應(yīng)用

技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)世界 >> 物聯(lián)網(wǎng)新聞 >> 物聯(lián)網(wǎng)熱點新聞
企業(yè)注冊個人注冊登錄

醫(yī)院內(nèi)RTLS應(yīng)用RFID技術(shù)之挑戰(zhàn)與突破2009

2009-04-15 11:59 RFID世界網(wǎng)

導(dǎo)讀:筆者等在2007年有幸參與此套『RFID人員即時追蹤定位系統(tǒng)』之研發(fā)與建置,其中建置之前與現(xiàn)場所呈現(xiàn)之各類型問題克服過程之寶貴經(jīng)驗,成為日后類似醫(yī)療體系建置時復(fù)制之典范;以下茲就專案執(zhí)行過程中所發(fā)現(xiàn)之重要問題克服過程與經(jīng)驗和大家分享。

     在“經(jīng)濟部商業(yè)司”所主辦的『2008 RFID應(yīng)用推動成果暨研討會』中,“衛(wèi)生署”花蓮玉里醫(yī)院基礎(chǔ)生活照護服務(wù)受到與會人士關(guān)注,就住民于院區(qū)走失、跌倒、靠近危險區(qū)域、行動路徑記錄等實際應(yīng)用服務(wù)中,利用主動式RFID技術(shù)擷取受測院區(qū)住民手腕所佩帶之主動式RFID標簽,并精確回報至后端軟體管理平臺,作為院方醫(yī)管人員進行院區(qū)住民行為模式之分析與評估。筆者等在2007年有幸參與此套『RFID人員即時追蹤定位系統(tǒng)』之研發(fā)與建置,其中建置之前與現(xiàn)場所呈現(xiàn)之各類型問題克服過程之寶貴經(jīng)驗,成為日后類似醫(yī)療體系建置時復(fù)制之典范;以下茲就專案執(zhí)行過程中所發(fā)現(xiàn)之重要問題克服過程與經(jīng)驗和大家分享。  

隱私權(quán)探討  

  “衛(wèi)生署”花蓮玉里醫(yī)院『RFID人員即時追蹤定位系統(tǒng)』案的建置,系為探討醫(yī)療健康管理機制中適當、合法,且能提供院區(qū)住民辨識身份、行動位置定位的技術(shù)。專案中院區(qū)住民所配戴主動式RFID標簽引發(fā)的隱私權(quán)疑慮,適合以“行政院衛(wèi)生署精神衛(wèi)生法”(公布于“民國”79年12月7日,最新修訂于96年7月4日)為法源依據(jù)來詮釋。  

  根據(jù)“精神衛(wèi)生法”第25條條文解讀,在非屬人體試驗的臨床研究進行之前,應(yīng)事先取得病人書面同意。病人如果是無行為能力或限制行為能力人,必須事先取得其法定代理人、配偶或最近親屬之書面同意,以及另一位??漆t(yī)師提出認為該研究/治療系屬必要的書面同意;病人沒有法定代理人、配偶或最近親屬,或無法取得其同意,則必須事先取得另二位專科醫(yī)師提出認為該研究/治療系屬必要的書面。  

  在“精神衛(wèi)生法”第24條也規(guī)定,在臨床研究的過程當中,如果為了搜集相關(guān)資料的必要,必須對于病人進行訪談,或是對病人進行錄音錄影時,亦需特別注意研究人員不但需要得到病人本人的同意,也必須同時要得到家屬的同意。  

  本專案執(zhí)行期間,“中華電信研究所”與“衛(wèi)生署”花蓮玉里醫(yī)院曾就上述醫(yī)療健康管理機制產(chǎn)生的隱私權(quán)疑慮,進行廣泛詳細的討論及法律層面問題研究。對院區(qū)住民的管理傳統(tǒng)上均使用腕帶文字標示,院區(qū)住民行為能力易造成字跡模糊或斷裂導(dǎo)致無法辨識;在院區(qū)住民動態(tài)追蹤的問題包括:院區(qū)住民的生理訊息、緊急訊息的傳達、活動范圍的管理等,均無法精準掌握;有鑒于此問題長期以來無法有效解決,乃擬建置“RFID人員即時追蹤定位系統(tǒng)”,將院區(qū)住民移動動態(tài)、生理訊息、緊急訊息等資訊予以電腦化,方便院務(wù)管理并提升院區(qū)住民醫(yī)療品質(zhì)。  

  為貫徹“精神衛(wèi)生法”于上述內(nèi)容對精神醫(yī)療機構(gòu)及醫(yī)護人員的要求,本專案在精神疾病受測院區(qū)住民手腕上配戴主動式RFID標簽的過程中,皆遵循精神衛(wèi)生法的相關(guān)規(guī)定,挑選合適受測院區(qū)住民并由院方與家屬建立良好的溝通與書面同意。始進行院區(qū)住民手腕主動式RFID配戴之工作,如此可有效降低院區(qū)住民對手腕式RFID配帶之排斥與隱私權(quán)的疑慮,可將主動式RFID技術(shù)在醫(yī)療院區(qū)使用的效益做最完整的發(fā)揮。  

即時定位系統(tǒng)(RTLS)建立  

  RTLS (Real Time Locating Systems)利用RFID技術(shù)來做定位,其發(fā)展背景是來自于射頻定位技術(shù)。 RFID利用無線網(wǎng)路架構(gòu),先將平面空間畫分成許多子空間。在系統(tǒng)架設(shè)階段,量測在不同位置、不同方向所接收到不同RFID讀取器的訊號,并根據(jù)各個訊號的強度建立無線電索引地圖(Radio Index Map)。接著系統(tǒng)定位使用者便可從RFID讀取器所接收到的使用者訊號強度與無線電索引地圖比對運算,并迅速完成使用者的定位標記。  

目前RTLS市場的應(yīng)用整理如下表1:  



表1、目前RTLS市場的應(yīng)用整理簡表  

  本專案可根據(jù)各主動式RFID讀取器,交叉取得兩點之間時間差的即時定位系統(tǒng),使用433.92MHz符合ISO/IEC 18000-7的主動式RFID產(chǎn)品,透過主動式RFID讀取器追蹤衛(wèi)生署花蓮玉里醫(yī)院受測院區(qū)住民在院區(qū)行進的時間與路線,借此分析住民基本身體生理狀況資訊(目前只提供走動及靜止兩項資訊),透過RFID中介軟體轉(zhuǎn)換為有用資訊,放置于資料庫伺服器。  

  經(jīng)由院區(qū)住民即時動態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)頁伺服器,提供院方醫(yī)管人員管理所需,透過設(shè)定不同人員進出權(quán)限,了解住民最新追蹤人員移動軌跡資訊并提供即時告警訊息。  

  本專案未來可轉(zhuǎn)換為更精確的收訊時間(Time of Arrival、TOA)定位技術(shù),并根據(jù)各主動式RFID讀取器,交叉取得的距離及兩點之間的時間差,計算特定人員所在的座標位置。  

RTLS模擬驗證  

  本系統(tǒng)RFID中介軟體原測試環(huán)境,系使用10臺主動式RFID讀取器、400個主動式RFID標簽,經(jīng)歷時三個月期間,并在充滿各式干擾電波的嚴苛受測環(huán)境下進行測試驗證。測試過程中,經(jīng)環(huán)境測試驗證后,發(fā)現(xiàn)受測主動式RFID讀取器在同一走道上『依序』讀取主動式RFID標簽,此方式與本專案所需主動式RFID讀取器須能『同時大量』每分鐘讀取100~200個主動式RFID標簽的使用要求不符;經(jīng)研發(fā)人員與原廠代理商溝通協(xié)調(diào)后,更換主動式RFID讀取器及主動式RFID標簽;其間差異在于主動式RFID讀取器由『依序』讀取方式更改為『同時大量』讀取之方式,讓管理者可在同一時間、同一活動區(qū)域內(nèi),瞬間讀取群聚院區(qū)住民手腕上所佩帶之主動式RFID標簽。  

  在更換主動式RFID相關(guān)設(shè)備后,重新開發(fā)中介軟體,并進行各式干擾電波環(huán)境測試,在以10臺主動式RFID讀取器,每一臺主動式RFID讀取器每分鐘能感應(yīng)200個主動式RFID標簽為目標,對系統(tǒng)進行測試驗證,并于室內(nèi)、戶外等模擬各種使用環(huán)境將系統(tǒng)逐一驗證完成。  

RTLS現(xiàn)場建置  

  在“衛(wèi)生署”花蓮玉里醫(yī)院院區(qū)現(xiàn)場(圖1)建置過程中,先建置各測試點主動式RFID讀取器以及相關(guān)管理控制電腦與網(wǎng)路;主要是在現(xiàn)場每間病房的公用廁所門口依序架設(shè)木制材質(zhì)A型梯及一臺主動式RFID讀取器,并將之安裝于門口內(nèi)側(cè)離地高約170公分處,并以可調(diào)式衰減器將主動式RFID讀取器的Power Range設(shè)為最小值,開始測試并調(diào)整主動式RFID標簽與主動式RFID讀取器間感應(yīng)距離在最佳有效距離。  



圖1、院區(qū)現(xiàn)場相關(guān)位置圖  

  經(jīng)“電信研究所”與“衛(wèi)生署”花蓮玉里醫(yī)院討論,病房及廁所門口近天花板處為院方可接受主動式RFID讀取器的放置點。參考各測試點最佳現(xiàn)場建置測試結(jié)果,最后選定7個最佳建置點,于每間病房及公用廁所的天花板處安裝遮罩保護盒,并將固定式衰減器搭配主動式RFID讀取器,安裝于遮罩保護盒內(nèi)。并于遮罩保護盒內(nèi)另外放置偵測用主動式RFID標簽后,再將遮罩保護盒上鎖;至此,便完成主動式RFID標簽主動式RFID讀取器間現(xiàn)場的最佳有效感應(yīng)距離硬體裝置。  

“中華電信研究所”研發(fā)同仁、“中華電信”花蓮企客同仁與院方醫(yī)管人員在院區(qū)現(xiàn)場全面再行檢測確認無誤后,本系統(tǒng)已在“民國”96年12月20日正式上線運作。  

人車整合系統(tǒng)模擬驗證  

  本專案另有考量醫(yī)護車輛內(nèi)人員整合案例應(yīng)用,在醫(yī)護車輛搭載院區(qū)住民及醫(yī)護人員,車上人員配戴主動式RFID標簽在有效設(shè)定范圍內(nèi),驗證身份辨識功能。有效實現(xiàn)車輛行進時,驗證車上人員搭配主動式RFID標簽的識別可靠性和穩(wěn)定性。俾利未來醫(yī)療院所RFID識別人車身份系統(tǒng)規(guī)劃時,在現(xiàn)場實際建置及系統(tǒng)作業(yè)需求,提供一有效、具體之方案。  

  人車整合測試現(xiàn)場(如圖2所示),規(guī)劃定點安裝架設(shè)主動式RFID讀取器,搭配車輛及車上人員配戴主動式RFID標簽。偵測不同車速移動車輛,且僅考量未貼隔熱紙車窗的車輛。

  

圖2、人車整合現(xiàn)場測試圖  

  現(xiàn)場讀取率測試項目:車輛識別讀取測試、車載人員身份識別讀取測試。測試結(jié)果如下:  

1車輛識別讀取測試  

  1.1時速10km~60km(主動式RFID標簽固定于車輛右后座):正確讀取率為88%。  
  1.2時速60km~120km(主動式RFID標簽固定于車輛右后座):正確讀取率為86%。  
  1.3時速10km~60km(主動式RFID標簽固定于車輛擋風玻璃):正確讀取率為100%。  
  1.4時速60km~120km(主動式RFID標簽固定于車輛擋風玻璃):正確讀取率為100%。  

2人員配載讀取測試  

  時速10km~120km,結(jié)果為調(diào)整低密度(瘦)及高密度(胖)人體后,平均讀取率為100%。  

  經(jīng)過上述現(xiàn)場實地建置驗證、系統(tǒng)調(diào)校后所呈現(xiàn)的測試資料顯示,主動式RFID標簽固定于車輛右后座所呈現(xiàn)之正確資料無法達到百分之百;主要原因經(jīng)分析后確認系主動式RFID讀取器架設(shè)系以讀取擋風玻璃處的主動式RFID標簽為主,且因車體金屬阻擋,故主動式RFID讀取器角度無法全數(shù)涵蓋;另外,在此相同硬體測試條件下提高車速也會因車體金屬遮蔽以及主動式RFID讀取器角度問題,資料讀取正確率有2%的降幅。  

  在人體攜帶主動式RFID標簽,如克服低密度(瘦)及高密度(胖)為的受測人員(院區(qū)住民)及在特定距離時;因主動式RFID標簽置配掛于人員胸前且乘座于車輛前座;如此,車體金屬阻擋率相對降低許多,也大大提高了資料正確讀取率達到100%,而提高車速所造成之影響微乎其微。  

未來展望  

  “行政院衛(wèi)生署”「振興經(jīng)濟新方案-擴大公共建設(shè)投資-『加速辦理智慧醫(yī)療照護計劃』」一案于98年2月10日經(jīng)建會第1352次委員會會議通過;衛(wèi)生署為強化醫(yī)院服務(wù)安全及提升弱勢與偏遠地區(qū)醫(yī)療品質(zhì)之落差,提出「加速辦理智慧醫(yī)療照護計劃」,包含「醫(yī)院安全關(guān)懷RFID計劃」。由于此方案四項指標中與本研究有關(guān)之兩項目標為:  

1、建立與改善服務(wù)管理流程,以提升病人服務(wù)滿意度。  
2、正確與即時監(jiān)控警示環(huán)境,節(jié)省人力成本,提供醫(yī)療安全照護。  

  「醫(yī)院安全關(guān)懷RFID計劃」子計劃,為強化醫(yī)院服務(wù)安全將RFID技術(shù)導(dǎo)入醫(yī)院資訊系統(tǒng)中;并藉由先進之網(wǎng)路通訊及資訊科技,運用于建立高醫(yī)療品質(zhì)安全照護病人之服務(wù)模式及提供正確與時的流程管理制度;內(nèi)容包括用藥安全、醫(yī)療流程管理、長期照護、隔離病房及門禁管理等。  

  本次“衛(wèi)生署”花蓮玉里醫(yī)院基礎(chǔ)生活照護服務(wù)系統(tǒng)的研發(fā)成果,依據(jù)“中華電信研究所”與“衛(wèi)生署”花蓮玉里醫(yī)院所簽訂之合作案屆期而結(jié)束;但未來此模式可擴充應(yīng)用在醫(yī)療院所如護理之家、失智老人、精神病房、手術(shù)室、呼吸照護病房、嬰兒房、危險管制區(qū)、隔離病房、胸腔治療病房、感染癥病房等。隨著高齡化社會的來臨,除院區(qū)住民日益增加外,醫(yī)療應(yīng)用種類也將多樣化。藉由本案例RFID應(yīng)用RTLS的網(wǎng)路通訊及資訊科技,未來可循此模式以即時方式提供流程管理服務(wù),建立安全、即時、正確照護病人的高醫(yī)療品質(zhì)。