基于RFID技术的智能医疗器械柜的设计与应用
杜正日1a，王朦1b，刘赛2，范军3，祖贺飞1c
1.解放军总医院 a.医学工程中心；b.计量与测试研究室；c.器械供应中心，北京 100853；2.蝶和科技（中国）有限公司，北京 100000；3.北京共图伟业科技发展有限公司，北京 100000
[摘 要]本文介绍了基于医院资源计划（HRP）、仓储管理系统（WMS）、HIS等系统和射频识别（RFID）技术的智能化医疗器械柜系统的设计开发，主要研究该系统的软件功能和相关信息系统的协同工作，依托于此系统，可以实现供应链中实物流、信息流、财务流和作业流的统一，可建立起高值植入性耗材的一体化协同管理系统方案，有效地将供应商和医院的耗材库、器械管理部门、HIS系统、手术计费系统、财务部门、临床科室的管理者和使用人员结合在一起，提高工作效率，降低管理和运营成本，有助于提升医院内部医疗器械供应链管理的专业化水平。
[关键词]医疗器械；射频识别；医院资源计划；HIS；仓储管理系统
引言
植入性耗材由于其高技术含量、高医疗风险和高社会价值而受到业内的重视，其供应链管理是医院医疗器械管理部门和从业人员普遍关注的课题，其中，实现其供应链中实物流、信息流、财务流和作业流的统一是重点要解决的问题。尽管一些大型医院除了应用HIS系统之外，已经开始使用医院资源计划（Hospital Resource Planning，HRP）、仓储管理系统（Warehouse Management System，WMS）等专业化的物资管理和物流管理系统，但系统间的壁垒成为打通医疗器械院内供应链各环节的障碍，同时，由于缺乏相关现代化、智能化的物流硬件用以支撑供应链的优化[1-5]。因此，我院启动了智能医疗器械柜的设计开发项目。
1 植入性耗材院内供应链管理的问题
1.1 风险控制问题
植入性耗材的医疗风险来自于多个方面，对于医疗器械管理部门来讲，应当采取有效措施强化其在物流环节的安全性和可追溯性。条形码或二维码是目前主流的实物追踪方式，但随着信息技术的发展，射频识别（Radio Frequency Identif i cation，RFID）技术用于医疗器械的唯一身份标识被证明可以更加胜任。
1.2 信息流中断问题
以我院为例，植入性耗材在院内供应链中要经历HRP、WMS、HIS等多个信息系统。各系统的数据字典和各系统间的数据接口还未能实现完全的无缝对接，因此可能导致医疗器械在供应链中的信息流中断，给管理带来棘手问题。
2 智能医疗器械柜的设计理念
智能医疗器械柜是一种医疗器械的仓储设施。其智能性主要体现在两个方面：一是使用流程的便捷性，设计理念包括空间利用率、物资可及性、存储安全性等要素；二是管理流程的科学性，设计理念包括信息系统的集成性、信息流程的连贯性和成本效益的可控性等要素。
智能医疗器械柜关注统一耗材注册信息、自动库存管理、人性化临床使用等环节，打造贴合使用习惯的智能化功能模块。针对植入性耗材的特性，从供应商资质审查和入库开始，采用统一编码与HIS全面对接，形成植入性耗材管理科学化和流程标准化，实现高值耗材的全程可追溯。
3 智能器械柜的硬件设计
3.1 柜体
柜体硬件主要有RFID读写器、RFID天线、LED指示屏、柜体控制主板、锁控板、指纹仪、刷卡器等组成。
3.2 计算机系统
计算机系统为附带操作系统的主流PC和触控显示屏等。
3.3 RFID系统
RFID即无线射频识别，该技术利用射频信号对目标进行非接触性的识别和相关数据的读写，可以实现快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。由于识别工作无需人工干预，不受恶劣环境的影响，且读取速度快，所以读取信息安全可靠[6-9]。
RFID技术在智能柜硬件系统中的应用主要体现在生成RFID标签、读写RFID标签信息（自动拦截失效和未注册耗材并提醒近效期耗材）、取用耗材和耗材补货等流程。通过扫码枪、标签打印机、RFID读写器以及智能器械柜中的智能操作终端和RFID接收器，同时配合RFID注册软件系统和应用及管理软件系统共同使用[10-12]。
4 智能器械柜的软件功能
智能器械柜操作系统为Microsoft Windows 7，软件系统基于微软开放平台（Visual Studio 2015）开发，包括柜体操作终端软件和管理员PC终端软件。系统功能包括注册管理模块、耗材使用模块以及耗材运营管理模块3个部分。
4.1 注册管理模块
此模块是植入性耗材供应链信息流程管理的基本保证。通过对植入性耗材进行注册，生成耗材识别码和RFID标签信息，自动保存和上传耗材标签信息，并作为后续该耗材流转的信息来源。各类各型耗材的注册信息汇总成智能器械柜软件系统的数据字典。
耗材基本信息与注册信息的建立通过供应商贴码平台以及院内耗材管理系统的配合实现，具体步骤见图1～2。
图1 耗材注册贴码平台运行逻辑
图2 植入性耗材注册流程与配送
4.2 耗材使用模块
该模块通过智能柜操作终端指纹识别进行用户登录，与院内HIS系统联动，同步手术安排、患者信息、手术医生、押金等信息，并回传高值耗材信息，实现出库与计费联动[13-16]。同时，该模块自动记录并保存取用操作日志，结合库存管理模块的库存阈值和效期阈值设置，自动生成补货订单和效期预警信息（图3）。
4.3 运营管理模块
该模块专为系统管理员开发，包括手术排程、库存管理、采购管理、器械柜管理、统计报表和权限管理等功能。
（1）手术排程：增加和查看手术安排相关信息，可以实时查看监管不同手术间不同患者的耗材使用记录。
（2）库存管理：进行库存查询，分开统计寄售和买断类库存情况，并设置近效期类型提示，通过耗材批次、患者姓名、耗材名称规格等条件追溯使用记录，对患者进行收费登记、补费处理、查看退损记录和差异处理等。系统提供已经使用和未经使用的耗材信息查询，其中已经使用的耗材查询主要针对科室核对使用耗材成本情况，未经使用的耗材的查询主要用于对库存的核查。
（3）采购管理模块：处理科室采购申请和管理采购订单，根据现有库存，按基数自动或手动生成采购申请单。
（4）器械柜管理：此模块包含了设置柜体属性、绑定耗材等功能。
（5）统计报表：统计报表包含科室耗材存量、供应商退损统计、供应商退损分析和耗材销售统计4部分，可以根据不同需求设置筛选条件，统计和导出报表文件。
（6）权限管理：系统管理员用于管理授权准许登入系统的用户修改登录权限和设置个人信息，如密码、指纹等。
图3 耗材取用流程与计费信息联动
5 系统接口
智能器械柜系统通过Web Service接口与HIS系统进行数据通讯和对接，具体过程为智能柜系统向HIS系统发送请求，HIS系统同步数据到智能器械柜系统或接收其发送的数据。通过系统记录保存的数据，进行统计分析。
6 应用效果
依托于此系统，可以实现供应链中实物流、信息流、财务流和作业流的统一，建立起高值植入性耗材的一体化协同管理系统方案，有效地将供应商和医院的耗材库、器械管理部门、HIS、手术计费系统、财务部门、临床科室的管理者和使用人员结合，提高工作效率，降低管理和运营成本，同时确保耗材供应链安全、稳定、顺畅、高效运行。
7 展望
目前，智能柜系统存在的主要问题是与HRP系统的接口尚未成功对接，导致植入性耗材供应链的入库环节在HRP系统和智能器械柜系统中存在工作量重合。此外，在系统实际应用过程中，还存在诸如设备突发故障等问题。而且由于前期耗材注册工作量较大，供应商与医院分工配合等问题也在协调和磨合中，有待于持续完善。
关于智能器械柜系统进一步的设计开发，首先要实现HRP和HIS的无缝互联互通，用以解决供应链信息流的归一化问题。同时，笔者设想采用精确称重等技术，设计开发可以应用于普通耗材的智能器械柜供手术室之外的科室使用，如果得以实现，一方面有助于发挥医院器械供应中心作为医疗器械院内物流枢纽的专业化和集成化优势，另一方面可以有效加强医疗器械的临床使用监管，强化医疗安全和成本控制[9]。
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本文编辑 苏欣
Design of Intelligent Medical Devices Cabinet Based on RFID Technology
DU Zheng-ri1a, WANG Meng1b, LIU Sai2, FAN Jun3, ZU He-fei1c
1.PLA General Hospital, a.Medical Engineering Center; b.Medical Metrology Lab; c.Medical Devices Supply Centre, Beijing 100853, China; 2.DIH Technology (China) Co. Ltd, Beijing 100000, China; 3.Beijing Goal-Tech Development Ltd, Beijing 100000, China
Abstract：This paper introduced the development of intelligent medical devices cabinet system based on Hospital Resource Plan (HRP) system/HIS/Warehouse Management System (WMS) and Radio Frequency Identification (RFID) technology. It mainly analyzed the functions of the software and its collaboration with the relevant information systems. Rely on this system, the unification of real logistics, information fl ow, fi nancial fl ow and operation fl ow within the supply chain could be realized, and the high value of implantable consumables integration of collaborative management system could be established. The suppliers, hospital supplies base, devices management department, HIS, billing system operation management department, financial department and clinical departments of managers and operators could be combined eff i ciently, to improve the work eff i ciency and reduce management and operating costs. In addition, the paper also discussed the effects in its application of implantable consumables management and held that it was helpful to promote the specialization of internal medical devices supply chain management in hospitals.
Key words：medical devices; radio frequency identification; hospital resource plan; HIS; warehouse management system
[中图分类号]R197.39
[文献标识码]A
doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2017.04.006
[文章编号]1674-1633(2017)04-0018-03
收稿日期：2016-12-26
基金项目：解放军总医院科技创新苗圃基金（14KMM48）。
通讯作者：祖贺飞，工程师，解放军总医院器械供应中心主任。
通讯作者邮箱：zuhefei@163.com