基于RFID技術(shù)手術(shù)室物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)項目初探

1、i基于RFID技術(shù)的手術(shù)室物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)項目初探龔雪峰1汪輝2江蘇久信醫(yī)用凈化工程有限公司摘要：物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)作為江蘇省提升信息產(chǎn)業(yè)核心競爭力、發(fā)展創(chuàng)新型經(jīng)濟的戰(zhàn)略選擇，可以預(yù)計，在不久的將來，物聯(lián)網(wǎng) 的應(yīng)用將滲透到國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。而物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景，手術(shù)室作為醫(yī)院的核心，從事高效、 安全的手術(shù)活動是現(xiàn)代醫(yī)院的重要醫(yī)療手段，每天手術(shù)室大量人流、物流交匯，形成大量的醫(yī)療信息，由于手術(shù)室開展臨床 手術(shù)的特點，這些信息和人流、物流也具有自身獨特的特點和 交互管理方式，需要通過一個完善的軟、 硬件集成的物聯(lián)網(wǎng)系 統(tǒng)進行優(yōu)化和管理。關(guān)鍵詞：RFID技術(shù)；手術(shù)室物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)用系統(tǒng)1.

2、 國內(nèi)外本領(lǐng)域科技創(chuàng)新發(fā)展概況和最新發(fā)展趨勢大型醫(yī)院每天 服務(wù)患者多達數(shù) 千，每天消耗的醫(yī) 療器械、物品更是 成千上萬。不同的 患者的醫(yī)療服務(wù)流 程各有差異， 且需多個診療部門協(xié)同作業(yè)。 在醫(yī)療服務(wù)過程中， 醫(yī)護人員、 醫(yī)療物品和器械等流動錯綜復(fù)雜， 對現(xiàn)有的醫(yī)療管 理系統(tǒng)提出了巨大挑戰(zhàn)。 由于醫(yī)療服務(wù)管理缺乏強有力的工具 支持， 依靠人工管理導(dǎo)致有限的醫(yī)療資源利用率偏低， 患者等 候時間過長， 醫(yī)療服務(wù)成本昂貴和質(zhì)量偏低等問題。 為了提高 醫(yī)療服務(wù)水平， 降低醫(yī)療成本， 世界上發(fā)達國家的醫(yī)院廣泛采 用信息技術(shù)，包括醫(yī)院信息管理系統(tǒng) (HIS) 和條碼技術(shù)等，以 加強患者、醫(yī)護人員、醫(yī)療器械和

3、耗材的管理。1.1 醫(yī)療管理信息技術(shù)依然面臨存在的問題分析1.1.1 信息的輸入、輸出和處理使得醫(yī)療服務(wù)流程變得 更加復(fù)雜，且增加了醫(yī)療服務(wù)成本；1.1.2 醫(yī)院內(nèi)物品和人員流動的動態(tài)性，使得手工處理 信息工作負(fù)荷龐大， 容易出錯、 難以保證醫(yī)療信息和實際醫(yī)療 服務(wù)的一致性；1.1.3 無法實現(xiàn)對醫(yī)護人員、醫(yī)療器械和物品的跟蹤、 狀態(tài)監(jiān)控，無法支持醫(yī)療資源的優(yōu)化調(diào)度。1.2 RFID 技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)建立的必要性 針對上述問題， 國內(nèi)外學(xué)者、 專家紛紛開展了醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)的研究和應(yīng)用， 并開始應(yīng)用于醫(yī)院所為人員和醫(yī)療物品管 理，有效降低醫(yī)療費用， 提高醫(yī)療服務(wù)水平和患者滿意度。 美 國、

4、英國、瑞士和日本等醫(yī)院與各研究院校合作，開發(fā)了基于 RFID 技術(shù)的醫(yī)療資源管理系統(tǒng)和醫(yī)療資源優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，并已在醫(yī)院內(nèi)實施應(yīng)用。 國內(nèi)， 目前也有科研院校開始研發(fā)相應(yīng) 的管理系統(tǒng)，但還處于剛剛起步階段，沒有形成產(chǎn)業(yè)。由于， 我國醫(yī)療體制與世界發(fā)達國家的差異顯著， 因此， 國外企業(yè)開 發(fā)的醫(yī)療資源管理系統(tǒng)難以適用于我國醫(yī)院的管理。 而且， 即 使國外的發(fā)達國家也沒有涉及醫(yī)療手術(shù)管理系統(tǒng)的開發(fā)。2. RFID 技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)項目研究的目的、意義2.1 研究目的 我國手術(shù)醫(yī)療資源依靠人工經(jīng)驗，缺乏信息化技術(shù)的支 持，致使有限的醫(yī)療資源利用率較低、醫(yī)療成本較高；而且手 術(shù)醫(yī)療資源管理存在較大的

5、安全隱患， 一旦發(fā)生醫(yī)療事故將會 危害患者的健康、 給醫(yī)院造成重大的經(jīng)濟和名譽損失、 甚至引 發(fā)醫(yī)患矛盾等系列社會問題。 為此， 江蘇久信醫(yī)用凈化工程有 限公司通過十余年醫(yī)用凈化工程技術(shù)經(jīng)驗及前期數(shù)字化手術(shù) 室研發(fā)的成果， 提出本課題， 以期聯(lián)合醫(yī)院利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研 究、 開發(fā)手術(shù)醫(yī)療資源優(yōu)化調(diào)度管理系統(tǒng)， 從而實現(xiàn)手術(shù)醫(yī)療 資源的全面、規(guī)范化管理，降低安全風(fēng)險；優(yōu)化手術(shù)醫(yī)療資源 調(diào)度，提高利用率，降低手術(shù)醫(yī)療成本。目前的管理軟2.2 研究意義 手術(shù)是醫(yī)院提供醫(yī)療服務(wù)的主要內(nèi)容之一，它涉及的醫(yī)護 人員、醫(yī)療器械和耗材數(shù)量、 種類較多， 但手術(shù)醫(yī)療資源緊張， 醫(yī)療費用昂貴，風(fēng)險性高，因而備受醫(yī)院

6、和患者關(guān)注。由于我 國醫(yī)院的手術(shù)信息化管理研究和應(yīng)用起步較晚，件沒有考慮各種手術(shù)過程中醫(yī)護人員、 醫(yī)療器械和耗材等醫(yī)療 資源同步可得、 可用，手術(shù)過程中的醫(yī)療物品缺乏系統(tǒng)的管理， 醫(yī)療資源的安全、 有效性存在隱患， 容易引發(fā)醫(yī)療事故； 同時， 缺乏手術(shù)醫(yī)療資源的優(yōu)化調(diào)度， 致使有限的手術(shù)醫(yī)療資源利用 率偏低，醫(yī)療成本較高。系統(tǒng)的主要科學(xué)價值主要包括以下幾個方面：(1) 建立骨科和內(nèi)窺鏡等典型手術(shù)醫(yī)療資源電子清單，包括 完成手術(shù)所需的醫(yī)療物品、醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)護人員以及患者等， 利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)開發(fā)結(jié)構(gòu)化手術(shù)清單管理系統(tǒng)；(2) 以手術(shù)室醫(yī)療資源利用率最高和患者等候手術(shù)時間最 短為目標(biāo)，建立手術(shù)室作業(yè)

7、模型，開發(fā)計算機智能優(yōu)化，優(yōu)化 調(diào)度手術(shù)室醫(yī)療資源，提高醫(yī)療資源利用率，降低醫(yī)療成本。(3) 探索將長距離非接觸式 RFID 技術(shù)嵌入于手術(shù)室內(nèi)的關(guān) 鍵醫(yī)療器械、 物品、患者腕帶和醫(yī)護人員門卡， 建立醫(yī)療設(shè)備、 患者、醫(yī)護人員和信息系統(tǒng)互通的手術(shù) “物聯(lián)網(wǎng)”平臺，實 時獲取醫(yī)療資源的使用狀態(tài)， 建立手術(shù)醫(yī)療資源追溯系統(tǒng)， 為 患者提供透明的、安全的手術(shù)醫(yī)療服務(wù)；(4) 開發(fā)手術(shù)室物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療資源優(yōu)化調(diào)度管理系統(tǒng)原型機。2.3 研究內(nèi)容2.3.1 建立典型手術(shù)的醫(yī)療資源電子清單， 利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)開 發(fā)結(jié)構(gòu)化手術(shù)清單管理系統(tǒng)研究各類典型醫(yī)療手術(shù)所涉及的醫(yī)生、護士、護工等人力 資源，醫(yī)療器械等設(shè)備資

8、源，耗材等物料資源，利用統(tǒng)計方法 計算各類資源的平均消耗量和方差， 并考慮醫(yī)療手術(shù)的不確定 性和動態(tài)變化性， 建立典型醫(yī)療手術(shù)的電子清單； 利用數(shù)據(jù)庫 技術(shù)開發(fā)結(jié)構(gòu)化的手術(shù)電子清單管理系統(tǒng)， 以支持手術(shù)醫(yī)療耗 材領(lǐng)取、 醫(yī)療器械使用計劃制定、 醫(yī)護人員排班和手術(shù)成本核 算等管理功能。2.3.2 建立手術(shù)室作業(yè)模型， 開發(fā)計算機智能優(yōu)化， 優(yōu)化調(diào)度 手術(shù)室醫(yī)療資源收集典型手術(shù)的歷史數(shù)據(jù)，研究各項手術(shù)患者到達時間和 數(shù)量隨季節(jié)、 節(jié)假日以及作息時間等因素的變化規(guī)律， 分析不 同季節(jié)、節(jié)假日和作息時間對手術(shù)室醫(yī)療服務(wù)能力的需求變 化。利用模糊集和粗糙集的數(shù)據(jù)挖掘方法， 將檢查項目的手術(shù) 室服務(wù)能力分

9、為典型的幾種類別， 包括較大過剩， 過剩，平衡， 不足和較大不足。以患者等候手術(shù)時間最短和手術(shù)室利用率最高為目標(biāo)，建 立手術(shù)室作業(yè)模型；依據(jù)手術(shù)患者到達規(guī)律，確定“瓶頸”設(shè) 備或資源，利用啟發(fā)式算法，以“瓶頸”資源利用率最大為目 標(biāo)，優(yōu)化調(diào)度手術(shù)室資源；然后，以患者等候手術(shù)時間最短為 目標(biāo)，在上述優(yōu)化基礎(chǔ)上，開發(fā)計算機智能算法，優(yōu)化調(diào)整手 術(shù)室醫(yī)療資源分配， 從而在保證手術(shù)室醫(yī)療資源高效利用的前 提下，縮短患者等候手術(shù)的時間，提高醫(yī)療服務(wù)水平。2.3.3 探索利用 RFID 技術(shù)建立手術(shù)室物聯(lián)網(wǎng)平臺的關(guān)鍵技術(shù)利用RFID技術(shù)自動探測、讀寫技術(shù)，研究 RFID讀寫的中間 件、各RFID讀寫器之間

10、的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和手術(shù)管理的信息系統(tǒng)集 成，探索患者、醫(yī)護人員、醫(yī)療器械、耗材和信息系統(tǒng)互通手 術(shù)室物聯(lián)網(wǎng)平臺， 實現(xiàn)手術(shù)清單的自動核對和手術(shù)過程各醫(yī)療 資源使用的自動記錄，研究分布式數(shù)據(jù)倉庫的智能查詢技術(shù)， 實現(xiàn)不同環(huán)節(jié)、不同需求下醫(yī)療資源狀態(tài)的信息快速獲取技 術(shù)。2.3.4 開發(fā)手術(shù)醫(yī)療資源管理系統(tǒng)原型以醫(yī)院手術(shù)室、庫房、消毒柜等為研究對象，安裝RFID讀寫器，配置大型服務(wù)器，建設(shè)內(nèi)部局域網(wǎng)，連通各RFID讀寫器； 為患者、醫(yī)護人員、醫(yī)療器械、關(guān)鍵設(shè)備和手術(shù)包等配置長距 離非接觸式RFID芯片；開發(fā)手術(shù)醫(yī)療資源管理系統(tǒng)原型， 并完 成測試。醫(yī)生數(shù)據(jù)庫手術(shù)包患者醫(yī)療器械醫(yī)院手術(shù)室物聯(lián)網(wǎng)平臺示意圖3. 結(jié)語系統(tǒng)通過融合目前最先進的RFID（超低頻）技術(shù)、3G無線通訊技術(shù)、無線組網(wǎng)技術(shù)、影像處理技術(shù)、計算機處理技術(shù)、手機智能一卡通技術(shù)、自動化控制技術(shù)以及智能糾錯技術(shù)、醫(yī)生護士智能巡檢系統(tǒng)，結(jié)合醫(yī)用凈化施工技術(shù)， 依托完善的網(wǎng)絡(luò)體系和架構(gòu)，在過程醫(yī)療中基于智能傳感器即插即用的IEEE的1451工作組（IEEE1451）、標(biāo)準(zhǔn)，以及IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)， 將不同類別的傳感信息匯集，以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，采用 M2M技術(shù)（即無線通信和信息技術(shù)的整合），結(jié)合 GSM/GPRS/UMTS等遠(yuǎn)距離連接技術(shù)，RFID和UWB等近距離連接技術(shù)， WirelessHART