CN208460045U - 基于射频识别的金属手术器械管理系统 - Google Patents

Abstract

基于射频识别的金属手术器械管理系统，包括RFID标签、读写器、管理计算机，所述读写器与管理计算机通过网络连接，所述RFID标签嵌入金属手术器械内,以手术器械的金属面作为标签天线与读写器进行信号连接，所述的RFID标签包括集成芯片、两个电导体、高磁导率合金，两个电导体下端与金属手术器械相连，借助金属表面来接收信号，无需嵌入天线，增大读取距离。

Description

基于射频识别的金属手术器械管理系统

技术领域

本实用新型涉及无线射频识别技术领域，特别是涉及到一种基于无线射频识别技术的金属手术器械管理系统。

背景技术

由于手术器械种类较多，信息繁杂，容易造成混乱，将会导致手术不能够顺利进行而影响患者治疗，所以二维码技术被应用于医疗设备领域对手术器械进行管理，主要是将纸质二维码贴在被管理手术器械的表面。但是这种贴在手术器械表面的纸质二维码对环境的要求程度比较高，一旦遇到特殊的环境它的使用寿命将会大大降低，例如，贴在手术器械表面的二维码会经常被血渍污染，长时间的清洗将会大大缩短纸质二维码的使用寿命。这也将会对手术器械的定位管理造成诸多不便，而且对于二维码的识别效率较低，大大降低了手术器械的充分利用率，从而造成对手术器械的管理不善并可能影响手术进行，给医务人员的工作带来极大不便。

近年来，射频识别(RFID)技术，被广泛应用于各个领域，RFID标签天线是RFID标签的应答器天线，是一种通信感应天线。目前，RFID标签天线一般与芯片组成完整的RFID电子标签应答器，主要分为标签内置的天线或单独安装的天线。但是当RFID标签天线靠近金属表面时，由于在金属中产生了与之相反的感应电流，使得有效信号无法接收或发送，导致RFID标签天线无法工作。而恰恰在许多场合，RFID标签天线需要工作在金属表面，比如金属手术器械。申请号为CN201010123322.7的《用于金属表面的RFID标签天线》专利文献，虽然公开了一种用于金属表面的RFID标签天线，但其采用双层结构，结构复杂，信号传递距离有限制，不适合应用于手术剪、手术刀柄这种金属面小的手术器械上。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种基于射频识别的金属手术器械管理系统。该系统结合无线通信技术，通过运用RFID技术结合RFID标签以金属表面充当射频感应天线技术，实现了对金属手术器械的远距离非接触实时监控。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

基于射频识别的金属手术器械管理系统，包括RFID标签、读写器、管理计算机，所述读写器与管理计算机通过网络连接，所述RFID标签嵌入金属手术器械内,以手术器械的金属面作为标签天线与读写器进行信号连接，所述金属手术器械与RFID标签连接。

所述的RFID标签包括集成芯片电路、两个电导体、高磁导率合金，所述集成芯片的电路与两个电导体上端进行电连接，所述高磁导率合金的左右两侧面附着电介质后分别与电导体相连，所述高磁导率合金的上面附着电介质后与集成芯片电路相连，所述高磁导率合金的下面与金属手术器械接触，两个电导体下端均与金属手术器械相连。

所述两个电导体下端通过导电粘结剂与金属手术器械连接。所述RFID标签集成芯片的电路通过所述电导体与金属面进行电连接。所述RFID标签集成芯片的电路通过电导体从金属手术器械表面接受的电流供电。

所述高磁导率合金为铁硅铝合金或镍铁铌合金。

所述RFID标签集成芯片的电路包括射频天线匹配电路。

所述金属手术器械上设有凹槽，所述RFID标签嵌入金属手术器械上的凹槽中。

所述RFID标签为无源电子标签，其存储了所要监控的金属手术器械信息。

所述读写器频率与RFID标签频率范围是902-928MHz。

所述读写器通过因特网或局域网的有线方式或通过WIFI、4G的无线方式连接管理计算机。

RFID标签利用手术器械的金属面而非天线接收信号，借助金属表面来接收信号，无需嵌入天线，增大读取距离。

RFID标签还包括RF匹配电路、信号记忆电路、编码调制和解调电路及信号反馈电路、数据射频传输电路。

所述读写器可以实现对RFID标签读取操作，进而获得所要监控金属手术器械的相关信息，并与管理计算机进行数据通信，将读取的数据发送到管理计算机。管理计算机可以获得读写器所采集到的金属手术器械的相关信息，并且对信息进行整理分类，进而对手术器械进行合理的调度和管理及维护。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本基于射频识别的金属手术器械管理系统可以非接触、较远距离的对金属手术器械进行监控管理，可以同时识别多个金属手术器械上的信息，标签不会因外界因素而损坏，准确记录了手术器械信息，大大提高了手术器械的充分利用率，降低了人工查找可能带来的失误，更加完善的管理使得手术不会因为手术器械的问题而延迟，为病人提供了有利的安全保障。

2、普通RFID标签安装到金属产品上时，读写器很难接收信号，读取精度会下降，本实用新型所述的RFID标签镶嵌在金属手术器械凹槽内，借助金属面作为天线，其天线体积远大于内置天线，具有较不易受到干扰的功效；省去了RFID标签设计天线的时间与空间，具有易于生产、易于制造的功效；其天线的体积较大，且是为立体状，故在信号的传递上没有角度与方向上的限制，增大了读取范围，使得医疗器械管理的效率大大的提高。

附图说明

图1为基于射频识别的金属手术器械管理系统流程图

图2为基于射频识别的金属手术器械管理系统RFID标签结构示意图

其中，1-电导体，2-集成芯片电路，3-高磁导率合金，4-电介质，5-导电粘结剂，6-金属手术器械金属面

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白理解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，基于射频识别的金属手术器械管理系统，包括RFID标签、读写器、金属手术器械、管理计算机。系统无标签天线，以手术器械的金属面作为标签天线，RFID标签嵌入金属手术器械内。嵌入方式可为RFID标签用导电粘结剂粘在金属手术器械的凹槽中，RFID标签嵌入位置可为手术器械的一端。

读写器可以实现对RFID标签读取操作，进而获得所要监控金属手术器械的相关信息，并与管理计算机进行数据通信，将读取的数据发送到管理计算机。管理计算机可以获得读写器所采集到的金属手术器械的相关信息，并且对信息进行整理分类，进而对手术器械进行合理的调度和管理及维护。

如图2所示，本系统采用的RFID标签为无源电子标签，其存储了所要监控的金属手术器械相关信息。

所述RFID标签包括集成芯片电路2、两个电导体1、高磁导率合金3，集成芯片的电路2与两个电导体1上端进行电连接，高磁导率合金3的左右侧面附着电介质4后与电导体1连接，高磁导率合金3的上面附着电介质4后与集成芯片电路2连接，电介质4起到了高磁导率合金3与电导体1和集成芯片电路2电隔离的作用。高磁导率合金3的下面与金属手术器械金属面6接触，两个电导体1下端均通过导电粘结剂5与金属手术器械金属面6连接，以将电路电连接到金属表面，使得金属表面用作电路的天线。

高磁导率合金可为铁硅铝合金或镍铁铌合金，也可采用铁氧体材料。

所述RFID标签集成芯片电路具体可为射频天线匹配电路，射频天线匹配电路与两个电导体1上端进行电连接，高磁导率合金3的左右侧面附着电介质4后与电导体1连接，高磁导率合金3的上面附着电介质4后与射频天线匹配电路连接，电介质4起到了使高磁导率合金3与电导体1和射频天线匹配电路电隔离的作用。高磁导率合金3的下面与金属手术器械金属面6接触，两个电导体1下端均通过导电粘结剂5与金属手术器械金属面6连接，以将电路电连接到金属表面，使得金属表面用作电路的天线。

所述射频天线匹配电路，主要由天线信号输入匹配电路、以及同时与天线信号输入匹配电路连接的贴片天线匹配电路和射频扼流电路构成，所述射频扼流电路连接有PF天线匹配电路，且所述PF天线匹配电路与贴片天线匹配电路连接。

本系统采用的RFID标签封装面积可为2mm×2mm，单体的读取距离为3～4cm，但只要所述RFID标签集成芯片电路通过电导体与金属手术器械表面相连接，从金属器械表面接收的电流给RFID电路供电，便可将金属面作为天线使用，读取距离可增加到50～80cm；安装在手术器械上时无需内置天线可借助手术器械的金属表面作为天线进行通信，来实现与读写器之间的信息交换，利用金属表面来接收信号。

RFID标签内部集成电路芯片，包括RF匹配电路、信号记忆电路、编码调制和解调电路及信号反馈电路、数据射频传输电路、射频识别电路等等；RFID标签的基板部分含有金属材质可以进行焊接，其采用防水、防腐蚀、防高温、防干扰封装设计。

读写器包括射频信号接收及发射电路，还有信息存储和无线通讯传输电路，读写器设备与RFID标签采用的是统一的工作频率和方式，读写器频率与RFID标签频率范围是902-928MHz；协议也是一致的，读写器在有效识别范围内能读取RFID标签芯片中的有关金属手术器械的数据。

读写器可通过因特网或局域网的有线方式或通过WIFI、4G的无线方式连接管理计算机。

管理计算机，为记录有被管理的手术器械信息的计算机处理器，对识别工作进行管理，及时的了解金属手术器械的详细情况。

本实用新型基于射频识别的金属手术器械管理系统的具体操作流程如下：首先将RFID标签用导电胶粘到金属手术器械凹槽上，当需要查询被管理金属手术器械时，拿着手持读写器进行扫描，当读写器发射的无线信号发射到金属手术器械上时，无线电波将在金属表面进行耦合，此时金属手术器械表面将会形成电场产生电流，金属表面的电流通过电导体流向电子标签IC电路，当电流强度到达通电阈值时，RFID标签将被激活，其内部的电路将会通电，标签内部存储的信息将会通过金属手术器械表面发送出去；读写器接收到RFID标签发射出来的载波信号，读取相关信息后通过无线发射技术发送至后台记录有被管理的手术器械信息的管理计算机进行数据处理，后台计算机根据接收到的信息对金属手术器械进行合理的调度，以保证手术的顺利进行，充分保障了手术器械的合理运用。还可用于对手术器械的清洗消毒、分类、存放及其使用情况进行管理监控。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于射频识别的金属手术器械管理系统，包括RFID标签、读写器、管理计算机，所述读写器与管理计算机通过网络连接，其特征在于，所述RFID标签嵌入金属手术器械内,以手术器械的金属面作为标签天线与读写器进行信号连接，所述金属手术器械与RFID标签连接；

所述的RFID标签包括集成芯片电路、两个电导体、高磁导率合金，所述集成芯片电路与两个电导体上端进行电连接，所述高磁导率合金的左右两侧面附着电介质后分别与电导体相连，所述高磁导率合金的上端面附着电介质后与集成芯片电路相连，所述高磁导率合金的下端面和金属手术器械接触，两个电导体下端均与金属手术器械相连；

所述两个电导体下端通过导电粘结剂与金属手术器械连接。

2.如权利要求1所述的基于射频识别的金属手术器械管理系统，其特征在于，所述高磁导率合金为铁硅铝合金或镍铁铌合金。

3.如权利要求1所述的基于射频识别的金属手术器械管理系统，其特征在于，所述RFID标签集成芯片电路为射频天线匹配电路。

4.如权利要求1所述的基于射频识别的金属手术器械管理系统，其特征在于，所述金属手术器械上设有凹槽，所述RFID标签嵌入金属手术器械上的凹槽中。

5.如权利要求1所述的基于射频识别的金属手术器械管理系统，其特征在于，所述RFID标签为无源电子标签，其存储了所要监控的金属手术器械信息。

6.如权利要求1所述的基于射频识别的金属手术器械管理系统，其特征在于，所述读写器频率与RFID标签频率范围是902-928MHz。

7.如权利要求1所述的基于射频识别的金属手术器械管理系统，其特征在于，所述读写器通过因特网或局域网的有线方式或通过WIFI、4G的无线方式连接管理计算机。