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使用RFID技术建立智能医院：使用案例与实施
摘要：射频识别技术经过了快速的发展，并且医疗保健领域被预测成为它的下一个增长点。在简单地介绍了RFID技术术语以及现行标准后，本论文描绘了怎样利用该急速增长的技术建立一个智能医院。事实上，与移动设备在电子健康中综合应用，RFID帮助医院最大化商业利益以及提高病患安全性。本论文的第二段讲述了如何一个叫做RFID Locator的使用资产管理应用，来提高医院的服务质量。我们开发的RFID Locator满足了人们对于这种应用的可扩展性与可靠性要求。同时提供了该系统的分软件架构概述。还有一个简短的使用说明书阐述怎样在具体的医院中配置系统的步骤。一些对于RFID技术的批评，以及它引起的重要问题与怎样克服这些障碍都在该电子医疗的应用中总结了。
关键词：电子医疗、RFID、EPC网络标准、智能医院、医疗工作流最大化
目 录
1 介绍
一份从美国医疗机构获得的警醒数据是，在2000、2001、2002年，美国每年有平均19万5000人因为潜在可预防的、医院内治疗错误死在医院。可以断定，问题并不是坏人在医疗系统中，而是好人工作在不好的、需要提高安全性的系统中。
本论文的目的是阐述射频识别技术在智能医院中的应用，该技术可以最大化商业过程、减少失误、提升病人的安全性以及增强服务的质量。
这一章节开始于对射频识别技术的简短介绍，并且定义了一些主要的概念与标准，然后粗略介绍了怎样RFID化一个现有的医院的一些设置以及装备。
第二章节描述了许多通过RFID获益的有意思的医院例子。这一章节更深的描述了使用该技术中已经成功的项目。
第三章节展现了RFID Locator应用以及通过具体的跟踪使用案例阐述该应用怎样在医院中配置使用。
结论总结了该论文的主要成就，还探讨了一些开放性的问题，这些问题在RFID被完全应用在医疗社区之前必须解决。
1.1术语与标准
射频识别技术是一种使用叫做RFID标签或者发射应答机的设备远程存储与扫描数据的方法。一个RFID标签是一个小物体，例如一个可以被附着在或者内置哎产品内的可粘贴的贴纸。RFID标签由连接到芯片的天线组成。这些芯片把RFID阅读器或者发射机的射频能量队列转换成应答内置的信息。最后，一个装有具体的RFID应用或者中间件的阅读器处理这些发送过来的数据。RFID有许多优秀的特性：1、可以动态扫描RFID标签；2、由于无线电波可以穿过大部分固体，标签不需要在RFID阅读器的可见范围之内。
让物体贴上标签或标记可以进行是被是一种普遍存在的以及灵活的方法，这是一种很好的开始。在这些物体之外，建立一个网络，这样网络中一个特殊的节点就可以取回网络中的节点信息，这可以延伸出更多有趣的实例。为了实现一种无处不在的物理物体的全球网络，一种公开的标准结构被定义出来：EPC网络，又叫做物联网。
电子产品代码（EPC）证明物品或设备的唯一性，并且可以在整个产品的生命周期内进行追踪。EPC是EPC网络中证明价值的重要方式。它主要包含了以下信息：1、标签物品的生产厂商；2、产品的级别或者标签物体的自然属性；3、真正独特的属性。EPC经常被表示做统一资源标示，为了可以在大型的网络上应用，以及易于操作以及被软件应用交换。一个EPC实体的代表如下：urn:epc:id:gid:25.1.12 。物理标记语言（PML）定义了一种标准化得通用标记语言，这种语言被RFID阅读器用来交换模型和分装数据。物体命名服务（ONS）提供了统一资源标记来标识物体的权威相关信息，例如，物体生产厂家的网站。
1.2迈向智能医院
正如之前所提到的，我们致力于描述怎样在医疗设备以及医院中使用RFID技术。因此，这一小节描述了RFID增强的医院，一个智能医院。我们从许多需要被标签标记设备的价值以及角色谈起：
- 医疗设备必须内置RFID标签，最好是在生产厂家制造设备时就应该在设备中包含一种标准化的世界范围内唯一的标示。
- 医生、护士、护理人员以及其他工作人员穿戴一种智能的徽章，里面存储了他们的员工信息。
- 在患者到达后，每人获得一张内置RFID标签存储有唯一标识的手环，里面存储有他们的信息，例如，电子照片、一个特殊的病人代码，等等。
- 所有病人的医疗记录，又叫做纸质医疗文件，以及其他的重要文档需要标记上不干胶的RFID标签，包含唯一编码。
- 药片的泡泡包装以及其他药的包装均需要RFID标签，这些发射应答机应该是最好兼容EPC的。
- 血浆的袋子需要粘贴RFID标签，保存特殊的识别信息、医院追踪代码以及一些重要的信息包括血液的类型。
更近一步，RFID阅读器需要在医院的这些地方放置：
- RFID网关需要布置在医院的入口与出口处。
- 每个手术室至少有一个RFID阅读器
- RFID传感器需要布置在战略房间以及重要的办公室。最好的情况是，每个办公室包含一个RFID读卡器，无论是放在门后还是在桌子底下。
- 工作人员（医生、护士、护理人员以及其他雇员）每人手持一个PDA或者手机，装备有RFID读卡器，以及一个可能的无线网络连接，例如Wi-Fi。
最后，虽然对于大多数用户来说不是强制性的，EPC网络标准还是尽可能的多使用。这对于特殊的识别物体是尤其重要的，阅读器（Gen2 EPC 全球标准）同样被用于记录权威信息（PML以及ONS标准）。
2 智能医疗的例子
这部分主要强调怎样使用RFID以及相关的标准创建未来医院。提供了RFID在智能医疗中的最新应用。
我们可以预见，医院以及医疗设施使用了识别技术以后可以提升病人的关怀，最大化工作效率、以及减少手术成本、帮助避免严峻的错误（例如病人的误识别）以及减少经济盗窃。这部分展示了不仅仅几个研究者研究这个方向，也展示了一些已经被成功测试与安装在许多医院的复杂RFID系统。
2.1病人识别
许多医疗专业人士都担心被误识别的病人数的增加。事实上，病人的误识别可能导致错误的诊疗，同时可能导致侵害性的治疗产生。其他相关的病人误识别可能导致不准确的实验工作以及将报告给错病患，导致了误诊以及严重的医疗错误。
为了解决这些诊所错误，保证病人的关心与安全，也为了提升管理性与多产性，我们在过去两年中给医院装备了基于RFID的病人识别与追踪项目。例如，纽约的Jacobi医疗中心、在伯明翰的Heartlands医院、以及德国冬堡的Saarbrucken诊所。
具体的是，如在章节1.2中所描述的，所有的进入医院的病人都被分配了一个类似于手表的内置了被动式RFID芯片的手环。这个芯片内存储了病人的唯一的身份号码，以及一些病人的相关信息例如病人的血型，可以加速治疗。问了保证病人的隐私信息并且避免医疗记录被非法公开，更深层的医疗信息没有被存储在设备中，而是存储在一个安全的数据库中，该数据连接到病人的唯一的ID号码。
护理人员使用一个有RFID探寻器的手持电脑（内置RFID的PDA）来阅读与病人ID相关联的数据。在一个无线局域网连接中，医院工作人员可以接触加密的可信的医疗历史以及治疗记录，以及可以获得病人需要的哪个药以及药剂量。
病人也可以使用信息终端通过扫描他们的手环来获取自己的记录。
这样的病人验证以及追踪系统对于饱受Alzheimer病、糖尿病、心血管病以及其他需要复杂治疗的病人非常有用。
2.2 血液追踪
一份最近的报告显示，错误的输液错误（例如输了错误的血型或者将血给错误的病人）是不可接受的频繁与严重。例如引用的，在输液环境中，误识别是输液错误致死的最大因素。
根据引用的[26]条文献，错误的输液经常是发生于病床检查，仅次于输液的错误造成的。记录显示这种错误经常发生在紧急病人中间。目前，病床边检查是由人眼阅读完成的，而且这项任务在手术是中会特别困难。事实上，血液基本上都是在非常紧急的情况、以及精神错落的情况下使用的。病人通常在输液期间都是无意识的，不能说出他们的名字，以及手术室里的护理人员和非紧急层的护士可能不知道病人。
为了解决床边输液的问题，需要利用一项新技术的优势。两种机器可读的技术可以用于该项检测的自动化运行：二维码技术以及RFID。二维码技术不适合于床边检查，因为它需要在视线内可见，这样才可以使用手持的激光在一个平面上进行读取。这种约束导致了一种非常现实的障碍，尤其是在手术室中，病人都被手术帘覆盖着。
RFID技术不存在二维码的操作问题，最近好几个医院开始采用RFID技术来追踪血浆包的使用，以及确保正确的血液被给到正确的病人。
在我们的引用[29]中所描述的智能医院，每个血浆包在抵达医院是都获得一个自粘贴的RFID标签。RFID芯片内包含了唯一的识别码以及包含的血液种类。这些数字也同样保存在安全的数据库中，包括血液来源的细节、指定的目标、以及一旦确定后的容器。当一个护士需要准备一个血液输入时，她使用一个内置阅读器的PDA来读取内置在RFID芯片、以及病人的ID手环中的数据。在血液使用之前，病人的数据以及血液包的数据必须匹配。通过这一系列的整体操作，血浆包的管理将变得简单以及省时间。此外，病人接受错误类型血液的错误将被大大减少。
2.3智能手术室
如在引用[13]中提到的，根据最近的联邦报道，手术认证可能导致严重的问题。医疗机构认证联合委员会（JACHO）申明手术错误主要包括，手术错的部位、方位、错的病人以及错的手术流程。
伯明翰的Heartlands医院正在运行一个试点项目，将RFID技术与用在耳鼻喉的手术中。系统的主要目的就是确保正确的手术做在正确的病人身上。
在智能医院中，病人获得一个RFID手环包括相关的信息以及他们的电子照片。电子照片可以让诊所团队轻松的确认病人的准确性，而且电子记录可以确保他们在操作正确的程序。如果错误的病人进入了手术室，医疗团队将被立即、自动通知误匹配。
射频芯片保证了手术室的更安全与更高效性，此外，由于手术错误的官司风险以及他们产生的费用将会被大幅度减少。
2.4 防伪
药物伪造是一个激增的问题：1、伪造的药物减少了病人的安全，因为他们可能包含危险的成分。2、药物公司每年以为伪造药物损失上百万美元。
这个问题尤其严重，以至于在2004年美国食品药品管理局（FDA）发布报告鼓励使用RFID技术克服这个问题并督促医药行业采用该技术。为了响应FDA的提议，几个主要的大型医药厂家宣布试点将RFID放置在处方药中。
例如，Pfizer公司，Viagra的生产厂家，准备在一项支持RFID的瓶子、托盘、容器的标签花费4欧元。目标是给每一个瓶子、托盘、容器都赋予一个特殊的编码，并利用这个编码来记录物品的所有交易信息。这在整个药品供应链中提供了电子的来源信息，从生产厂家的点，到消费的地方。
根据引用[18]条，到2007年的11月，所有的生产厂家、销售商以及供应链药品店、所有的医院以
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