血液管理業(yè)務(wù)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（或制成其他血液制品）。在這一過(guò)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(lèi)型、采血時(shí)間、地點(diǎn)、經(jīng)手人等。大量的信息給血液的管理帶來(lái)了一定的困難，又加上血液是一種非常容易變質(zhì)的物質(zhì)，如果環(huán)境條件不適宜，血液的品質(zhì)即遭破壞，所以血液在存儲和運輸途中，質(zhì)量的實(shí)時(shí)監控也十分關(guān)鍵。RFID與傳感技術(shù)便是能解決以上問(wèn)題、有效助力血液管理的新興技術(shù)。

 

RFID技術(shù)能夠為每袋血液提供各自唯一的身份，并為其存人相應的信息，這些信息與后臺數據庫互聯(lián)，因此，血液無(wú)論是在采血點(diǎn)，還是在調動(dòng)點(diǎn)血庫，或是在使用點(diǎn)醫院，都能全程受到RFID系統的監控，血液在各調動(dòng)點(diǎn)的信息可以隨時(shí)被跟蹤出來(lái)。以往的血液出人庫費時(shí)、費力，使用前還需要人工進(jìn)行信息核對，采用RFID技術(shù)后，無(wú)須精確定位就能大批量地對數據進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)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(huì )受到污染的條件下進(jìn)行識別和檢測，減小了血液受污染的可能性，它還不怕灰塵、污漬、低溫等，能夠在存儲血液的特殊環(huán)境條件下保持正常工作工作。

 

傳感技術(shù)是感知、獲取與檢測信息的窗口，它能夠實(shí)現數據的采集量化、處理融合和傳輸應用。通過(guò)傳感器對血液環(huán)境溫度、密封狀況和振蕩程度等的實(shí)時(shí)監測和采集，再通過(guò)系統對感知信息的及時(shí)處理與反應，能夠有效避免血液的變質(zhì)，保障血液的質(zhì)量。

 

將RFID與傳感技術(shù)融合起來(lái)，運用既能提高識別效率、實(shí)現信息跟蹤，又能實(shí)時(shí)監控物品質(zhì)量的RFID傳感器標簽，便能夠真正實(shí)現血液管理的智能信息化。

 

 

RFID傳感器標簽主要由微控制單元、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。
 

 

 

微控制單元由嵌人式系統構成，包括嵌人式微處理器、存儲器、嵌人式操作系統等，還集成了看門(mén)狗、定時(shí)/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(shí)現的主要功能包括：負責整個(gè)芯片的任務(wù)分配與調度、數據的整合與傳輸，進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數據驗證，完成數據的分析、存儲和轉發(fā)，區域內網(wǎng)絡(luò )的路由維護，芯片電源的能耗管理等。

 

 

傳感單元主要由傳感器和A/D轉換器組成。傳感器是能夠感受規定的被測量并按照一定的規律將其轉換成可用輸出信號的器件或裝置。通常傳感器由敏感元件和轉換元件組成，敏感元件采集外部需要傳感的信息，將其送人轉換元件，后者完成將上述物理量轉化為系統可以識別的原始電信號，并通過(guò)積分電路、放大電路的整形處理，最后經(jīng)過(guò)A/D轉換成數字信號并送人微控制單元進(jìn)行進(jìn)一步處理。

 

考慮到血液存儲與運輸對環(huán)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。

 

 

 

射頻單元控制接收和發(fā)送射頻信號，并選擇運用空分多路、時(shí)分多路、頻分多路和碼分多路等存取方法實(shí)現多目標同時(shí)識別與系統防沖撞機制。

 

 

通信單元用于數據通信，解決無(wú)線(xiàn)通信中的載波頻段選擇、數據傳輸速率、信號調制、編碼方式等，并通過(guò)天線(xiàn)進(jìn)行芯片與讀寫(xiě)器問(wèn)數據的收發(fā)工作，具有數據融合、請求仲裁和路由選擇等功能。

 

 

定位單元實(shí)現芯片自身位置的定位以及信息傳輸方位的定位?；跓o(wú)線(xiàn)傳輸協(xié)議，如IEEE802.15.4標準和ZigBee協(xié)議等。定位算法可選用基于測距（如信號強度測距、時(shí)間差測距等）或不基于測距的方法（如質(zhì)心法、DV—Hop算法等）。

 

 

RFID傳感器標簽有無(wú)源、半無(wú)源和有源之分。無(wú)源標簽不需要芯片內置電池，它通過(guò)提取讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻能量來(lái)維持工作。半無(wú)源和有源標簽都需要內部電池供電來(lái)維持正常的傳感與射頻工作?？紤]到血液管理中對血液制品的實(shí)時(shí)監控需要保證其持續、正常的能量供給，因此加入了供電單元，設計為半無(wú)源或有源標簽［4］。

 

在這一部分中，通過(guò)合理的設置芯片的接收、發(fā)射以及待機狀態(tài)，可以解決好能量消耗與傳輸可靠性的問(wèn)題，有效延長(cháng)芯片的使用壽命。

 

主要從血液出入庫管理、血液跟蹤管理、血液質(zhì)控管理三個(gè)方面進(jìn)行介紹，指出RFID融合傳感技術(shù)在血液管理中的有效作用。

 

 

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(xiě)器，當血袋上粘貼的RFID傳感器標簽進(jìn)入讀寫(xiě)識讀范圍時(shí)，標簽上的信息被讀出，經(jīng)中間件過(guò)濾后傳向后臺數據庫，同時(shí)系統將血液類(lèi)型、種類(lèi)、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(pán)內。

 

根據識讀出的血型、種類(lèi)、規格、數量等，后臺系統進(jìn)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(shí)現主要是通過(guò)在每個(gè)貨架上粘貼一個(gè)RFID標簽，并通過(guò)讀寫(xiě)器寫(xiě)入它所應存放的血液類(lèi)型、種類(lèi)、規格、數量等信息，當有血袋放在這一貨架上時(shí)，工作人員用手持讀寫(xiě)器對該RFID標簽進(jìn)行置位寫(xiě)入，當該貨架上的血袋出庫或移位時(shí)，工作人員用手持讀寫(xiě)器對該RFID標簽進(jìn)行清位寫(xiě)入，而裝在血庫頂部的讀寫(xiě)器會(huì )在受到系統指示的情況下對各貨架標簽進(jìn)行讀取，發(fā)現已被清位的且符合入庫條件的貨架就通知系統，而系統就把該貨架的具體編號顯示在入庫處的屏幕上，告知工作人員哪類(lèi)血液應該放在哪些貨架上。

 

工作人員受到指示后，便會(huì )將各類(lèi)規格的血液送人指定的區域進(jìn)行冷藏保存。與此同時(shí)，讀寫(xiě)器將各血袋的入庫時(shí)間、入庫類(lèi)型、送血人、接血人等信息寫(xiě)入RFID系統［5］。

 

 

系統下達出貨命令，指示工作人員到指定區域取出指定類(lèi)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(xiě)器直接對血液信息進(jìn)行讀取;若所取血液數量較多，工作人員可采用傳送帶輸送血液出庫并讀取其信息。讀取出的信息傳至系統，與后臺數據庫進(jìn)行核對，如若無(wú)誤，準許出庫。出庫過(guò)程，RFID系統記錄下出庫時(shí)間、血液有效日期及其他次要信息。

 

血液出庫的次序由系統讀取信息進(jìn)行分析后決定，要求同種規格血液按照先進(jìn)先出的原則，避免造成庫存積壓和血液過(guò)期浪費的現象出現。對于血庫中標記為“待檢”狀態(tài)的血液禁止其出庫，以保證出庫血液的質(zhì)量。

 

 

血液跟蹤管理采用基于簇的分層結構。每個(gè)簇頭即是一個(gè)分布式信息處理中心，用于收集各簇成員的數據并完成數據的處理與融合，接著(zhù)將數據傳向上一層的簇頭，依次傳遞，最終所有的數據經(jīng)過(guò)濾和整合后傳向了最高層的簇頭，而其逆過(guò)程即是信息的查詢(xún)過(guò)程，數據逐層展開(kāi)，有序跟蹤。這里，最高層的簇頭就相當于全國的血液信息中心，而次高層的簇頭就相當于各省、自治區、直轄市的血液信息中心，依次類(lèi)推，最低層的簇成員便是各基層血站。這種分層結構將信息分散開(kāi)來(lái)，避免了集中存放，解決了信息量過(guò)大的問(wèn)題，也提高了系統的安全性。信息交換與傳遞在子層與父層間直接展開(kāi)，方便了查詢(xún)與跟蹤。結構如圖2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(zhù)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，然后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，最后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(jìn)行全球血液信息互聯(lián)）［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(jìn)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(jìn)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IP地址進(jìn)入該血站數據庫，根據其中的信息便可以知道該袋血液目前的狀態(tài)是在庫保存還是出庫被使用或是已變質(zhì)報廢，如果是已被使用，還可以進(jìn)一步查找到使用者的全部信息。

 

 

血液對于溫度的變化十分敏感，如果環(huán)境溫度不適宜，血液中的物質(zhì)即遭破壞，這將影響血液的品質(zhì)及保存期限。存儲、傳遞與運輸的過(guò)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污染，血液即告報廢。

 

 

血袋上粘貼的RFID傳感器標簽會(huì )對血袋周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，每隔一定的時(shí)間間隔就測量一下周?chē)臏囟?、壓力、感光、振蕩等物理信號，并將測量數據記錄在標簽芯片內。系統會(huì )給標簽內部設定一個(gè)標準范圍，一旦當前測量的數據低于范圍的下限或是高出范圍的上限，標簽就會(huì )主動(dòng)發(fā)射射頻信號啟動(dòng)報警裝置，對工作人員進(jìn)行提示。

 

如果血袋是在血庫保存狀態(tài)下進(jìn)行報警，那么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(shí)發(fā)現與處理;如果血袋是在運輸途中進(jìn)行報警，報警裝置可安裝在運輸貯存器上，用嗚叫或閃光提示工作人員，工作人員發(fā)現后，用手持讀寫(xiě)器接收射頻信號，根據標識碼找到報警血袋。

 

血液一旦被懷疑變質(zhì)或受污染，工作人員就會(huì )用讀寫(xiě)器將其標簽設置為“待檢”狀態(tài)，不允許出庫，已在使用點(diǎn)的不允許使用，經(jīng)檢測被確認已無(wú)法使用后，會(huì )進(jìn)行高壓消毒焚燒處理，此時(shí)工作人員會(huì )對應該袋血液的RFID標識碼向系統寫(xiě)入報廢信息、報廢原因等，為后續的血液跟蹤作好準備。

 

對于被退回的血液，除需要人工進(jìn)一步檢測血液質(zhì)量外，還可以通過(guò)RFID傳感器標簽的數據記錄，找出該血液從采血到供血到被退血這整個(gè)過(guò)程中出現問(wèn)題的環(huán)節，找出應負責的人員或機構分析原因，避免下次類(lèi)似情況的發(fā)生。

 

血液既是生命的源泉，又是多種疾病傳播的渠道，通過(guò)輸血或血液制品傳播的常見(jiàn)疾病有：乙肝、丙肝、艾滋病、梅毒、瘧疾、敗血癥等，其中大都難以治愈。為了避免不規范采血、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(shù)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(shù)融合起來(lái)設計的RFID傳感器標簽，并分析了將其應用于血液管理中的優(yōu)勢與可行性。

 

血液管理是一項不允許出錯的工作，將RFID傳感器標簽運用于其中，不僅使整個(gè)供應鏈管理可見(jiàn)、透明、不受污染，還使信息、質(zhì)量等得到了實(shí)時(shí)監控與互聯(lián)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(shí)處，使完全個(gè)體化的人文關(guān)懷得到了實(shí)現。