基于RFID技術(shù)的手術(shù)室物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)項(xiàng)目初探

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(jìng)爭力、發(fā)展創(chuàng)新型經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略選擇，可以預(yù)計(jì)，在不久的將來，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將滲透到國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)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(dòng)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(diǎn)，這些信息和人流、物流也具有自身獨(dú)特的特點(diǎn)和交互管理方式，需要通過一個(gè)完善的軟、硬件集成的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)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.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(shì)

大型醫(yī)院每天服務(wù)患者多達(dá)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(gè)診療部門協(xié)同作業(yè)。在醫(yī)療服務(wù)過程中，醫(yī)護(hù)人員、醫(yī)療物品和器械等流動(dòng)錯(cuò)綜復(fù)雜，對(duì)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(qiáng)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(shí)間過長，醫(yī)療服務(wù)成本昂貴和質(zhì)量偏低等問題。

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(dòng)的動(dòng)態(tài)性，使得手工處理信息工作負(fù)荷龐大，容易出錯(cuò)、難以保證醫(yī)療信息和實(shí)際醫(yī)療服務(wù)的一致性;

1.1.3無法實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)護(hù)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。

1.2RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)建立的必要性

針對(duì)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(fèi)用，提高醫(yī)療服務(wù)水平和患者滿意度。 美國、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(shí)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(dá)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(dá)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(xiàng)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(yàn)，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安全隱患，一旦發(fā)生醫(yī)療事故將會(huì)危害患者的健康、給醫(yī)院造成重大的經(jīng)濟(jì)和名譽(yù)損失、甚至引發(fā)醫(yī)患矛盾等系列社會(huì)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(yàn)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(shí)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(xiǎn);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。

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(hù)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(fèi)用昂貴，風(fēng)險(xiǎn)性高，因而備受醫(yī)院和患者關(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，目前的管理軟件沒有考慮各種手術(shù)過程中醫(yī)護(hù)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(shí)，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(jià)值主要包括以下幾個(gè)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(hù)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(shí)間最短為目標(biāo)，建立手術(shù)室作業(yè)模型，開發(fā)計(jì)算機(jī)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(hù)人員門卡，建立醫(yī)療設(shè)備、患者、醫(yī)護(hù)人員和信息系統(tǒng)互通的手術(shù)“物聯(lián)網(wǎng)”平臺(tái)，實(shí)時(shí)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(jī)。

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(hù)士、護(hù)工等人力資源，醫(yī)療器械等設(shè)備資源，耗材等物料資源，利用統(tǒng)計(jì)方法計(jì)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(dòng)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(jì)劃制定、醫(yī)護(hù)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(jì)算機(jī)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(xiàng)手術(shù)患者到達(dá)時(shí)間和數(shù)量隨季節(jié)、節(jié)假日以及作息時(shí)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(shí)間對(duì)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(xiàng)目的手術(shù)室服務(wù)能力分為典型的幾種類別，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(shí)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(dá)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(shí)間最短為目標(biāo)，在上述優(yōu)化基礎(chǔ)上，開發(fā)計(jì)算機(jī)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(shí)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(tái)的關(guān)鍵技術(shù)

利用RFID技術(shù)自動(dòng)探測(cè)、讀寫技術(shù)，研究RFID讀寫的中間件、各RFID讀寫器之間的網(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(hù)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(tái)，實(shí)現(xiàn)手術(shù)清單的自動(dòng)核對(duì)和手術(shù)過程各醫(yī)療資源使用的自動(dòng)記錄，研究分布式數(shù)據(jù)倉庫的智能查詢技術(shù)，實(shí)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(duì)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(hù)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(cè)試。

醫(yī)院手術(shù)室物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)示意圖

3.結(jié)語

系統(tǒng)通過融合目前最先進(jìn)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(jì)算機(jī)處理技術(shù)、手機(jī)智能一卡通技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)以及智能糾錯(cuò)技術(shù)、醫(yī)生護(hù)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 、Wifi、藍(lán)牙、Zigbee技術(shù)、 XML和Corba技術(shù)，以及基于GPS、無線終端和網(wǎng)絡(luò)的位置服務(wù)等技術(shù)，達(dá)到物物相聯(lián)、人物相聯(lián)，通過雙向通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)以醫(yī)生、病人、護(hù)士為主的人流，以及藥品、器械為主的物流的全程監(jiān)控、優(yōu)化，形成一個(gè)完善的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)醫(yī)院手術(shù)室為核心的資源進(jìn)行優(yōu)化和管理，大大提高醫(yī)院的運(yùn)作水平和效率、效益。