葉青（廣州瑞康本圣生物科技有限公司，廣州）

基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療冷鏈監(jiān)測(cè)的應(yīng)用實(shí)踐

葉青
（廣州瑞康本圣生物科技有限公司，廣州）

隨著我國(guó)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和成熟，醫(yī)療冷鏈管理系統(tǒng)在醫(yī)院中將起到越來(lái)越重要的作用。本文主要介紹基于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)在醫(yī)院冷鏈管理中的實(shí)踐，重點(diǎn)討論冷鏈管理信息系統(tǒng)的建設(shè)、業(yè)務(wù)流程及功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)所需監(jiān)測(cè)的醫(yī)療冷藏環(huán)境數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集、可視化管理、及預(yù)警化操作，提高了全院對(duì)特殊醫(yī)療用品的管理水平。

射頻識(shí)別技術(shù)；醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)；冷鏈管理系統(tǒng)

0　引言

隨著醫(yī)院物質(zhì)管理的精細(xì)化，某些對(duì)溫度有特殊要求的藥品、試劑或標(biāo)本，相關(guān)管理部門對(duì)其采購(gòu)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、使用的各環(huán)節(jié)的流程管理提出更高的要求以及更嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)。醫(yī)院檢驗(yàn)、藥劑和有關(guān)科室的管理者要求能夠?yàn)樵噭?血液、標(biāo)本、藥品、生物制品等特殊物品提供可靠、穩(wěn)定的冷藏環(huán)境。在以前，為了保障對(duì)特殊溫度有要求的醫(yī)療物質(zhì)得到所需的溫濕度，通常需要管理人員將這類特殊溫濕度要求的物品保存在冰箱、陰冷庫(kù)、冷藏庫(kù)中，定時(shí)手工記錄溫濕度計(jì)上的數(shù)值，這種人工記錄工作操作頻繁，而且容易出錯(cuò)或遺漏，尤其是在夜間及節(jié)假日的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更容易缺失，管理不善還會(huì)造成數(shù)據(jù)失真，對(duì)冷藏物品的安全構(gòu)成一定的潛在威脅。

隨著我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和不斷成熟，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究開發(fā)的醫(yī)院冷鏈管理信息系統(tǒng)也隨之應(yīng)運(yùn)而生，并開始在我國(guó)醫(yī)院中推廣使用，實(shí)現(xiàn)全程實(shí)時(shí)智能化、閉環(huán)化的冷鏈數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。通過(guò)該系統(tǒng)的應(yīng)用，大大減輕了業(yè)務(wù)管理部門的工作壓力，同時(shí)獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性也大大提高。

1　基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的冷鏈系統(tǒng)建設(shè)

1.1醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體架構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)的冷鏈管理信息系統(tǒng)是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)及其無(wú)線傳感設(shè)備，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院對(duì)溫度、濕度有特殊要求的空間和物品實(shí)現(xiàn)全流程實(shí)時(shí)智能、閉環(huán)管理的信息管理系統(tǒng)［1］。基于物聯(lián)網(wǎng)的冷鏈管理信息系統(tǒng)整體架構(gòu)主要分為三個(gè)層次，從底向上依次是感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，如下圖1所示。

1.1.1感知層

作為醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)中各種信息的產(chǎn)生源，主要作用是完成對(duì)物體的定位、狀態(tài)的識(shí)別與采集信息。通常的設(shè)備有RFID射頻識(shí)別設(shè)備、溫濕度傳感器等各種傳感設(shè)備。通過(guò)這些設(shè)備，采集來(lái)自患者及醫(yī)療設(shè)備等對(duì)象的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)藍(lán)牙、紅外燈短距離傳輸技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，已感知醫(yī)學(xué)活動(dòng)的各種信息［2］。

圖1　醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

1.1.2網(wǎng)絡(luò)層

將感知層識(shí)別的各種感知和控制信息按照通用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式［3］，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)人與物、物與物之間的互聯(lián)互通。網(wǎng)絡(luò)層通常是指有線網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)3G/4G、WLAN、傳感網(wǎng)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，以及相互之間的融合網(wǎng)絡(luò)。

1.1.3應(yīng)用層

主要完成對(duì)感知層采集的數(shù)據(jù)計(jì)算、處理和知識(shí)挖掘，并將這些數(shù)據(jù)與醫(yī)療活動(dòng)中各種醫(yī)院信息系統(tǒng)相結(jié)合，譬如HIS系統(tǒng)、LIS系統(tǒng)、EMR系統(tǒng)及PACS系統(tǒng)等各種醫(yī)療信息系統(tǒng)、個(gè)人健康管理信息系統(tǒng)、社區(qū)衛(wèi)生管理系統(tǒng)等，具體業(yè)務(wù)包括物品與人員定位、醫(yī)院物流、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。

1.2基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的冷鏈系統(tǒng)建設(shè)

醫(yī)院冷鏈管理信息系統(tǒng)的硬件通常由基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)冷鏈溫濕度標(biāo)簽、RFID讀寫器、通訊網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、主控系統(tǒng)、客戶端、短信平臺(tái)等一系列設(shè)備組成。物聯(lián)網(wǎng)冷鏈溫度標(biāo)簽安裝在需要監(jiān)測(cè)溫度的冰箱或其他存儲(chǔ)空間。通過(guò)醫(yī)院冷鏈信息管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院任何需要溫度、濕度管理的空間和物品的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。一般可用于冰箱（檢驗(yàn)科試冰箱、血庫(kù)冰箱、實(shí)驗(yàn)室低溫冰箱、生物制劑冰箱等）、陰冷庫(kù)（如藥房陰冷庫(kù)、病理科低溫標(biāo)本保存庫(kù)、樣品標(biāo)本保存庫(kù)等）、冷藏庫(kù)（如精子庫(kù)、卵子庫(kù)等），甚至可以延伸至其他各種潔凈區(qū)域、計(jì)算機(jī)中心機(jī)房、消毒供應(yīng)室中的消毒鍋爐的環(huán)境數(shù)據(jù)采集和分析等。

冷鏈系統(tǒng)的關(guān)鍵就是利用基于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的標(biāo)簽將從感知層所采集到冰箱中的溫濕度等信息傳輸、匯聚到冷鏈閱讀器中，并進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理和傳輸，從而實(shí)現(xiàn)各類傳感設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)能夠精確、及時(shí)地與主控系統(tǒng)保持協(xié)同通信，冷鏈管理處理流程如下圖2所示。

1.3冷鏈管理系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)

圖2　冷鏈管理處理流程圖

醫(yī)院冷鏈管理系統(tǒng)的主要功能在于監(jiān)控溫控設(shè)備與空間、定位受監(jiān)控設(shè)備與物品。提供報(bào)警、數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析等管理功能。具體包括如下基本功能：

1.3.1用戶管理功能

細(xì)化落實(shí)三年行動(dòng)計(jì)劃問(wèn)題清單和責(zé)任清單，著力落實(shí)湖區(qū)市縣政府主體責(zé)任和省直部門監(jiān)管責(zé)任，加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，加強(qiáng)協(xié)同配合，加大資金投入，加大督查考核，確保十大重點(diǎn)領(lǐng)域（全面推進(jìn)農(nóng)業(yè)面源污染防治、深入開展城鄉(xiāng)生活污染治理、集中整治工業(yè)污染、加強(qiáng)船舶污染防治、保障飲水安全、實(shí)行溝渠清淤疏浚、推進(jìn)黑臭水體治理、整頓湖區(qū)采砂秩序、加快濕地生態(tài)修復(fù)、加強(qiáng)血吸蟲病防控）和九大重點(diǎn)片區(qū)（污染嚴(yán)重、對(duì)洞庭湖水質(zhì)影響較大的大通湖、華容河、珊珀湖、安樂(lè)湖、沖天湖—馬家吉河、東風(fēng)湖—吉家湖、沅江七湖、黃家湖、桃花江流域等）整治任務(wù)和措施的落實(shí)。

主要包括對(duì)使用該系統(tǒng)人員信息、部門信息及角色分配信息、權(quán)限信息的設(shè)置與管理功能。

1.3.2設(shè)備管理功能

系統(tǒng)會(huì)為每一個(gè)標(biāo)簽配置唯一的ID，作為所屬設(shè)備或空間的身份識(shí)別號(hào)。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)所管理系統(tǒng)涉及的標(biāo)簽、讀卡器等進(jìn)行配置、部門匹配及對(duì)監(jiān)控設(shè)備或空間的監(jiān)控內(nèi)容、報(bào)警閾值，設(shè)定標(biāo)簽管理的人員信息。一旦溫濕度超出報(bào)警閾值，系統(tǒng)就會(huì)利用短信平臺(tái)向指定的管理人員發(fā)出告警短信通知，以便管理人員及時(shí)作出相應(yīng)的處理。

1.3.3系統(tǒng)管理功能

針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能存在的可變參數(shù)進(jìn)行相關(guān)設(shè)定，包括日志管理功能、數(shù)據(jù)庫(kù)備份功能等。1.3.4實(shí)時(shí)監(jiān)控功能

系統(tǒng)對(duì)溫控設(shè)備或設(shè)施配置采集前端，對(duì)傳感標(biāo)簽監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可以在電子地圖上對(duì)應(yīng)各冷鏈監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可以24小時(shí)不間斷地記錄、同時(shí)系統(tǒng)還可以記錄一些需要監(jiān)測(cè)的特殊事件，比如冰箱門的開關(guān)次數(shù)和開關(guān)時(shí)間。

1.3.5統(tǒng)計(jì)分析功能

系統(tǒng)能夠?qū)ζ洳杉乃行畔⑦M(jìn)行統(tǒng)計(jì)圖表分析，生成各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表，比如溫濕度變化曲線圖表。溫濕度曲線可以按標(biāo)簽或時(shí)間軸顯示，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的溫濕度記錄，實(shí)現(xiàn)可追溯的閉環(huán)管理。

1.3.6預(yù)警功能

系統(tǒng)可以自動(dòng)偵測(cè)到異常信息，例如設(shè)備故障、標(biāo)簽缺電、冷鏈監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)超出報(bào)警閾值等情況：告警方式多樣化，可以利用計(jì)算機(jī)音箱采用聲音告警，提醒現(xiàn)場(chǎng)的醫(yī)護(hù)或管理人員；也可以利用醫(yī)院的短信平臺(tái)向指定的責(zé)任人或相關(guān)管理平臺(tái)發(fā)送報(bào)警短信，提醒相關(guān)人員及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)或通知在院工作人員排查故障。

1.3.7電子地圖及定位功能

系統(tǒng)可以在預(yù)先繪制好的電子地圖上動(dòng)態(tài)標(biāo)志所監(jiān)控的設(shè)備或物品，并實(shí)時(shí)顯示其相關(guān)的信息與狀態(tài)?？梢杂涗浤潮O(jiān)控物的位置變動(dòng)軌跡，做到追溯管理。

2　冷鏈管理系統(tǒng)的應(yīng)用

醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)各類硬件（標(biāo)簽、閱讀器等）是基礎(chǔ)，軟件管理系統(tǒng)是核心，其預(yù)警和管控的全部功能都必須在軟件實(shí)現(xiàn)，通過(guò)軟件與硬件設(shè)備一體化管理與融合，實(shí)現(xiàn)全院冷鏈管理的精細(xì)化、智能化及閉環(huán)化。醫(yī)院信息科要根據(jù)醫(yī)院冷鏈的不同場(chǎng)景、不同管理要求、不同處理方式等具體情況對(duì)軟件進(jìn)行個(gè)性化開發(fā)和定制，以滿足各冷鏈需求科室的實(shí)際需要。根據(jù)醫(yī)院冷鏈管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管理和具體場(chǎng)景要求，衍生出了血庫(kù)冷鏈管理系統(tǒng)、藥品冷鏈管理系統(tǒng)、試劑冷鏈管理系統(tǒng)等特定監(jiān)控物品的管理系統(tǒng)，其本質(zhì)仍是對(duì)監(jiān)控物品的全流程過(guò)程環(huán)境監(jiān)控。

醫(yī)院血液冷鏈管理系統(tǒng)就是對(duì)醫(yī)院用血的全流程溫度控制管理系統(tǒng)。主要功能就是對(duì)血液溫度的控制，包括儲(chǔ)血設(shè)備及運(yùn)輸工具的溫度監(jiān)控，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)血液的設(shè)備溫度需要監(jiān)控需要人工觀察、手工記錄的方式進(jìn)行，記錄人隨意性很大，缺乏有效的監(jiān)管，對(duì)血液的質(zhì)量存在安全隱患。通過(guò)血庫(kù)冷鏈系統(tǒng)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)所有存儲(chǔ)血庫(kù)冰箱溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，所有冰箱的溫濕度數(shù)據(jù)、報(bào)警信息通過(guò)專用網(wǎng)絡(luò)定時(shí)發(fā)送至主控系統(tǒng)及管理員手機(jī)中，確保血液在冷藏過(guò)程中的安全。

藥品、生物制劑、檢驗(yàn)試劑冷鏈管理系統(tǒng)與血液冷鏈管理系統(tǒng)的原理相似，都是基于RFID技術(shù)和傳感裝置及無(wú)線技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定物品或空間環(huán)境的溫濕度控制與管理，提高醫(yī)院藥品、試劑等的管理水平，減少藥品、試劑等的損壞與流失，保障了藥品、試劑等在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程中的質(zhì)量安全，降低醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)，提高安全管理水平。

3　小結(jié)

醫(yī)院冷鏈管理信息系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立醫(yī)院冷鏈的監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)醫(yī)療冷藏環(huán)境數(shù)據(jù)，使管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、可視化、預(yù)警化，克服了傳統(tǒng)方式的不足，具有明顯的實(shí)用價(jià)值。通過(guò)該系統(tǒng)的建設(shè)有力地杜絕了因血液、藥品等因儲(chǔ)存條件變化而導(dǎo)致藥品變質(zhì)、變性現(xiàn)象的發(fā)生。系統(tǒng)的建立是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療感知領(lǐng)域的成功實(shí)踐，具有智能化及閉環(huán)程度高、方便易用、應(yīng)用領(lǐng)域廣等特點(diǎn)。該系統(tǒng)將促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與醫(yī)院信息技術(shù)的融合，推動(dòng)醫(yī)療領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，具有良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

［1］沈崇德,童思木,孫煒一.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)院冷鏈管理信息系統(tǒng)研究［J］.醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2013,34（3）：31—32.

［2］丁忠,姚青玲,嚴(yán)子和,等.基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療冷鏈監(jiān)測(cè)應(yīng)用探討［J］.中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2015,30（10）：148—150.

［3］高東旗,楊會(huì)鎖,鄧兵,等.部隊(duì)疫苗冷鏈隨行實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)構(gòu)建［J］.醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2015,36（10）：21—23.

The Application of Medical Cold Chain Monitoring Based on Internet of Things

YE Qing
(The Holy Guangzhou Ruikang Biotechnology Co. Ltd., Guangzhou)

With the development of medical technology and the maturity of Internet of Things, medical cold chain management system plays an increasingly important role in hospital. The paper introduces the application of RFID technology based on Internet of Things RFID technology in the hospital cold chain management, and focuses on the construction, business processes and functional of the cold chain management information system, which can achieve the automated collection, visualization management and warning of operation of the medical refrigeration environmental data required monitoring, and improve the management of hospital special medical supplies.

RFID technology； Medical internet of things； Cold chain management system