血液成分制备信息化平台的设计与实现

●司丽萍 李晓晖 单 泓

引言

随着采供血事业的不断深入和发展，越来越多的硬件、网络及软件方面的新技术不断融入到采供血整个过程。各项技术在血液行业中的应用极大地提高了整个采供血行业的信息化管理水平，为血液质量和输血安全奠定了更好的基础。如何充分利用现有的设备，实现设备与业务系统的有机对接，从而提高整个成分制备过程信息化管理水平，及时、全面地记录整个制备和试验过程的信息，解放劳动力，并保证血液加工制备环节的信息一致性、完整性，一直是业内讨论的重点。

一、现有成分制备存在的主要问题

1.设备信息利用率低。随着科技的进步，很多的血液制备设备都具有了数据输出功能，但是却未对这些数据加以利用；设备信息为孤岛状态。有些设备能够通过自己的软件显示实时数据，但是数据并未进入业务系统，不能在血液追溯流程中得到体现.

2.数据登记量大，工作效率低。因设备信息未利用，业务系统中的检验和制备数据通过手工方式录入，操作人员工作量繁重，工作人员误操作几率大。在制备和检验数据过程中，有大量的数据需要登记，在登记过程中不可避免地会出现工作失误，形成不准确的业务数据录入。

3. 规范性和标准化水平低。血液的制备和检验有严格规定，但是这些规定在业务录入系统中体现的越是完善，对于工作人员的工作负担越重，而且规范性和标准化的工作并未在业务系统中得到严格的体现。

4.无完善的工作流程体现。现有业务系统中将关键的业务内容进行了登记，但是对于工作流程的体现仍然有欠缺，无法直观地体现工作流程。

5.为决策者和管理者提供的有效依据不够完善。血液在制备和检验过程中的数据并未记录，对于血液质量的管控环节尚有欠缺，给决策者和管理者提供的依据仍需要更详细。

二、血液成分制备信息化平台的设计与实现

1.总体需求。以《血站管理办法》《血站质量管理规范》《全血及成分血质量要求》和《血站技术操作规程》为依据，以成分制备工作为业务对象，以过程监控为手段，以过程控制为目的，确保血液的制备安全。设计上涵盖安全管理、设备管理、警告管理、规则设置、成分制备监控、成分制备过程控制、血液标签的打印、成分血的发出等多个业务层面，支持成分制备科室现有设备各种型号的数据交互，并为后续购置设备预留接口，保证系统的可扩展性和适用性。具有监控直观、控制严谨、统计分析功能强大、功能模块化、扩展性强等特点。

2.总体性能要求。血液制备业务相对比较集中，响应时间要求较高,且制备量平均年增长在5%左右。在规划中必须在保障现有业务需求的基础上，考虑到未来10 年的业务发展情况，要求系统能处理TB 级以上容量的数据。数据同步响应时间要求较高，提供支持批量同步以提升同步效率。数据查询分析和业务处理要求速度快、反应及时，各类数据交换必须充分响应，系统响应时间完全满足业务需求。

3.总体架构设计。采用SOA 架构设计建立设备一体化平台，系统采用C/S+B/S 结构，统一按照多层结构模型进行设计的。为了避免重复设计，在此环节中设计它们的统一部分。应用系统子系统设计需要具有良好的可扩展性和可维护性，软件的三层结构技术地满足这一要求。

4.交互设计。成分制备信息化化平台是数字化血站的一个重要组成部分，其与核心业务系统之间需要进行实时的业务交互和协同，同时系统也要与各设备接口进行实时交互；通过分析，与核心业务系统之间通过web 服务方式进行实时交互；与设备接口提供文件模式、串口模式、TCP/IP 模式和数据库模式进行交互。

5.运行环境设计。Linux 可安装在各种计算机硬件设备中，比如台式计算机、大型机和超级计算机。根据目前系统应用环境，考虑系统和技术延续性，平台支持LINUX、Windows 服务器系统部署。

选用Oracle 11g 企业版作为系统数据库。Oracle11g 数据库增强了Oracle 数据库独特的数据库集群、数据中心自动化和工作量管理功能。客户可以在安全的、高度可用和可扩展的、由低成本服务器和存储设备组成的网格上满足最苛刻的交易处理、数据仓库和内容管理应用。

6.系统功能设计。该平台是一套集成分科智能设备数据采集、科室业务流程监控、设备实时监控、设备关键项预警、统计分析于一体的综合性管理平台。融合“物联网”应用，提供各业务环节的实时监控，实现了生产工序的全自动和流程的再造，降低了人工数据登记造成差错的几率，员工精准量化工作量，同时解放了劳动力，提高了河南省红十字血液中心的信息化水平。

平台由五大系统组成，分别是综合管理系统、采集系统、接口系统、监控系统、移动客户端系统。综合管理系统包括产品系统设置、权限管理、血液追溯、各种设备的设备管理、报警设置、设备监控、运行分析等；采集系统实现设备数据的采集、与血站管理系统的交互等，包括离心机、分离机、病毒灭活柜等设备接口数据采集；接口系统实现与血站业务系统的业务接口；监控系统实现制备情况实时监控等；手机客户端监控系统，实现不必亲临现场环境就可以实时了解现场的工作情况，运行数据的实时采集，将设备运行过程中的告警信息，通过短信、消息推送等方式进行预警。

三、系统实现与使用情况

1.实现智能设备数据采集、科室业务流程监控、设备实时监控、设备关键项预警、提取业务系统中成分制备环节的数据，实时监控制备过程，全面记录过程信息。

2.本系统包含综合管理系统、大屏智能监控、采集服务系统、数据交互接口。

通过物联网技术，将设备数据与业务数据有机结合，实现血液制备设备与业务系统的互联互通。将血液中心成分科目前使用的离心机、分离机、病毒灭活柜、速冻机、融化箱、接驳机、血细胞处理仪与业务进行交互，通过数据的共享，实现制备过程信息的实时采集，智能化控制制备工序，从人、机、料、法、环、测等各角度实现血液制备全过程追溯。

通过综合管理系统实现。综合管理系统包括产品系统设置、权限管理、血液追溯、各种设备的设备管理、报警设置、设备监控、运行分析等。

采集服务系统实现设备数据的采集、与血站管理系统的交互等。包括离心机、分离机、冷沉淀制备仪等设备接口数据采集。

大屏智能监控实现成分制备总览，全血制备流程、鲜浆制备冷沉淀流程、红细胞工作量、离心机设备监控、分离机工作量监控、速冻机设备监控、冷沉淀制备仪设备过程监控等。

（1）改造业务数据记录流程。将设备以联网技术接入，改变原有的制备工序的数据记录方式，实现流程再造，精准记录人、血、设备、时间等信息。在原有的记录方式中，存在两种常用的制备信息记录模式。第一，以血液转化为代表的先进行信息化录入，后进行实际血液制备模式（比如滤白、病毒灭活等）；第二，以血液分离为代表的先进行血液制备，后进行信息化录入的模式（如全血分离或者鲜浆制备冷沉淀分离等）。设备联网后，在操作机器进行血液制备过程中，同时完成制备信息的登记，包括血液验证、条码核查、记录操作员和设备号；并通过设备与业务系统的数据交互，完成信息化录入工作。

（2）完善血液制备信息化链条。将设备以联网技术接入，补充原有工作中缺失的记录环节，完善血液制备信息化链条。以离心为例，原有的工作方式很难将每个批次离心的血液记录下来，并且无法准确记录离心程序。而通过离心机的联网，实现了血液批次登记，上机登记匹配设备，设备运行全程记录转速和温度。

（3）动态监控设备运行过程，及时预警。将设备以联网技术接入，全过程记录设备的运行状态，开始结束时间，以及关键数据项，并且根据关键项设置，及时预警。不同的设备有不同的关键项，系统根据规定设置关键项的范围。如离心机的转速与温度、病毒灭活柜的光照度和温度、速冻机的温度和速冻率、融化箱的水浴温度等。设备联网后，设备运行过程中，如果设备关键项数据超过规定的设置范围，系统将及时警告，以保障血液质量。

（4）记录操作员，实现量化管理，责任到人。将设备以联网技术接入，保障了人员记录的准确性和完整性。因在操作过程中，操作员同时完成了信息记录，保障了人员记录的准确性。所有制备工序都记录，保障了人员记录的完整性。人员记录的准确性和完整性决定了人员工作量的量化管理可行性，并可实现责任到人。

一是设备操作系统和业务系统交互，实现事前控制。将设备以联网技术接入，通过设备操作系统与业务系统的交互，实现设备验证、人员验证、程序验证、血液产品验证、血液库存验证、条码核对、物料核对等，确保制备数据的准确、完整和一致。离心环节验证血液与离心程序是否匹配，运行过程中验证设备运行情况是否与离心程序相匹配，保障血液离心质量；接驳环节进行条码核对、以及物料规格的核查，核查不通过将停止设备的下一步操作，从而实现事前控制，减少因人为误操作造成的血液报废。

二是智能监控，大屏展示设备运行情况及制备流程。中心同步构建了智能监控平台，通过LED 和智能电视展示各设备当前运行情况，人员工作量、设备工作量、制备量、接血量、发血量、全血分离流程、冷沉淀制备流程；便于领导全面宏观把控成分科整体工作情况。

四、小结

采用联网技术，血液成分制备信息化平台将河南省红十字血液中心成分科目前使用的滤白柜、离心机、速冻机、融化箱、低温冷沉淀制备仪、全自动冷沉淀制备仪、病毒灭活柜等设备进行交互，通过数据的共享，实现制备过程信息的实时采集，达到血液制备全过程追溯。通过制备过程的环境监控，对制备过程进行严格的质量控制，确保血液制备质量。通过命令直接对设备进行控制，实现设备的自动化控制。实现由制备结果到制备过程的转变，由手工制备到自动化制备的转变，由手工控制到自动化控制的转变，从而实现流程的再造。