醫(yī)療行業(yè)中的定位感知系統(tǒng)研究

定位感知系統(tǒng)是普適計算的重要組成部分。所謂定位感知,就是系統(tǒng)中心在一定的精確度內(nèi)動態(tài)獲取用戶的位置信息,同時為用戶積極主動地提供各種所需服務(wù)。在傳統(tǒng)的“請求—應(yīng)答”服務(wù)模式中,用戶要得到所需信息必須先向服務(wù)系統(tǒng)提出請求,系統(tǒng)響應(yīng)后給出回復(fù),按照要求的格式提供信息。這種被稱為“被動模式”的系統(tǒng)無法滿足用戶動態(tài)信息的需求,無法積極智能地主動提供服務(wù),是不符合普適計算的要求的。

定位感知系統(tǒng)是“主動模式”系統(tǒng),它能夠同時為許多用戶提供服務(wù)。系統(tǒng)能夠根據(jù)自已取得的信息主動向用戶們進行廣播,說明自己能夠提供的服務(wù),用戶按照自己的所需獲取自己的信息。因此,“主動模式”必須擁有兩個功能系統(tǒng):“定位系統(tǒng)(Orienta-tionSystem)”和“位置系統(tǒng)(LocationSystem)”。“定位系統(tǒng)”的重點在于要知道對象所在的位置,而“位置系統(tǒng)”的重點在于要知道特定位置上的對象集。

在醫(yī)療行業(yè)中,定位信息和位置信息都是非常重要的信息。比如,定位可以在緊急救援或者醫(yī)療看護中發(fā)揮作用,而位置信息可以知道在特定位置有怎樣的患者,需要怎樣的醫(yī)療服務(wù)等。隨著醫(yī)療行業(yè)信息化的不斷發(fā)展,定位感知系統(tǒng)正逐步在醫(yī)療行業(yè)構(gòu)建起來,給醫(yī)療行業(yè)帶來了跨越式的發(fā)展。一個無所不在的救護網(wǎng)絡(luò),一個準確快捷的設(shè)備和藥品管理網(wǎng)絡(luò),一個安全及時的病人信息網(wǎng)絡(luò),不僅提升了醫(yī)院的服務(wù)能力,方便了醫(yī)院內(nèi)部的信息溝通,更是保障了病人生命的安全。以下,我們將從定位感知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有的醫(yī)療信息化水平出發(fā),對醫(yī)療行業(yè)中的定位感知系統(tǒng)進行研討和展望。

從結(jié)構(gòu)上來講,定位感知系統(tǒng)可分為以下五個部分:系統(tǒng)控制中心、事務(wù)處理中心、通信環(huán)境、定位系統(tǒng)和位置系統(tǒng)(圖1)。




1 系統(tǒng)控制中心

系統(tǒng)控制中心是整個系統(tǒng)的控制管理中心,它負責將位置信息或者對象集信息向事務(wù)處理中心傳送,將位置信息向“位置系統(tǒng)”傳送,它必須能夠?qū)崟r處理大量的各種信息,并進行分析檢測。

近幾年來,國內(nèi)各大醫(yī)院都在建設(shè)數(shù)字化醫(yī)院,“數(shù)字化醫(yī)院”就是利用先進的計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將病人的診療信息、衛(wèi)生經(jīng)濟信息、藥品信息、醫(yī)院管理信息等各類信息進行最有效的收集、儲存、傳輸與整合,并實現(xiàn)各類業(yè)務(wù)流程的最優(yōu)化和信息利用最大化的醫(yī)院。而這些醫(yī)院所使用的醫(yī)院信息管理系統(tǒng)(HIS:HospitalInformationSystem)實現(xiàn)的就是系統(tǒng)控制中心的功能,它是整個醫(yī)院甚至是醫(yī)療行業(yè)的控制管理中心,可以實時傳輸和處理大量的醫(yī)療信息,有的甚至是從急救現(xiàn)場傳來的資料。

2　事務(wù)處理中心

事務(wù)處理中心是整個系統(tǒng)的服務(wù)發(fā)送者與處理單元。它接收系統(tǒng)控制中心傳來的各種信息,或者響應(yīng)用戶的服務(wù)請求,或者主動向用戶廣播各種有用信息。系統(tǒng)控制中心將許多更細節(jié)化的工作分散到各個事務(wù)處理中心,比如醫(yī)院HIS系統(tǒng)中的護士工作站,就是一個比較典型的事務(wù)處理中心。

3　通信環(huán)境

通信環(huán)境為各個部分的信息傳送提供支持。從定位感知系統(tǒng)的意義上來講,我們希望構(gòu)建的是一個無線的網(wǎng)絡(luò)世界。而無線廣域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)等技術(shù)的出現(xiàn)為實現(xiàn)定位感知系統(tǒng)的通信環(huán)境提供了一個非常好的平臺。

無線廣域網(wǎng)(WWAN)技術(shù)可使用戶通過遠程公共網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)建立無線網(wǎng)絡(luò)連接。通過使用無線服務(wù)提供商所維護的若干天線或衛(wèi)星系統(tǒng),這些連接可以覆蓋廣大的地理區(qū)域。

無線局域網(wǎng)(WLAN)是采用無線通訊技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電纜,提供設(shè)備接入功能的網(wǎng)絡(luò),是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信、移動通信技術(shù)相結(jié)合的新生技術(shù)。在無線局域網(wǎng)的發(fā)展中,形成了包括IEEE802.11a,802.11b,802.11g,HiperLAN/2等在內(nèi)的國際標準,能夠提供的網(wǎng)絡(luò)接入速率從11Mbps,22Mbps到54Mbps不等。

4　“定位系統(tǒng)”與“位置系統(tǒng)”

“定位系統(tǒng)”和“位置系統(tǒng)”是定位感知系統(tǒng)的重要功能系統(tǒng),而無論是定位信息還是位置信息都離不開無線定位技術(shù)的應(yīng)用。常用的無線定位技術(shù)有:紅外線定位技術(shù)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、超聲波定位系統(tǒng)、IEEE802.11定位系統(tǒng)和無線射頻識別(RFID, Radio Frequency Identification)定位系統(tǒng)等。每種定位技術(shù)特點和定位精度各不相同。借助于無線網(wǎng)絡(luò)的平臺,RFID定位追蹤系統(tǒng)是近期研究比較多的一個方向。

無線射頻識別技術(shù)(RFID, Radio Frequency Identification)是一種非接觸的自動識別技術(shù),其基本原理是利用空間電磁波的耦合或傳播來進行通信,以達到自動識別被標識對象,獲取標識對象相關(guān)信息的目的。最簡單的RFID系統(tǒng)由標簽(Tag)、讀寫器(Reader)和天線(Antenna)3部分組成,配合計算機網(wǎng)絡(luò)和軟件支持可以組成一個RFID應(yīng)用系統(tǒng)(圖2)。RFID運用無線電技術(shù)進行通訊,信息儲存在標簽中的一個小硅片中。標簽進入磁場后,接收解讀器發(fā)出的射頻信號,憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的信息(Passive Tag,無源標簽或被動標簽),或者主動發(fā)送某一頻率的加密信號(Active Tag,有源標簽或主動標簽);解讀器讀取信息并解碼后送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。