基于RFID和WSN技术的无线移动诊疗模型设计与研究*

蒋秀林 谢 静 魏 星

(蚌埠医学院公共课程部计算机教研室 安徽蚌埠 233000)

电子病历(electronic medical record，EMR)是用电子设备(如：计算机、健康卡等)保存、管理、传输和重现的数字化的医疗记录，用以取代手写纸张病历，又称为基于计算机的病人记录，是实现医院信息化的关键。2011年1月卫生部颁布的《电子病历系统功能规范 (试行)》[1]中指出，“电子病历系统是指医疗机构内部支持电子病历信息的采集、存储、访问和在线帮助，并围绕提高医疗质量、保障医疗安全、提高医疗效率而提供信息处理和智能化服务功能的计算机信息系统， 既应该包括用于门 (急) 诊、病房的临床信息系统，也包括检验检查、病理、影像、心电、超声等医技科室的信息系统。”

目前医院的医疗信息已基本实现了一定程度的信息化，但传统的电子病历系统都是基于有线网络访问方式的。在现实中医护工作人员无法待在病床旁对患者实施诊疗记录，基于不同的工作性质，有时还需要在办公区域甚至医院以外的场所开展工作。传统的医疗信息系统就无法满足信息获取的实时性和信息调阅的方便性。

移动电子病历系统在传统基于台式计算机的电子病历基础上研发，以无线网络为基础，主要在平板电脑、智能手机等终端使用。既保留了原有台式机的电子病历系统的有效功能，又结合了移动设备体积小、携带方便的特点，延伸开发了许多新的功能。移动医疗[2]是“通过使用移动通信技术(如PDA、移动电话和卫星通信)来提供医疗服务和信息”。

物联网技术(internet of things，IoT)是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。物联网技术以其可移动的终端以及方便灵活的接入方式完全突破了目前互联网方式下传统医疗信息系统(如HIS系统)对医院诊疗管理的局限，其所具有的全面感知、可靠传递和智能处理等特征为医院诊疗的无线移动化提供了技术支撑平台，从整体上提高了医院信息化水平和服务能力。

因此，文章分析了无线可移动电子病历的主要功能，设计和搭建了基于RFID和WSN技术的无线移动诊疗模型，最后给出了基于PML的信息存储与表示，为后续无线诊疗应用平台的开发奠定了基础，为健康云计算和智慧医疗的实施提供了科学依据。

1 无线可移动电子病历系统的主要功能

电子病历是有线网络环境下软件技术在医疗领域的典型应用，是医院信息系统发展到一定阶段的产物，是医院信息化管理进入新阶段的一个里程碑，而可移动电子病历则是在医院的无线网络环境下应用物联网技术的产物，是实现医院无线可移动诊疗的关键。

可移动电子病历系统是基于红外射频(RFID)技术和无线传感网(WSN)技术的、采用系统集成等技术，将智能终端(智能手机、PAD等)设备App与传统电子病历系统相衔接，在无线网络环境下由医护人员完成住院患者从入院到出院的相关信息的定期定时录入、更新、查询、删除等功能。其主要功能如表1所示。

表1 无线可移动电子病历系统的主要功能

2 基于RFID和WSN技术的无线移动诊疗模型构建

目前国内外对HIS平台下的电子病历系统从系统框架、模型、信息存储、知识表示、知识检索、安全机制等方面进行了深入而又全面的研究，而物联网技术是一种新兴技术，对于基于物联网技术的可移动电子病历的研究还处在初步阶段。文献[3]为构建医院移动办公，基于Android平台设计了一种嵌入式电子病历系统。文献[4]为提高医护人员工作效率，设计了一种基于XML表示的嵌入式电子病历系统。文献[5]引入物联网技术，构建基于RFID技术和ZigBee协议的嵌入式电子病历系统模型。虽然学术界对可移动电子病历系统有了一定的研究，但大多数都比较单一，没有结合物联网技术的特点，对医疗信息的采集、表示、存储等方面进行深入的研究。

结合上述给出的可移动电子病历系统的主要功能，在现有的通用的HIS系统下，从物联网的感知层、传输层和应用层出发，建立基于RFID和WSN技术的无线移动诊疗模型，如图1所示。

该模型由设备层、资源层、传输层和应用层四部分构成：

(1)设备层。该层由计算机、智能手机、PAD、RFID标签以及阅读器等硬件设备组成，实

图1 基于RFID和WSN技术的无线移动诊疗模型

现患者信息采集、医疗设备信息的自动获取。

(2)资源层。该层是物理设备层采集获取到的数据资源，一类是HIS系统下的电子病历数据库和其他医疗中心共享的电子病历数据库，另一类是通过智能终端和感知设备采集并上传至健康云平台的医疗资源。

(3)传输层。该层实现各平台下医疗数据资源格式的转换、数据的映射以及规则的执行，为数据的传输提供统一的标准，为应用层的实施提供技术支持。

(4)应用层。该层实现以病人为中心的基于物联网技术的电子病历系统的录入、查询、存储、更新、安全共享等管理功能。

根据可移动电子病历要实现的功能，遵循上述无线移动诊疗模型，将可移动电子病历系统划分为如下模块，如图2所示。

图2 基于物联网技术的可移动电子病历系统的功能模块

3 基于PML的可移动电子病历存储表示和信息获取流程

HIS平台的电子病历系统技术已经很成熟，文章不再介绍，主要介绍物联网环境下的可移动电子病历系统中数据的存储表示和信息获取流程。

3.1 基于PML的可移动电子病历存储表示

PML(physical M arkup language)实体标记语言，是一种用于描述物理对象，过程和环境的通用语言，其主要目的是提供通用的标准化词汇表，来描绘和分配Auto-ID激活的物体的相关信息。PML语言简单易懂，在物联网平台上可以提供更准确的搜索。PML 文件只是用于信息交换过程中信息存储或检索的依据，实际的内容存储可以使用传统的数据库格式。基于RFID的医疗信息定义明确，信息之间的依存关系清晰，存储灵活。

下面给出一个基于PML的可移动电子病历的存储文件片段，包括两部分：住院患者的基本信息；患者就诊信息的描述。

< PersonalInformation>

“http：//tag.example.org/”>

……

……

……

……

在物联网网络环境下，每位患者入院时都将配备一个电子标签，与以往的就诊卡不同，它能够唯一的定位和跟踪物品、人等，并可存取物品或人等的相关信息(比如血压和体温)。在每个病房安装阅读器，读取该病房患者的信息。针对上述形式的PML文件，可使用下列查询语句，查询患者(0000000A1)的基本信息。

Select PersonalInformation. Property From PMLPatient Where EPCtagid=0000000A1

3.2 EPC信息获取流程

RFID技术将电子产品代码(electronic product code，EPC)作为唯一的编号对物品进行识别、定位和跟踪。整个EPC网络的信息都以PML文件格式传递，PML文件将被存储在PML Server服务器上，为其它计算机进行信息交换提供依据文件。远程 PML Server的地址是由Savant软件通过对象名解析服务(object name resolution service,ONS)获取的，获取后 Savant 即可向远程的PMLServer发送读取 PML 数据的请求，或由 Savant 处理新读取的EPC标签的内容，并把自动识别基层设备所感应到的数据发送到远程 PMLServer，PML Server将这些数据整合到此EPC对应的PML文件中。EPC 信息获取流程如图3所示。

图3 EPC信息获取流程图

4 结语

为促进智慧医疗建设，文章采用物联网技术，在现有环境下分析了无线可移动电子病历系统的主要功能，基于RFID和WSN技术实现无线移动诊疗建模，并给出了基于PML的可移动电子病历存储表示和信息获取流程。研究物联网下的可移动电子病历系统，实际上是研究以病人为中心的移动医疗信息系统，是将来智慧医疗不可或缺的一部分。但现实中的患者诊断信息具有多样性，除了文本信息外还有图片、图像、视频等，如何采用PML语言存储和表示还有待进一步研究。