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)。