自动识别技术在医疗设备管理中的应用

胡世辉,王文芳,邓勇军,陈松宜

三峡大学人民医院 宜昌市第一人民医院 设备科,湖北 宜昌 443000

[摘 要]本文分析了医疗设备管理的现状,及近年来逐渐发展起来的几种自动识别技术及各自的优缺点和应用场景,重点介绍了射频识别技术与条码技术的对比,结合医疗设备资产管理特点,展望了射频识别技术在固定资产管理系统中的应用以及可能存在的问题。

[关键词]自动识别技术;射频识别技术;医疗设备管理

0 引言

随着现代工程技术、医学技术及现代化医院的高速发展,医疗设备已成为医院内开展医疗技术、科研和教学不可或缺的物质基础,成为影响医院长远发展的重要因素之一。医学工程科最基础的职能就是对医疗设备及器械的采购、招标、验收、使用、维护保养、维修、质控及计量直至报废全生命周期的有效管理,从而降低医院投资成本,提高医院经济效益[1]。改善医疗设备管理方式,需要利用现代先进的科技手段和信息技术来改进、替代现有管理方法或者管理流程再造,从而提高医疗设备管理的信息化和自动化程度[2-3]。本文将重点介绍几种近年来发展的自动识别技术并对其进行简单的分析。

1 自动识别技术及分类

自动识别技术(Automatic Identification,Auto-ID)就是应用一定的识别装置,通过被识别物品和识别装置之间的接近活动,自动地获取被识别物品的相关信息,并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术,是数据编码、数据采集、数据标识、数据管理、数据传输的标准化手段[4]。自动识别技术的优势在于可以快速、精确地将庞大的数据流有效的更新存储在计算机数据库中,从而加快物流速度,提高工作效率。

自动识别技术主要包括2类:① 针对物(“无生命”)的识别;② 针对人(“有生命”)的识别[5]。针对物的识别技术包括:条形码(Barcode)、智能卡(Smart Card)技术、射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)、光学字符识别技术(Optical Character Recognition,OCR)等;针对人的识别技术主要是生物特征识别技术(Biometric Authentication),包括指纹识别技术(Fingerprint Recognition Technology)、人脸识别技术(Face-recognition Technology)、虹膜识别技术(Iris Identification Technology)、语音识别技术(Speech Recognition Technology)。

2 针对“人”的自动识别技术

针对“人”的自动识别技术主要是通过对生命个体的生理、行为特征进行分析来识别个体身份。生物识别系统大致包括4个处理过程:采集、解码、比对和匹配[6]。生物图像采集包括光学设备、晶体传感芯片,超声波扫描设备以及红外线扫描设备等。在解码技术方面,高性能、低价格的数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)可以对系统所采集的信息进行数字化处理。大型数据库和分布式网络技术的发展可以在比对和匹配技术方面得以顺利实现。下面将对这几种常见针对“人”的自动识别技术的实现及优缺点进行简单的介绍[7]

2.1 指纹识别技术

每个人(包括指纹在内)皮肤纹路在图案、断点和交叉点上具有唯一性和稳定性。依靠这2个特点,把一个人同他的指纹对应起来,通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较,就可以验证他的真实身份,这就是指纹识别技术[8]

指纹识别技术的优点有:① 指纹具有唯一性,并且其复杂度足以提供用于鉴别的生物特征;② 指纹采集头非常小,价格低廉;③ 扫描指纹速度快[9]。指纹识别的缺点有:① 某些个体指纹特征非常少,难以成像;② 指纹的安全性得不到保障,并且容易被复制。

目前,生物识别技术中指纹识别最为低廉方便,对市场的应用具有较大的潜力。指纹识别主要应用在考勤等领域,随着指纹识别技术的不断发展,将会广泛的应用在身份证等警用领域[10]

2.2 人脸识别技术

人脸识别技术通过分析人脸部特征的唯一形状、模式和位置来进行鉴别。处理数据大体上有2种方法:摄像机和热量绘图[11]。相比于指纹识别技术,人脸识别技术精确度更高,且不需要使用者被动配合[12]。但也存在缺点,如图像采集摄像机较为昂贵,周围环境的光线识别结果会造成影响等。人脸识别技术主要应用在自动门禁系统、安全验证系统、银行和海关的监控系统等领域。

2.3 虹膜识别技术

虹膜识别技术主要是在自然光或红外光照射下,对虹膜上可见的外在特征进行计算机识别。它通过虹膜稳定性和差异性来进行身份识别[13]。虹膜识别技术已广泛应用于机场、银行、网络身份认证系统等领域[14-15]

2.4 语音识别技术

语音识别技术就是让机器通过语音信号处理、识别、理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高新技术。语音识别最大优点是其属于非接触的识别技术,但是其也存在一些缺点,比如声音会随着音调、语速等变化从而影响最终采集与比对的结果等[16]

目前已出现很多基于语音识别技术的产品,如语音笔记本、声控电话等,随着语音技术的飞速发展,语音识别技术将会在网上会议、医药卫生等领域有更广泛的应用。

3 针对“物”的自动识别技术

针对“物”的识别技术包括条形码技术、智能卡技术、射频识别技术、光学字符识别技术等,本文将对前3种技术进行详述并对其优缺点进行分析。

3.1 条形码技术

条码是由一组按一定编码规则排列的条、空符号,用以表示一定的字符、数字及符号组成的信息[17]。条形码技术的实现主要包括数据编码、数据识别、数据采集、自动录入、快速处理几个环节。

依据条码的性质和条码的编码结构可以将条码分为几大类:① 定长和非定长条码是依据条码的长度来分的;② 连续条码和间断型条码是依据排列方式不同区分。日常生活中,大家接触比较多的是一维和二维条码[18-19]。一维条码分为物流条码和商品条码。物流条码包括128条码、39条码等,而商品条码包括EAN条码和UPC条码[20]。二维条码根据构成原理、结构形状的差异,可分为两大类型:一类是行排式二维条码(2D Stacked Bar Code);另一类是矩阵式二维条码(2D Matrix Bar Code)。

条形码技术具有以下特点:① 简单。表现在两方面:操作简单,制作简单;② 信息采集速度快。利用条码扫描录入信息速度可达4000字符/min,是键盘录入的20倍;③ 采集信息量大;④ 可靠性强。键盘录入数据误码率为1/300,利用条码扫描误码率仅为1/1000000[21]。条码技术以其独特的优势被广泛地应用于各行各业,尤其是现代物流领域应用最为广泛,可以说没有条码技术就无法建立真正的物流信息系统。将其应用于医院内部医械耗材等的物流方面,将会大大提高工作效率。

3.2 智能卡技术

智能卡又被称为IC卡、智慧卡等。智能卡是继条码之后推出的新一代自动识别卡,其最大优势是内部存储空间大,读写简单,易操作[22]。根据数据读写方式的差异,智能卡分2大类:接触式IC卡、非接触式IC卡。2者有以下一些异同点:① 接触式IC卡芯片封装在PVC料卡片中,芯片外露;而非接触式IC卡芯片封装在PVC料卡片中,通过芯片的无线电技术远程感应读取数据[23];② 非接触式IC卡内多增加了射频收发电路模块;③ 相对比,非接触式IC卡的保密性较好,安全性能较高,传递速度较快。所以在日常生活中,后者应用更为广泛一些。而非接触式IC卡中的射频卡就是RFID的低频或高频卡。

3.3 射频识别技术

射频识别技术(RFID)兴起于20世纪80年代,它是一种非接触式的自动识别技术。RFID具有以下优点[24]:① 快速扫描。条形码技术一次只能扫描一个条码,而RFID可同时读取数个RFID标签;② 体积较小,形状较多。在读取上,RFID不受标签尺寸和形状限制。根据产品不同,RFID标签可以以多种形态显示;③ 抗污染能力强、耐久性强。RFID标签对水渍油渍以及其他化学物品具体很强的抗污染能力,而条码比较容易受损或受污染;④ 可重复使用。RFID标签采用内置芯片技术,可以方便增添、修改、更新所存储的数据,而条形码无法更改;⑤ 穿透性强和无屏障阅读。在被纸张等非透明材料覆盖后,RFID标签依然可以被扫描识别;⑥ 数据的记忆容量大。一维条码最大存储容量通常为50字节,二维条码通常为3000字节,而RFID最大容量可以达到兆字节。随着科技的不断发展和进步,数据存储容量也将不断数量级增长;⑦ 安全性大。RFID承载的是芯片信息,其内部存储数据可设置密码保护,具有极高的安全性。

近年来,RFID因其具有以上优势发展迅猛。它可以迅速提高物品信息管理的效率。RFID电子标签的技术应用非常广泛:如物流包裹识别、后勤物资管理、票证管理、汽车晶片防盗器及物料管理等[25]在临床医学工程领域,医用物资尤其是高值耗材的管理方面,RFID技术有其独到的优势。

4 总结与展望

本文结合医院固定资产管理的特点,通过分析可知利用RFID技术的非可视读取、多标签读取等优势对医疗设备进行管理,其高效率的处理方式可以保证医疗设备在全生命周期内的各个环节都能得到恰当的管理,以减少人工管理的环节,提高医疗设备管理质量和效率。RFID技术在医院固定资产管理中取代条码技术是必然趋势。但鉴于RFID标签价格昂贵及其涉及的隐私权、标准化等问题,RFID在短期内还不能被广泛应用,还需要对RFID在医院固定资产管理中应用的可行性、技术线路、实现方法等几个方面进行更深一步的研究。

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Application of Automatic Identification Technology in the Management of Medical Equipment

HU Shi-hui, WANG Wen-fang, DENG Yong-jun, CHEN Song-yi
Department of Equipment, Three Gorges University People's Hospital, The First People's Hospital of Yichang, Yichang Hubei 443000, China

Abstract:This paper introduces the current status of the management of medical equipment, and several newly developed automatic identification technology and their advantages, disadvantages and applications. This paper focuses on the comparison of radio frequency identification (RFID) technology and barcode technology, according to the characteristics of medical equipment assets management, and discusses the application and possible problems of RFID technology in fixed assets management.

Key words:automatic identification technology; radio frequency identification; management of medical equipment

[中图分类号]R197.324;TP391.4

[文献标志码]A

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2016.03.023

[文章编号]1674-1633(2016)03-0093-03

收稿日期:2015-04-10

修回日期:2015-05-21