]。对于神志不清的患者，一旦脱离看护人员的视线发生走失事件，后果不堪设想。RFID技术则可以很好地解决这一问题。患者入院时即佩戴存储有个人信息的RFID手环，在病区及医院的各个重点区域均设置相应的RFID阅读器，当患者离开病区或进入某一区域时，RFID即可记录该患者的数据并存储到数据库中，医护人员可通过查询数据库的记录信息来确定患者的位置。该技术保证了患者的安全，降低了人工成本。并且，通过RFID标签可记录患者从住院开始到出院整个过程中的治疗、护理、病情变化以及费用等方面的所有信息[17]。

2.6.4.2 工作人员管理

医院的工作人员众多，职责各不相同，在医院的重要位置设置固定式RFID阅读器可以读取每个医院工作人员的RFID工作卡，以便判断其所在位置，为及时诊疗与救护提供支持[18]。另外，在病区、部门、科室等重点区域设置RFID阅读器，工作人员凭借设置有访问权限的工作卡只能进入相关工作区域，规范了人员管理，避免了非授权人员的擅自进入。解放军总医院的每位工作人员都佩戴了带有RFID标签的胸卡，当进入工作区域时，只需将胸卡靠近阅读器即可，不是本区域的工作人员则没有权限进入。

2.6.5 医疗垃圾管理

医疗废弃物均带有一定的放射性、污染性和传染性，如果不能有效处理将会对环境造成污染，对人类的生存环境构成巨大的威胁和隐患[19]。如果使用RFID技术在医疗垃圾的收集、运输、处理各个阶段均实现实时动态监管，则可以大大降低其危险性。

使用带有RFID标签的医疗垃圾专用袋盛放医疗垃圾，标签内存储医疗垃圾来源的科室、数量、质量、危险性等信息。垃圾收集人员持RFID阅读器读取标签中的信息，确认每一袋垃圾的来源。同时在医疗垃圾运输车安装远距离RFID标签，垃圾运输人员也佩戴RFID，并在固定通道安装远距离RFID读写设备，当垃圾运输车按照规定路径通过RFID读写设备附近时，垃圾运输车上的RFID标签就会被自动识别，运输人员信息和通过时间也会一并记录至数据库[20]。这一技术可监测医疗垃圾处理的整个流程，可对重要医疗垃圾进行追踪，防止丢失，还可以有目的地追踪指定医疗垃圾的质量变化（减轻），抽查医疗垃圾周转站称重不准确的现象以及进行分装外流的现象，降低医疗垃圾的处理成本[21]。该技术使处理医疗垃圾的流程实现了数字化、信息化以及可追溯性，降低了由于医疗垃圾处理不当而发生医疗事故的风险。

3 存在的问题

3.1 成本问题

目前很多大型医院都在使用条形码识别技术，解放军总医院各个部门的固定资产上均附有条形码标签。RFID技术从某种角度来看是条形码识别技术的一个提升，要想全面取代条形码技术，成本是一个不可避免的障碍。RFID在低价物品上的使用会导致成本陡增，甚至可能超过物品本身的价值。例如，一个价值1元的医疗器械上附着一个成本为2元的RFID标签，这显然是不合理的。因此，在开发RFID系统时，应充分研究系统的优势以抵消由于使用RFID标签所提高的成本，并研发适用于标签生产各个环节的设备和原材料，以降低标签制作成本[22]。

3.2 信息安全问题

医疗管理系统中，如果RFID标签内的信息被攻击、窃听、复制或非法使用，会造成十分严重的后果。如何保证信息的安全是现在一个热门研究方向。RFID系统实际上是一个计算机网络应用系统，因此其安全问题类似于计算机网络的安全问题。它有2个特殊的特点：（1）RFID标签和后端系统之间的通信是非接触和无线的，使它们很容易受到窃听；（2）标签本身的计算能力和可编程性直接受到成本要求的限制[23]。因此，为了保证标签内的信息安全，必须使用非常可靠的安全机制对信息进行加密，以保证信息的传输过程不会受到攻击。

3.3 用户隐私问题

隐私保护与信息安全有一定的联系，信息安全可以简单地理解为数据的机密性、完整性和可用性，而隐私保护可以认为是数据机密性的一种具体体现[24]。RFID可被应用于定位患者和医护人员，一旦传输信道被攻击造成信息泄露或伪造，使用者的隐私安全将受到威胁。所以在开发RFID系统时，隐私安全必须重点考虑。RFID标签的隐私威胁主要有跟踪隐私和信息隐私[25]。目前RFID系统安全策略主要有物理安全机制和密码安全机制2类[26]，开发者应根据系统的实际需要选择相应的安全机制，以保证系统的安全性。

4 结语

近年来，物联网技术飞速发展，作为物联网技术的代表，RFID技术凭借自身的优势已经在越来越多的领域得以应用。在医疗行业中，医院之间的竞争已不仅仅限于医疗水平、医疗环境，还涉及工作效率。将RFID技术应用到医疗管理系统中，可以使医院管理实现信息化、数字化、科学化，降低医疗事故的发生率，提高医护人员的工作效率，使医院的整体水平得以提升，患者及医护人员都可以从中受益。相信在未来几年，经过逐步完善的RFID技术将会在医疗系统中得到更广泛的应用。

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（收稿：2015-02-27 修回：2015-06-06）

Application of RFID technology in medical management system

TANG Wei-wei1,WANG Hong2
（1.Research Section of Biomedical Engineering,Chinese PLA Medical School,Beijing 100853,China; 2.Information Department,the 309th Hospital of the PLA,Beijing 100091,China）

The composition of RFID system was described,and its application to patient treatment and other links were introduced.RFID system could be used to improve hospital informatization,medical service and management,although had the problems in cost,information security,user privacy and etc.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（12）：109-112]

RFID;hospitalization procedure;equipment management;security issue

R318；TP391.44；R197.324

A

1003-8868（2015）12-0109-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.12.109

唐维维（1990—），女，主要从事医疗软件开发方面的研究工作，E-mail：tww19900616@163.com。

100853北京，解放军医学院生物医学工程研究室（唐维维）；100091北京，解放军309医院信息科（王 虹）

王 虹，E-mail：wh70358@126.com