دانلود رایگان مقاله فعال کردن تکنولوژی RFID برای مراقبت های بهداشتی
چکیده
پردازش اطلاعات اساس ایمنی بیمار و کیفیت مراقبت های بهداشتی می باشد. در سیستم مراقبت بهداشتی فعلی، شکاف های اصلی در جمع آوری و انتقال اطلاعات حیاتی از بیماران به ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی وجود دارد . مشکلات جمع آوری اطلاعات به ویژه در بیماران فاقد ارتباطات کلامی یا تحت شرایط جدی دیگر به چالش کشیده شد. انتقال اطلاعات در میان کارکنان پزشکی نیز می تواند خطاهای انسانی را معرفی کند که ممکن است سلامت و زندگی بیمار را در معرض خطر قرار دهد. سامانه بازشناسی با امواج رادیویی (RFID) یک نوع شناسایی تکنولوژی الکترونیکی است که به طور گسترده ای در حال گسترش است. تکنولوژی RFID به اطلاعات شخصی مهم اجازه ذخیره در تراشه کم هزینه متصل به بیمار را می دهد. این تکنولوژی ابتکاری پتانسیل فوق العاده ای را برای بهبود وضعیت مراقبت های بهداشتی با حذف خطاهای انسانی و ابهام موجود در طول تعامل بیمار -پزشک و پزشک –پزشک ارائه می دهد.
1.مقدمه
شیوه زندگی بی تحرک مردم سالخورده، باعث ایجاد و شیوع بیماری های مزمن مانند بیماری های قلبی عروقی، فشار خون بالا و دیابت می شود. باتوجه آمار سازمان بهداشت جهان، میلیون ها نفر از چاقی یا بیماری های مزمن هر روز رنج می برند.
بیماران با مشکلات بهداشتی مختلف به بیمارستان منتقل می شوند. مهمترین مشکلات اصلی بهداشتی ممکن است محروم شدن بیمار از توانایی برقراری ارتباط کلامی باشد. هر ساله در کانادا در مورد تقریبا 9000 پرونده سکته مغزی جدید (انسداد در شریان ها که خون را به مناطق خاصی از مغز یا پارگی این رگ های خونی می فرستد) با پزشکان در کلینیک های مراقبت های حاد در سراسر کشور مشورت می شود. ارائه درمان در 3 ساعت اول پس از شروع علائم سکته مغزی با توصیه های بهترین روش های جدید کانادایی برای دستورالعمل مراقبت از سکته مغزی تأکید شده است که توسط استراتژی سکته مغزی کانادا صادر شده است (1). به طور کلی، افراد مبتلا به یک سکته مغزی اغلب به طور واضح با کارکنان پزشکی در طول ویزیت در بیمارستان به علت اختلال ارتباطی کلامی ارتباط برقرار نمی کند که دومین سندرم متداول سکته مغزی است. در نتیجه، مشکل در جمع آوری اطلاعات قابل اطمینان از بیمارانی که اغلب منجر به ارائه درمان در زمانی فراتر از مراحل بحرانی می شود(1و2). علاوه بر این، حدود 1.9 میلیون نفر کانادایی ها در سال های 2005-2006 مبتلا به بیماری دیابت بودند که درویزیت بیمارستانی افراد مبتلا به دیابت، یک سوم زمانی از درمان بیمار به علت مشکل در شناسایی تاریخچه بیماری بیماران،و تاریخچه دارو(3) به تاخیر افتاد. وضعیت حتی بدتر از این زمانی است که بیماران تحت حمله کما ناشی از تغییر ناگهانی سطح قند (هیپوگلیسمی و کوما هیپراسمولار) و یا ایجاد مواد شیمیایی سمی (کتواسیدوز کما) در جریان خون قرار می گیرند. علاوه بر این، شيوع بالای ديابت در جمعيت اصلی وجود دارد (23٪ در گروه سنی 75-79) (4). به این واقعیت که جمعیت اصلی نیز در معرض خطر ابتلا به توسعه مشکلات بیماری روانی علت عدم توانایی در ارتباطات و ترکیبات مبتنی بر دیابتی هستند مانند زوال عقل (اختلال شدید یا از دست دادن ظرفیت فکری و ادغام شخصیت به علت از دست دادن یا آسیب رساندن به نورون ها در مغز می باشد)(5) علت اصلی زوال عقل در کانادا بیماری آلزایمر است که میزان شیوع به ترتیب 5/1 و 21 درصد در گروه های سنی بالای 65 سال و 85 سال گزارش شده است (6). اختلالات در توانایی برقراری ارتباط جوانان کانادایی می تواند به علت آسیب همانند آسیب های غیر عادی تلقی شود که علت اصلی مرگ در کانادایی های کمتر از 45 سال است. شوک های جسمی و روانی ناشی از یک ضربه، مانند تصادف وسیله نقلیه موتوری، غرق شدن، سقوط، مسمومیت و سوختگی به از دست دادن حافظه موقت قربانیان و عدم ارتباطات توانایی ها منجر خواهد شد. در موارد خوب که بیماران می توانند هنوز با کارکنان پزشکی صحبت کنند، اطلاعات ارائه شده توسط آنها اغلب مبهم و ناسازگار است (7). عدم موفقیت در شناسایی آلرژی ها جهت تجویز داروها یک مشکل دیگری است که در آن عدم ارتباطات می تواند کشنده باشد. تقریبا 2-3٪ از کودکان بستری شده در کانادا حساسیت به پنی سیلین، دسته برجسته یا از آنتی بیوتیک ها دارند (8). در میان این بیماران، بعضی ها آلرژی به پنی سیلین، 1٪ واکنش های حساسیت شدید دارند و به همین ترتیب حتی دوز اندک پنی سیلین مورد استفاده برای تست پوست می تواند مدعی زندگی بیماران شود. بنابراین، برای بیماران دارای آلرژی به پنی سیلین بسیار مهم است که به ارائه دهندگان خدمات بهداشتی در مورد سوابق آلرژی خود توصیه کنید (9). به هر حال، این روند اغلب در دنیای واقعی ناموفق است. راه حل های قابل اطمینان و کم هزینه برای صرفه جویی و گزارش داروها و سوابق آلرژیهای بیماران در طول ویزیت های بیمارستان آنها فورا مورد نیاز است.
با پیشرفت سریع در الکترونیک، الکترومکانیک و فناوری های نانو، فناوری سامانه بازشناسی با امواج رادیویی (RFID) مرزهای جدیدی جهت تسریع در غلبه بر مسائل اختصاص اطلاعات در مراقبت های بهداشتی باز کرده است. یک تگ RFID تعبیه شده کوچک می تواند سیستم عقبه وشکاف های بحرانی را با دقت خلاصه کند که در حال حاضر در مدت جمع آوری و انتقال بعدی اطلاعات حیاتی بیمار در آن وجود دارد. تگ RFID می تواند صد ها بیت اطلاعاتی را با یک تراشه انتقال ساده و یک آنتن حفظ و منتقل کند. اطلاعات شناسایی شده می تواند در یک برچسب RFID ذخیره و به ابزاری دیگر متصل شود. اطلاعات می تواند با یک خواننده فرکانس رادیویی خوانده شود. RFID در زمینه مراقبت های بهداشتی برای بهبود کارآیی عملکرد اتاق و ردیابی نمونه خون استفاده شده است (10،11). تاثیر استفاده از فناوری RFID برای برنامه های کاربردی مراقبت بهداشتی به منظور بهبود کیفیت مراقبت از بیمار، جذاب است.
در این مقاله، نحوه استفاده از فناوری RFID را بررسی می کنیم که می تواند برای سیستم های الکترونیکی سلامت(سلامت الکترونیکی) استفاده شود و ما یک مرور کلی از مسائل مختلف ناشی از کاربرد این تکنولوژی را ارائه می دهیم.
بقیه این مقاله به شرح زیر است: بخش 2 به طور خلاصه تکنولوژی RFID را توضیح می دهد. بخش 3 در مورد نحوه پشتیبانی فن آوری RFID از محیط های مراقبت های بهداشتی از طریق زیرساخت پیشنهادی RFID ما بحث می کند و بخش 4 تأثیر آن بر چرخه زندگی بیمار را ارزیابی می کند. بخش 5 بعضی از برنامه های کاربردی مراقبت سلامتی فعال RFID معمولی را بررسی اجمالی می کند. بخش 6 در مورد چالش های مختلف و مسائل باز بحث می کند که باید برای حمایت از نفوذ RFID در برنامه های مراقبت سلامتی بررسی شود. سرانجام بخش 7 برخی از اظهارنظر های نتیجه گیری را ارائه می دهد.
2. فناوری RFID
شناسایی فرکانش رادیو (RFID) [12]فناوری الکترونیک فرکانس رادیو (RF) است که به شناسایی اتوماتیک یا مکان اشیاء، افراد و حیوانات در تنوع گسترده ای از تنظیمات استقرار اجازه می دهد. در دهه گذشته، سیستم های RFID در گستره وسیعی از صنعت و سیستم های تجاری ادغام شده اند شامل: تولید و تدارکات، خرده فروشی، ردیابی و پیگیری اقلام، نظارت بر موجودی کالا،مدیریت دارایی، ضد سرقت، پرداخت الکترونیکی، بدون مداخله فیزیکی، بلیط حمل و نقل، مدیریت زنجیره تامین، و غیره (13)
سیستم RFID معمولی شامل برچسب FID، یک RFID خواننده، و یک سیستم عقبه می باشد. با تراشه RF ساده و یک آنتن، برچسب RFID می تواند اطلاعات را ذخیره و جسم متصل به آن را شناسایی کند. سه نوع از برچسب های RFID وجود دارد، یعنی برچسب های غیر فعال، فعال و نیمه فعال. یک برچسب غیرفعال شامل انرژی از طریق سیگنال های RF یک خواننده RFID می باشد، در حالی که یک برچسب فعال توسط یک باتری جاسازی قدرتمند می شود، که حافظه بزرگتر و قابلیت های بیشتر را فراهم می کند.
گرچه یک برچسب نیمه فعال با خوانندگان RFID مانند یک برچسب غیرفعال ارتباط برقرار می کند، ماژول های اضافی را می توان از طریق یک باتری داخلی پشتیبانی کرد. وقتی تگ نیمه فعال در نزدیکی یک خواننده RFIDحاصل می شود، اطلاعات ذخیره شده در برچسب به خواننده منتقل شده و بر روی یک سیستم عقبه قرار می گیرد، که می تواند یک کامپیوتر مورد استفاده برای پردازش این اطلاعات و کنترل عملیات دیگر زیر سیستم (ها) باشد.
Abstract
Information processing is the cornerstone of patient safety and healthcare quality. In the current healthcare system, critical gaps exist in the collection of vital information from patients and transferring that information to healthcare providers. The information collection problems are particularly challenged in patients lacking verbal communication or under other serious conditions. Information handover among medical staff can also introduce human errors which may place a patient’s health and life at risk. Radio frequency identification (RFID) is a kind of electronic identification technology that is becoming widely deployed. RFID technology allows crucial personal information to be saved in a lowcost chip attached to the patient. This innovative technology has tremendous potential to improve patient healthcare quality by eliminating human errors and ambiguity presented during patient-physician and physician-physician interactions.
1 Introduction
Aging population and sedentary lifestyle are fueling the prevalence of chronic diseases such as cardiovascular diseases, hypertension and diabetes. According to the World Health Organization’s statistics, millions of people suffer from obesity or chronic diseases every day.
Patients are brought to hospitals with various health problems. The most critical health problems may deprive the patient of the ability for verbal communication. Each year in Canada, about 9,000 new brain stroke (blockage in arteries that supplies blood to certain areas of the brain or the rupture of these blood vessels) cases are consulted by physicians at acute care clinics nation-wide. Providing treatment within the first 3 h after the onset of stroke symptoms is highly emphasized within the new Canadian Best Practices Recommendations for Stroke Care guideline issued by the Canadian Stoke Strategy [1]. Generally, people suffering from a stroke often fail to communicate clearly with medical staff during the hospital visit as verbal communication disruptions are the second most common stoke syndrome. As a result, the difficulty in collecting reliable information from patients often leads to treatment delivery at times beyond the critical phase [1,2]. Furthermore, approximately 1.9 million Canadians were diagnosed with diabetes in 2005–2006. In diabetic-associated hospital visits, one third of patient treatments are delayed due to the difficulty in identifying patients’ illness history and medication history [3]. The situation is even worse when patients are under the attack of coma, either caused by sudden change of sugar level (hypoglycemic and hyperosmolar coma) or build-up of toxic chemicals (ketoacidotic coma) in the blood stream. Moreover, there is a high prevalence of diabetes within the senior population (23 % in 75–79 age group) [4]. This compounds diabetic-related communication disabilities when combined with the fact that the senior population is also at a high risk of developing mental problems such as dementia (severe impairment or loss of intellectual capacity and personality integration, due to the loss of or damage to neurons in the brain) [5]. The leading cause of dementia in Canada is Alzheimer’s disease, which has reported prevalence rates of 5.1 and 21 % in population groups over the age of 65 and 85 years respectively [6]. Interruptions in the communication ability of young Canadians can be due to trauma as unintentional injuries are the leading cause of death in Canadians under the age of 45. Physical and mental shocks caused by a trauma, such as motor vehicle crashes, drowning, falls, poisoning and burns will lead to the temporary memory loss of victims and lack of communication abilities. In lucky cases where patients can still make conversation with medical staff, information provided by them is often vague and incoherent [7]. Failure to identify allergies to medications is another area in which miscommunications can be fatal. Approximately 2–3 % of hospitalized children in Canada are allergic to penicillins, a prominent class of antibiotics [8]. Among these penicillin-allergic patients, 1 % have hypersensitive reactions and as such even a miniature dose of penicillin used for skin test can claim the life of the patient. Thus, it is crucial for a penicillin-allergic patient to advise a healthcare provider about his/her allergy history [9]. However, this process is often unsuccessful in the real world. Reliable and low-cost solutions are urgently needed to save and report patients’ medication and allergy histories during their hospital visits.
With the rapid advances in electronics, electromechanics, and nanotechnologies, radio frequency identification (RFID) technology has opened up new frontiers in the race to conquer the information collection problems in healthcare. A tiny embedded RFID tag can “tell” the backend system accurately to shorten the critical gaps that currently exist during the collection and subsequent handover of the vital patient information. The RFID tag can hold and transmit hundreds of bits of information with a simple transmit chip and an antenna. The identification information can be saved in an RFID tag which can be attached to an object. Information can be read with a radio frequency reader. RFID has been used in the healthcare field to improve the effectiveness of operating room and tracking blood samples [10,11]. The impact of applying RFID technology to healthcare applications in order to improve patient care is appealing.
In this article, we explore how RFID technology can be deployed for electronic Health (eHealth) systems and we provide an overview of the various issues that arise with the use of such a technology.
The rest of the paper is organized as follows. Section 2 briefly describes RFID technology. Section 3 discusses how RFID technology can support healthcare environments through our proposed RFID infrastructure and Sect. 4 evaluates its impact on a patient’s life cycle. Section 5 overviews some typical RFID-enabled healthcare applications. Section 6 discusses various challenges and open issues that must be addressed to leverage RFID support in healthcare applications. Finally, Sect. 7 provides some concluding remarks.
2 RFID technology
Radio frequency identification (RFID) [12] is a radiofrequency (RF) electronic technology that allows automatic identification or locating of objects, people, and animals in a wide variety of deployment settings. In the past decade, RFID systems have been incorporated into a wide range of industrial and commercial systems including: manufacturing and logistics, retail, item tracking and tracing, inventory monitoring, asset management, anti-theft, electronic payment, antitampering, transport ticketing, supply-chain management, etc [13].
A typical RFID system consists of an RFID tag, an RFID reader, and a backend system. With a simple RF chip and an antenna, an RFID tag can store information that identifies the object to which it is attached. There are three types of RFID tags, i.e., passive tags, active tags, and semi-active tags. A passive tag obtains energy through RF signals from an RFID reader, while an active tag is powered by an embedded battery, which enables larger memory or more functionalities. Though a semi-active tag communicates with RFID readers like a passive tag, additional modules can be supported through an internal battery. When the semi-active tag comes within the proximity of a RFID reader, the information stored in the tag is transferred to the reader, and onto a backend system, which can be a computer employed for processing this information and controlling the operation of other sub-system(s).
RFID technology has tremendous potential in improving healthcare delivery in both hospital and home environments. In RFID-based eHealth systems, RFID enables remote identification and tracking of patients, staffs, drugs, and equipment. It could speed up or eliminate many manual operations and increase safety by, for example, tracking drugs along the supply chain and verifying their compliance with patient’s medical history. Moreover, RFID-integrated systems would be able to optimize workflow, and provide support for dynamically managing personnel, equipment and medicines stock.
چکیده
مقدمه
2. فناوری RFID
3. معماری سیستم نظارت بر مراقبت های بهداشتی مبتنی بر RFID
3.1 نظر کلی
3.2 اشیاء برچسب دار به عنوان منبع اطلاعات
3.3 ثبت و ارائه اطلاعات RFID
3.4 سیستم مرکزی اطلاعات پزشکی
3.5 سیستم پرس و جو در مورد سوابق بیمار آگاه
4. عملکرد سیستم در طول عمر بیمار
5. مرور کلی برنامه
5.1 برنامه های RFID برای مراقبت از بیماران
5.2 سیستم مراقبت بهداشتی-الکترونیکی مبتنی بر G-RFID
6. مسائل تحقیق را باز کنید
6.1 تداخل
6.2 امنیت و حریم خصوصی
6.3 مکانیسم های تصدیق و تأیید
6.4 الگوریتم تلفیق داده / تصمیم
6.5 ردیابی برچسب های تلفن همراه
6.6 مشکل تصادم خوانده
7. نتیجه گیری
Abstract
1 Introduction
2 RFID technology
3 Architecture of an RFID-based healthcare monitoring
system
3.1 Overview
3.2 Tagged object as information source
3.3 RFID information capture and delivery
3.4 Medical information central system
3.5 Patient-aware contexts querying system
4 System operation during the patient life cycle
5 Application overview
5.1 RFID applications for patients care
5.2 2G-RFID based E-healthcare system
6 Open research issues
6.1 Interference
6.2 Security and privacy
6.3 Authentication mechanisms
6.4 Data/decision fusion algorithm
6.5 Tracking of mobile tags
6.6 Reader collision problem
7 Conclusion
References