毛琳琳，鄭焜,b，沈云明，林忠款

浙江大學醫(yī)學院附屬兒童醫(yī)院 a. 醫(yī)療設(shè)備科；b. 后勤保障部，浙江 杭州 310052

引言

醫(yī)院固定資產(chǎn)是醫(yī)院從事醫(yī)療、教學、科研等業(yè)務(wù)活動的重要載體，其配置是否科學、合理，日常管理是否嚴格、規(guī)范，對醫(yī)院的正常運營和健康發(fā)展起著非常重要的作用，加強對公立醫(yī)院固定資產(chǎn)的研究和管理有著重要的現(xiàn)實和長遠意義[1-2]。醫(yī)療設(shè)備管理在一定程度上也體現(xiàn)出醫(yī)院的管理水平，也屬于醫(yī)院信息化建設(shè)的一個重要組成部分[3]。2020年12月21日國務(wù)院常務(wù)會議修訂通過新《醫(yī)療器械監(jiān)督管理條例》[4]，強調(diào)對醫(yī)療器械全生命周期和全過程監(jiān)管，要求監(jiān)管部門和使用單位必須與時俱進，不斷建立健全科學監(jiān)管體系。

醫(yī)療設(shè)備和器械具有種類多、分布散、流動性大、價值跨度大等特點，并且使用期限長。特別是大量移動設(shè)備，需要在各個區(qū)域流動作業(yè)，例如麻醉機、轉(zhuǎn)運床、轉(zhuǎn)運監(jiān)護儀和氧飽和度儀等需要在ICU、復蘇室、手術(shù)室、病房和麻醉科等多個場所流動使用。傳統(tǒng)的人工管理不能覆蓋所有設(shè)備和環(huán)節(jié)，造成清查困難甚至設(shè)備遺失。所以，加強醫(yī)療設(shè)備的管控，有利于提高其管理和使用效率，防止資產(chǎn)流失，促進醫(yī)院的醫(yī)療與科研事業(yè)良性發(fā)展[5-6]。

目前，很多醫(yī)院已實施從條碼系統(tǒng)到射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）系統(tǒng)的升級替換，部分醫(yī)院依然需要專人進行管理和掃碼操作，雖然效率提高，但并未減少管理人員[3]。同時，存在由于疏忽或管理不嚴而漏刷的情況和設(shè)備去向不明的隱患。部分醫(yī)院在RFID的基礎(chǔ)上，增加超寬帶技術(shù)構(gòu)建室內(nèi)精確定位體系，實現(xiàn)室內(nèi)人員、醫(yī)療器械等的實時軌跡追蹤[7]。雖然定位精度可達到厘米級，但成本較高。本文提出的RFID系統(tǒng)利用固定式讀寫器，對醫(yī)療設(shè)備進行實時識別和定位，記錄實時軌跡信息。該系統(tǒng)在不增加人力的情況下，有效提高了設(shè)備使用和清查效率，有效預防設(shè)備遺失；且系統(tǒng)成本和復雜度低，便于安裝和維護。

1 醫(yī)院資產(chǎn)管理存在的問題

醫(yī)院傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理是基于管理系統(tǒng)和條碼或二維碼標簽，此類紙質(zhì)標簽雖分發(fā)便捷，但后期管理不便，需人工查找標簽[8-9]，在設(shè)備多、分布廣的情況下查找不便。同時，很多設(shè)備生命周期在10年以上，紙質(zhì)標簽易損毀，影響掃描儀識別，給管理增加難度。該管理方式在各個階段都存在問題：

（1）入庫階段。新購置的設(shè)備先試用，試用期后驗收合格才能入庫。為了便于管理，入庫前會先分配一個預登資產(chǎn)號并貼在儀器上。入庫后重新生成正式的固定資產(chǎn)標簽，替換預登資產(chǎn)號。若同一批次驗收多臺儀器，易出現(xiàn)貼錯和漏貼情況，給設(shè)備管理和財務(wù)人員帶來困難。

（2）使用階段。除了大型設(shè)備相對固定以外，大量小型移動性設(shè)備管理混亂。由于數(shù)量大、位置分散、流動性強，很難分配專人管理。醫(yī)院院區(qū)搬遷、科室調(diào)整、責任人變更及使用場地不固定，易造成移動設(shè)備不移賬、產(chǎn)權(quán)不清、賬目缺失、賬目與設(shè)備不清楚的現(xiàn)象，給設(shè)備管理及報廢回收的工作帶來一定的難度。

（3）報廢階段。固定資產(chǎn)報廢處置周期過長，科室在提交申請到報廢回收資產(chǎn)過程中缺乏管理，造成設(shè)備尤其大量零散小件受損或丟失，導致報廢無實物，影響后續(xù)回收。此外，部分資產(chǎn)已達報廢標準，科室卻不積極辦理資產(chǎn)報廢手續(xù)，隨意拆下棄用，造成賬實不符，導致國有資產(chǎn)流失。

造成這些問題的原因主要是條碼標簽無法進行追蹤和定位，管理猶如大海撈針，易造成臺賬混亂。為了克服條碼的缺陷，本文提出了基于RFID的醫(yī)療設(shè)備全生命周期跟蹤管理系統(tǒng)，用電子標簽代替條形碼，實現(xiàn)對電子標簽的追蹤和定位。

2 方法

2.1 RFID選型

RFID是無線電頻率識別，簡稱射頻識別，一般包括閱讀器、電子標簽和各自的天線。同時RFID系統(tǒng)附帶上層管理系統(tǒng)[10]。

閱讀器和電子標簽之間通過天線進行無線通信。RFID系統(tǒng)常見的工作頻率分為低頻（Low Frequency，LF）、高頻（High Frequency，HF）、超高頻（Ultra High Frequency，UHF）與微波，各個頻率所使用的電子標簽也各不相同，應(yīng)用領(lǐng)域和讀取電子標簽的距離也不相同。低頻和高頻的RFID標簽讀取距離通常在10 cm～1 m；高頻標簽理論上也可以達到1 m；超高頻RFID標簽工作頻率為860～960 MHz，優(yōu)點是讀寫距離遠，一般為3～5 m，最遠可達10 m。RFID系統(tǒng)的讀寫距離還與RFID讀寫器的性能、天線、標簽有關(guān)，同時也受到環(huán)境因素的影響。讀寫器的發(fā)射功率越大，讀寫距離也會越大。讀寫器天線增益和波束寬度影響讀寫距離和范圍，天線增益越大和波束寬度越小，則讀寫距離越遠，范圍越窄。RFID標簽分為有源RFID標簽和無源RFID標簽，有源RFID標簽讀寫距離較遠、體積較大、成本較高；無源RFID標簽成本較低、使用壽命長、讀寫距離較近。RFID標簽的尺寸對讀寫距離也有影響，理論上，RFID標簽的尺寸越大，所能讀取的距離越遠。另外金屬和液體會對電磁波產(chǎn)生影響，影響讀寫距離，設(shè)備外殼是金屬的話，應(yīng)該選用抗金屬RFID電子標簽。

遠距離系統(tǒng)采用電磁反向散射耦合方式，是利用電磁波的散射特性[11-12]。如果要實現(xiàn)實時的自動識別定位，就需要遠距離RFID系統(tǒng)，只要設(shè)備及標簽在附近經(jīng)過就可進行識別[13]，故選用UHF的RFID系統(tǒng)。讀寫器選用UHFReader18系列JY-U8920，內(nèi)置8 dBi增益圓極化天線，穩(wěn)定讀取距離可達8 m。電子標簽選用金屬類資產(chǎn)專用標簽JY-K10228R，有效讀取距離為0～6 m，標簽具有防碰撞功能，可同時識別多個標簽[14]。

2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)

RFID設(shè)備管理系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)層和應(yīng)用層。

圖1 RFID設(shè)備管理系統(tǒng)整體架構(gòu)

2.2.1 感知層

感知層為各種讀寫器，包括視頻模塊、耦合模塊、信號處理與控制單元及無線模塊。圖2為讀寫器組成框圖，控制單元負責控制整個讀寫過程，并且可以實現(xiàn)權(quán)限設(shè)置功能，約束不具備權(quán)限的掃描設(shè)備獲取電子標簽信息。RFID系統(tǒng)對標簽實時追蹤，需在不同的場所布置讀寫器。由于讀寫器分布較廣，適用無線的方式和服務(wù)器連接，無線傳輸模塊負責與網(wǎng)絡(luò)層的無線傳輸模塊進行連接，用于傳遞讀取的電子標簽信息。

圖2 讀寫器組成框圖

讀寫器分為固定式和手持式兩種，固定式讀寫器安裝在房間門口或走廊、通道內(nèi)，可對經(jīng)過的標簽進行識別；手持式讀寫器用于人工盤點等操作。讀寫器的布置有兩種方式，見圖3。其中圓形標記表示安裝在走廊上的讀卡器，這種方式可用于通道或者儀器不太可能進入室內(nèi)的走廊等地方[15]；另一種方式是門內(nèi)和門外各布置一個讀卡器，兩個讀卡器協(xié)同工作。由于墻壁阻隔和天線極化方向不同，門外的讀寫器只能識別門外的標簽，而門內(nèi)的讀寫器只能識別門內(nèi)的標簽。門內(nèi)讀寫器的工作方式和其他讀寫器不同，通常處于休眠狀態(tài)，以防門內(nèi)設(shè)備標簽被重復識別而產(chǎn)生大量冗余數(shù)據(jù)。當門外的讀寫器讀取到標簽后，通過后臺管理程序向?qū)?yīng)的門內(nèi)讀寫器發(fā)送命令，激活讀寫器讀取標簽；在設(shè)定的時間內(nèi)，如果讀寫器讀取到標簽信息，則記錄第一次讀取的信息隨即進入休眠狀態(tài)，等待下一次被門外讀寫器激活；如果沒有讀取到標簽信息，說明門外的設(shè)備沒有進入門內(nèi)，則恢復到休眠狀態(tài)。通過這樣的工作方式可以確定設(shè)備在數(shù)據(jù)庫中的最新一條記錄即設(shè)備當前所處的地點。

圖3 固定式讀卡器分布圖

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層負責系統(tǒng)信息傳輸，包括信號轉(zhuǎn)換器、交換機、路由器等設(shè)備，讀寫器讀取的信息通過網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)存儲到數(shù)據(jù)庫中。本系統(tǒng)通過現(xiàn)有的院內(nèi)無線局域網(wǎng)進行連接，不需要重復建設(shè)，不需要布線，安裝和維護都非常便捷。

2.2.3 服務(wù)層和應(yīng)用層

服務(wù)器端以MongoDB為數(shù)據(jù)庫并運行管理程序，數(shù)據(jù)庫除了儲存所有標簽所對應(yīng)的設(shè)備信息外，還備注每個讀卡器的編號和對應(yīng)的安裝位置，系統(tǒng)實時儲存讀卡器識別標簽的時間和地點。應(yīng)用層采用Node.js及Web技術(shù)實現(xiàn)，Node.js使用是Web技術(shù)中的JavaScript語言，相比Java語言，其更加輕量和高效[16]。用戶可通過局域網(wǎng)內(nèi)電腦的Web瀏覽器，或者手機APP和微信小程序等途徑查詢所需儀器的定位信息。

3 結(jié)果

通過RFID系統(tǒng)實現(xiàn)了醫(yī)療設(shè)備快速定位、提高了資產(chǎn)清查效率。部分醫(yī)療設(shè)備由于病人轉(zhuǎn)運、多院區(qū)調(diào)用、科室調(diào)用、實驗室多個課題組共用等因素，未能及時歸位歸屬科室，且設(shè)備經(jīng)手人員數(shù)量大，極易出現(xiàn)設(shè)備在途中被遺忘，甚至丟失的情況。每次資產(chǎn)清查工程師需對各自負責科室進行數(shù)據(jù)整合，同時與其他工程師進行數(shù)據(jù)交互，耗費大量人力、物力，由于時間有限，仍存在部分設(shè)備未能及時回到歸屬科室的情況，且該占比呈上升趨勢。使用RFID系統(tǒng)后，可通過定位信息實現(xiàn)對資產(chǎn)的全過程實時跟蹤管理。通過多院區(qū)的數(shù)據(jù)，聯(lián)動分析醫(yī)療設(shè)備流轉(zhuǎn)動向，達到實時、全覆蓋、快速定位的效果。系統(tǒng)上線后，除4臺（占比0.053%）設(shè)備失蹤，其余設(shè)備均能查詢到精確位置。

同時，使用條碼標簽，工程師只能在例行盤點時通過翻箱倒柜找到設(shè)備，花費較多時間。使用RFID系統(tǒng)，就可對設(shè)備的移動路徑進行實時跟蹤，通過系統(tǒng)即可清點院內(nèi)設(shè)備。本文通過手工和RFID兩種方式對抽取的22個科室資產(chǎn)進行清查，通過人工盤點平均耗時（521.70±594.28）min，RFID手持終端盤點耗時（10.95±12.31）min，樣本總體數(shù)據(jù)滿足正態(tài)分布。通過SPSS 23.0軟件進行配對樣本檢驗，t=4.114，P<0.001，95% CI [252.58174～768.91826]。

該匹配樣本的相關(guān)性0.975，說明兩組數(shù)據(jù)穩(wěn)定性較高，差異有顯著統(tǒng)計學意義（P<0.001）。通過RFID系統(tǒng)，盤點耗時從521.70 min縮短至10.95 min，資產(chǎn)清查效率提高97.9%。

4 討論與結(jié)論

目前，有很多醫(yī)院采用RFID系統(tǒng)進行各項管理，其中資產(chǎn)管理主要使用RFID系統(tǒng)代替條碼（二維碼）系統(tǒng)[3]，但主要通過人工掃碼進行管理，雖然增加了功能和便利性，但無法做到快速找到所需設(shè)備[17-18]。這類方案會增加管理人員的工作量，而且易因疏忽發(fā)生人為的遺漏，造成管理不善。RFID系統(tǒng)上線后，全院清查盤點工作的時間減少了97.9%，提高了醫(yī)療設(shè)備清查盤點的工作效率，減少了人力資源浪費。同時，臨床科室與醫(yī)療設(shè)備科可通過定位信息對資產(chǎn)的全過程實時追蹤管理。

然而，系統(tǒng)還存在以下兩點不足：① 需要在全院必要的位置布置大量固定式讀寫器，增加了成本和維護難度；② 在無管理人員值守的場合，由于環(huán)境影響、設(shè)備自身或其他物體遮擋信號等，標簽也會出現(xiàn)識別不到的情況，造成數(shù)據(jù)遺漏。但整個院區(qū)的不同區(qū)域都布有讀寫器，丟失個別位置的信息，對全程跟蹤影響較小，所以系統(tǒng)在降低成本和識別遺漏方面還需進一步優(yōu)化。

綜上，該系統(tǒng)可對醫(yī)療設(shè)備進行全生命周期和全過程監(jiān)管，克服醫(yī)療設(shè)備和器械種類多、分布散、流動性大等難點，有利于加強醫(yī)療設(shè)備的管控，保護醫(yī)院的資產(chǎn)安全，防止資產(chǎn)流失，促進醫(yī)院醫(yī)療和科研的良性發(fā)展。