重庆市血库智能化管理系统建设研究

傅 奇,骆展鹏

(重庆市血液中心供血科,重庆 400015)

采供血机构作为保障临床用血和应对紧急公共事件的核心环节,其采供血能力、血液质量和用血安全等方面备受关注[1-2]。血库作为采供血链条中的后端关键环节,承担着血液出入库管理、隔离放行、贴签包装、储存与发放等重要任务[3]。血库工作过程中,发生任何质量事件都会直接威胁到用血者的生命安全。因此,如何有效避免差错发生,保证血液制剂安全,保障区域内血液供应,及时对血液调配作出反应,全面了解区域内血液供应情况,是血库工作不断深入研究和创新的重点[4-5]。

1 重庆市血库智能化管理系统发展现状

重庆市辖区范围内共有18家采供血机构,其人员、技术、设备及管理水平参差不齐[6]。通过调查研究发现,虽然各家血站均已采用血液信息化管理系统对采供血过程进行信息化管理,但功能较单一,血库管理系统模块仅局限于出入库管理,无法实现血库的智能化操作和管理。血液贴签包装、血液储存及分拣、医院订单核对及发放等过程以手工操作为主,长期存在过程无法追溯、工作效率低下等问题;血液出入库采用条形码扫描技术,仍处于基础水平,无法进行批量核对登记;辖区内各家血站血库数据相互独立,无法实现实时共享和交互,增加了区域内血液调配难度,会对重庆市范围内紧急公共事件应急响应能力造成影响。目前,国内发达地区血站充分应用全自动化设备、无线射频识别(radio frequency identification,RFID)技术、智能云平台、物联网等先进技术,逐步建立起血库与血站内各科室、血库与医院、血库与卫生行政管理部门相连接的全方位智能化血库管理系统[7-9]。新系统处理任务速度更快,操作精确度更高[10]。相比之下,重庆市采供血机构血库智能化管理水平较低下,设备较落后,已成为制约本市采供血事业发展的瓶颈。因此,迫切需要建立与重庆市采供血事业发展相适应的智能化血库管理系统,让血液制剂所经历的全过程均被识别记录,实现系统全程监控,实时追踪,让血液管理全程“智能化”[11],进一步提升辖区范围内各级血站血液质量安全水平及区域内血液制剂协调保障能力。

2 重庆市血库智能化管理系统建设总体构想

2.1 总体架构

血库智能化管理系统分为硬件和软件两个部分,主体架构见图1。硬件方面整合RFID电子标签、读写设备(RFID电子标签续写设备)、温度实时监控设备,将其接入血站射频识别信息管理系统,实现关键数据自动采集。软件方面主要利用现有重庆市血液信息化联网平台、采供血业务系统,加入RFID技术、智能云平台、物联网等先进信息技术。通过硬件和软件相结合,完善血液智能检索、自动批量出入库、自动盘存、数据动态实时交互与共享等功能,进一步实现血库与血站内部各科室、血库与医院、血库与卫生行政部门之间的数据共享。此外,通过智能云计算逐步建立重庆市血液保障体系大数据库。

图1 血库智能化管理系统主体架构

2.2 建设目标及内容

2.2.1血袋标识系统更新迭代

以RFID芯片作为血液制剂唯一标识,替代原有的条形码标识,满足血站技术操作规程中的标签要求,RFID电子标签应可根据使用需求制订操作距离和范围,具备标识和保存信息的功能,并兼顾稳定性和安全性。

2.2.2整合自动化设备

全自动贴签包装系统负责完成血袋从隔离放行到贴签包装全自动化;全自动分拣储存系统完成血袋自动出入库,确保血液制剂按血型、有效期、规格、保存条件等要素,分类储存于相应冷藏库或冷冻库;全自动分拣发放系统则依据医院订单,结合“先进先出”原则,将血库中的血液制剂分类筛选,完成出库、打包,并通过自动化物流系统送至发血窗口;自动温控系统实时监测和记录血液制剂保存温度,当温度超限,立即启动声光报警。此外,所有操作过程均自动记录,确保过程的完整性和可追溯性[12]。RFID读写设备主要分为便携式和固定式,便携式读写设备灵活且方便携带,多用于移动场景,例如血站出库至医院,医院出库至使用科室;固定式读写设备实现自动感知,多用于固定场景,如血库和医院血液库存管理。

2.2.3数据实时共享和交互

通过互联网,将智能化血库管理系统与各血站主业务系统连接,满足血站内部对在库血液制品的统计管理和数据检索查询分析功能需求,从而指导采血和制备科室制订工作计划。血站主业务系统再与医院输血科系统连接,满足临床用血医院网上预约,并实时掌握订单完成情况。与卫生行政管理部门系统连接,卫生行政管理部门可动态掌握全市各级血站、各类血液制剂库存情况,根据需要进行全市内血液调配[13-14]。通过智能云计算分析血站历年血液供应数据和医院用血数据,为卫生行政管理部门提供采供血工作决策的数据支持,为临床医院制订精准的用血计划提供依据[15-16]。

3 血库智能化管理系统主要功能平台

血液发放管理功能需求可划分为智能设备控制平台、自动贴标包装系统,智能化血库系统,医院血库监管系统,智能云计算系统,容灾备份与恢复系统,冷链监控系统等,见图2。

图2 智慧化血库功能平台结构图

3.1 智能设备控制平台

智能设备控制平台主要包括监控屏幕和可视化配置,可实现对各硬件设备的管理,包括设备接入设置、设备状态监控、库存统计分析、血液制剂出入库,记录并分析实时出入库情况。

3.2 自动贴标包装系统

自动贴标包装系统使用RFID智能芯片,实现对血液制品的贴标和包装流程全过程的控制和记录。RFID电子标签是由天线、芯片封装组成,附着在目标物体上对目标对象进行信息标识,通过天线与电子标签进行无线通信,实现对电子标签内存储数据的读出或写入操作,以此来实现自动批量识别。

3.3 智能化血库系统

智能化血库系统主要实现血液制剂出、入指定库位和储存,与血站主业务系统联网,对血液储存状态进行跟踪,实时盘点血液库存,了解血液库存信息,做到血液制剂“先进先出”原则,对流向实时监管,实现高效服务和调度。在出、入库量相同的情况下,智能化血库无RFID芯片的出、入库时间高于手工操作和有RFID芯片(P<0.05),这是由于无RFID芯片的设备智能化机械臂在接收指令后做出反应的速度和精细化程度低于人工手动操作和有RFID的设备。有RFID芯片出、入库时间低于和手工操作(P<0.05),可见智能化储血设备加上RFID标签后,既可以实现批量读取数据,又能精准锁定血袋,操作时间短且稳定,能有效节约人力、物力及时间成本,见表1。智能化血液管理系统实现血液制品储存和发放全过程的控制和记录。RFID芯片扫码[17-20],机械手臂等设备操控血液放入储血设备指定筐位,自动记录储筐号和筐位,可实现血液制品出入库精准定位,精细化库存管理,全流程智能化。

表1 智能化血库与手工操作各项目耗时比较比较

3.4 医院血库监管系统

将RFID设备、血站目前信息管理系统和医院输血科管理系统对接,可实现血液制剂运输全过程追溯,库存信息实时分享查询,网上平台及时预约,保障急重症患者用血及时性,特殊病例用血精准性,在应对各种应急事件中能起到快速调剂作用[21-22]。

3.5 智能云计算系统

智能云计算系统采集数据,并将采集到的结构化、非结构化和半结构化数据通过无线通信的方式输送到分布式存储平台。对分布式存储平台的数据进行初步分析处理,得到多个子数据。根据每个子数据请求分布式存储平台计算资源数据的活动触发事件,确定每个子数据触发事件集的大数据操作信息,接收大数据操作信息进行二次分析后可获得多个校核数据,见图3。

图3 智能云计算平台

3.6 容灾备份与恢复系统

为保证应用系统数据的安全,从利于管理备份和恢复的角度考虑,制订数据分组和存储介质对应策略,将数据分门别类放在不同编号的存储介质上并建立存取权限。建立的介质包括数据库介质、文件介质、系统介质和备份介质,见图4。

图4 容灾备份与恢复系统

4 小结与展望

血库智能化管理系统综合应用自动化设备、信息化技术对血库进行管理,是血库提升管理能力、加强血液实时监测的重要保障。随着智能化管理系统的应用,采供血全过程运行稳定可控,全程可追溯。一方面,血库目前使用信息管理系统即可搭建智能化平台,节约开发成本。实施后可在运行过程中大幅度减少交接过程,节约工作时间,提高工作效率,节约人力成本,保障血液质量安全。另一方面,可实现血液制剂全流域扩展和全空间管理,信息系统可实现对血液采集、制备、校验、存储及运输全过程管理,与医院输血科库存管理系统对接,还能与设备资产管理系统、耗材物资管理系统对接,实现卫生行政管理部门-血站-医院的分级管理和信息共享,提升应急情况下血液保障能力,打破“信息孤岛”,提升血液管理和保障能力。