人脸和指纹识别在智慧医院中的应用研究

陈晓熙 钟健

当前，作为人工智能技术的人脸和指纹识别技术日渐成熟。人工智能有三个层次：运算智能、感知智能、认知智能。其中，感知智能当前主要体现为较为成熟的语音识别和机器视觉等，人脸识别属于机器视觉范畴[1]。机器深度学习，辅以云端海量数据，使当前的人脸识别精度已经超过人眼。同时，与技术相关的软硬件已经完全成熟，这使得人脸识别技术已经在许多领域（当前主要是安防、金融、互联网等领域）得到大规模应用，而人脸识别技术在医疗健康领域也可以有大作为。目前医疗卫生领域主要以床号、姓名、腕带为患者身份识别的手段，效率低下，应将人脸识别技术引入健康医疗领域进行开发应用，辅以更高精度的指纹识别，以替代以往落后的患者身份识别手段，通过人脸识别、指纹识别这些新生物识别手段管理新型医院，这将为医院的智慧化建设带来广阔发展空间。

1 识别技术概述

人脸识别技术是生物特征识别领域中基于生理特征的一种识别方式，是通过计算机提取人脸特征，并根据这些特征进行身份识别以达到监督、监管、控制目的的一项技术[2]。与其他身体特征相比，人脸特征不容易被遗忘，不易窃取，人脸识别具有非接触性和稳定性[3]。指纹识别是将识别对象的指纹进行分类比对从而进行判别[4]。相对于其他识别技术，指纹识别的优势明显，其主要特点包括可靠、快捷、灵活、安全、方便、兼容性、实时性等[5]。

从各种生物识别技术的应用与发展现状来看，当前指纹识别技术最成熟，且成本最低，但其需要接触性确认；语音识别准确性较差；静脉识别使用不方便且成本较高；虹膜识别安全性最高，但成本极高，普及尚需时日[6]。表1列出了各项识别技术的对比。

人脸与人体的其它生物特征（指纹、虹膜等）一样与生俱来，其唯一性和不易被复制的良好特性为身份鉴别提供了必要的前提[7]。人脸识别“以貌识人”的特性，结果直观，操作简单。不仅如此，人脸识别的非强制性，使得采集人脸图像几乎可以在被采集者的无意识下就可以完成，不需要被采集者专门配合。此外用户不需要和设备直接接触就能获取人脸图像，无需接触很方便，在实际应用场景下还可以进行多个人脸的分拣、判断及识别。

2 人脸识别与指纹识别的市场应用

2.1 指纹识别的市场应用情况

目前，指纹识别技术的应用是生物识别技术中最广泛、最成熟的，其主要应用在四大领域：一是涉密系统；二是针对大规模人群的身份鉴别的技术（典型应用为考勤机）；三是针对城市公共事务的市民应用；四是从现实生活进入互联网虚拟世界的认证应用，如手机指纹识别和手机指纹支付[8]。

从趋势来看，指纹识别技术未来将可能取代证件身份识别码和密码，用于授权访问。随智能手机指纹锁的普及，指纹识别技术已进入大规模民用阶段。

2.2 人脸识别的市场应用前景

总的来说，随着社会经济和技术发展，人脸识别技术的应用需求越来越大。在各地“平安城市”“智慧城市”等类似项目的建设中，监控高清摄像机数量大规模增长，使得云端数据海量增长，人脸识别在数据采集上的阻碍大大减小，这也提升了人脸识别的质量和精度，使人脸识技术能够在更广阔的领域应用。

图1显示，未来五年人脸识别市场规模将保持年均25%的增长速度，预计到2022年市场规模将达67亿元左右[9]。

3 人脸识别、指纹识别技术在医院患者识别中的应用

3.1 医院环境下患者识别的目标

《中国医院协会患者安全目标》（2017版）中[10]，有两大安全目标关乎患者安全，值得医护人员引起足够重视，这两大目标分别是：

第一，正确识别患者身份（原文中的目标一），包括：

（1）严格执行查对制度，确保对正确的患者实施正确的操作和治疗。患者由至少两种标识认定，如姓名、病案号、出生日期等，但不包括患者的床号或房间号。不得采用条码扫描等信息识别技术作为唯一识别方法；

（2）在输血时采用双人核对来识别患者的身份；

（3）对手术、传染病、药物过敏、精神病患者、意识障碍、语言障碍等特殊患者应有身份识别标识（如腕带、床头卡、指纹等）。

第二，鼓励患者参与患者安全（原文中的目标八）[10]，包括：

（1）加强医务人员与患者及家属的有效沟通；

（2）为患者提供多种参与医疗照护过程的方式与途径；

（3）为医务人员和患者提供相关培训，鼓励患者参与医疗过程；

（4）注重保护患者隐私。

患者身份识别关乎患者安全。所以在医疗领域的身份识别的特殊要求有重要的两点：其一，是两种以上身份识别方法的运用（双确认），如：呼叫患者姓名加查看、扫描患者身上的手腕带；其二，鼓励患者及家属参与患者身份识别。

3.2 医院目前常用的患者识别手段

医院目前常用的患者识别手段主要包括：

（1）执行查对制度（姓名、性别、年龄、床号、住院号等）；

（2）腕带识别；

（3）患者家属及陪护亲友识别；

（4）身份证、医保卡识别。

具体来说，目前医院门诊使用的患者识别手段主要是姓名和医保卡识别，住院患者主要的识别手段则是“姓名+床号+腕带”，病历打印使用“名+就诊号”，影像拷贝则使用“影像号+姓名”。妇产科则使用“母亲姓名+宝宝排序+其它某个手段”可以说非常复杂，而且不够安全，而且这些传统的身份识别有些并不具有唯一性。

3.3 目前医院患者识别方法的主要问题

目前医院患者识别方法及其存在的问题主要体现为：

（1）病房号或是床号：二者皆来自于地点，且是可变动的，且患者有换床的可能，因此通常不建议拿病房号或者床号作为身份核对的信息使用。

（2）住院号或门诊号：大部分患者均不自知自己的住院号或者门诊号。

（3）姓名：由于文化习惯的影响，部分患者对被询问名字，本身就已经很反感，潜意识甚至认为是医护人员不关心自己（连我是谁都不知道，还天天问名字）。

这些是商务英语翻译课程的特点，其实它也是商务英语翻译的特点，能够用最少得词翻译出最准确地话，不让人误会，不拖延，这就是好的商务英语翻译员。其次也要适当地了解有关商务中的礼仪，这也是商务英语翻译课程中的一部分，因为在一些商务谈判的会议中，翻译员代表的不仅仅是自己的形象，更是一个公司，一个国家的形象，所以商务礼仪也是十分重要的。

（4）手腕带：部分轻症患者不愿意戴腕带，腕带多用于幼儿和危重、手术患者。

（5）身份证号识别：身份证数字较长，使用不便，医护人员用其核对信息较为繁琐。

（6）出生年月日：部分患者不想暴露年龄隐私。

3.4 人脸识别和指纹识别技术在医院的应用现状

目前，国内医院人脸识别技术的应用主要是“反向应用”。国内大部分安装人脸识别系统的医院，是将人脸识别系统应用于挂号系统的熟脸识别——即抓“黄牛”，此外还有用于识别医药代表入院。其它部分应用，仅北京积水潭医院于2018年试行在材料库房安装人脸识别系统。

笔者检索发现，当前国内还没有任何一家医院将指纹识别用于患者身份识别。目前指纹识别技术在医院的应用主要局限于几个领域，包括：员工考勤、患者医疗费用的指纹支付、手术室门禁、个别医院使用于实验室信息信息系统、医院毒麻药品管理。

4 医院使用人脸、指纹识别患者身份的场景

患者身份识别广泛存在于就诊医疗的各个环节，根据国际JCI的要求，患者身份识别的可衡量要求包括：患者通过两种标识进行识别；在提供治疗和操作前识别患者；在任何诊断治疗前识别患者。主要有八个环节需要进行身份识别，即：建卡或者挂号前、标本采集前、检查治疗前、给药或者换药前、输血前、麻醉或者镇静前、有创性操作或手术前、患者交接前[11]。因此把人脸、指纹识别应用在医院可能的应用场景包括：

第一，患者全院智慧识别。让人脸识别技术深深嵌入医疗全过程，如入院人脸识别时区分患者，实现挂号人脸识别、候诊人脸识别；医疗检查时人脸识别，实现人脸识别预约、排队、确认；入院办理人脸识别；医疗操作时可使用人脸识别加指纹识别，实现双重保障。

第二，智能支付。人脸识别院内支付、退款，让患者识别完全智能化。

第三，后勤区域安全保障的加强。医院很多部门被列为重点保护区域，如材料库房或者放射性部门、氧气站、污水处理站等区域，目前各医院均采用严格的门禁出入控制，但主要的技术手段主要是传统摄像头视频监控或者刷门禁卡，或者更传统的安保人员守护，人工肉眼识别。

第四，病房区域患者安全监护。在病房区，人脸识别可以严格限制授权员工、限制期限的患者家属、申请并获得授权的探视人员进入，可大大防止危险无关人员进入病房，如避免小偷进入偷窃。另外，通过人脸识别系统的监测，一旦发现患者私自离开病房，系统会自动提醒和报警，在第一时间内及时通知医护人员。

表1 各项识别技术的对比

图1 2017-2022 年中国人脸识别行业市场规模预测（单位：亿元）

第五，医疗行业顽固恶劣现象整治。长期来，医疗行业存在很多影响医疗秩序的顽劣现象，这些问题让管理部门头疼。“号贩子”“医闹者”“医药代表”这些人员在大数据和人脸识别系统下，很容易被后台自动生成黑名单，并进行预警，可轻松对接现有安保系统。

5 技术的安全性、成熟度和拓展应用展望

5.1 技术的安全性

通常情况下，人脸或者指纹单一识别法已经具有确定的生物唯一性，如果使用双识别法，几乎已经达到最高安全识别度。人脸加指纹识别的安全性，毫无疑问大大超越目前医院所使用的各种识别方式。

5.2 技术的成熟度

就当前技术发展来看，指纹接触识别已经发展完善，未来可能会发展出指纹非接触识别。人脸识别技术也非常成熟，目前已广泛应用在火车站（人流量和密度均可以比拟医院）、金融领域（安全性的要求并不亚于医疗领域）、安防领域，可以说技术已经非常成熟，设备制造已经非常成熟，使用模式非常成熟。

大数据和快速访问云端的技术发展，是人脸搜索、人脸识别技术未来发展的重要方向和支撑。基于大数据的大规模人脸搜索已经得到广泛应用，利用人脸识别技术和云端海量照片数据检索，大大提升了整个信息化的管理水平和精细度。

智能机器的深度学习将人脸识别的准确度提升并超过肉眼级别，随着三维测量技术的发展，3D人脸库的完善以及设备成本的降低，随着快速的城市化进程，社会总效率稳定提升，随着智慧城市的大规模建设，人脸识别技术的各领域应用将是未来几年趋势[9]。人脸识别技术由于其便利性、安全性，可在智慧医院中用作门禁系统以及鉴权系统，因此智慧医院与人脸识别技术的融合是未来医院管理发展的重点方向。鉴于技术的成熟度和设备的广泛性，当前只要将人脸识别、指纹识别技术的使用引入医疗环境下即可。

5.3 技术拓展应用的展望

智慧医院中的人脸识别系统未来可考虑结合嵌入式操作系统和嵌入式硬件平台建立，尝试加强人脸识别技术与智能医疗设备应用的结合度，在人脸识别应用的深度上进一步探索，并在这个基础发展远程医疗，例如远程胎心监护、远程就医。

另外可尝试人脸识别在患者入院地理范围时即启动，提前与医院内部数据对接，提示相关预约患者已经到院，甚至实现系统主动提示病人的危险性，比如提示患者是否具有传染病、是否为心血管高危患者等。同时，系统可主动提示患者的潜在风险，比如提示患者对某种药物过敏，并且可提前提示危机干预系统。

通过识别技术加强医疗秩序管理，主要是人脸识别在许多限入区域使用，比如非预约就诊患者被提示不可进入一室一患诊间，非工作人员被提醒进入受限制环境。

同样，人脸识别技术与医院安防系统的对接，甚至与国家公共安防系统对接，可第一时间判断来人的风险，如是否暴力犯罪后即至院就诊。刀伤、枪伤患者人脸与指纹直接对接公共安全网，具有很高的应用价值。

人脸识别技术应用不断扩大，其可靠性、准确性大幅提升同时又为云端大数据支持。作为信息技术应用前沿的医疗健康行业应该应时而动，把握机遇开发技术的应用。人脸识别加指纹识别的生物终极识别方法与健康卫生服务技术的结合，将为医院的智慧化建设带来广阔发展空间。