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基于 RFID 技術(shù)的患者信息管理系統(tǒng)的研究
作者:王國鶴 劉宏全
來源:RFID世界網(wǎng)
日期:2009-10-23 09:40:46
摘要:為了適應(yīng)醫(yī)院發(fā)展的需要,推進(jìn)醫(yī)院信息化建設(shè),采用RFlD 技術(shù),充分結(jié)合醫(yī)院信息管理系統(tǒng),開發(fā)一種基于RFlD的患者信息管理系統(tǒng)。本文簡述了RFlD技術(shù)及其工作原理,并詳細(xì)地介紹了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)及其功能。該系統(tǒng)能快速, 準(zhǔn)確的確認(rèn)病人身份并提供患者的信息,對(duì)患者快速實(shí)施急診、保證患者安全、切實(shí)提高醫(yī)療質(zhì)量、減少醫(yī)療差錯(cuò)將發(fā)揮巨大的作用。
前言:
隨著 IT業(yè)的飛速發(fā)展,醫(yī)院信息化建設(shè)也得到了很大的發(fā)展,現(xiàn)在的大型醫(yī)院都已經(jīng)用上了醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIs)。醫(yī)院信息系統(tǒng)的應(yīng)用全面的促進(jìn)了醫(yī)院的整體現(xiàn)代化建設(shè),提高了醫(yī)療服務(wù)水平。但是目前的HIS系統(tǒng)中一些問題并沒有得到根本解決,例如當(dāng)遇到突發(fā)事件,面對(duì)必須及時(shí)施救的病人時(shí),醫(yī)生和護(hù)士必須先尋找該病人病例,查看病人病史以及藥物過敏史等重要信息,才會(huì)針對(duì)情況進(jìn)行及時(shí)施救,然而這些都會(huì)耽誤搶救病人的最佳時(shí)機(jī)。
隨著一種處理速度快、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確, 自動(dòng)識(shí)別能力較強(qiáng)的RFlD 技術(shù)在醫(yī)療管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用,醫(yī)院就診患者數(shù)量大、就診速度慢的情況將獲得改變。
1.射頻識(shí)別技術(shù)( RFID) 簡介
射頻識(shí)別技術(shù)( Radio Frequency Identification ,RFID)或稱無線射頻識(shí)別技術(shù),是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無須人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID 技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽, 操作快捷方便。
RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、閱讀器、天線及應(yīng)用系統(tǒng)組成。
RFID 的工作原理是:閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào);當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器工作場(chǎng)時(shí),其天線產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而RFID 標(biāo)簽被激活并向閱讀器發(fā)送出自身編碼等信息;閱讀器接收到來自標(biāo)簽的載波信號(hào),對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后送至應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行處理;應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該標(biāo)簽的合法性,針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制,發(fā)出指令信號(hào)。
RFID 與其他自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的性能比較:
表1 幾種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的比較
2 、系統(tǒng)概述
系統(tǒng)包括患者 RFID卡、讀寫器以及PC 機(jī)軟件組成。
當(dāng)病人進(jìn)入醫(yī)院后,佩帶上RFID 表帶,RFID 標(biāo)簽中記錄著病人的編號(hào)、姓名、出生日期及性別以及既往病史等基本信息。外科醫(yī)生、麻醉師、護(hù)士持有閱讀器,可以讀取病人的RFID標(biāo)簽內(nèi)信息,之后閱讀器上將顯示系統(tǒng)記錄的病人歷史記錄,包括病人的照片(可以用來進(jìn)一步確認(rèn)病人)。讀取出這些信息后,閱讀器可將信息傳到 PC 機(jī),系統(tǒng)將從后方數(shù)據(jù)庫中查出病人的病歷、數(shù)碼照片、藥物過敏史等信息。同時(shí),在患者診斷后醫(yī)生通過電腦或手持機(jī)將患者病情、相關(guān)藥物情況等都輸入到RFID 標(biāo)識(shí)帶中,通過與系統(tǒng)工作站結(jié)合,能夠充分實(shí)現(xiàn)對(duì)患者從入院、就診到結(jié)賬出院全過程的準(zhǔn)確處理。
3 、硬件設(shè)計(jì)
硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示:
1)RFID 患者標(biāo)簽:
標(biāo)簽包括芯片、天線、和封裝材料三個(gè)部分。
電子標(biāo)簽芯片按功能和結(jié)構(gòu)特征可以劃分為射頻接口部分, 數(shù)字控制部分,存儲(chǔ)模塊三個(gè)大的部分,其系統(tǒng)框圖如圖2所示:
該電子標(biāo)簽芯片的模擬部分主要負(fù)責(zé)與讀寫器的通信,對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào),并提供與電子標(biāo)簽數(shù)字電路模塊的傳輸接口。同時(shí)為整個(gè)芯片提供電源、復(fù)位信號(hào)和各個(gè)部分的工作時(shí)鐘。
數(shù)字控制部分主要功能是處理模擬解調(diào)后的數(shù)據(jù),負(fù)責(zé)整個(gè)芯片的控制以及防沖突機(jī)制和差錯(cuò)檢測(cè), 并根據(jù)需求與EEPROM 進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。
RFID 標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中,一般采用EEPROM,用于存儲(chǔ)EPC代碼以及password等標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)性信息。
2)RFID天線及閱讀器
天線用于實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽與閱讀器之間的通信,標(biāo)簽被激活后向閱讀器發(fā)送信號(hào),然后閱讀器接收到來自標(biāo)簽的載波信號(hào),對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。當(dāng)標(biāo)簽攜帶者通過或接近任何一個(gè)閱讀器時(shí),閱讀器即會(huì)感應(yīng)到信號(hào),同時(shí)立即上傳到RFID服務(wù)器上,并記錄具體信息。
3)終端PC或者PDA等
用于顯示對(duì)標(biāo)簽攜帶者實(shí)時(shí)監(jiān)控的結(jié)果,提供查詢、統(tǒng)計(jì)功能。
4 、軟件設(shè)計(jì)
軟件是指運(yùn)行于RFID服務(wù)器及各個(gè)終端的應(yīng)用軟件,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽的維護(hù)管理,信息的讀取、分析和查詢等功能。
患者標(biāo)簽管理軟件系統(tǒng)功能示意圖:
主要負(fù)責(zé)患者標(biāo)簽的正常使用。包括系統(tǒng)維護(hù),制作發(fā)卡,掛失解掛等功能, 圍繞標(biāo)簽的正常工作和在工作中可能遇到的一系列問題以及怎樣解決這些問題而設(shè)計(jì),能有效的對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行管理和維護(hù),有力的保證了標(biāo)簽在醫(yī)院信息管理過程中的正常使用。
2)身份與權(quán)限認(rèn)證
當(dāng)操作員要進(jìn)入患者標(biāo)簽管理系統(tǒng)時(shí), 系統(tǒng)將要求輸入姓名,密碼進(jìn)行身份認(rèn)證。只有認(rèn)證成功后,才可進(jìn)入系統(tǒng)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行管理、讀寫與數(shù)據(jù)查詢等操作。
權(quán)限認(rèn)證是讀取系統(tǒng)在隱私保護(hù)和界面友好的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作的軟件模塊,以防止患者信息的泄漏。主要包括兩部分:①?zèng)Q定這個(gè)標(biāo)簽是否可以由讀取系統(tǒng)掃描并決定是否有權(quán)限對(duì)讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。②是否可以將 RFID 信息讀取后進(jìn)行解碼。只有對(duì)卡片上已經(jīng)設(shè)置的密碼進(jìn)行認(rèn)證并匹配后,才允許系統(tǒng)進(jìn)一步的操作。
3)數(shù)據(jù)處理模塊
此模塊負(fù)責(zé)對(duì)標(biāo)簽信息的讀寫和查詢。
4)與HIS的連接
應(yīng)用 RFID 可以幫助醫(yī)生或護(hù)士對(duì)交流困難的病人進(jìn)行身份的確認(rèn),快速查詢病人的信息,還可有助于醫(yī)生護(hù)士對(duì)病人的管理,如監(jiān)控病人是否已吃藥、打針等住院信息。因此,需要建立RFID 患者管理系統(tǒng)與 HIS 中門急診系統(tǒng)、住院管理系統(tǒng)等的連接。
RFID 患者管理系統(tǒng)與HIS通過標(biāo)準(zhǔn)是一種醫(yī)院管理信息系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了進(jìn)行系統(tǒng)之間交換的醫(yī)療信息字符數(shù)據(jù)格式, 允許各個(gè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)不同的應(yīng)用系統(tǒng)之間進(jìn)行一些重要資料的溝通。
總結(jié):
RFID 技術(shù)已經(jīng)開始進(jìn)入社會(huì)生活的方方面面,其在醫(yī)院環(huán)境中的應(yīng)用尚有很大的潛力值得挖掘。本文設(shè)計(jì)了基于RFID的患者信息管理系統(tǒng),采用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)患者診療過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)跟蹤確認(rèn),協(xié)助和指導(dǎo)護(hù)士完成醫(yī)囑, 通過與系統(tǒng)工作站結(jié)合,能夠充分實(shí)現(xiàn)對(duì)患者從入院、就診到結(jié)賬出院全過程的準(zhǔn)確處理。本系統(tǒng)提高了醫(yī)院的智能化,具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
隨著 IT業(yè)的飛速發(fā)展,醫(yī)院信息化建設(shè)也得到了很大的發(fā)展,現(xiàn)在的大型醫(yī)院都已經(jīng)用上了醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIs)。醫(yī)院信息系統(tǒng)的應(yīng)用全面的促進(jìn)了醫(yī)院的整體現(xiàn)代化建設(shè),提高了醫(yī)療服務(wù)水平。但是目前的HIS系統(tǒng)中一些問題并沒有得到根本解決,例如當(dāng)遇到突發(fā)事件,面對(duì)必須及時(shí)施救的病人時(shí),醫(yī)生和護(hù)士必須先尋找該病人病例,查看病人病史以及藥物過敏史等重要信息,才會(huì)針對(duì)情況進(jìn)行及時(shí)施救,然而這些都會(huì)耽誤搶救病人的最佳時(shí)機(jī)。
隨著一種處理速度快、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確, 自動(dòng)識(shí)別能力較強(qiáng)的RFlD 技術(shù)在醫(yī)療管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用,醫(yī)院就診患者數(shù)量大、就診速度慢的情況將獲得改變。
1.射頻識(shí)別技術(shù)( RFID) 簡介
射頻識(shí)別技術(shù)( Radio Frequency Identification ,RFID)或稱無線射頻識(shí)別技術(shù),是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無須人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID 技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽, 操作快捷方便。
RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、閱讀器、天線及應(yīng)用系統(tǒng)組成。
RFID 的工作原理是:閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào);當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器工作場(chǎng)時(shí),其天線產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而RFID 標(biāo)簽被激活并向閱讀器發(fā)送出自身編碼等信息;閱讀器接收到來自標(biāo)簽的載波信號(hào),對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后送至應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行處理;應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該標(biāo)簽的合法性,針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制,發(fā)出指令信號(hào)。
RFID 與其他自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的性能比較:
表1 幾種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的比較

2 、系統(tǒng)概述
系統(tǒng)包括患者 RFID卡、讀寫器以及PC 機(jī)軟件組成。
當(dāng)病人進(jìn)入醫(yī)院后,佩帶上RFID 表帶,RFID 標(biāo)簽中記錄著病人的編號(hào)、姓名、出生日期及性別以及既往病史等基本信息。外科醫(yī)生、麻醉師、護(hù)士持有閱讀器,可以讀取病人的RFID標(biāo)簽內(nèi)信息,之后閱讀器上將顯示系統(tǒng)記錄的病人歷史記錄,包括病人的照片(可以用來進(jìn)一步確認(rèn)病人)。讀取出這些信息后,閱讀器可將信息傳到 PC 機(jī),系統(tǒng)將從后方數(shù)據(jù)庫中查出病人的病歷、數(shù)碼照片、藥物過敏史等信息。同時(shí),在患者診斷后醫(yī)生通過電腦或手持機(jī)將患者病情、相關(guān)藥物情況等都輸入到RFID 標(biāo)識(shí)帶中,通過與系統(tǒng)工作站結(jié)合,能夠充分實(shí)現(xiàn)對(duì)患者從入院、就診到結(jié)賬出院全過程的準(zhǔn)確處理。
3 、硬件設(shè)計(jì)
硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示:

1)RFID 患者標(biāo)簽:
標(biāo)簽包括芯片、天線、和封裝材料三個(gè)部分。
電子標(biāo)簽芯片按功能和結(jié)構(gòu)特征可以劃分為射頻接口部分, 數(shù)字控制部分,存儲(chǔ)模塊三個(gè)大的部分,其系統(tǒng)框圖如圖2所示:
該電子標(biāo)簽芯片的模擬部分主要負(fù)責(zé)與讀寫器的通信,對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào),并提供與電子標(biāo)簽數(shù)字電路模塊的傳輸接口。同時(shí)為整個(gè)芯片提供電源、復(fù)位信號(hào)和各個(gè)部分的工作時(shí)鐘。
數(shù)字控制部分主要功能是處理模擬解調(diào)后的數(shù)據(jù),負(fù)責(zé)整個(gè)芯片的控制以及防沖突機(jī)制和差錯(cuò)檢測(cè), 并根據(jù)需求與EEPROM 進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。
RFID 標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中,一般采用EEPROM,用于存儲(chǔ)EPC代碼以及password等標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)性信息。
2)RFID天線及閱讀器
天線用于實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽與閱讀器之間的通信,標(biāo)簽被激活后向閱讀器發(fā)送信號(hào),然后閱讀器接收到來自標(biāo)簽的載波信號(hào),對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。當(dāng)標(biāo)簽攜帶者通過或接近任何一個(gè)閱讀器時(shí),閱讀器即會(huì)感應(yīng)到信號(hào),同時(shí)立即上傳到RFID服務(wù)器上,并記錄具體信息。
3)終端PC或者PDA等
用于顯示對(duì)標(biāo)簽攜帶者實(shí)時(shí)監(jiān)控的結(jié)果,提供查詢、統(tǒng)計(jì)功能。
4 、軟件設(shè)計(jì)
軟件是指運(yùn)行于RFID服務(wù)器及各個(gè)終端的應(yīng)用軟件,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽的維護(hù)管理,信息的讀取、分析和查詢等功能。
患者標(biāo)簽管理軟件系統(tǒng)功能示意圖:

主要負(fù)責(zé)患者標(biāo)簽的正常使用。包括系統(tǒng)維護(hù),制作發(fā)卡,掛失解掛等功能, 圍繞標(biāo)簽的正常工作和在工作中可能遇到的一系列問題以及怎樣解決這些問題而設(shè)計(jì),能有效的對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行管理和維護(hù),有力的保證了標(biāo)簽在醫(yī)院信息管理過程中的正常使用。
2)身份與權(quán)限認(rèn)證
當(dāng)操作員要進(jìn)入患者標(biāo)簽管理系統(tǒng)時(shí), 系統(tǒng)將要求輸入姓名,密碼進(jìn)行身份認(rèn)證。只有認(rèn)證成功后,才可進(jìn)入系統(tǒng)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行管理、讀寫與數(shù)據(jù)查詢等操作。
權(quán)限認(rèn)證是讀取系統(tǒng)在隱私保護(hù)和界面友好的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作的軟件模塊,以防止患者信息的泄漏。主要包括兩部分:①?zèng)Q定這個(gè)標(biāo)簽是否可以由讀取系統(tǒng)掃描并決定是否有權(quán)限對(duì)讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。②是否可以將 RFID 信息讀取后進(jìn)行解碼。只有對(duì)卡片上已經(jīng)設(shè)置的密碼進(jìn)行認(rèn)證并匹配后,才允許系統(tǒng)進(jìn)一步的操作。
3)數(shù)據(jù)處理模塊
此模塊負(fù)責(zé)對(duì)標(biāo)簽信息的讀寫和查詢。

4)與HIS的連接
應(yīng)用 RFID 可以幫助醫(yī)生或護(hù)士對(duì)交流困難的病人進(jìn)行身份的確認(rèn),快速查詢病人的信息,還可有助于醫(yī)生護(hù)士對(duì)病人的管理,如監(jiān)控病人是否已吃藥、打針等住院信息。因此,需要建立RFID 患者管理系統(tǒng)與 HIS 中門急診系統(tǒng)、住院管理系統(tǒng)等的連接。
RFID 患者管理系統(tǒng)與HIS通過標(biāo)準(zhǔn)是一種醫(yī)院管理信息系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了進(jìn)行系統(tǒng)之間交換的醫(yī)療信息字符數(shù)據(jù)格式, 允許各個(gè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)不同的應(yīng)用系統(tǒng)之間進(jìn)行一些重要資料的溝通。
總結(jié):
RFID 技術(shù)已經(jīng)開始進(jìn)入社會(huì)生活的方方面面,其在醫(yī)院環(huán)境中的應(yīng)用尚有很大的潛力值得挖掘。本文設(shè)計(jì)了基于RFID的患者信息管理系統(tǒng),采用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)患者診療過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)跟蹤確認(rèn),協(xié)助和指導(dǎo)護(hù)士完成醫(yī)囑, 通過與系統(tǒng)工作站結(jié)合,能夠充分實(shí)現(xiàn)對(duì)患者從入院、就診到結(jié)賬出院全過程的準(zhǔn)確處理。本系統(tǒng)提高了醫(yī)院的智能化,具有較高的應(yīng)用價(jià)值。