室內(nèi)定位導(dǎo)航的作用及其在醫(yī)院的應(yīng)用研究

摘要：當(dāng)醫(yī)院面積較大，科室門(mén)類(lèi)較多時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)很多患者找不到目標(biāo)科室的情況，這樣不僅會(huì)影響患者及時(shí)就醫(yī)，還會(huì)使患者產(chǎn)生負(fù)面情緒。醫(yī)院運(yùn)用室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，可使患者及醫(yī)護(hù)人員更加準(zhǔn)確快速地找到醫(yī)院各個(gè)科室，節(jié)約患者及醫(yī)護(hù)人員的時(shí)間，提高治療效率。室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)主要分為用戶端和機(jī)器端兩個(gè)部分，通過(guò)機(jī)器端快速識(shí)別使用者的聲音，根據(jù)使用者的問(wèn)題設(shè)計(jì)合理的路徑，并產(chǎn)生二維碼，而用戶端可通過(guò)掃描二維碼，快速獲取指定地點(diǎn)的地理信息，通過(guò)導(dǎo)航指引快速到達(dá)指定地點(diǎn)。本文主要介紹室內(nèi)定位導(dǎo)航的作用及其在醫(yī)院中的實(shí)際應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)定位導(dǎo)航；醫(yī)院；患者

項(xiàng)目基金：沈陽(yáng)城市建設(shè)學(xué)院科學(xué)研究發(fā)展基金項(xiàng)目（XKY202312）

隨著醫(yī)院規(guī)模不斷擴(kuò)大，醫(yī)療資源不斷增多，很多大型醫(yī)院的科室較多，患者在就診過(guò)程中需經(jīng)過(guò)停車(chē)場(chǎng)停車(chē)—門(mén)診掛號(hào)—繳費(fèi)—就診—檢查及住院等流程，同時(shí)由于很多科室的位置不確定，患者通常會(huì)花費(fèi)很多的精力及時(shí)間。根據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)患者在醫(yī)院就診過(guò)程中會(huì)詢問(wèn)導(dǎo)診臺(tái)、最近的醫(yī)院窗口或服務(wù)中心等，才能找到目標(biāo)科室。雖然醫(yī)院中很多門(mén)診都張貼了科室的指引標(biāo)志，在一定程度上減少患者盲目找尋目標(biāo)科室的情況，但實(shí)際效果一般。因此，在醫(yī)院使用室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，有利于幫助患者找到診療路徑，提高患者就診效率及滿意度。

一、室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)上相繼出現(xiàn)了藍(lán)牙技術(shù)、無(wú)線定位技術(shù)、UWB定位技術(shù)，RFID 定位技術(shù)、超聲波技術(shù)及紅外線技術(shù)等，為各個(gè)領(lǐng)域中定位技術(shù)的發(fā)展提供了條件。

室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)的基礎(chǔ)為無(wú)線局域網(wǎng)，建立新型的信息采集平臺(tái)，達(dá)到定位、監(jiān)測(cè)及信息追蹤的目的。用戶使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)，能夠讓用戶獲取目標(biāo)位置，還能夠通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)定位用戶的位置。定位裝置較小，可以安裝在手機(jī)上，定位非常準(zhǔn)確，被視線干擾概率較低，但是有可能受到噪聲影響。

由于目前室內(nèi)的場(chǎng)景空間逐漸變大，尤其是很多大型公共場(chǎng)所停車(chē)場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)及綜合型醫(yī)院中室內(nèi)空間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)室內(nèi)定位導(dǎo)航的需求量較大。例如，在醫(yī)院中，醫(yī)護(hù)人員希望快速找到醫(yī)療科室及儀器的即時(shí)位置，在患者有需要時(shí)能夠快速呼叫，針對(duì)特殊患者，醫(yī)院需要進(jìn)行有效的定位，預(yù)防不良事故發(fā)生。患者在進(jìn)入醫(yī)院后，通過(guò)室內(nèi)定位導(dǎo)航平臺(tái)提供的導(dǎo)航功能可快速找到目標(biāo)科室的位置，可以提高就診效率和滿意度。

二、室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的架構(gòu)

（一）室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的平臺(tái)架構(gòu)組成

室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的平臺(tái)架構(gòu)主要包括定位終端、定位設(shè)備，以及定位云平臺(tái)。其中，定位設(shè)備通過(guò)Beacon無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，讀取使用者的位置，能夠在室內(nèi)進(jìn)行精確定位。在系統(tǒng)的中心位置為地圖引擎服務(wù)器、引擎位置服務(wù)、路線計(jì)劃引擎器。醫(yī)院在智能設(shè)備中加入慣性測(cè)試設(shè)備，并添加到醫(yī)院的App或公眾號(hào)中，進(jìn)而形成醫(yī)院室內(nèi)的導(dǎo)航功能。例如，某醫(yī)院使用室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，在總院院區(qū)中融入導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠直接對(duì)接微信公眾號(hào)，使患者快速進(jìn)入就診院區(qū)的導(dǎo)航小程序。此外，系統(tǒng)中還有AR實(shí)景導(dǎo)航、720度全景導(dǎo)航、2D/3D地圖自由切換、GIS地圖引擎等功能，有助于縮短患者就診時(shí)間。

（二）室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

1. 興趣點(diǎn)

在地理信息系統(tǒng)中，興趣點(diǎn)是指歸納形成的小地理區(qū)域，如銀行、學(xué)校、加油站以及餐館等。每個(gè)興趣點(diǎn)中包括類(lèi)別、名字、分類(lèi)、坐標(biāo)等功能，能夠讓使用者快速在地圖上找到目標(biāo)位置，并規(guī)劃合適的路線。在導(dǎo)航系統(tǒng)中，興趣點(diǎn)的質(zhì)量及數(shù)量會(huì)對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用效果產(chǎn)生直接影響。興趣點(diǎn)分為四個(gè)類(lèi)別，分別為樓層、建筑、科室及名稱、職能設(shè)備。特定內(nèi)容設(shè)計(jì)為經(jīng)緯度、名稱、屬性及樓層，將數(shù)據(jù)校準(zhǔn)后，確定位置，按從遠(yuǎn)到近的順序進(jìn)行分類(lèi)。

2. Beacon藍(lán)牙信標(biāo)

有一種室內(nèi)定位技術(shù)叫作Beacon，采用藍(lán)牙技術(shù)BLE4.0、Beacon標(biāo)準(zhǔn)，用戶使用手機(jī)可以在周?chē)业絠Beacon發(fā)出的信息。它具有續(xù)航時(shí)間較長(zhǎng)、體積小、感知能力較強(qiáng)、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)，還可以安裝在建筑物中，不會(huì)對(duì)醫(yī)院中設(shè)施及建筑造成損壞，且操作安裝比較方便。建筑室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)見(jiàn)表1。

3. 3D矢量地圖技術(shù)

室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)中應(yīng)用三維矢量圖，形成室內(nèi)、室外三維立體圖，能夠同時(shí)顯示醫(yī)院的多個(gè)建筑物，還能選擇POI導(dǎo)航操作，將某個(gè)地區(qū)建立在二維平面上，經(jīng)過(guò)加工處理后形成影像。系統(tǒng)可以根據(jù)人體運(yùn)動(dòng)的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而在方位角及不同角度進(jìn)行自由轉(zhuǎn)換，使用戶的觀看更加直觀。

4. 電磁指紋比對(duì)的離線定位技術(shù)

電磁指紋對(duì)比是指將一個(gè)房間分為幾個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域中會(huì)有一種“指紋”。這種“指紋”主要包括方位、PSSO信號(hào)強(qiáng)度等信息。系統(tǒng)先檢測(cè)出區(qū)域的特定信息，然后與指紋庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而確定區(qū)域的位置。采用電磁指紋比對(duì)技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)定位，操作簡(jiǎn)單，定位的準(zhǔn)確性較高，并且不依賴Wi-Fi、4G、3G網(wǎng)絡(luò)，不跳閃。

5. 融合定位技術(shù)

室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)中采用根據(jù)人體運(yùn)動(dòng)軌跡制作的預(yù)測(cè)算法，這種算法和智能手機(jī)相結(jié)合，可以檢測(cè)使用者的步數(shù)及步速，安裝指南針、陀螺儀可以將行走的方向檢測(cè)出來(lái)，將軌跡與步速進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而將人的相對(duì)位移量計(jì)算出來(lái)，在定位技術(shù)中融合應(yīng)用電磁指紋對(duì)比、GPS、PDR等技術(shù)，可以提高定位技術(shù)的準(zhǔn)確性，在室外與室內(nèi)進(jìn)行無(wú)縫定位。

三、室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)的分類(lèi)

（一）超聲波定位技術(shù)

超聲波定位技術(shù)包括電子標(biāo)簽和主測(cè)距儀兩種。在實(shí)際定位中，先使用計(jì)算機(jī)將同頻率信號(hào)發(fā)送到電子標(biāo)簽中，然后反饋到測(cè)距儀中，確定電子標(biāo)簽的位置。

（二）紅外線定位技術(shù)

紅外線定位技術(shù)采用超聲波技術(shù)進(jìn)行定位，先使用紅外傳感器確定定位信號(hào)，然后使用超聲波發(fā)射機(jī)，在被檢測(cè)的位置上發(fā)射超聲波，計(jì)算位置，在檢測(cè)中使用超聲反射定位的方法解決短程問(wèn)題，從而降低系統(tǒng)能耗。

（三）超寬帶無(wú)線定位技術(shù)

超寬帶無(wú)線定位技術(shù)主要是指基礎(chǔ)為超短脈沖的技術(shù)，具有較強(qiáng)的穿透力，傳輸功率較小，在室內(nèi)定位中能夠準(zhǔn)確定位，還可以應(yīng)用雙曲線交叉法，使用信號(hào)到達(dá)時(shí)間差等，計(jì)算出目標(biāo)位置。

（四）射頻識(shí)別定位技術(shù)

射頻識(shí)別定位技術(shù)主要是由應(yīng)用射頻讀寫(xiě)器、電子標(biāo)簽、數(shù)據(jù)組成的，利用空間電磁信號(hào)進(jìn)行交流信息的定位技術(shù)。這種識(shí)別定位技術(shù)被廣泛應(yīng)用在大型建筑物中，但是大多數(shù)應(yīng)用于紙面文件系統(tǒng)。射頻識(shí)別定位原理見(jiàn)圖1。

射頻識(shí)別技術(shù)主要是指使用無(wú)線射頻技術(shù)，可以雙向進(jìn)行通信并完成信息數(shù)據(jù)交流，達(dá)到定位及識(shí)別的目標(biāo)，但其工作范圍比較小，一般在數(shù)10米左右。但是獲取位置的速度很快，在幾毫秒內(nèi)能夠進(jìn)行信息傳遞，且制作成本較低。另外，射頻識(shí)別技術(shù)在應(yīng)用中具有無(wú)視野距離及無(wú)接觸的特點(diǎn)。但是射頻識(shí)別技術(shù)的研究難點(diǎn)在于保密性，如用戶安全隱私問(wèn)題及建立傳播模型，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化。射頻識(shí)別技術(shù)具有成本較低及體積較小的優(yōu)點(diǎn)，但是也有缺乏通信功能，應(yīng)用范圍不夠廣的缺點(diǎn)。

四、醫(yī)院室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用分析

（一）精度的設(shè)定

醫(yī)院在不同空間中對(duì)導(dǎo)航定位的精度控制要求存在差別。在一些特殊的醫(yī)療場(chǎng)所，很多儀器的技術(shù)費(fèi)用及精確度較高。因此，在選擇醫(yī)院導(dǎo)航技術(shù)時(shí)，醫(yī)院需要重視成本問(wèn)題，選擇性價(jià)比較高的預(yù)算方案。醫(yī)院結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，存在很多獨(dú)立的科室，如醫(yī)生辦公室、診療室、醫(yī)務(wù)室、病房區(qū)域等，必須精確定位這些位置。另外，室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)要盡可能地不影響硬件環(huán)境，通過(guò)整合不同軟件或者修改軟件運(yùn)算法則的方法，提高定位的效率及優(yōu)化功能。

（二）導(dǎo)航效果

GPS是導(dǎo)航效果較好的一種方式。醫(yī)院在醫(yī)療設(shè)備中裝置GPS，有利于醫(yī)護(hù)人員減少尋找設(shè)備的時(shí)間，延長(zhǎng)患者緊急治療時(shí)間，有利于提高醫(yī)療質(zhì)量及患者就診效率。在日常體檢中，導(dǎo)航的使用便于患者確定體檢科室的位置，便于醫(yī)生診斷。

（三）自動(dòng)識(shí)別的應(yīng)用

室內(nèi)導(dǎo)航定位系統(tǒng)具有自動(dòng)識(shí)別的功能，可以融合識(shí)別及位置兩個(gè)功能。患者進(jìn)入醫(yī)院后，醫(yī)院可以向住院患者發(fā)放具有識(shí)別功能的手環(huán)，在手環(huán)中輸入患者的個(gè)人信息，并將信息輸入導(dǎo)航系統(tǒng)，從而確定患者的身份信息，使醫(yī)護(hù)人員可以快速獲取患者的姓名、年齡、床號(hào)等基本信息。

（四）發(fā)送及接收信號(hào)方式

室內(nèi)導(dǎo)航定位系統(tǒng)采用超寬帶無(wú)線定位系統(tǒng)及射頻定位技術(shù)，有利于提高導(dǎo)航系統(tǒng)的穩(wěn)定性。很多醫(yī)院使用該系統(tǒng)，安裝時(shí)方法簡(jiǎn)單，發(fā)射源獲取速度較快，成本較低，傳輸速度較快，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較為廣泛。

（五）地圖導(dǎo)航

現(xiàn)代醫(yī)院中醫(yī)療設(shè)施較多，醫(yī)院規(guī)模較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，患者在就診中需要花費(fèi)較多精力才能找到停車(chē)場(chǎng)或者目標(biāo)科室等，這些問(wèn)題會(huì)影響患者的就診體驗(yàn)。醫(yī)院運(yùn)用室內(nèi)導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可以為患者提供地圖導(dǎo)航的功能，使患者快速確定停車(chē)場(chǎng)位置。在就診時(shí)，患者可以快速找到目標(biāo)科室，面對(duì)科室中患者較多的情況，可以選擇不同的診療室，減少患者候診的時(shí)間，提高就診的滿意度。

（六）資產(chǎn)及人員的定位

隨著互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)上出現(xiàn)多種技術(shù)，在日常生活中多種定位技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)資產(chǎn)及人員的定位也越來(lái)越多。醫(yī)院在醫(yī)療設(shè)備上粘貼源標(biāo)簽，使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，還可以遠(yuǎn)程了解設(shè)備的狀態(tài)、位置，從而提高工作效率，更好地對(duì)設(shè)備加以管理及維護(hù)。醫(yī)院根據(jù)患者的病情，可以將患者信息與門(mén)禁系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，指導(dǎo)患者進(jìn)行恰當(dāng)?shù)牟僮鳎谙鄳?yīng)的地方設(shè)置警報(bào)，如在患者出現(xiàn)緊急情況時(shí)，醫(yī)護(hù)人員能夠使用定位器快速找到患者，預(yù)防出現(xiàn)突發(fā)事件。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著醫(yī)院規(guī)模的擴(kuò)大，醫(yī)院中科室門(mén)類(lèi)增多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，醫(yī)療系統(tǒng)不斷完善，患者在就診過(guò)程中尋找目標(biāo)科室通常會(huì)花費(fèi)較多精力，最終影響醫(yī)院的就診滿意率。醫(yī)院采用室內(nèi)導(dǎo)航定位技術(shù)，并與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，充分發(fā)揮出導(dǎo)航定位技術(shù)的作用。這樣不僅便于患者找到目標(biāo)科室的位置，還有利于醫(yī)院定位患者、醫(yī)療設(shè)備的位置，提高工作效率。另外，醫(yī)院在各個(gè)場(chǎng)景中廣泛應(yīng)用室內(nèi)導(dǎo)航定位技術(shù)，可以提高醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：常樂(lè)（1986），女，遼寧省沈陽(yáng)市人，碩士，副教授，主要研究方向?yàn)楣こ虦y(cè)量。