本科毕业设计略论射频识别技术在医疗管理应用方面的现状与对策.docx
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本科毕业设计略论射频识别技术在医疗管理应用方面的现状与对策
Abstract
RadioFrequencyIdentificationTechnologyisautomaticidentificationtechnologyinthepracticeofradiotechnologyanddevelopmentofspecificapplications.Itistheuseoftransmittingandreceivingradiofrequencysignals,ontheobjectsshort-range,non-contactdetectionofahigh-techtrack.Thebasicideaofthistechnologyisthatbyusingsomeadvancedtechniquestoachieveoneofthetypesofobjectsorequipment（personnel,materials）indifferentstates（mobile,staticorpoorenvironment）,automaticidentificationandmanagement.
Asanadvancedautomaticidentificationanddatacapturetechniques,RFIDhasbeenrecognizedasoneoftenimportanttechnologiesofthe21stcentury,hasbeensuccessfullyappliedtomedical,logistics,publicsafetyandotherfields.Accordingtotheworkingprincipleofradiofrequencyidentificationtechnology,indicatingitsapplicationinthemedicalmanagementcanplayarole.AndpresentedmyselftotheRFIDapplicationvisioninthemedicalfield,whilethemainproblemstoproposesolutions.
KeyWords：
RadioFrequencyIdentificationTechnology,Reader,Tag,MedicalManagement
引言
近年来，无线射频识别技术在国内外发展很快，RFID产品种类很多，并且各有特点，自成系列。
目前，RFID已被广泛应用于医药、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，未来的发展潜力不容小觑。
众所周知，医疗管理行业是一个必须严格控制失误率的行业。
而RFID的妙用，就是使用相关的高科技手段，实现对药品、病人以及废弃的医疗垃圾的跟踪和监测，保障医疗管理过程的科学性、精准性、规范性。
1.射频识别技术的发展与其在医疗管理方面的应用相关研究综述
1.1RFID技术概述
所谓RFID（RadioFrequencyIdentification），是一种通过射频信号空间耦合实现信息传递从而达到识别目的的技术。
其源于二战期间飞机之间的敌我识别应用，近年在技术及成本、需求等多方面因素的刺激下，RFID技术逐步进入大规模商用化的前期阶段。
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。
RFID技术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。
RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。
系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。
其基本工作原理并不复杂：
标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
一套完整的RFID系统,是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）也就是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是阅读器发射一特定频率的无线电波能量给应答器,用以驱动应答器电路将内部的数据送出，此时阅读器便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理。
由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，RFID被认为是21世纪最有发展前途的信息技术之一。
得到IT行业普遍共识的是，射频识别标签（RFID）将成为自手机出现以来下一个普及率最广的无线技术。
目前国内低频（125KHz）和高频（13.54MHz）RFID技术已经应用多年，沿用国际标准，发展已趋成熟。
但是，应用前景最广的超高频（850-910MFz）和微波（2.45GHz）RFID却面临标准缺乏、技术落后和发展滞后的现状。
RFID的基本工作原理
电子标签
天线
读写器
图1RFID的基本工作原理
资料来源：
根据《RFID基本工作原理解析》（2005年）整理所得
RFID技术的基本工作原理：
标签进入磁场后，接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；读写器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
1.2RFID技术的应用概述
1.2.1RFID的全球发展规模
2009年，全球RFID市场规模达到87亿美元，2010年是世界物联网元年，RFID必将有一个飞速的发展阶段，在经济复苏的推动下，诺达咨询《物联网系列-全球物联网发展现状与趋势研究报告2010》研究表明，其市场规模在2012年有望达到212亿美元，应用将渗透到物流，零售，医疗，金融等多个领域。
图22007-2012年全球RFID市场规模
资料来源：
根据《物联网RFID技术在国内外的行业应用》（2010年）整理所得
目前，RFID在各个国家正渗透到社会的很多领域，对改善人们生活质量、提高企业效益、加强公共安全产生着重要影响，应用比较广泛的有证照防伪、智能交通系统、物流领域、电子支付、资产追踪管理等行业。
1.2.2RFID在中国的发展和典型应用
目前，RFID在中国的很多领域都得到实际应用，包括物流、烟草、医药、身份证、奥运门票、宠物管理等等，但就老百姓日常生活感受而言，好像RFID还是离得很远。
除了二代身份证，很难感受到RFID在我们生活中的存在。
原因在于，尽管RFID正快速在各个领域得到实际应用，但相对于我们国家的经济规模，其应用范围还远未达到广泛的程度，即便在RFID应用比较多的交通物流产业，也还处于点分布的状态，而没能达到面的状态。
往往是某些产业中的领导企业为保持其竞争地位而率先尝试采用这种新技术，而更多的企业还抱着观望和犹豫的态度。
随着中国信息化和国际化的进程，RFID的应用将会由点到面，逐步拓展到更广的领域。
而RFID的实施成本，必然随着RFID应用的推广和市场的扩大而逐步降低。
但凡上述医药、物流等领域，都将是RFID用武之地。
在未来几年，我们会看到，随着应用的多元化，RFID的益处将会得到更大程度的发挥。
如此，人们将不会再怀疑RFID的发展前景。
目前，国内RFID的典型应用如下：
1、北京奥运会门票和食品安全追踪
历届奥运会都是新技术的发展引擎，北京奥运会也不例外。
为了服务本次奥运会，RFID业界祭出两项法宝级应用——门票防伪和食品安全追踪。
经过十多天的检验，这两项应用都得到了全世界的赞誉，既保障了奥运会的安全进行，又使得中国在RFID领域积累了大量宝贵的实践经验。
北京奥运会是第一届全面使用RFID技术来进行门票防伪的奥运会。
本届奥运会的门票都加载了中国自行研发的、国内最小的RFID芯片。
该芯片包含了购票人的关联信息，只要在验票机上一刷，就可以激活后台数据库，从而调出观众的个人信息，既方便了观众验票，又有效地防止了门票伪造。
食品安全追踪是RFID在本届奥运会的另一个主要应用。
该技术重点防范了4类食品突发事件：
食源性疾患，动物源性食品中违禁物质的滥用，高毒高残留农药和食品添加剂的违规使用以及生物性、化学性、放射性等认为恶意污染食品事件。
本届奥运会做到了全部食品配置RFID电子标签，全程监控了种植、运输、分类、验收和存贮过程，防范了前述4类食品突发事件。
十多天来，各国运动员和工作人员对中国在食品方面的赞叹不绝于耳，充分肯定了我国RFID食品追踪应用的成功。
2，上海世博会门票
2010年5月份开始的上海世博会的门票系统将全部采用RFID技术，每张门票内都含有一颗自主知识产权“世博芯”，通过采用特定的密码算法技术，确保数据在传输过程中的安全性，外界无法对数据进行任何篡改或窃取。
3，中国移动厦门e卡通手机支付
移动e通卡是基于移动RFID技术实现的多功能移动电子商务服务，将传统的e通卡应用集成到手机中，从而实现手机SIM卡、公交卡、银行卡、企业管理卡四卡合一，一卡多用的作用，只需要掏出手机，就可以顺利在公车、轮渡等处轻松刷卡，甚至还可以购物消费。
1.3RFID技术在医疗管理方面的具体应用
近几年来，国内多数大中型医院都建立了比较完善的医院信息系统（HospitalInformationSystem，HIS），显著提高了入院登记、药物管理、计价收费等的工作效率，提高了医疗服务水平。
但是，目前应用的HIS系统还存在诸多不足之处,不能有效避免病人打错针、服错药或者服用伪劣药、输入不安全血液等日益受到世界各国重视的问题。
为此，如果致力于射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID）技术应用到医疗管理中，将有利于显著改善医疗服务，提高病人就医安全，提升医疗服务品质。
RFID在医疗行业中的应用最早出现在美国,最初的目的是为了打击和杜绝假冒伪劣药品对医疗保健行业的危害,之后逐步扩展到临床管理。
如美国圣鲁克医院对急诊室病人的管理,新泽西医院对糖尿病、癫痫及心脏病等慢性病患者的管理,辉瑞（Pfizer）公司对伟哥（Viagra）的市场追踪管理等。
英国将RFID技术应用于血液管理,日本应用RFID技术追踪医疗废物,新加坡医疗机构在SARS期间使用RFID对病人进行了跟踪管理等,均起到了节约劳动力、提高医护人员工作效率、有效防范因操作失误引发的医疗事故、节省医疗成本以及增加安全性等作用。
经过多年的实践,RFID技术在医疗行业中的应用已由探索逐渐走向成熟,主要用于药品试剂管理、人员身份识别、医疗废物管理、医疗设备追踪管理等。
1.3.1RFID技术在药品试剂管理方面的应用
某市一家社区医院把给一位老年心脑疾病患者的药品用在了10岁的感冒患者身上。
起因是粗心的护士看错了姓名，而细心的母亲发现了自己儿子的吊瓶标签上写着“ATP”和麻醉类药物“利多卡因”等输液卡上并未出现的药剂成分。
而我亲眼所见的事例是，医院护士马虎地准备给一名高血糖的病患者打葡萄糖点滴，幸亏这名患者的妻子发现之后及时制止，才避免造成更大的问题。
许多人听到这样的事例，往往第一个念头是对医护人员的责任感缺失和粗心感到愤怒，确实，谁能保证这样的问题哪天不会发生在自己身上呢？
这种人为差错是无心之过，但却难以避免。
传统医嘱执行的复杂过程，导致类似的错误在诸多医院频繁上演。
通常情况下，医生在工作站开好医嘱，护士确认之后送到药房配药、发药，护士还要抄写或打印医嘱，这时才进行到配药阶段，药品用完之后，还要手工签名。
而且在给病人用药时，护士也是手工核对药品是否和病人的名字匹配。
人工环节多，很难排除人工出错的可能。
如何合理加入系统控制环节，减少手工操作，保证医疗过程中，在正确的时间与正确的患者、用正确的剂量、采取正确的途径和正确的方式予以处理，成为医院亟待解决和改善的一大问题。
而RFID技术无疑将成为解决这些问题的重要手段。
将RFID智能标签置于“医疗保健卡”的卡片上或者病人随身携带的腕带上，标签可以记载就诊病人自身完整的就诊记录。
任何医生或者其他医护人员都能够通过读写器即时读取、存储关键的病历信息。
当医院的一系列工作全部处于一套完整的RFID系统的监控下，医生将开好医嘱存入系统中，药房根据系统信息配药、发药，护士给病人用药前通过读写器快速准确地对病人的信息进行确认，而病人的诊治和用药记录也随之更新，一切过程信息化。
这不仅能大大减少繁琐的人工环节所造成的差错，也使得某些医疗纠纷中权益受到损害的病患者能提取自身的诊治信息予以维权。
1.3.2RFID在人员身份识别方面的应用
2009年11月21日，发生在西安交大一附院的假护士偷走女婴案，轰动全国。
一名犯罪嫌疑人假扮护士潜进西安交大一附院产科借为新生婴儿做检查之名盗走婴儿。
这起案件性质恶劣，社会负面影响大。
想想，如果任何人可以随意地披上白大褂就到医院抱走婴儿，那么贩卖婴儿的违法犯罪集团该如何猖獗？
！
据西安交大相关负责人解释，嫌疑人抱走孩子后，是从工作人员通道离开医院的产科病房的。
那里安装了磁力门，在平时，当工作人员进出后，门就会自动锁上。
但出事那天，产科病人比较多，门意外出现问题，看着是锁上了，其实磁力没有起作用，一推就能开。
这样，犯罪嫌疑人就轻松离开了。
显然，发生这样的事件，医院在安全管理方面存在着不可推卸的责任。
除了如上所述的恶意盗婴事件，现实中还存在着人员管理失误造成婴儿调换的情况。
刚刚出生的婴儿，特征相似，理解和表达能力欠缺，如果不加以有效的标识往往会造成错误识别。
因此，对新生儿的标识犹为重要。
母亲与婴儿是一对匹配，单独对婴儿进行标识存在管理漏洞，无法杜绝失误造成的人为调换。
目前医院存在着母亲抱错婴儿，婴儿被盗等问题，如果在医院的管理系统中增加RFID技术，包括腕带、手持读写器、门禁系统等，将有效避免这种问题的出现。
图3母婴门禁系统
资料来源：
根据《RFID医疗管理系统之母婴识别系统》（2009年）整理所得
如上图所示，当护士抱着婴儿离开时，婴儿腕带的识别信息必须和母亲识别信息匹配才能离开。
防止婴儿被抱错：
通过护士携带的手持式RFID读写器，分别读取母亲与婴儿所佩戴的RFID母婴识别带中的信息，确认双方的身份匹配，防止出生时长得差不多的婴儿被抱错。
防止婴儿被盗：
需要在各个监护病房的出入口布置固定式RFID读写器，每次有护士和婴儿需要通过时，通过读取护士身上的RFID身份识别卡和婴儿身上的RFID母婴识别带，身份确认无误后监护病房的门才能被打开。
同时，护士的身份信息，婴儿的身份信息及出入时间被记录入数据库中。
配合监控录像，保安能随时监视重点区域的情况。
事实上，用RFID射频识别科技来防止新生儿在医院被盗，已经成为国内部分三甲医院管理上使用的三大“新式武器”之一。
这项技术大大地提高了医院的安全管理水平，让医院管理者充分看到了信息化管理的优越性。
1.3.3RFID技术在医疗废物管理方面的应用
看过一则新闻报道，美国一家医院的女医生控告医院处理医疗垃圾不规范，致使她被一支注射过艾滋病人的针头扎到，感染了HIV病毒。
漫长的控诉道路，女医生被判获得巨额赔偿的一天，也是她生命即将殆尽之时。
这样的事件发生，着实让人惋惜。
医疗废物含有大量的细菌和病毒,处理不妥当不仅会给环境带来严重的污染,更会给人类健康带来极大的威胁。
通过RFID技术处理医疗废弃物，可以确定废弃物的传送路径以及过程中是否曾经被打开，所到之处废弃物及处理状况都会一一被记录下来。
监管部门可以有效控制和监督医院、运输单位、垃圾处理场等相关单位,掌控好从医院到运输线再到垃圾处理场的全程监管工作,实现对医疗废物存放、运输、焚烧等环节上的跟踪。
“5.12”地震以后，大量医疗垃圾造成了污染，通过RFID技术对医疗垃圾、特别是灾后引起的医疗垃圾以及人员的流动和接触的人群进行管理，可以有效减少人员感染的机率，规范救援过程。
1.3.4RFID技术在医疗设备管理方面的应用
随着医疗事业的不断发展、医院规模的不断扩大,医疗设备的数量和种类正在不断地增加。
由于管理手段滞后,很多医院都出现了设备流失、闲置等问题,造成大量资金浪费，尤其是对于贵重的医疗仪器。
采用RFID技术中读取距离较远的主动式标签贴附于贵重仪器财产上，可用来做盘点或者设备位置追踪记录。
如此可有效管理仪器设备位置，在遇到异常情况下亦可主动警示或发报，借以避免设备遗失所造成的财产损失与风险。
总体而言，应用RFID技术在每台设备上增加一个电子标签,进行动态管理,能够随时跟踪了解每台设备的基本信息、使用状况以及维护维修信息等,可实现医疗设备管理的科学化、合理化、高效化和精确化。
1.4RFID技术的应用设想
1.4.1RFID技术在传染病人、精神病人、心脏病人等病患人群中的应用设想
对于传染病人、精神病人、心脏病人等病患人群而言，他们的病症或具有传染性，或无法辨别自己的行为，或发病时需要紧急抢救措施。
对这类病患者，当医院采用人、地、时、事的全方位的监控管理，可准确追踪病人位置，即时掌握病人异常状况。
对于高传染性人群，透过RFID，可以确认患者的所在地及身份，随时侦测体温，了解谁与谁在什么时间有过近距离接触，透过系统可以查知接触史，由于具有主动侦测功能，随时通报情况，可以在不必接触之下进行严密的行径追踪。
设想当医院安装一套室内定位系统用于对病人的管理。
通过护士站的电子显示屏或医院的监控电脑或医生的随身PDA，即可快速准确地掌握病人的物理位置。
从而实现对传染病人、精神病人或心脏病人等的7*24小时实时状态监护，以保障病人安全，改善对病人的看护和优化医患疗程。
这套系统的设想的基本原理便是RFID技术。
当院方实行RFID监控管理，把由电池供电的RFID标签附在病人身上，检测这些标签的接收器则连入现有局域网，并向位置软件传递定位数据，人员的物理位置即可以图形方式显示于控制软件的界面中。
为了达到定位的准确性和高精度，一般需要在病房以及走廊、大厅等区域都部署信号接收和传输设备，形成全方位的覆盖。
医院系统采用RFID有源智能电子标签，工作频率在2.4GHZ，不会对医疗设备造成干扰。
可以制成腕带、胸卡等形式，或者直接缝入病号服内。
给需要追踪监护的病人佩戴上电子标签，就可以将他们的实时信息一手掌握。
这个标签里面还存储了病人的相关信息，包括个人资料以及医嘱、病史等重要资料。
借由个人手持式装置的协助，巡房医生只要扫描某病患的RFID腕带，其相关各项的医疗记录与检验报告，便会即刻由后端资料库，透过无线网路的方式，完整地传送到医师手上的装置设备中。
这让医师更能清楚地即时掌握该病患的情况。
对于提升医师判断准确性与院方整体医疗品质，会有相当大的助益。
此外，通过智能无线网络就可以监控病人的实时位置、状态等信息，然后在控制软件中读取出来。
医院管理人员只需通过鼠标简单操作便可获知病人的实时位置以及状态信息，从而在RFID设备所及范围内迅速找到他们并对其实施相应的医疗程序。
1.4.2RFID技术在血液管理上的应用设想
据报道，2010年年初，经证实，湖北大冶市二医院80多名患者因输血感染艾滋病。
在这一个过程中，很多患者是因为意外检测血液，才发现这一种医疗事故的。
尽管后来，该医疗机构同意承担责任，但也因此背负上沉重的经济负担，责任主体还在如何赔偿上产生了争议与纠纷。
卫生部医政司副司长赵明钢曾呼吁公众要树立正确的用血观念，能不输血的时候就不要输血。
他说：
“尽管我们采取了一系列的手段来保证血液的质量和安全，但是血液的使用终究是有风险的。
”他认为，乙肝、丙肝、梅毒、艾滋病毒，它的检测都是有窗口期的。
因此，即使我们用最好的试剂、最科学的方法、最灵敏的仪器、最优秀的人员去检验，还是有一段危险期检查不出来。
但是，单纯这种提醒很可能是作用不大的。
最关键的问题是，社会应该如何来防范这一种医疗风险？
一直以来，虽然很多人知道，输血有可能会带来过敏反应、输液反应、排异反应之类的医疗风险。
但是，当前的血液检测体系尚存在如此的漏洞与风险，却是少为人知的。
“尽量不要输血”不应该成为一种空洞无物的提醒。
医学检测尚存在如此的漏洞与风险，需要有一种全新的技术，保障血液的采集、管理、使用这一过程的规范化，减少因血液输送感染病毒事例，提高公众的卫生医疗安全。
这时候，我们可以运用RFID技术。
目前在我国大多数血站都利用身份证来识别献血者和输血者的身份，采用条形码来表示血液成分和相关信息。
在管理信息系统上，很多血站已采用计算机联网、数据共享的方式，用数据库技术来管理血液信息，但是现有系统暴露出了一些技术缺陷，如：
过分依赖数据库的问题；条形码存储容量小的问题等。
采用RFID技术进行血液管理，每一袋血上的RFID标签，无论在血库库房，还是被其他血库调出、调入，或是被医院使用，都是唯一的标识，在管理中，可以实现非接触式识别，减少对血液污染；可利用RFID标签存储信息量大的特点，存储较为全面的信息。
医疗机构中的血液管理过程一直是一个非常复杂的过程,涉及采集、运输、存储和使用等环节,要求有细致而繁琐的跟踪记录。
将RFID技术应用于血液管理中,可全程跟踪记录献血者的信息、采血时间,血液在血库的调入、调出,血液使用者的信息等,从而实现“从输血者到用血者”、“从血管到血管”的跟踪管理,做到实时跟踪血液信息,最大程度地避免风险和提高安全性。
输血安全不仅关系到公民自身的健康，也关系到整个社会的稳定和谐，需要我们从技术层面去高度管理和保障输血过程的安全化。
1.5RFID的应用优势
1.5.1RFID与条形码相比较的优势
表1条码与RFID电子标签的比较表
信息载体
信息量
读/写性
读取方式
智能化
抗干扰能力
寿命
成本
条码
纸、塑料薄膜、金属表面
小
只读
CCD或激光束扫描
无
弱
较短
最低
RFID标签
EEPROM
大
读/写
无线通信
有
强
最长
较高
资料来源：
根据《电子标签RFID和条形码有是区别》（2007年）整理所得
此外，在人的指导下，扫描仪才能工作，且只能接收一定范围内的条形码。
条形码本身还具有其他缺点，如果标签被划破，制作不规范、污染或是脱落，扫描仪在无法辨认目标的情况下，条形码就完全失去作用。
且条码只能识别生产者和产品，并不能像RFID电子标签一样，可存储大量的物品信息。
相比较而言，RFID还具有以下优点：
无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预,即可完成信息输入和处理;能够一次性读取多个标签、多次读写,穿透性强、读取距离大;数据的记忆容量大,可加密、防水、防磁、耐高温等。
2.存在的问题
2.1成本问题
RFID的成本高昂。
随着科技进步，RFID标签的成本已经降低到30美分，但仍是条形码的100倍，这对于汽车等高价产品来说已经相当便宜，但对于某些地方性医院来说，RFID的使用在经济上还面临阻力。
而且，从全国来说，价格的门槛限制了RFID标签大规模普及，又进而使其规模效应的成本优势难以体现，据相关估计，在需求量达到50亿个之后，RFID价格可能降低到适应大规模应用的2美分，而现在中国的RFID使用量仅为1000万个。
2.2安全问题
任何新技术的应用都很可能是一把双刃剑。
设想一下，如果任何人拿着一个读取器
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