无线射频识别技术在野战条件下血液管理中的应用研究

齐 清，朱培元，严京梅，王 伟，栾建凤

0 引 言

在未来高技术局部战争条件下，大批伤员使短时间内的用血量成倍增加，因此血液快速批量出入库是野战血站工作中的重难点问题。常规采供血工作使用条形码进行血液逐袋出入库，工作量大，效率慢，无法满足野战条件下的血液快速批量出入库要求[1]。无线射频识别技术(radio frequency identification，RFID)是一种非接触式的自动识别技术，可同时识别多个目标对象，操作快捷方便，适合在野战条件中使用[2-3]。20世纪90年代外军开始使用RFID管理血液，国际输血协会于2010年颁布了RFID在输血医学中的应用指南[4]。本研究利用野战血站长途跨区机动演练，对RFID在野战条件下的应用进行了研究。

1 材料与方法

1.1 血液与设备共1000单位悬浮红细胞和10 000 mL新鲜冰冻血浆，由我院自行采集制备。超高频RFID智能化血液管理系统由北京蓝播科技有限公司与我院联合研制，主要由扫描枪、智能门、汇集器等模块组成，扫描枪设置扫描半径距离68 cm。相变保温材料主要成分为正十四烷[5]。简易运血箱由我院自主研发。

1.2 方法

1.2.1 敞开式包装血液的扫描速度与准确性研究将悬浮红细胞、新鲜冰冻血浆分别按10、50、100袋为1批装入纸板盒内，分别距离血液上方0、25、50 cm处采用射频扫描枪扫描，记录所需时间和阅读的数值，以条形码逐袋扫描完成时间为对照，每组均测试10次。将射频扫描枪距离50袋1批悬浮红细胞上方0、25、50 cm处扫描，记录推荐扫描速度(2 s/10袋)内能扫描到的袋数，测试10次。

1.2.2 简易运血箱储存血液的扫描速度与准确性研究在简易运血箱内放置20袋40单位悬浮红细胞或20盒新鲜冰冻血浆，检测不放置任何冷媒、放置湿冰或相变材料等3种方式时在靠近箱体表面扫出所有血液所需的时间，每组均测试10次。简易运血箱放置相变材料后在距离简易运血箱0、25、50 cm处扫描，记录在推荐扫描速度(2 s/10袋)内能扫描到的袋数，测试10次。

1.2.3 长途机动对RFID系统的影响本研究距演习地点2100公里，历时5 d，主要为平坦的高速公路以及少量砂石路，到达训练地后首次展开测试RFID性能正常。在演练期间，从驻扎地到展开地域路况为十级公路，颠簸严重，每次往返路程为80公里，车速平均50公里/h，最陡坡度达45度。演习期间共行驶5次，每次到达展开地域展开后使用RFID血液管理系统性能稳定。

2 结 果

2.1 敞开式批量血液出入库的速度使用RFID扫描完成时间：红细胞(8.23±2.99) s，血浆(9.10±1.02)s。使用条形码扫描完成时间：红细胞(58.3±5.45)s，血浆(60.93±6.16)s，与RFID相比有明显差异(P<0.05)。随着每批血液袋数的增加和射频扫描枪距离血袋高度的增加，所需扫描时间相应延长，但是悬浮红细胞和新鲜冰冻血浆以10、50、100袋作为1批时，在0、25、50 cm处完成的RFID扫描时间均明显短于条形码逐袋扫描完成时间，见表1。

表1 敞开式包装的血液批量出入库速度

2.2 敞开式批量血液出入库的准确性在0、25、50 cm处扫描悬浮红细胞的准确性分别为100%(500/500)、99.8%(499/500)和99.4%(497/500)，在0、25、50 cm处扫描新鲜冰冻血浆的准确性分别为100%(500/500)、99.6%(498/500)和99.4%(497/500)。

2.3 简易运血箱批量血液出入库的速度采用简易运血箱储运血液时，添加相变材料和湿冰均使射频扫描时间延长，但只有相变材料组的速度明显慢于无冷媒组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 简易运血箱包装血液RFID批量出入库速度

2.4 简易运血箱批量血液出入库的准确性在0、25、50 cm处扫描悬浮红细胞的准确性分别为100%(200/200)、100%(200/200)和99.0%(198/200)，在0、25、50 cm处扫描新鲜冰冻血浆的准确性分别为100%(200/200)、99.5%(199/200)和99.5%(199/200)。

3 讨 论

RFID能够通过射频信号自动识别目标对象并快速获取数据信息，使用寿命长，可远距离读取、加密标签数据，并且抗污染和抗干扰能力强，因此开始在输血医学中得到应用[6-8]。本研究是我军首次在野战条件下使用RFID批量管理血液，顺利完成了血液制品的进出库任务。研究发现RFID具有以下特点：①稳定性，RFID经过长途摩托化机动和十级公路颠簸后工作性能保持稳定；②有效性，使用RFID进行血液制品出入库的时间与其数量、距离呈正相关，随着每批血液袋数从10袋逐渐增加至100袋，扫描距离从0 cm增加至50 cm，射频扫描速度相对延长，最长时间为30.49 s，但相较使用条形码逐袋核查的最长时间151.71 s，射频扫描速度快的优点仍然很明显；③准确性，将50袋悬浮红细胞和50盒新鲜冰冻血浆装入纸板盒内并放置在敞开环境中，贴近血液扫描时准确率均为100%；④抗干扰性，距离和相变保温材料对RFID的使用存在一定干扰，将20袋不同血液制剂放在简易运血箱中，分为不放冷媒组、放置湿冰组和放置相变材料组，各扫描10次，3组中相变材料组的识别速度明显慢于无冷媒组或湿冰组，且随着距离增加至50 cm时，准确性下降至99.5%，这提示目前使用的相变材料及距离等因素对RFID识别血液存在一定干扰。

通过此次演习发现，RFID系统可安全稳定、准确高效地完成野战血站血液制品进出库的要求，针对现有RFID系统，还需要进一步优化才能满足今后大规模野战或应急条件下的血液保障：首先，标签必须耐磨损且黏贴牢固，能够抗冻且具有防水性，以适合各种血液的储存条件；其次，设备体积应进一步小型化、智能化和便携化，从而适合野外携带和使用；第三，进一步优化射频标签的识别算法[9]，提高系统的稳定性和准确性，以适合更加恶劣的野战条件下使用，多次试验发现影响扫描准确性的干扰因素有如下两点：①当阅读的血液周围有金属或是化学材料等物品时会干扰射频信号，不能在指定范围内读取数据，影响准确性，②与血液存在距离时，读取结果会发生一定偏差；第四，需要进一步降低成本，实现批量生产。