一種醫(yī)療機(jī)構(gòu)智能管理系統(tǒng)及管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及超高頻射頻識(shí)別技術(shù)和無線傳感網(wǎng)，尤其涉及一種醫(yī)療機(jī)構(gòu)智能管理 系統(tǒng)及管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification, RFID)技術(shù)，是一種非接觸式的自 動(dòng)識(shí)別技術(shù)，每個(gè)RFID標(biāo)簽都有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)（ID)信息，并可寫入信息，RFID閱讀器通 過射頻的方式讀器標(biāo)簽的ID信息。RFID標(biāo)簽由于是通過射頻來讀取，具有可工作于惡劣的 環(huán)境、讀取速度快、一次可讀取的標(biāo)簽數(shù)目多、讀取距離遠(yuǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)。超高頻射頻識(shí)別技 術(shù)讀取距離遠(yuǎn)，可以利用這種特點(diǎn)將無源電子標(biāo)簽與病人身份結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)多對(duì)象實(shí)時(shí) 測(cè)速的功能。
[0003] 國(guó)外已有的研究指出，步行速度可以顯示人體心肺、四肢及循環(huán)系統(tǒng)等許多器官 的機(jī)能。因此，病人的步速對(duì)于醫(yī)生的診斷有一定的幫助，把步速作為一種生理參數(shù)有一定 的意義。為了獲得準(zhǔn)確的步速，測(cè)量應(yīng)該在被測(cè)者不知情的情況下完成；醫(yī)院有很多的病 人，因此同時(shí)多對(duì)象的檢測(cè)也很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種醫(yī)院智能管理 系統(tǒng)及管理方法，以實(shí)現(xiàn)多對(duì)象步速的檢測(cè)并為醫(yī)生的診斷提供幫助。
[0005] 技術(shù)方案：為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了 一種醫(yī)療機(jī)構(gòu)智能管理系統(tǒng)，包括基于 UHFRFID的多對(duì)象步速測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心和醫(yī)生端上位機(jī)；其中，所述基于UHF RFID的多 對(duì)象步速測(cè)量系統(tǒng)包括無源電子標(biāo)簽、設(shè)置在醫(yī)療機(jī)構(gòu)走廊側(cè)壁上距離地面高度相同且水 平距離為L(zhǎng)的第一 RFID天線和第二RFID天線、與第一 RFID天線和第二RFID天線電路連 接的多通道RFID閱讀器、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊；
[0006] 所述無源電子標(biāo)簽用于儲(chǔ)存病人的唯一標(biāo)識(shí)碼以及與該唯一標(biāo)識(shí)碼對(duì)應(yīng)的病人 掛號(hào)信息，并接收RFID信號(hào)、發(fā)射射頻信號(hào)；所述第一 RFID天線、第二RFID天線用于廣 播RFID信號(hào)，并接收射頻信號(hào)；所述多通道RFID閱讀器用于分別記錄第一 RFID天線、第 二RFID天線每一時(shí)刻接收到的無源電子標(biāo)簽發(fā)射的射頻信號(hào)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，同時(shí)通過第一 RFID天線、第二RFID天線讀取無源電子標(biāo)簽內(nèi)的信息；所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊用于將多通道 RFID閱讀器記錄的強(qiáng)度數(shù)據(jù)和讀取的無源電子標(biāo)簽內(nèi)的信息傳送至數(shù)據(jù)中心；
[0007] 所述數(shù)據(jù)中心包括上位機(jī)和用于存儲(chǔ)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)；所述上位機(jī)用于通過多通道 RFID閱讀器記錄的強(qiáng)度數(shù)據(jù)來測(cè)量病人步速，以及將病人步速信息與多通道RFID閱讀器 讀取的無源電子標(biāo)簽內(nèi)的信息存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)；所述數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)各病人的唯一標(biāo)識(shí)碼以 及與每個(gè)唯一標(biāo)識(shí)碼對(duì)應(yīng)的包括掛號(hào)信息、步速信息、醫(yī)生的診斷以及歷史記錄信息在內(nèi) 的病人個(gè)人信息；
[0008] 所述數(shù)據(jù)中心還連接有醫(yī)生端上位機(jī)；所述醫(yī)生端上位機(jī)用于根據(jù)病人的唯一標(biāo) 識(shí)碼從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取與該唯一標(biāo)識(shí)碼對(duì)應(yīng)的包括步速信息以及歷史記錄信息在內(nèi)的病人 個(gè)人信息并顯示；所述醫(yī)生端上位機(jī)還用于將醫(yī)生的診斷存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0009] 作為優(yōu)選，所述無源電子標(biāo)簽嵌入在病人的病歷本或者病歷卡之中。
[0010] 作為優(yōu)選，所述第一 RFID天線和第二RFID天線之間的水平距離L為3-8m ;所述 第一 RFID天線和第二RFID天線分布在醫(yī)療機(jī)構(gòu)走廊同側(cè)側(cè)壁上或分別位于醫(yī)療機(jī)構(gòu)走廊 兩側(cè)壁上。
[0011] 作為優(yōu)選，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊通過WIFI進(jìn)行強(qiáng)度數(shù)據(jù)和信息的傳送。
[0012] 本發(fā)明用于醫(yī)療機(jī)構(gòu)智能管理系統(tǒng)的管理方法，包括如下步驟：
[0013] 步速測(cè)量步驟：第一 RFID天線、第二RFID天線廣播RFID信號(hào)；無源電子標(biāo)簽隨病 人移動(dòng)順序或逆序進(jìn)入第一 RFID天線、第二RFID天線的覆蓋范圍；多通道RFID閱讀器分 別記錄第一 RFID天線、第二RFID天線每一時(shí)刻接收到的無源電子標(biāo)簽發(fā)射的射頻信號(hào)的 強(qiáng)度數(shù)據(jù)，同時(shí)通過第一 RFID天線、第二RFID天線讀取無源電子標(biāo)簽內(nèi)的信息；所述網(wǎng)絡(luò) 傳輸模塊將多通道RFID閱讀器記錄的強(qiáng)度數(shù)據(jù)和讀取的無源電子標(biāo)簽內(nèi)的信息傳送至數(shù) 據(jù)中心；所述數(shù)據(jù)中心的上位機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸模傳來的多通道RFID閱讀器記錄的強(qiáng)度數(shù)據(jù) 進(jìn)行計(jì)算，得出病人穿過第一 RFID天線和第二RFID天線覆蓋范圍的步速，上位機(jī)將病人步 速信息以及多通道RFID閱讀器讀取的無源電子標(biāo)簽內(nèi)的信息存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)之中；
[0014] 診斷過程步驟：根據(jù)病人的唯一標(biāo)識(shí)碼，醫(yī)生端上位機(jī)從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取與該唯一 標(biāo)識(shí)碼對(duì)應(yīng)的包括步速信息和歷史記錄信息在內(nèi)的病人個(gè)人信息并顯示，供醫(yī)生作為診斷 參考；醫(yī)生端上位機(jī)將醫(yī)生的診斷存儲(chǔ)入數(shù)據(jù)庫(kù)之中。
[0015] 所述多通道RFID閱讀器記錄的強(qiáng)度數(shù)據(jù)包括第一 RFID天線每一時(shí)刻接收到的無 源電子標(biāo)簽發(fā)射的射頻信號(hào)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)和第二RFID天線每一時(shí)刻接收到的無源電子標(biāo)簽 發(fā)射的射頻信號(hào)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。
[0016] 所述無源電子標(biāo)簽內(nèi)的信息為儲(chǔ)存于無源電子標(biāo)簽內(nèi)的病人的唯一標(biāo)識(shí)碼以及 與該唯一標(biāo)識(shí)碼對(duì)應(yīng)的病人掛號(hào)信息。
[0017] 作為優(yōu)選，步速測(cè)量步驟中，步速測(cè)量方法為：
[0018] 步驟一、分別對(duì)多通道RFID閱讀器記錄的第一 RFID天線每一時(shí)刻接收到的無源 電子標(biāo)簽發(fā)射的射頻信號(hào)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)序列X1，和多通道RFID閱讀器記錄的第二RFID天線 每一時(shí)刻接收到的無源電子標(biāo)簽發(fā)射的射頻信號(hào)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)序列X 2，進(jìn)行最小均方差自適 應(yīng)濾波處理（LMS自適應(yīng)濾波處理），濾除序列X1和序列12中的小概率數(shù)據(jù)和噪聲，形成新 的序列 yi、y2，最小均方差自適應(yīng)濾波的相關(guān)公式如下：
[0019] w(n+l) = w (η)+2 μ e (η) X (η) (1)
[0020] 其中，w(n)為加權(quán)系數(shù)，e(n)為輸入信號(hào)與預(yù)測(cè)值之間的誤差，χ(η)為輸入信號(hào)， μ為控制穩(wěn)定性和收斂速度的參數(shù)，η為第η個(gè)數(shù)據(jù)；
[0021] 步驟二、對(duì)濾波處理產(chǎn)生的新序列yi、序列y2通過互相關(guān)算法確定兩序列的互相 關(guān)函數(shù)，其中互相關(guān)函數(shù)為：
[0022]
(2)
[0023] η表示序列yi的第η個(gè)數(shù)據(jù)，m表示序列y 2的第m個(gè)數(shù)據(jù)；
[0024] 步驟三：根據(jù)兩序列的互相關(guān)函數(shù)的最大值通過公式（3)確定兩序列的時(shí)延數(shù) M ：
[0025] M = MAX [R12 (m)] (3)
[0026] 步驟四：根據(jù)時(shí)延數(shù)M通過公式⑷確定時(shí)延t :
[0027] t = ΜΔ T (4)
[0028] 其中，ΛΤ為每個(gè)序列數(shù)據(jù)之間的時(shí)間間隔；時(shí)延t為第一 RFID天線、第二RFID 天線接收到無源電子標(biāo)簽發(fā)射的射頻信號(hào)的時(shí)間差；
[0029] 步驟五：根據(jù)第一 RFID天線和第二RFID天線之間的水平距離L和時(shí)延t，通過公 式（5)得到病人的步速：
[0030]
< 5 J0
[0031] 所述UHF RFID為超高頻電子標(biāo)簽。
[0032] 有益效果：1、國(guó)外已有的研究指出，步行速度可以顯示人體心肺、四肢及循環(huán)系統(tǒng) 等許多器官的機(jī)能；本發(fā)明的步速測(cè)量系統(tǒng)可以準(zhǔn)確測(cè)量病人的步速，并可以實(shí)現(xiàn)多對(duì)象 的同步測(cè)量；2、本發(fā)明將步速作為一種生理參數(shù)提供給醫(yī)生供醫(yī)生診斷時(shí)使用，以此為醫(yī) 生提供更多的診斷依據(jù)；3、本發(fā)明所述數(shù)據(jù)中心可以保存病人的歷史就診信息，有助于潛 伏期很長(zhǎng)的一些病癥的檢測(cè)，以及為醫(yī)生的診斷提供幫助；4、本發(fā)明所述UHF RFID具有識(shí) 別距離遠(yuǎn)，識(shí)讀率高、防沖突能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性能好等特性，讀卡距離達(dá)3-10m;5、本發(fā)明采 用外置的RFID天線，使得RFID天線的增益更大，靈敏度更好，方向性更加，進(jìn)而使得讀取距 離更遠(yuǎn)。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明所述醫(yī)療機(jī)構(gòu)智能管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明所述基于UHF RFID的多對(duì)象步速測(cè)量系統(tǒng)的原理圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明第一 RFID天線和第二RFID天線位于醫(yī)療機(jī)構(gòu)走廊同側(cè)側(cè)壁且水平 距離為5m時(shí)，得到的序列X1和序列X 2示意圖；
[0036] 圖4為圖3中的序列X1和序列X2進(jìn)行LMS自適應(yīng)濾波處理后得到的序列y i、序列 的不意圖；
[0037] 圖5為圖4中序列Y1、序列y2進(jìn)彳丁互相關(guān)計(jì)算結(jié)果不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施 例。
[0039] 如圖1所示的醫(yī)療機(jī)構(gòu)智能管理系統(tǒng)，由兩個(gè)部分組成：一個(gè)是基于UHF RFID的 多對(duì)象步速測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明中所述測(cè)速方法，它應(yīng)分布于醫(yī)療機(jī)構(gòu)走廊處，且兩個(gè) RFID天線距離固定；另一個(gè)則是數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)將病人的各類信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，也提取對(duì) 應(yīng)病人的信息呈現(xiàn)給醫(yī)生。
[0040] 實(shí)施例1 :如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種醫(yī)療機(jī)構(gòu)智能管理系統(tǒng)，包括基于UHF RFID的多對(duì)象步速測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心和醫(yī)生端上位機(jī)；其中，所述基于UHF RFID的多對(duì) 象步速測(cè)量系統(tǒng)包括無源電子標(biāo)簽、設(shè)置在醫(yī)療機(jī)構(gòu)走廊側(cè)壁上距離地面高度相同且水平 距離為3m的第一 RFID天線和第二RFID天線、與第一 RFID天線和第二RFID天線電路連接 的多通道RFID閱讀器、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。如圖2所示為本發(fā)明所述基于UHF RFID的多對(duì)象 步速測(cè)量系統(tǒng)的原理圖。
[0041] 所述第一 RFID天線和第二RFID天線分布在醫(yī)療機(jī)構(gòu)走廊同側(cè)側(cè)壁上或分別位于 醫(yī)療機(jī)構(gòu)走廊兩側(cè)壁上。
[0042] 所述數(shù)據(jù)中心包含上位機(jī)和用于存儲(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)；所述數(shù)據(jù)中心還連接有醫(yī)生端 上位機(jī)。
[0043] 所述無源電子標(biāo)簽嵌入在病人的病歷本或者病歷卡之中。
[0044] 所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊通過WIFI進(jìn)行強(qiáng)度數(shù)據(jù)和信息的傳送。
[0045] 實(shí)施例2 :本實(shí)施例與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)基本相同，相同之處不再累述，不同之處為：
[0046] 所述第一 RFID天線和第二RFID天線之間的水平距離為5m。
[0047] 實(shí)施例3 :本實(shí)施例與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)基本相同，相同之處不再累述，不同之處為：
[0048] 所述第一 RFID天線和第二RFID天線之間的水平距離為8m。
[0049] 實(shí)施例4 :本發(fā)明應(yīng)用于上述實(shí)施例醫(yī)療機(jī)構(gòu)智能管