物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫療輸血領(lǐng)域中的應用

摘要：在采血、加工、配發(fā)、醫療輸血全過(guò)程監管的重要性和必要性分析的基礎上，結合先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)和RFID技術(shù)特征，創(chuàng )新性地利用物聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)構建了醫療輸血應用系統模型。系統主要功能包括：無(wú)線(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸功能、信息同步共享功能和安全溯源查詢(xún)功能。該系統利用互聯(lián)網(wǎng)對血液在配發(fā)運輸、貯存、醫療輸血等過(guò)程進(jìn)行全面的監控，同時(shí)支持醫惠雙方對血液質(zhì)量安全的溯源追蹤。系統的應用提高了醫療輸血全過(guò)程的安全性和統一監管力度，實(shí)現了信息共享、資源調配動(dòng)態(tài)跟蹤，大大提高了血液采集使用的周轉率。系統適合在各采供血機構和醫療輸血時(shí)使用。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；無(wú)線(xiàn)傳感器；射頻識別；醫療輸血；質(zhì)量安全

0 引言
隨著(zhù)我國對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應用系統開(kāi)發(fā)的高度重視，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為大家生活的一部分?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的使用特點(diǎn)，本文將應用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)對醫療輸血在血液采集、離心分離加工和配發(fā)運輸、貯存管理及溯源追蹤中的問(wèn)題進(jìn)行了重點(diǎn)研究。
血液具有人源性、必須性和潛在疾病傳染性等特點(diǎn)，屬于國家重點(diǎn)監管的對象。由于血液不宜大規模長(cháng)期貯存(血小板最長(cháng)保存5天，全血最長(cháng)35天)屬于重要的、特殊的即時(shí)資源。致使一些不法分子(“血頭”)非法組織他人出賣(mài)血液，從中非法暴利。非法無(wú)序采血、血液傳播疾病的傳播，嚴重打破了平衡安全的獻血模式，令受血者恐懼，獻血者不公。當前血液安全問(wèn)題已引起全社會(huì )的廣泛關(guān)注。前不久，衛生部部長(cháng)陳竺在《第三屆中國經(jīng)濟前瞻論壇》上強調，建立血液的供應、儲備和安全使用的保障機制勢在必行。由于血型匹配難，低溫貯存保質(zhì)期短，運輸不便，易受病毒污染等問(wèn)題使血液從采集到使用的過(guò)程中安全受到嚴重威脅，因此血液智能管理和及時(shí)配發(fā)顯得非常重要。
為了加強對醫療輸血血液監管力度，構建了醫療輸血血液應用系統模型，改變了傳統單一的信息采集效率低、數據實(shí)時(shí)性差、無(wú)法實(shí)時(shí)調度、監管和資源共享，造成資源浪費的缺點(diǎn)，真正實(shí)現了數據的實(shí)時(shí)采集、動(dòng)態(tài)跟蹤、在線(xiàn)調配、溯源追蹤，在確保醫療輸血質(zhì)量的同時(shí)，安全及時(shí)地送達各級醫療救助點(diǎn)。

1 現狀與問(wèn)題
血液(全血)來(lái)自于壯健人體的血液，血液是由血細胞成分和血槳2大部分組成，是醫療臨床輸血的來(lái)源。血細胞成分包括紅細胞、白細胞、血小板3類(lèi)；血槳則包括百種以上各具特有生物學(xué)功能的血槳蛋白成分。在醫療急救及某些特定疾病的預防和治療上，血液有著(zhù)其他藥品不可替代的重要作用。目前還不能利用科學(xué)技術(shù)人工合成，不能大規模生產(chǎn)，適齡健康人群的無(wú)償捐獻是臨床病患用血的重要來(lái)源。
醫療臨床用血根據《中華國民共和國獻血法》規定，實(shí)行無(wú)償獻血制度。醫療用血是由省、市和紅十字血站(血站是采集、提供臨床用血的機構，是不以營(yíng)利為目標的公益性組織)采集血液(全血)，嚴格執行國家規定，并在無(wú)菌狀態(tài)下經(jīng)檢測后，制備成血細胞成分和血槳．經(jīng)過(guò)貯存、配發(fā)運輸至各級醫院輸血科或血庫再貯存，臨床配型最后給患者進(jìn)行輸血治療。
1．1 缺少全國聯(lián)網(wǎng)的醫療血液信息系統
確保信息的無(wú)縫對接，從根本上解決“獻血容易用血難”。在不少獻血者看來(lái)，讓自己和家人免費用血是主要的獻血理由。但因缺少全國聯(lián)網(wǎng)的獻血信息系統，獻血者在用血時(shí)不能在第一時(shí)間得到保證，整個(gè)信息核對、報銷(xiāo)過(guò)程非常漫長(cháng)而繁瑣。建立健全的查詢(xún)網(wǎng)絡(luò )是從源頭上簡(jiǎn)化程序，實(shí)現信息無(wú)隙對接，鼓舞群眾無(wú)償獻血，進(jìn)入良性循環(huán)。
1．2 建立公開(kāi)、透明的用血機制
各級血站是公益機構，無(wú)償獻血毋庸置疑，但不少市民對“獻血無(wú)償到用償用血”不理解，有些獻血者擔心“白獻血”，血液從采集、保存、檢測到運送等需要經(jīng)過(guò)哪些環(huán)節。因此，建立公開(kāi)、透明的獻血用血機制迫在眉睫。
1．3 支持科學(xué)高效的信息查詢(xún)服務(wù)
據調查，患者對醫療輸血安全持謹慎態(tài)度，90％以上的被調查患者認為：盡量不要輸血，懼怕輸血后可能感染。因此建立科學(xué)高效的信息溯源追蹤平臺，保證有效的治療方案的實(shí)施消除不必要的恐懼和擔憂(yōu)。

2 物聯(lián)網(wǎng)與RFID技術(shù)簡(jiǎn)介
2．1 物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things)是通過(guò)傳感設備按照約定的協(xié)議，把各種網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現智能化物體識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網(wǎng)絡(luò )。因而每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)可以細分為標志、感知、處理和信息傳送4個(gè)環(huán)節，每個(gè)環(huán)節的關(guān)鍵技術(shù)分別為RFID二維碼、傳感器、智能芯片和電信運營(yíng)商的無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò )。物聯(lián)網(wǎng)結構模型主要可分為3層：感知層、網(wǎng)絡(luò )層和應用層，如圖1所示。

2．2 RFID技術(shù)簡(jiǎn)介
RFID即無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù)，是一項利用射頻信號通過(guò)空間耦合(交變的電磁場(chǎng))實(shí)現非接觸的信息傳遞，并通過(guò)所傳遞的信息來(lái)達到目標識別技術(shù)的目的。RFID芯片具有體積小、容量大、壽命長(cháng)、穿透力強、可重復使用、支持快速讀寫(xiě)、可定位和長(cháng)期跟蹤管理等優(yōu)點(diǎn)，在醫療監管、藥品監管、安全質(zhì)量管理方面有著(zhù)極大的應用潛力。
RFID系統一般由標簽線(xiàn)、天線(xiàn)、閱讀器官部分組成
(1)標簽源(Tag)。主要由射頻耦合元件與芯片組成，每個(gè)標簽都具有惟一的電子編碼，附著(zhù)在物體的目標對象上(或嵌入物體內部)；
(2)天線(xiàn)(Antenna)。發(fā)射射頻電波，接收標簽傳遞回來(lái)的射頻信號；
(3)閱讀器(Reader)。即通過(guò)天線(xiàn)讀取或寫(xiě)入標簽信息的設備，將射頻信號解碼，供上層控制計算機(PC)查詢(xún)、調取。在不同的應用中，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的組成也不盡相同，但一般都由數據采集、數據處理、數據傳輸和電源這4部分組成。數據采集單元是由各種傳感器組成，負責一些物資環(huán)境數據的感知；數據處理單元采用一個(gè)嵌入式的CPU，負責數據的編碼和處理；數據傳輸單元由無(wú)線(xiàn)通信模塊或射頻模塊組成，實(shí)現數據的即時(shí)傳送；電源單元一般采用鋰電池或交流電源。結構如圖2所示。

3 總體框架模型
3．1 傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)和RFID識讀器交互模塊
傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)和RFID識讀器交互模塊中的傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)是用來(lái)采集省、市和紅十字會(huì )血站分管各采血機構的詳細原始信息，各采血機構是經(jīng)過(guò)省衛生局、防疫站嚴格審批監管的授權機構，因此提高了數據采集的效率、準確率及可靠性，同時(shí)有效地杜絕非法組織的營(yíng)利行為，減少了大量人力和財力的消耗。無(wú)線(xiàn)射頻模塊用來(lái)傳遞采集信息，大大提高了數據的實(shí)時(shí)性和高效性。

無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)和RFID識別器交互模塊是由無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)和RFID識讀器組成。其中無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)按類(lèi)型可分為溫、濕度傳感器、環(huán)境監測、聲音、震動(dòng)、壓力、運動(dòng)或污染物傳感器等，每個(gè)傳感器由一個(gè)數據處理單元即單片機、存儲器、天線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)射頻模塊和電源5個(gè)部分構成，RFID識讀器由單片機、無(wú)線(xiàn)射頻模塊、天線(xiàn)、串口接口模塊和供電單元構成。傳感網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)和RFID識讀器交互的過(guò)程，如圖3所示。