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

　    在“經(jīng)濟(jì)部商業(yè)司”所主辦的『2008 RFID應(yīng)用推動(dòng)成果暨研討會(huì)』中，“衛(wèi)生署”花蓮玉里醫(yī)院基礎(chǔ)生活照護(hù)服務(wù)受到與會(huì)人士關(guān)注，就住民于院區(qū)走失、跌倒、靠近危險(xiǎn)區(qū)域、行動(dòng)路徑記錄等實(shí)際應(yīng)用服務(wù)中，利用主動(dòng)式RFID技術(shù)擷取受測院區(qū)住民手腕所佩帶之主動(dòng)式RFID標(biāo)簽，并精確回報(bào)至后端軟體管理平臺，作為院方醫(yī)管人員進(jìn)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(shí)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(yàn)，成為日后類似醫(yī)療體系建置時(shí)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(yàn)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(shí)追蹤定位系統(tǒng)』案的建置，系為探討醫(yī)療健康管理機(jī)制中適當(dāng)、合法，且能提供院區(qū)住民辨識身份、行動(dòng)位置定位的技術(shù)。專案中院區(qū)住民所配戴主動(dòng)式RFID標(biāo)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(yàn)的臨床研究進(jìn)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(rèn)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?？漆t(yī)師提出認(rèn)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(dāng)中，如果為了搜集相關(guān)資料的必要，必須對于病人進(jìn)行訪談，或是對病人進(jìn)行錄音錄影時(shí)，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(shí)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(jī)制產(chǎn)生的隱私權(quán)疑慮，進(jìn)行廣泛詳細(xì)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(biāo)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(dòng)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(dá)、活動(dòng)范圍的管理等，均無法精準(zhǔn)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(shí)追蹤定位系統(tǒng)”，將院區(qū)住民移動(dòng)動(dòng)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(jī)構(gòu)及醫(yī)護(hù)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(dòng)式RFID標(biāo)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(jìn)行院區(qū)住民手腕主動(dòng)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(dòng)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(shí)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(gè)訊號的強(qiáng)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(qiáng)度與無線電索引地圖比對運(yùn)算，并迅速完成使用者的定位標(biāo)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(dòng)式RFID讀取器，交叉取得兩點(diǎn)之間時(shí)間差的即時(shí)定位系統(tǒng)，使用433.92MHz符合ISO/IEC 18000-7的主動(dòng)式RFID產(chǎn)品，透過主動(dòng)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(jìn)的時(shí)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(dòng)及靜止兩項(xiàng)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(shí)動(dòng)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(jìn)出權(quán)限，了解住民最新追蹤人員移動(dòng)軌跡資訊并提供即時(shí)告警訊息。  

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

RTLS模擬驗(yàn)證  

　　本系統(tǒng)RFID中介軟體原測試環(huán)境，系使用10臺主動(dòng)式RFID讀取器、400個(gè)主動(dòng)式RFID標(biāo)簽，經(jīng)歷時(shí)三個(gè)月期間，并在充滿各式干擾電波的嚴(yán)苛受測環(huán)境下進(jìn)行測試驗(yàn)證。測試過程中，經(jīng)環(huán)境測試驗(yàn)證后，發(fā)現(xiàn)受測主動(dòng)式RFID讀取器在同一走道上『依序』讀取主動(dòng)式RFID標(biāo)簽，此方式與本專案所需主動(dòng)式RFID讀取器須能『同時(shí)大量』每分鐘讀取100~200個(gè)主動(dòng)式RFID標(biāo)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(dòng)式RFID讀取器及主動(dòng)式RFID標(biāo)簽；其間差異在于主動(dòng)式RFID讀取器由『依序』讀取方式更改為『同時(shí)大量』讀取之方式，讓管理者可在同一時(shí)間、同一活動(dòng)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(dòng)式RFID標(biāo)簽。  

　　在更換主動(dòng)式RFID相關(guān)設(shè)備后，重新開發(fā)中介軟體，并進(jìn)行各式干擾電波環(huán)境測試，在以10臺主動(dòng)式RFID讀取器，每一臺主動(dòng)式RFID讀取器每分鐘能感應(yīng)200個(gè)主動(dòng)式RFID標(biāo)簽為目標(biāo)，對系統(tǒng)進(jìn)行測試驗(yàn)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(yàn)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(diǎn)主動(dòng)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(dòng)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(dòng)式RFID讀取器的Power Range設(shè)為最小值，開始測試并調(diào)整主動(dòng)式RFID標(biāo)簽與主動(dòng)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(dòng)式RFID讀取器的放置點(diǎn)。參考各測試點(diǎn)最佳現(xiàn)場建置測試結(jié)果，最后選定7個(gè)最佳建置點(diǎn)，于每間病房及公用廁所的天花板處安裝遮罩保護(hù)盒，并將固定式衰減器搭配主動(dòng)式RFID讀取器，安裝于遮罩保護(hù)盒內(nèi)。并于遮罩保護(hù)盒內(nèi)另外放置偵測用主動(dòng)式RFID標(biāo)簽后，再將遮罩保護(hù)盒上鎖；至此，便完成主動(dòng)式RFID標(biāo)簽主動(dòng)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(rèn)無誤后，本系統(tǒng)已在“民國”96年12月20日正式上線運(yùn)作。  

人車整合系統(tǒng)模擬驗(yàn)證  

　　本專案另有考量醫(yī)護(hù)車輛內(nèi)人員整合案例應(yīng)用，在醫(yī)護(hù)車輛搭載院區(qū)住民及醫(yī)護(hù)人員，車上人員配戴主動(dòng)式RFID標(biāo)簽在有效設(shè)定范圍內(nèi)，驗(yàn)證身份辨識功能。有效實(shí)現(xiàn)車輛行進(jìn)時(shí)，驗(yàn)證車上人員搭配主動(dòng)式RFID標(biāo)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(shí)，在現(xiàn)場實(shí)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(diǎn)安裝架設(shè)主動(dòng)式RFID讀取器，搭配車輛及車上人員配戴主動(dòng)式RFID標(biāo)簽。偵測不同車速移動(dòng)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(xiàng)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(shí)速10km~60km(主動(dòng)式RFID標(biāo)簽固定于車輛右后座)：正確讀取率為88%。  
　　1.2時(shí)速60km~120km(主動(dòng)式RFID標(biāo)簽固定于車輛右后座)：正確讀取率為86%。  
　　1.3時(shí)速10km~60km(主動(dòng)式RFID標(biāo)簽固定于車輛擋風(fēng)玻璃)：正確讀取率為100%。  
　　1.4時(shí)速60km~120km(主動(dòng)式RFID標(biāo)簽固定于車輛擋風(fēng)玻璃)：正確讀取率為100%。  

2人員配載讀取測試  

　　時(shí)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(shí)地建置驗(yàn)證、系統(tǒng)調(diào)校后所呈現(xiàn)的測試資料顯示，主動(dòng)式RFID標(biāo)簽固定于車輛右后座所呈現(xiàn)之正確資料無法達(dá)到百分之百；主要原因經(jīng)分析后確認(rèn)系主動(dòng)式RFID讀取器架設(shè)系以讀取擋風(fēng)玻璃處的主動(dòng)式RFID標(biāo)簽為主，且因車體金屬阻擋，故主動(dòng)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(huì)因車體金屬遮蔽以及主動(dòng)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(dòng)式RFID標(biāo)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(shí)；因主動(dòng)式RFID標(biāo)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(dá)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(jì)新方案-擴(kuò)大公共建設(shè)投資-『加速辦理智慧醫(yī)療照護(hù)計(jì)劃』」一案于98年2月10日經(jīng)建會(huì)第1352次委員會(huì)會(huì)議通過；衛(wèi)生署為強(qiáng)化醫(yī)院服務(wù)安全及提升弱勢與偏遠(yuǎn)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(hù)計(jì)劃」，包含「醫(yī)院安全關(guān)懷RFID計(jì)劃」。由于此方案四項(xiàng)指標(biāo)中與本研究有關(guān)之兩項(xiàng)目標(biāo)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(shí)監(jiān)控警示環(huán)境，節(jié)省人力成本，提供醫(yī)療安全照護(hù)。  

　　「醫(yī)院安全關(guān)懷RFID計(jì)劃」子計(jì)劃，為強(qiáng)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(jìn)之網(wǎng)路通訊及資訊科技，運(yùn)用于建立高醫(yī)療品質(zhì)安全照護(hù)病人之服務(wù)模式及提供正確與時(shí)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(hù)、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(hù)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(kuò)充應(yīng)用在醫(yī)療院所如護(hù)理之家、失智老人、精神病房、手術(shù)室、呼吸照護(hù)病房、嬰兒房、危險(xiǎn)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(huì)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(shí)方式提供流程管理服務(wù)，建立安全、即時(shí)、正確照護(hù)病人的高醫(yī)療品質(zhì)。