RFID傳感器標簽在血液質控管理中的應用
發布時間:2018-10-31 責任編輯:lina
【導讀】血液管理業務的一般流程為:獻血登記一體檢一血樣檢測一采血一血液人庫一在庫管理(成分處理等)一血液出庫一醫院供患者使用(或製成其他血液製品)。
RFID融合傳感技術用於血液管理的可行性
血液管理業務的一般流程為:獻血登記一體檢一血樣檢測一采血一血液人庫一在庫管理(成分處理等)一血液出庫一醫院供患者使用(或製成其他血液製品)。在這一過程中,常常涉及到大量的數據信息,包括獻血者的資料、血液類型、采血時間、地點、經jing手shou人ren等deng。大da量liang的de信xin息xi給gei血xue液ye的de管guan理li帶dai來lai了le一yi定ding的de困kun難nan,又you加jia上shang血xue液ye是shi一yi種zhong非fei常chang容rong易yi變bian質zhi的de物wu質zhi,如ru果guo環huan境jing條tiao件jian不bu適shi宜yi,血xue液ye的de品pin質zhi即ji遭zao破po壞huai,所suo以yi血xue液ye在zai存cun儲chu和he運yun輸shu途tu中zhong,質zhi量liang的de實shi時shi監jian控kong也ye十shi分fen關guan鍵jian。RFID與傳感技術便是能解決以上問題、有效助力血液管理的新興技術。
RFID技ji術shu能neng夠gou為wei每mei袋dai血xue液ye提ti供gong各ge自zi唯wei一yi的de身shen份fen,並bing為wei其qi存cun人ren相xiang應ying的de信xin息xi,這zhe些xie信xin息xi與yu後hou台tai數shu據ju庫ku互hu聯lian,因yin此ci,血xue液ye無wu論lun是shi在zai采cai血xue點dian,還hai是shi在zai調tiao動dong點dian血xue庫ku,或huo是shi在zai使shi用yong點dian醫yi院yuan,都dou能neng全quan程cheng受shou到daoRFID係統的監控,血液在各調動點的信息可以隨時被跟蹤出來。以往的血液出人庫費時、費力,使用前還需要人工進行信息核對,采用RFID技術後,無須精確定位就能大批量地對數據進行實時采集、傳遞、核對與更新,加快了血液的出人庫識別,還避免了人工核對時常出現的差錯。而RFID的非接觸識別特性還可以確保血液在不會受到汙染的條件下進行識別和檢測,減小了血液受汙染的可能性,它還不怕灰塵、汙漬、低溫等,能夠在存儲血液的特殊環境條件下保持正常工作工作。
傳感技術是感知、獲取與檢測信息的窗口,它能夠實現數據的采集量化、處理融合和傳輸應用。通過傳感器對血液環境溫度、密封狀況和振蕩程度等的實時監測和采集,再通過係統對感知信息的及時處理與反應,能夠有效避免血液的變質,保障血液的質量。
將RFID與傳感技術融合起來,運用既能提高識別效率、實現信息跟蹤,又能實時監控物品質量的RFID傳感器標簽,便能夠真正實現血液管理的智能信息化。
RFID傳感器標簽的設計
RFID傳感器標簽主要由微控製單元、傳感單元、射頻單元、通信單元、定位單元和供電單元組成,如圖1所示。

1. 微控製單元
微控製單元由嵌人式係統構成,包括嵌人式微處理器、存儲器、嵌人式操作係統等,還集成了看門狗、定時/計數器、同步/異步串行接口、A/D和D/A轉換器以及I/O等各種必要功能和外部設備。該單元實現的主要功能包括:負責整個芯片的任務分配與調度、數據的整合與傳輸,進行無線數據驗證,完成數據的分析、存儲和轉發,區域內網絡的路由維護,芯片電源的能耗管理等。
2. 傳感單元
傳感單元主要由傳感器和A/D轉(zhuan)換(huan)器(qi)組(zu)成(cheng)。傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)能(neng)夠(gou)感(gan)受(shou)規(gui)定(ding)的(de)被(bei)測(ce)量(liang)並(bing)按(an)照(zhao)一(yi)定(ding)的(de)規(gui)律(lv)將(jiang)其(qi)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)可(ke)用(yong)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)器(qi)件(jian)或(huo)裝(zhuang)置(zhi)。通(tong)常(chang)傳(chuan)感(gan)器(qi)由(you)敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)和(he)轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)組(zu)成(cheng),敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)采(cai)集(ji)外(wai)部(bu)需(xu)要(yao)傳(chuan)感(gan)的(de)信(xin)息(xi),將(jiang)其(qi)送(song)人(ren)轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian),後(hou)者(zhe)完(wan)成(cheng)將(jiang)上(shang)述(shu)物(wu)理(li)量(liang)轉(zhuan)化(hua)為(wei)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)識(shi)別(bie)的(de)原(yuan)始(shi)電(dian)信(xin)號(hao),並(bing)通(tong)過(guo)積(ji)分(fen)電(dian)路(lu)、放大電路的整形處理,最後經過A/D轉換成數字信號並送人微控製單元進行進一步處理。
考慮到血液存儲與運輸對環境條件的要求,本傳感單元包含了對監測區域內溫度、壓力、感光、振蕩等多項物理信號測試的功能。
3. 射頻單元
射頻單元控製接收和發送射頻信號,並選擇運用空分多路、時分多路、頻分多路和碼分多路等存取方法實現多目標同時識別與係統防衝撞機製。
4. 通信單元
通信單元用於數據通信,解決無線通信中的載波頻段選擇、數據傳輸速率、信號調製、編碼方式等,並通過天線進行芯片與讀寫器問數據的收發工作,具有數據融合、請求仲裁和路由選擇等功能。
5. 定位單元
定位單元實現芯片自身位置的定位以及信息傳輸方位的定位。基於無線傳輸協議,如IEEE802.15.4標準和ZigBee協議等。定位算法可選用基於測距(如信號強度測距、時間差測距等)或不基於測距的方法(如質心法、DV—Hop算法等)。
6. 供電單元
RFID傳感器標簽有無源、banwuyuanheyouyuanzhifen。wuyuanbiaoqianbuxuyaoxinpianneizhidianchi,tatongguotiquduxieqifachudeshepinnenglianglaiweichigongzuo。banwuyuanheyouyuanbiaoqiandouxuyaoneibudianchigongdianlaiweichizhengchangdechuanganyushepingongzuo。kaolvdaoxueyeguanlizhongduixueyezhipindeshishijiankongxuyaobaozhengqichixu、正常的能量供給,因此加入了供電單元,設計為半無源或有源標簽[4]。
在這一部分中,通過合理的設置芯片的接收、發射以及待機狀態,可以解決好能量消耗與傳輸可靠性的問題,有效延長芯片的使用壽命。
RFID傳感器標簽在血液質控管理中的應用
主要從血液出入庫管理、血液跟蹤管理、血液質控管理三個方麵進行介紹,指出RFID融合傳感技術在血液管理中的有效作用。
1. 血液出入庫管理
(1) 血液入庫
工作人員將血袋放在傳送帶的人口處依次傳遞,傳送帶的底部安裝有RFID讀寫器,當血袋上粘貼的RFID傳感器標簽進入讀寫識讀範圍時,標簽上的信息被讀出,經中間件過濾後傳向後台數據庫,同時係統將血液類型、種類、規格等信息顯示在傳送帶出口處的屏幕上,工作人員根據顯示的內容,將血液分別放人指定的儲存托盤內。
根據識讀出的血型、種類、規格、數量等,後台係統進行血庫中貨位的識別,尋找現有的符合規格與數量的空貨位。這一步驟的實現主要是通過在每個貨架上粘貼一個RFID標簽,並通過讀寫器寫入它所應存放的血液類型、種類、規格、數量等信息,當有血袋放在這一貨架上時,工作人員用手持讀寫器對該RFID標簽進行置位寫入,當該貨架上的血袋出庫或移位時,工作人員用手持讀寫器對該RFID標(biao)簽(qian)進(jin)行(xing)清(qing)位(wei)寫(xie)入(ru),而(er)裝(zhuang)在(zai)血(xue)庫(ku)頂(ding)部(bu)的(de)讀(du)寫(xie)器(qi)會(hui)在(zai)受(shou)到(dao)係(xi)統(tong)指(zhi)示(shi)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)對(dui)各(ge)貨(huo)架(jia)標(biao)簽(qian)進(jin)行(xing)讀(du)取(qu),發(fa)現(xian)已(yi)被(bei)清(qing)位(wei)的(de)且(qie)符(fu)合(he)入(ru)庫(ku)條(tiao)件(jian)的(de)貨(huo)架(jia)就(jiu)通(tong)知(zhi)係(xi)統(tong),而(er)係(xi)統(tong)就(jiu)把(ba)該(gai)貨(huo)架(jia)的(de)具(ju)體(ti)編(bian)號(hao)顯(xian)示(shi)在(zai)入(ru)庫(ku)處(chu)的(de)屏(ping)幕(mu)上(shang),告(gao)知(zhi)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)哪(na)類(lei)血(xue)液(ye)應(ying)該(gai)放(fang)在(zai)哪(na)些(xie)貨(huo)架(jia)上(shang)。
工作人員受到指示後,便會將各類規格的血液送人指定的區域進行冷藏保存。與此同時,讀寫器將各血袋的入庫時間、入庫類型、送血人、接血人等信息寫入RFID係統[5]。
(2) 血液出庫
係統下達出貨命令,指示工作人員到指定區域取出指定類型、規格和數量的血液。若所取血液數量較少,工作人員可采用手持讀寫器直接對血液信息進行讀取;ruosuoquxueyeshuliangjiaoduo,gongzuorenyuankecaiyongchuansongdaishusongxueyechukubingduquqixinxi。duquchudexinxichuanzhixitong,yuhoutaishujukujinxinghedui,ruruowuwu,zhunxuchuku。chukuguocheng,RFID係統記錄下出庫時間、血液有效日期及其他次要信息。
xueyechukudecixuyouxitongduquxinxijinxingfenxihoujueding,yaoqiutongzhongguigexueyeanzhaoxianjinxianchudeyuanze,bimianzaochengkucunjiyahexueyeguoqilangfeidexianxiangchuxian。duiyuxuekuzhongbiaojiwei“待檢”狀態的血液禁止其出庫,以保證出庫血液的質量。
2. 血液跟蹤管理
xueyegenzongguanlicaiyongjiyucudefencengjiegou。meigecutoujishiyigefenbushixinxichulizhongxin,yongyushoujigecuchengyuandeshujubingwanchengshujudechuliyuronghe,jiezhejiangshujuchuanxiangshangyicengdecutou,yicichuandi,zuizhongsuoyoudeshujujingguolvhezhenghehouchuanxianglezuigaocengdecutou,erqiniguochengjishixinxidezhaxunguocheng,shujuzhucengzhankai,youxugenzong。zheli,zuigaocengdecutoujiuxiangdangyuquanguodexueyexinxizhongxin,ercigaocengdecutoujiuxiangdangyugesheng、自治區、直zhi轄xia市shi的de血xue液ye信xin息xi中zhong心xin,依yi次ci類lei推tui,最zui低di層ceng的de簇cu成cheng員yuan便bian是shi各ge基ji層ceng血xue站zhan。這zhe種zhong分fen層ceng結jie構gou將jiang信xin息xi分fen散san開kai來lai,避bi免mian了le集ji中zhong存cun放fang,解jie決jue了le信xin息xi量liang過guo大da的de問wen題ti,也ye提ti高gao了le係xi統tong的de安an全quan性xing。信xin息xi交jiao換huan與yu傳chuan遞di在zai子zi層ceng與yu父fu層ceng間jian直zhi接jie展zhan開kai,方fang便bian了le查zha詢xun與yu跟gen蹤zong。結jie構gou如ru圖tu2所示。
血液信息的存人流程為:首先將每袋血液的RFID標識碼與其對應的信息存人基層血站的數據庫中,接著融合該基層血站的信息,將標識碼與該基層血站的有效IP地址存人當地市級的血液信息中心數據庫,然後再融合該市級血液信息中心的信息,將標識碼與該市級血液信息中心的有效IP地址存入當地省級的血液信息中心數據庫,最後再融合上該省級血液信息中心的信息,將標識碼與該省級血液信息中心的有效IP地址存入全國血液信息中心數據庫(如果有需要,還可以再將標識碼與該國血液信息中心的有效IP地址存人全球的血液信息中心數據庫,進行全球血液信息互聯)[6-7]。
血液信息的跟蹤流程為:根據RFID標識碼,首先到全國血液信息中心數據庫中查找該袋血液的所屬省份信息,根據查到的IP地址進人該省級血液信息中心數據庫查找該袋血液的所屬城市信息,根據查到的IP地址進入該市級血液信息中心數據庫查找該袋血液所屬的血站,根據查到的IPdizhijinrugaixuezhanshujuku,genjuqizhongdexinxibiankeyizhidaogaidaixueyemuqiandezhuangtaishizaikubaocunhaishichukubeishiyonghuoshiyibianzhibaofei,ruguoshiyibeishiyong,haikeyijinyibuzhazhaodaoshiyongzhedequanbuxinxi。
3. 血液質控管理
血液對於溫度的變化十分敏感,如果環境溫度不適宜,血液中的物質即遭破壞,這將影響血液的品質及保存期限。存儲、傳遞與運輸的過程中血液還應避免劇烈振蕩,另外,血液的包裝應是密封的,如果因刺破或其他因素造成了細菌汙染,血液即告報廢。

血袋上粘貼的RFID傳感器標簽會對血袋周圍的環境進行實時監測,每隔一定的時間間隔就測量一下周圍的溫度、壓力、感光、zhendangdengwulixinhao,bingjiangceliangshujujiluzaibiaoqianxinpiannei。xitonghuigeibiaoqianneibushedingyigebiaozhunfanwei,yidandangqianceliangdeshujudiyufanweidexiaxianhuoshigaochufanweideshangxian,biaoqianjiuhuizhudongfasheshepinxinhaoqidongbaojingzhuangzhi,duigongzuorenyuanjinxingtishi。
如果血袋是在血庫保存狀態下進行報警,那麼根據接收到的射頻信號,報警顯示屏上將顯示報警血袋的當前位置(庫區、貨架、RFID標識碼等),方便工作人員及時發現與處理;如(ru)果(guo)血(xue)袋(dai)是(shi)在(zai)運(yun)輸(shu)途(tu)中(zhong)進(jin)行(xing)報(bao)警(jing),報(bao)警(jing)裝(zhuang)置(zhi)可(ke)安(an)裝(zhuang)在(zai)運(yun)輸(shu)貯(zhu)存(cun)器(qi)上(shang),用(yong)嗚(wu)叫(jiao)或(huo)閃(shan)光(guang)提(ti)示(shi)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan),工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)發(fa)現(xian)後(hou),用(yong)手(shou)持(chi)讀(du)寫(xie)器(qi)接(jie)收(shou)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao),根(gen)據(ju)標(biao)識(shi)碼(ma)找(zhao)到(dao)報(bao)警(jing)血(xue)袋(dai)。
血液一旦被懷疑變質或受汙染,工作人員就會用讀寫器將其標簽設置為“待檢”狀(zhuang)態(tai),不(bu)允(yun)許(xu)出(chu)庫(ku),已(yi)在(zai)使(shi)用(yong)點(dian)的(de)不(bu)允(yun)許(xu)使(shi)用(yong),經(jing)檢(jian)測(ce)被(bei)確(que)認(ren)已(yi)無(wu)法(fa)使(shi)用(yong)後(hou),會(hui)進(jin)行(xing)高(gao)壓(ya)消(xiao)毒(du)焚(fen)燒(shao)處(chu)理(li),此(ci)時(shi)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)會(hui)對(dui)應(ying)該(gai)袋(dai)血(xue)液(ye)的(de)RFID標識碼向係統寫入報廢信息、報廢原因等,為後續的血液跟蹤作好準備。
對於被退回的血液,除需要人工進一步檢測血液質量外,還可以通過RFIDchuanganqibiaoqiandeshujujilu,zhaochugaixueyecongcaixuedaogongxuedaobeituixuezhezhenggeguochengzhongchuxianwentidehuanjie,zhaochuyingfuzederenyuanhuojigoufenxiyuanyin,bimianxiacileisiqingkuangdefasheng。
血液既是生命的源泉,又是多種疾病傳播的渠道,通過輸血或血液製品傳播的常見疾病有:乙肝、丙肝、艾滋病、梅毒、瘧疾、敗血症等,其中大都難以治愈。為了避免不規範采血、袋裝血液管理混亂或輸血不當等導致的疾病傳染或醫療事故,加強血液管理、保障用血安全已勢在必行。目前,RFID與傳感技術的結合運用還不是很廣泛,但已展現出了廣闊的應用前景。本文提出了將這兩種技術融合起來設計的RFID傳感器標簽,並分析了將其應用於血液管理中的優勢與可行性。
血液管理是一項不允許出錯的工作,將RFID傳感器標簽運用於其中,不僅使整個供應鏈管理可見、透明、不受汙染,還使信息、質量等得到了實時監控與互聯跟蹤,真正將血液管理信息化、醫療管理信息化工作延伸到了末梢,落到了實處,使完全個體化的人文關懷得到了實現。
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