基于RFID技术的医疗设备管理系统研究

2017-07-07王鹏

医学信息 2017年14期

王鹏

摘要：目的设计一套操作简单、实用的医疗设备管理系统。方法将RFID技术应用到医疗器械管理流程，将设备全生命周期管理进行信息化处理，系统采用B/S结构设计。结果较以往的医疗设备管理系统更加全面地实现了全过程信息化管理。结论通过全流程信息化管理减轻了工作人员工作强度，提高了工作效率。

关键词：医疗设备；RFID；信息管理系统

中图分类号：R197.324；TP391.4 文献标识码：A 文章编号：1006-1959（2017）14-0017-04

随着科学技术及信息化建设的快速发展，医疗行业早已进入信息化发展的快车道，信息化发展给医疗行业带来诸多便捷，提升了医院的管理水平，提高了临床诊疗效率，给群众就医带来诸多便利之处。

医疗设备早已成为患者诊疗过程中不可或缺的工具，正因为医疗设备在现代医学中起到的重要作用，所以如何将各种医疗设备效益最大化，已经受到各级医院的广泛重视。如今医疗设备管理已从手工登记发展为数字化管理，目前大部分医院在设备管理中使用条形码技术，仅有小部分医院利用RFID技术对设备进行管理。

1 RFID概述

射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是从雷达技术发展而来，这是一种非接触式自动识别技术，这种技术通过空间电磁耦合进行通讯，所以无需直接接触就能获取数据，也无需像条码识别轮流扫描才能获得信息。

在RFID系统中，被识别的对象上必须通过粘贴、挂配或植入等方式安装相应RFID标签，当标签进入RFID读写器读取范围内时，读写器通过无线方式同标签建立通讯链路，标签将自身数据发送给读写器，读写器接收数据后传输给计算机系统进行下一步处理。

1.1 RFID系统组成

RFID系统是由标签、读写器和数据管理系统三部分组成[1]，见图1。

标签又称标签、应答器、射频卡等，它是整个系统中识别信息的载体，它通过天线电路同读写器进行射频载波信号传输。

读写器以射频载波的方式向标签传输能量和查询信号，获取并处理标签传来的数据，完成与系统之间的通信。

数据管理系统从读写器获得信息后，将其有效的整合起来，提供所需的管理和服务。

1.2 RFID技术工作原理

RFID技术是通过无线电波进行识別工作的，根据射频耦合方式不同分为电感耦合和反向散射耦合。

电感耦合利用电磁感应定律以空间磁场的方式进行耦合[2]。这种方式采用的标签几乎都是无源的，主要工作频率为13.56 MHz和小于135 KHz的频段，识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～20 cm，这种方式具有干扰小的特点。

反向散射耦合利用雷达工作原理，当电磁波遇到空间物体时，由物体吸收一部分能量，另一部分能量通过物体散射至各方向，散射能量中有一小部分反射至雷达被其接收 [3]。这种方式适用高频RFID系统，工作频率分别有433 MHz、915 MHz、2.45 GHz和5.8 GHz[4]，识别距离大于1 m，典型作用距离为3～10 m。它具有功率大、传输距离远的优点，同时也存在传输距离较远干扰大、成本较高的缺点。

1.3 RFID技术数据传输方式

在RFID系统中根据通信距离的远近和工作频率的高低，将读写器和标签之间的数据传输方式分为两种：负载调制和反向散射调制。

1.4 RFID防碰撞技术

当有多读写器和多标签共存的情况时数据之间会相互干扰，目前常用的解决数据干扰的方法有四种：空分多路法、频分多路法、码分多路法、时分多路法[5]。

目前绝大部分医疗设备管理中使用条形码技术，故对条形码和RFID这两种技术主要特点进行对比，见表1。

通过表1的对比，可以明显发现RFID技术仅在前期成本方面较条形码技术偏高，RFID技术的特点决定了它可以在医疗设备管理中成功应用。例如对高温高压消毒的医疗设备进行管理，如果在消毒完成打包结束后要对包内的设备进行清点就必须拆包，采用RFID技术无需拆包就可以通过读取挂配了耐高温高压材料封装的标签进行清点，这就避免了设备的污染和重复操作。对RFID技术加以合理利用势必会改善医疗设备管理现状，提高医疗事业信息化程度。

2系统总体设计

2.1医疗设备管理现状及系统设计目标

随着医疗设备不断的向大型化、高精化方向发展，因此开发相对独立的医疗设备信息管理系统有助于缓解医院信息系统压力，完善设备管理的不足之处。

目前，国内多数医院对设备的管理还是工作人员将实物和清单逐件确认后，把信息录入系统，管理者通过系统可以看到使用情况，利用系统实现一些简单的功能，这种方法依然存在人工管理的众多环节，因此可以利用RFID技术无屏障读写、多目标识别、可重复使用等特点改进医疗设备管理模式，减少人工环节，提高工作效率，降低人为因素造成的差错率。

另一方面，目前现有的医疗设备管理系统大多数只提供对固定资产和卫生材料使用和报废的管理，对设备的购置、维保等方面信息管理不够重视[6]，所以在本系统的研究中实现对设备全生命周期的信息化，让决策层能更及时、直观、全面的看到全局情况，使医疗设备管理能够跟上医疗行业高速发展的脚步，成为医院可持续发展的契机[7]。

2.2系统架构模式

目前主流的软件架构模式为C/S和B/S两种，随着各种跨平台开发软件的成熟，系统开发难度和资金都能很好的控制，因此选择B/S结构进行系统开发。

2.3 系统需求分析

需求分析是把用户对系统功能的要求转换为具体的需求规格说明，将这些内容进行整理分析后才能确定适合用户的功能模块等[8]，经过对工作人员工作内容分析得到如下六项功能需求：①系统管理员的功能需求；②设备管理部门领导的功能需求；③临床科室领导的功能需求；④设备管理员的功能需求；⑤临床科室人员的功能需求；⑥医学工程技术人员的功能需求.

2.4系统功能及模块设计

通过对实际需求和工作流程的调查分析，研究得出RFID医疗设备管理系统要实现设备申购采购管理、设备验收信息管理、设备使用管理、固定资产管理、设备维保管理、防盗报警功能这六项主要功能，其功能结构，见图2。

在设备或耗材入库时将标签通过粘贴、悬挂等方式附着在设备上，在后续的使用管理过程中只需通过阅读器将各类信息直接读取至系统内即可，无需人工清点、录入。

3系统数据库设计

3.1系统数据库设计

数据库设计根据对应用系统具体数据的研究建立数据库的过程，是软件开发工作中的一项重要内容[9]。由于医疗设备管理系统信息不仅涉及到设备本身的信息，还牵涉到很多其他信息，因此信息量大、数据类型复杂、相关性强，因此在设计数据库之前明确应用目的，切合实际需求出发。

3.2数据库概念设计

数据库概念设计描述的是问题域中实体与实体之间的联系，是对现实世界的抽象表达[10]。结合对医疗设备管理的需求分析内容，利用数据库概念设计常用的实体-联系模型（E-R图）对本系统的数据库概念进行设计，见图3。

3.3 数据库逻辑结构设计

数据库逻辑结构设计是将E-R图进行转换，成为与数据模型符合的逻辑结构。利用PowerDesigner[11]软件得到系统数据库逻辑结构图，见图4。

根据实际需求进行数据库概念设计及逻辑结构设计，为设计数据库表提供基础。

4 结论

本文研究的内容是通过对医疗设备管理的实际现状进行分析后展开的，由于RFID技术能够较好的利用到医疗设备管理中，虽然现阶段在国内医疗机构还未能大规模的推广，但这种技术的优越性决定了其未来巨大的市场。

本文针对医疗设备管理的具体工作需求对系统进行了研究与设计，将医疗设备管理过程当中的各个工作流程进行了模块化分解。不仅将RFID技术加入医疗设备仓储管理之中，还在设备申购、审批、合同信息管理和设备验收方面进行了信息化处理，将过去不受重视的设备维保信息管理加入到系统中。这样的设计使得整个医疗设备管理系统能够很好的满足实际需求，降低了工作人员工作强度，提高了整体工作效率，保障了信息更安全的保存。

对于医疗设备管理系统来说只有不断的根据实际需求进行改进，才能让整个系统功能更加完善从而满足不断增加的工作需求，才能更好的为医疗设备管理进行服务。

参考文献：

[1] 胡建国.智能RFID标签芯片理论与实现[D].博士学位论文.中山大学，2010：11-13.

[2] Klaus Finkenzelle著，陈大才编译.射频识别（RFID）技术[M].北京：电子工业出版社，2006.

[3] 孙雪凤.RFID天线场强的测试与研究[D].硕士学位论文.河南理工大学，2011.

[4] 游战清，李苏剑.无线射频识别技术（RFID）理论与应用[M].北京：电子工业出版社，2005.20-43.

[5] 王福昌，熊兆飞.通信原理[M].北京：清华大学出版社，2006.267-268.

[6] 任凯，顾慧，沈炜.全过程医疗物资管理系统的研制与应用[J].中国医疗器械信息， 2011（17）：4-5.

[7] 康东，石喜勤，李勇鹏.射频识别（RFID）核心技术与典型应用开发案例[M].北京：北京邮电出版社，2008.434.

[8] Roger S.Pressman著，鄭人杰译.软件工程：实践者的研究方法[M].北京：机械工业出版社，2011.85-89.

[9] 王珊，陈红编著，数据库系统原理教程[M].北京：清华大学出版社，2003.

[10] 杨开英.数据库系统概论[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003.189-205.