摘要：在采血、加工、配發、醫療輸血全過程監管的重要性和必要性分析的基礎上，結合*的物聯網和RFID技術特征，創新性地利用物聯網、RFID技術構建了醫療輸血應用系統模型。系統主要功能包括：無線實時傳輸功能、信息同步共享功能和安全溯源查詢功能。該系統利用互聯網對血液在配發運輸、貯存、醫療輸血等過程進行全面的監控，同時支持醫惠雙方對血液質量安全的溯源追蹤。系統的應用提高了醫療輸血全過程的安全性和統一監管力度，實現了信息共享、資源調配動態跟蹤，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使用。
　　
　　關鍵詞：物聯網；無線傳感器；射頻識別；醫療輸血；質量安全
　　
　　引言
　　
　　隨著我國對物聯網技術和應用系統開發的高度重視，物聯網已經成為大家生活的一部分。基于物聯網技術的使用特點，本文將應用物聯網相關技術對醫療輸血在血液采集、離心分離加工和配發運輸、貯存管理及溯源追蹤中的問題進行了重點研究。
　　
　　血液具有人源性、必須性和潛在疾病傳染性等特點，屬于國家重點監管的對象。由于血液不宜大規模長期貯存（血小板zui長保存5天，全血zui長35天）屬于重要的、特殊的即時資源。致使一些不法分子（“血頭”）非法組織他人出賣血液，從中非法暴利。非法無序采血、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。當前血液安全問題已引起全社會的廣泛關注。前不久，衛生部部長陳竺在《第三屆中國經濟前瞻論壇》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，低溫貯存保質期短，運輸不便，易受病毒污染等問題使血液從采集到使用的過程中安全受到嚴重威脅，因此血液智能管理和及時配發顯得非常重要。
　　
　　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、數據實時性差、無法實時調度、監管和資源共享，造成資源浪費的缺點，真正實現了數據的實時采集、動態跟蹤、在線調配、溯源追蹤，在確保醫療輸血質量的同時，安全及時地送達各級醫療救助點。
　　
　　1、現狀與問題
　　
　　血液（全血）來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源。血細胞成分包括紅細胞、白細胞、血小板3類；血槳則包括百種以上各具*生物學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，血液有著其他藥品不可替代的重要作用。目前還不能利用科學技術人工合成，不能大規模生產，適齡健康人群的無償捐獻是臨床病患用血的重要來源。
　　
　　醫療臨床用血根據《中華國民共和國獻血法》規定，實行無償獻血制度。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，并在無菌狀態下經檢測后，制備成血細胞成分和血槳．經過貯存、配發運輸至各級醫院*或血庫再貯存，臨床配型zui后給患者進行輸血治療。
　　
　　1．1缺少全國聯網的醫療血液信息系統
　　
　　確保信息的無縫對接，從根本上解決“獻血容易用血難”。在不少獻血者看來，讓自己和家人免費用血是主要的獻血理由。但因缺少全國聯網的獻血信息系統，獻血者在用血時不能在*時間得到保證，整個信息核對、報銷過程非常漫長而繁瑣。建立健全的查詢網絡是從源頭上簡化程序，實現信息無隙對接，鼓舞群眾無償獻血，進入良性循環。
　　
　　1．2建立公開、透明的用血機制
　　
　　各級血站是公益機構，無償獻血毋庸置疑，但不少市民對“獻血無償到用償用血”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過哪些環節。因此，建立公開、透明的獻血用血機制迫在眉睫。
　　
　　1．3支持科學的信息查詢服務
　　
　　據調查，患者對醫療輸血安全持謹慎態度，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。因此建立科學的信息溯源追蹤平臺，保證有效的治療方案的實施消除不必要的恐懼和擔憂。
　　
　　2、物聯網與RFID技術簡介
　　
　　2．1物聯網簡介
　　
　　物聯網（Internetofthings）是通過傳感設備按照約定的協議，把各種網絡連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化物體識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。因而每個物聯網可以細分為標志、感知、處理和信息傳送4個環節，每個環節的關鍵技術分別為RFID二維碼、傳感器、智能芯片和電信運營商的無線傳輸網絡。物聯網結構模型主要可分為3層：感知層、網絡層和應用層，如圖1所示。　　
　　2．2RFID技術簡介
　　
　　RFID即無線射頻識別技術，是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變的電磁場）實現非接觸的信息傳遞，并通過所傳遞的信息來達到目標識別技術的目的。RFID芯片具有體積小、容量大、壽命長、穿透力強、可重復使用、支持快速讀寫、可定位和長期跟蹤管理等優點，在醫療監管、藥品監管、安全質量管理方面有著極大的應用潛力。
　　
　　RFID系統一般由標簽線、天線、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，每個標簽都具有惟一的電子編碼，附著在物體的目標對象上（或嵌入物體內部）；
　　
　　（2）天線（Antenna）。發射射頻電波，接收標簽傳遞回來的射頻信號；
　　
　　（3）閱讀器（Reader）。即通過天線讀取或寫入標簽信息的設備，將射頻信號解碼，供上層控制計算機（PC）查詢、調取。在不同的應用中，無線傳感器網絡節點的組成也不盡相同，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，負責一些物資環境數據的感知；數據處理單元采用一個嵌入式的CPU，負責數據的編碼和處理；數據傳輸單元由無線通信模塊或射頻模塊組成，實現數據的即時傳送；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傳感器網絡節點和RFID識讀器交互模塊
　　
　　傳感器網絡節點和RFID識讀器交互模塊中的傳感器網絡節點是用來采集省、市和紅十字會血站分管各采血機構的詳細原始信息，各采血機構是經過省、防疫站嚴格審批監管的*機構，因此提高了數據采集的效率、準確率及可靠性，同時有效地杜絕非法組織的營利行為，減少了大量人力和財力的消耗。無線射頻模塊用來傳遞采集信息，大大提高了數據的實時性和性。
　　
　　無線傳感網絡節點和RFID識別器交互模塊是由無線傳感器網絡節點和RFID識讀器組成。其中無線傳感器節點按類型可分為溫、濕度傳感器、環境監測、聲音、震動、壓力、運動或污染物傳感器等，每個傳感器由一個數據處理單元即單片機、存儲器、天線、無線射頻模塊和電源5個部分構成，RFID識讀器由單片機、無線射頻模塊、天線、串口接口模塊和供電單元構成。傳感網絡節點和RFID識讀器交互的過程，如圖3所示。　　
　　3．2醫療臨床輸血質量安全控制中心
　　
　　醫療輸血溯源追蹤是指在醫療輸血血液供應鏈的各個環節（包括采集、離心分離、貯存、配發以及使用）中，醫療輸血血液及其相關信息（采集人、采集環境、離心分離加工責任人、加工環境、加工地點等）能夠被回溯追蹤，使醫療輸血血液始終處于有效地監控之中。把物聯網技術應用于醫療輸血血液的安全監管，就是在血液采集源頭，對每一個獻血者所獻的血液標注RFID標簽，此標簽附帶所有獻血者身體狀況的詳細信息，以實現對血液原始資料的現場收集。帶有RFID標簽的血液會在省、市、紅十字血站進行血液離心分離、血漿病毒滅活、冷凍、貯存等8大加工過程中實現各個環節的數據采集、存儲和傳輸，并根據國家和行業的評價指標體系進行有效地監控。應用物聯網能夠顯著地提高醫療輸血血液的安全性，具體血液采集、加工中心作業流程如圖4所示。　　
　　3．3無線網絡傳遞信息
　　
　　RFID識讀器中的單片機對所有信息進行編碼和處理，進而通過串口接口傳送到GSM芯片。GSM芯片通過無線網絡以規律的問隔，以短信或信息編碼的數據形式在5s內將這些信息傳遞到一個裝有SIM卡的GSM接收裝置，該裝置通過GSM無線網絡在3s內傳遞信息到互聯網中的數據處理中心服務器，進行數據的分析、處理，以備查詢調用。具體信息傳遞流程如圖5所示。
　　
　　4、醫療輸血血液應用系統模型及功能
　　
　　醫療輸血血液應用系統模型，實現了FRID網絡系統、城市各級血站采集機構、各級血站血液加工中心和各級醫院網絡平臺的集成，實現了對醫療輸血血液從采集、離心分離加工、配發運輸、貯存保管、臨床使用前的各種信息查詢服務。同時支持患者可以通過網絡對醫療輸血血液的信息進行查詢核對，也實現了在流通全過程中政府職能部門對其安全性能的全面監管。同時也降低了醫療輸血血液流通的成本，提高了效率和安全性，每個環節所產生的數據將會通過網絡進行共享。
　　
　　本系統通過傳感器、單片機、GPS芯片、GSM芯片和無線射頻模塊等硬件的協同工作，將各級血站采集到的信息和具體的坐標信息，通過各種（溫度、濕度、環境監測、聲音、震動、壓力、運動或污染物傳感器等，）傳感器感知血液的初始的環境數據以及RFID電子標簽存儲錄入的各獻血者基本屬性數據到城市各級血站服務器主機上，通過服務器對血液在離心分離制備過程中的信息處理子系統對數據進行分析、存儲、評估，能夠及時地對各種醫療輸血血液在配發運輸過程進行有效監控，進而保證在*時間對患者進行及時的救助，對有限的資源進行更加合理的調配。
　　
　　醫療輸血血液應用系統模型如圖6所示。
　　
　　4．1無線實時傳遞功能
　　
　　借助互聯網、無線技術實現數據傳遞，可快速、準確地將數據信息傳送到本地區各級采血站、各級血液加工中心和各級醫院終端服務器。在采血時各種數據采集收集，以數字化形式儲存，并通過無線網絡傳回至各級血站服務器，單張表格實時回傳所需時間將縮短2min。
　　
　　4．2信息同步共享功能
　　
　　信息同步共享，有效地對醫療輸血血液的監控和調配。通過對每一個獻血者所獻的血液標注RFID標簽，城市各級血站可以和居民個人信息對接，了解到該獻血者的詳細資料（身體健康狀況、職業穩定性、個人誠信度等，主要是為了有效制止以獻血經濟來源或過渡獻血）同時也為獻血者或家人在今后某一時間受血提供zui準確的信息。因此需要有一個數據中心，利用GSM無線網絡把采集到的數據傳送到城市各級血站數據庫服務器的主機上，將采集來的信息進行分析、加工、處理，與互聯網同步對接，各級醫院通過網絡隨時查詢到城市各級血站現有血樣詳細信息，各種不同類型醫療輸血血液將在*時間為患者提供安全、有效、快捷的醫療救助服務。
　　
　　4．3移動監控調配功能
　　
　　通過RFID和互聯網，使得城市各級血站通過電子顯示屏、各級醫院*或血庫中心的監控電腦，隨時掌握醫療輸血血液的物理位置，并通過各類感應器及時了解醫療輸血血液的使用情況、所處環境的溫度、濕度、壓力、運動或污染情況等，使用前是否被調換。
　　
　　4．4安全溯源查詢功能
　　
　　各級醫院根據患者需求可查詢城市各級血站的供應能力和現有型號，申請調配醫療輸血血液；核查以配發醫療輸血血液RFID標簽信息的完好性和一致性；患者可以通過手機終端，根據醫療輸血血液上RFID標簽，利用互聯網清楚地查詢到該醫療輸血血液從采集、包裝、離心分離加工、貯存、配發運輸等各個環節的動態信息，從而真正地實現患者層面上通過互聯網，對醫療輸血血液的安全溯源追蹤。
　　
　　5、系統應用
　　
　　醫療輸血血液應用系統在西安市PlAXJ采血站及PLA相關醫院經過2年多時間的應用，取得了可觀的結果。
　　
　　統計數據表明：運用了物聯網和RFID技術后全血非正常報廢率由1．11％降至0．47％，避免了以往不必要的浪費和損耗，zui大程度地利用了原生資源；血液調配更是由原有的1～2天縮短到8s，為醫患雙方節約了寶貴的時間；血液（成分血、全血）在庫儲存時間由原來的7天以上，減少至現在3～5天，血液（成分血、全血）使用周轉周期提高50％，保證了血液的新鮮度和細胞的存活率；由于各大醫院血庫服務器與城市中心血站服務器（或城市血液加工中心服務器）聯網，真正做到了資源共享，醫患人員可利用網絡（或手機），利用血液包裝袋上的RFID標簽，登陸城市中心血站服務器對醫療輸血血液的安全性進行溯源追蹤，增強了全民安全意識。調查結果為日后醫療輸血血液應用系統的廣泛應用提供了有效地數據保證。
　　
　　表1系西安市PLAXJ采血站應用系統前后的檢測結果。
　　
　　6、結語
　　
　　目前物聯網技術與RFID的應用領域越來越來廣。物聯網技術的出現為更多患者和醫務工作者帶來了極大便利，推動了人類進步和發展的步伐。很多RFID芯片廠商對RFID醫療應用非常看好，做了大量的研究工作，許多芯片廠商還專門推出了超低功耗RFID醫療解決方案，用于醫療領域的管理，獲得了用戶的青睞。
　　
　　利用物聯網技術構建醫療輸血血液應用系統，可以給現代醫療服務領域帶來更多的便利。通過物聯網技術可以大幅度降低醫療輸血成本，使醫療輸血血液監控過程無線化，目的是使患者能夠得到方便快捷低成本、高質量、安全可靠的醫療輸血血液，zui終的目標是使有限的血液資源得到充分的利用，使醫療資源zui大化，使患者能夠共享醫療資源。希望在“十二五”期間，能夠推廣物聯網在醫療衛生領域的應用，為患者提供更加安全更加有效的醫療衛生服務。