對(duì)於製造業(yè)、供應(yīng)鏈、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和患者來說，能夠獲取和共用醫(yī)療物件的最新資訊有實(shí)際的好處。以RFID和NFC技術(shù)打造的數(shù)位雙生，可以與其他醫(yī)療系統(tǒng)共用資訊，以支援重要計(jì)畫，如臨床試驗(yàn)和研發(fā)。
為了提高協(xié)同合作和流程的效率，實(shí)現(xiàn)即時(shí)資訊的準(zhǔn)確獲取，增強(qiáng)決策能力，甚至改善患者治療效果，醫(yī)療業(yè)不斷加大數(shù)位雙生（digital twin）技術(shù)的占比，以收集、追蹤和分析有關(guān)醫(yī)療設(shè)備、藥品和實(shí)驗(yàn)室樣本等物理物件的資料數(shù)據(jù)。
虛擬的複製品
輸液泵、定量吸入器及要在實(shí)驗(yàn)室分析的血液樣本等真實(shí)物件的數(shù)位雙生，指的是它們的電子表示方式。數(shù)位雙生存在於虛擬空間，與其物理對(duì)應(yīng)物作對(duì)應(yīng)；在物理物件的生命週期內(nèi)，其位置、狀態(tài)和其他關(guān)鍵資料的變化會(huì)同步到數(shù)位雙生中，便於即時(shí)參考和共用。
迅速增長(zhǎng)的趨勢(shì)
能夠獲取和共用醫(yī)療物件的最新資訊，對(duì)於製造業(yè)、供應(yīng)鏈、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和患者都有實(shí)際的好處。
在製造業(yè)和供應(yīng)鏈中，數(shù)位雙生可提高日常營運(yùn)的效率，包括自動(dòng)資料收集、追蹤和追溯、庫存狀況更新、產(chǎn)品身份驗(yàn)證和分析。同時(shí)，數(shù)位雙生也可以與其他醫(yī)療系統(tǒng)共用資訊，以支援重要計(jì)畫，如臨床試驗(yàn)和研發(fā)。
數(shù)位雙生也可以為護(hù)理環(huán)節(jié)帶來好處，無論是在醫(yī)療機(jī)構(gòu)還是患者家中，都可以幫助完成用量追蹤和有效期監(jiān)測(cè)等任務(wù)，確保正確使用和患者安全。還可以方便遠(yuǎn)端患者監(jiān)測(cè)和治療方案調(diào)整。
事實(shí)上，數(shù)位雙生在醫(yī)療業(yè)的投資回報(bào)率很高，全球各個(gè)醫(yī)療領(lǐng)域都在採用。根據(jù)Markets and Markets分析師的預(yù)測(cè)，數(shù)位雙生在全球的收入價(jià)值「2023年預(yù)計(jì)為16億美元，2028年有望達(dá)到211億美元”，年複合增長(zhǎng)率為67%。
無線連接技術(shù)的作用
醫(yī)療業(yè)採用數(shù)位雙生的一個(gè)原因是成本效益。與單個(gè)物件相關(guān)的資料可以使用廣泛可用、經(jīng)濟(jì)高效的無線連接解決方案報(bào)告給數(shù)位雙生，從而建立一種既方便又經(jīng)濟(jì)的方法。
特別是RAIN RFID、高頻RFID（HF）和近場(chǎng)通訊（NFC），這三種無線連接技術(shù)非常適合與數(shù)位雙生配合使用。這些技術(shù)使用無線頻率（RF）技術(shù)從物理物件記錄身份、事件和交易資料。
具有單個(gè)物件唯一標(biāo)識(shí)的資料儲(chǔ)存在標(biāo)籤中，標(biāo)籤是一種小型電子設(shè)備，配備微晶片和天線，可以發(fā)送和接收資料。標(biāo)籤符合全球標(biāo)準(zhǔn)，可以支援不同的功能、安全級(jí)別和記憶體大小。該技術(shù)最新取得的進(jìn)展包括可以保護(hù)標(biāo)籤來源和資料完整性的認(rèn)證標(biāo)籤，以及可以檢測(cè)環(huán)境變化和事件（如填充水準(zhǔn)或證據(jù)篡改）的感測(cè)器標(biāo)籤。
此類標(biāo)籤無需電池（它們從讀取器獲取電力），可以貼上標(biāo)籤或嵌入到產(chǎn)品本身。例如若通過封塑成為產(chǎn)品一部分，標(biāo)籤可以免受不利的環(huán)境影響和處理。
每個(gè)帶標(biāo)籤的物品都有唯一身份，可以在供應(yīng)鏈的任何環(huán)節(jié)收集、儲(chǔ)存和報(bào)告資料，無論是製造還是使用端。當(dāng)標(biāo)籤讀取器將標(biāo)籤資訊發(fā)送到本地或雲(yún)端網(wǎng)路，資料可以在那裡進(jìn)行分析、共用和儲(chǔ)存。
| 圖一 : 基於RFID的及後續(xù)環(huán)節(jié)的單元級(jí)追溯 |
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RFID還是NFC？
部署數(shù)位雙生時(shí)，選擇哪種無線連接（RAIN RFID、HF RFID或NFC）取決於應(yīng)用場(chǎng)景。距離遠(yuǎn)近和要讀取物品的數(shù)量是決策的關(guān)鍵要素。
? 遠(yuǎn)距離、批量讀?。哼m合採用RAIN RFID
RAIN RFID是許多產(chǎn)業(yè)完成自動(dòng)化倉儲(chǔ)和盤點(diǎn)任務(wù)的常用技術(shù)，在860至960MHz的UHF頻段運(yùn)行。專用的RAIN RFID讀取器可以每秒準(zhǔn)確識(shí)別多達(dá)1000個(gè)物品，距離可達(dá)10公尺或更遠(yuǎn)，無需在視線範(fàn)圍內(nèi)，從而可以一次性精準(zhǔn)識(shí)別堆放在托盤上的所有帶有標(biāo)籤箱子，或者一次性準(zhǔn)確地將存放在封閉容器的所有帶標(biāo)籤單個(gè)物品登記到庫存清單中。
? 近距離、單個(gè)讀?。哼m合採用NFC
NFC是全球目前幾乎所有智慧手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)功能，在13.56MHz頻率運(yùn)行，用於近距離識(shí)別單個(gè)物品。只需將NFC讀取器或智慧手機(jī)靠近幾公分的帶標(biāo)籤物品，就可以與物品交互動(dòng)作。大多數(shù)智慧手機(jī)都配備了NFC功能，患者可以在使用端與物品交互動(dòng)作，運(yùn)用認(rèn)證、互動(dòng)式支援等功能。
? 中距離、混合解決方案：適合採用HF RFID
HF RFID也是在13.56MHz頻率運(yùn)行，支援周圍最高1.5公尺範(fàn)圍的應(yīng)用，具有可實(shí)現(xiàn)近距離資料交換的NFC功能。HF RFID通常用於智慧櫃和自動(dòng)化設(shè)備-耗材連結(jié)。
醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)位雙生
如上所述，RFID和NFC標(biāo)籤可以用於支援各種應(yīng)用場(chǎng)景的數(shù)位雙生。以下簡(jiǎn)要介紹一下數(shù)位雙生在醫(yī)療領(lǐng)域（從製造端到使用端）的一些部署方式：
? 製造業(yè)：提高流程效率和控制能力
RFID可以實(shí)現(xiàn)單元級(jí)工作流程（WIP）追蹤自動(dòng)化。在製藥領(lǐng)域，可以在灌裝-封裝線操作中對(duì)預(yù)填充注射器（PFS）進(jìn)行單獨(dú)追蹤，以降低混淆風(fēng)險(xiǎn)並自動(dòng)調(diào)節(jié)。追蹤能力提升，可以讀取桶、紙箱甚至托盤內(nèi)的單個(gè)產(chǎn)品，以即時(shí)識(shí)別各單元並共用雲(yún)端匯總資料，用於整個(gè)供應(yīng)鏈。在設(shè)備製造方面，在產(chǎn)品中嵌入耐用的單元級(jí)標(biāo)籤可以實(shí)現(xiàn)追蹤自動(dòng)化，並實(shí)現(xiàn)有關(guān)構(gòu)建圖紙或修訂級(jí)別、組成部件的批號(hào)和配置資料等資訊的自動(dòng)收集。
? 供應(yīng)鏈：提高透明度
使用增強(qiáng)的追蹤和追溯功能，製造商和分銷商可以掃描、追蹤和更新有關(guān)產(chǎn)品的資訊，與感測(cè)器的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）功能結(jié)合時(shí)，還可以管理溫度控制等環(huán)境條件。完全聚合的設(shè)置將代碼添加到容器和托盤外部，實(shí)現(xiàn)更可靠的對(duì)應(yīng)關(guān)係。此外，數(shù)位雙生還支援MediLedger等區(qū)塊鏈專案，MediLedger可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行追蹤，從生產(chǎn)環(huán)節(jié)到品質(zhì)控制和分銷。
? 身份驗(yàn)證：加強(qiáng)防止偽造
非法販運(yùn)、假藥、次品設(shè)備和替代成分是醫(yī)療領(lǐng)域普遍存在的問題。正確部署數(shù)位雙生系統(tǒng)，製造商可以確保只有經(jīng)過驗(yàn)證的藥物流通，只有經(jīng)過認(rèn)證的耗材用於設(shè)備。標(biāo)識(shí)可以線上驗(yàn)證序號(hào)，身份驗(yàn)證功能可以根據(jù)標(biāo)籤的資料和憑證執(zhí)行增強(qiáng)的安全校驗(yàn)，授權(quán)可以確認(rèn)對(duì)設(shè)備、其應(yīng)用和資料的合法訪問。特殊的防篡改標(biāo)籤可以通過檢測(cè)是否有未經(jīng)授權(quán)的產(chǎn)品開啟來保護(hù)內(nèi)容。使用NFC標(biāo)籤，患者可以參與身份驗(yàn)證流程，在購買或使用前輕鬆驗(yàn)證產(chǎn)品。
? 臨床試驗(yàn)：更嚴(yán)格地遵守治療方案
臨床試驗(yàn)需要大量時(shí)間、金錢和資源，因此對(duì)新藥的研究必須高效可靠地進(jìn)行。配備NFC的泡罩包（刷智慧手機(jī)時(shí)，自動(dòng)記錄每次取藥的日期/時(shí)間戳記）和配備NFC的吸入器（自動(dòng)記錄每次吸入）等物品相關(guān)聯(lián)的數(shù)位雙生支援?dāng)?shù)位監(jiān)測(cè)，可以?明參與試驗(yàn)的患者遵守規(guī)定的劑量。
| 圖二 : 醫(yī)院的產(chǎn)品安全和營運(yùn)效率 |
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? 醫(yī)院庫存：追溯更精確，補(bǔ)充更及時(shí)
對(duì)材料、藥物和設(shè)備的適當(dāng)追蹤至關(guān)重要，無論是在營運(yùn)效率方面，還是在患者護(hù)理方面。手術(shù)儲(chǔ)存區(qū)的RAIN RFID讀取器可以確認(rèn)是否有器械托盤和包裝，並驗(yàn)證批號(hào)和有效期，但無菌性不受影響。使用這種無需手動(dòng)操作的解決方案，醫(yī)院工作人員無需手動(dòng)或掃條碼來盤點(diǎn)庫存。
此外，安裝在藥房或血庫且?guī)в袃?nèi)置HF讀取器的智慧櫃可以追蹤物品和數(shù)量以及它們的批號(hào)和有效期，並生成補(bǔ)充記錄。NFC卡可以驗(yàn)證工作人員身份並授權(quán)智慧櫃訪問，同時(shí)記錄使用情況。
? 設(shè)備/耗材管理：治療方案更安全、更高效
內(nèi)置NFC/HF讀取器的設(shè)備可以自動(dòng)確保插入的帶標(biāo)籤耗材（例如分析儀用的試劑）與設(shè)備和程式相容，檢查有效日期並自動(dòng)配置合適的設(shè)置。在醫(yī)院，治療依從性資料也可以通過具有網(wǎng)路連接的設(shè)備（例如輸液泵）獲取，並且上傳至資料庫，附帶自動(dòng)時(shí)間戳記和批號(hào)，以記錄何時(shí)以及給誰使用了什麼。以NFC賦能的設(shè)備還可以向使用手持讀取器的技術(shù)人員報(bào)告批號(hào)和配置資料，縮短診斷時(shí)間和維護(hù)週期。
| 圖三 : 醫(yī)院的智慧設(shè)備和耗材管理 |
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? 居家用藥方案：更多支持，更好的依從性
現(xiàn)在，大多數(shù)人都有配備NFC的智慧手機(jī)，參與自監(jiān)測(cè)和自用藥計(jì)畫的患者更多。只需用手機(jī)輕刷支援NFC的設(shè)備或藥品封裝，患者即可迅速方便地獲取產(chǎn)品資訊，包括指導(dǎo)影片，還可以驗(yàn)證產(chǎn)品真?zhèn)?、瞭解正確的使用方法及更新數(shù)位記錄。基於感測(cè)器的回饋越來越多，可以用於確認(rèn)設(shè)備使用是否正確或藥物劑量是否合適，進(jìn)一步提高患者的護(hù)理品質(zhì)。
利用數(shù)位雙生，實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)位化
基於RAIN RFID、HF RFID和NFC的數(shù)位雙生技術(shù)可以給物理設(shè)備、藥品、耗材和設(shè)備賦予唯一的數(shù)位身份，自動(dòng)免接觸地獲取、讀取、控制和儲(chǔ)存資料，同時(shí)在雲(yún)端追蹤。這樣可以優(yōu)化營運(yùn)流程，提高患者安全，改善臨床效果，並且保障產(chǎn)品和供應(yīng)鏈的可靠性。
（本文作者Sylvia Kaiser-Kershaw為恩智浦半導(dǎo)體全球資深市場(chǎng)經(jīng)理）
