基于 RFID 的非接觸式醫(yī)院智能登記查房系統(tǒng)

引 言

近年來，RFID 技術(shù)飛速發(fā)展，在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如智能公交、公路監(jiān)測。目前醫(yī)療衛(wèi)生信息化已納入“十三五”國家網(wǎng)絡(luò)安全和信息化建設(shè)重點(diǎn)，未來幾年，我國醫(yī)療信息化規(guī)模將持續(xù)增長，越來越多的企業(yè)發(fā)現(xiàn) RFID 可以提高效率、降低成本、保障病患安全，當(dāng)前 RFID 在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在器械管理方面 [3]。

目前醫(yī)院登記及查房多采用人工方式，存在著一些弊端 ： 當(dāng)較多病人需要快速登記時，傳統(tǒng)的人工方式不僅速度慢而 且容易出錯，對危重病人來說一分一秒的耽擱都是災(zāi)難 ；病人住院查房以人工方式進(jìn)行，工作繁瑣，一旦出錯難以排查。將無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域是一種趨勢 [4]，針對這種現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)一種基于無線射頻識別技術(shù)的非接觸式醫(yī)院登 記查房系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠提高病人入院高峰期的登記效率和 準(zhǔn)確率，降低醫(yī)院查房工作的工作量和出錯率 [5]；可以為病人建立更全面的治療記錄，醫(yī)生根據(jù)記錄及時更改治療方案， 提高治療效率，減少病人的痛苦 ；親屬能夠隨時了解病人的醫(yī)囑、健康狀況、用藥記錄等信息。

1 系統(tǒng)原理

1.1 無線射頻識別技術(shù)

RFID 技術(shù)最早起源于英國，在二戰(zhàn)時被用來識別敵我飛機(jī)身份，20 世紀(jì) 60 年代開始商用。1999 年麻省理工學(xué)院的自動識別技術(shù)中心提出“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，RFID 為其中的關(guān)鍵技術(shù)，因而近十幾年來得到了飛速發(fā)展 [6-7]。

RFID 是一種應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行識別并交換數(shù)據(jù)的短距離雙向通信技術(shù)，其由電子標(biāo)簽（Passive Tag）、讀寫器（Reader or Scanner）、天線（Antenna）三部分組成 [8]。其中，電子標(biāo)簽用于儲存標(biāo)志物的唯一編碼及數(shù)據(jù)信息，由芯片和標(biāo)簽天線組成 ；讀寫器用于識別及寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息，是數(shù)據(jù)采集的終端 ；天線是指無線通信系統(tǒng)中輻射和接收無線電波的裝置，在 RFID 系統(tǒng)中有讀寫用天線和標(biāo)簽用天線兩種，用于發(fā)送和接收射頻信號。

讀寫器首先將要發(fā)送的信息經(jīng)過編碼加載到某一頻率的載波信號上，經(jīng)天線轉(zhuǎn)化為特定的電磁波能量向所需方向發(fā)射出去。電子標(biāo)簽的天線將接收到的電磁波能量轉(zhuǎn)化為脈沖信號后經(jīng)芯片調(diào)制解碼，判斷請求類型及權(quán)限，可執(zhí)行讀操作或?qū)懖僮鳌Ｗx操作即電子標(biāo)簽將芯片中的信息通過天線發(fā)送給讀寫器，寫操作即對芯片 E2PROM 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行改寫。電子標(biāo)簽的供能可由讀寫器發(fā)射的電磁波提供，也可有獨(dú)立電源，以此分為無源與有源標(biāo)簽。RFID 通信原理如圖 1 所示。

RFID 技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的優(yōu)勢在于其具有非接觸無源特性的標(biāo)簽 [9]。非接觸式特性是指標(biāo)簽和讀寫器不需要直接接觸，甚至在煙、霧等阻隔下能夠?qū)崿F(xiàn)通信 ；無源特性是指RFID 標(biāo)簽可通過讀寫器發(fā)送的電磁波產(chǎn)生電能，不需要獨(dú)立的電源。此外，RFID 標(biāo)簽具有一個全球唯一的 ID 號，在生產(chǎn)過程中寫入存儲器，無法更改，使被標(biāo)記物體具有唯一性，降低了識別和管理的出錯率。

1.2 系統(tǒng)流程

(1) 病患入院時，醫(yī)院為其配發(fā) RFID標(biāo)簽，并用手持機(jī)掃描錄入患者基本信息，通過 TCP/IP協(xié)議發(fā)送至電腦終端保存，后續(xù)可進(jìn)行信息的管理與維護(hù)。

(20 護(hù)士在查房時使用手持機(jī)靠近患者的 RFID標(biāo)簽， 手持機(jī)獲取 RFID標(biāo)簽信息并通過局域網(wǎng)將信息發(fā)送至護(hù)士站電腦終端，電腦終端調(diào)取數(shù)據(jù)庫匹配標(biāo)簽信息，再將匹配信息通過局域網(wǎng)發(fā)送至手持機(jī)，手持機(jī)收到信息之后將其顯示在軟件界面上，護(hù)士可以查看該患者的相關(guān)信息。

(3) 手持機(jī)能將患者的相關(guān)信息發(fā)送至親屬的手機(jī)APP，以便親屬及時了解患者相關(guān)信息，如醫(yī)囑、用藥記錄等。

系統(tǒng)流程示意圖如圖 2 所示。

2 系統(tǒng)組成

2.1 硬件部分

（1）UHF 手持機(jī)。UHF 是指特高頻無線電波（Ultra High Frequency，UHF），即頻率在 300 ～ 3 000 MHz，波長在0.1 ～ 1 m 的無線電波，穿透性強(qiáng)、閱讀距離遠(yuǎn)，適合用于復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境 [10]。手持機(jī)中裝有安卓手機(jī)，可安裝安卓環(huán)境下的 APP，為軟件部分的開發(fā)提供了基礎(chǔ)。手持機(jī)可以完成對標(biāo)簽信息的錄入，并通過局域網(wǎng)與護(hù)士站計(jì)算機(jī)進(jìn)行信。圖 3 為 UHF 手持機(jī)。

（2）無源標(biāo)簽腕帶。無源標(biāo)簽腕帶如圖 4 所示，病人入院登記時由護(hù)士分發(fā)，佩戴于病人腕部，具有唯一 ID 號，體積小，方便佩戴，不會給病人帶來不便。

（3）護(hù)士站計(jì)算機(jī)。護(hù)士站計(jì)算機(jī)用于存儲患者信息，接收來自手持機(jī)的標(biāo)簽號，并把匹配信息反饋給手持機(jī)。

（4）親屬安卓手機(jī)。親屬安卓手機(jī)可以查詢護(hù)士站計(jì)算機(jī)錄入的患者信息，如醫(yī)囑、用藥記錄、健康狀態(tài)等。

2.2 軟件部分

（1）手持機(jī) APP。手持機(jī) APP 為 Android studio 平臺下用 Java 語言開發(fā) [11]。其主要用于錄入 / 查房功能，用以讀取標(biāo)簽信息并發(fā)送到護(hù)士站計(jì)算機(jī)，也可錄入如患者姓名、年齡、手機(jī)號等基本信息。工作中主要用到圖 5 中的 4 個界面。使用時，打開手持機(jī) APP 進(jìn)入界面（a），同時護(hù)士站計(jì)算機(jī)軟件處于開啟狀態(tài)，且手持機(jī)與護(hù)士站計(jì)算機(jī)處于同一局域網(wǎng)下 [12]，點(diǎn)擊錄入 / 查房，可進(jìn)入界面（b）。在錄入登記時，護(hù)士為病人分發(fā)空白標(biāo)簽，使用手持機(jī)掃描，可進(jìn)入界面（c），點(diǎn)擊示意部分可輸入相應(yīng)信息，輸入完成后，點(diǎn)擊確認(rèn)發(fā)送， 可將標(biāo)簽信息發(fā)送至護(hù)士站計(jì)算機(jī)儲存。在查房時，護(hù)士使用手持機(jī)掃描病人標(biāo)簽，當(dāng)接收到標(biāo)簽 ID 后，自動發(fā)送至護(hù)士站計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)返回與標(biāo)簽匹配的病人信息顯示在界面（d）。掃描到已錄入標(biāo)簽時，信息為只讀模式。

（2）護(hù)士站計(jì)算機(jī)軟件。本軟件初始界面如圖 6 所示。界面上方是使用示意圖，方便醫(yī)護(hù)人員迅速掌握系統(tǒng)原理及使用方法 ；中間部分是信息錄入欄，可錄入姓名、手機(jī)號碼、年齡三項(xiàng)基本信息，以及檔案、醫(yī)囑兩項(xiàng)高級信息，EPC 為標(biāo)簽 ID，可將手持機(jī)掃描的標(biāo)簽號顯示在此欄 ；界面下方是本機(jī)信息，包括服務(wù)器 IP 和服務(wù)器端口兩項(xiàng)信息。同一局域網(wǎng)下，掃描到空白標(biāo)簽時，會在 EPC 欄顯示出標(biāo)簽 ID， 此時可選擇在手持機(jī)端錄入或在計(jì)算機(jī)軟件端錄入。檔案管理界面可顯示已錄入的病人信息，不可更改，可以刪除，如圖 7 所示 ；醫(yī)囑管理界面可更新病人醫(yī)囑信息，如圖 8 所示。

圖 6 計(jì)算機(jī)軟件初始界面

圖 7 檔案管理界面

圖 8 醫(yī)囑管理界面

（3）親屬手機(jī) APP。通過 Socket 通信實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中病人信息的讀取 [13]，親屬在手機(jī) APP 界面輸入登記時填寫的手機(jī)號，點(diǎn)擊確認(rèn)后 APP 發(fā)送手機(jī)號碼至電腦服務(wù)器。電腦端識別到數(shù)據(jù)后將手機(jī)號碼匹配到數(shù)據(jù)庫，如果沒有該號碼，則手機(jī)端識別之后在屏幕上顯示“系統(tǒng)未查詢到信息”；如果匹配到該號碼，則從數(shù)據(jù)庫中提取對應(yīng)的患者姓名、年齡、醫(yī)囑等信息發(fā)送到手機(jī)端，顯示在屏幕上。親屬端手機(jī)APP 如圖 9 所示。

3 結(jié) 語

本文提出一種基于 RFID 的非接觸式醫(yī)院智能登記查房系統(tǒng)，其能夠完成對病人登記信息的快速準(zhǔn)確錄入，可保存在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中，方便護(hù)士及醫(yī)生查詢，減少工作量，并且不易丟失。醫(yī)生可以在護(hù)士站計(jì)算機(jī)完成對病人醫(yī)囑的錄入，護(hù)士查房時直接掃描病人標(biāo)簽獲得對應(yīng)的醫(yī)囑信息，能夠更加方便快捷地給予每個病人治療建議。病人親屬可以通過手機(jī) APP 查詢到患者的健康狀態(tài)、用藥記錄、治療方案等信息，增進(jìn)了醫(yī)院與患者家屬之間的信息交流，有利于緩解醫(yī)患關(guān)系。