Aplicação de etiquetas sensoras RFID na gestão do controle de qualidade do sangue

Viabilidade da tecnologia de sensoriamento de fusão RFID para gerenciamento de sangue

O processo geral do negócio de gerenciamento de sangue é: registro de doação de sangue, inspeção, teste de amostra de sangue, coleta de sangue, banco de sangue, gerenciamento no banco (processamento de componentes, etc.), entrega de sangue, banco de sangue-Hospital para uso do paciente (ou transformado em outros produtos sanguíneos). Este processo geralmente envolve uma grande quantidade de informações de dados, incluindo informações do doador de sangue, tipo sanguíneo, hora da coleta de sangue, local, manipulador, etc. Uma grande quantidade de informações traz certas dificuldades para o gerenciamento do sangue. Além disso, o sangue é uma substância muito perecível. Se as condições ambientais não forem adequadas, a qualidade do sangue será destruída. Portanto, a qualidade do sangue será afetada durante o armazenamento e o transporte. O monitoramento em tempo real também é crítico. RFID e tecnologia de sensoriamento são tecnologias emergentes que podem resolver os problemas acima e auxiliar efetivamente no gerenciamento do sangue.

A tecnologia RFID pode fornecer a cada bolsa de sangue sua própria identidade única e armazenar informações correspondentes. Essas informações são interconectadas com o banco de dados de backend. Portanto, se o sangue está no ponto de coleta de sangue, no banco de sangue do ponto de transferência ou no hospital do ponto de uso, pode ser monitorado pelo sistema RFID durante todo o processo, e as informações do sangue em cada ponto de mobilização podem ser rastreadas a qualquer momento. No passado, o sangue era demorado e trabalhoso, e a verificação manual das informações era necessária antes do uso. Com o uso da tecnologia RFID, os dados podem ser coletados, transmitidos, verificados e atualizados em grandes quantidades em tempo real sem posicionamento preciso, acelerando a entrega do sangue. A identificação da Biblioteca também evita erros que geralmente ocorrem durante a verificação manual. As características de identificação sem contato do RFID também podem garantir que o sangue possa ser identificado e detectado sem ser contaminado, reduzindo a possibilidade de contaminação do sangue. Ele não tem medo de poeira, manchas, baixas temperaturas, etc., e pode ser usado em condições especiais onde o sangue é armazenado. Mantenha a operação normal sob condições ambientais.

A tecnologia de detecção é uma janela para detecção, aquisição e detecção de informações. Ela pode realizar coleta de dados, quantificação, processamento, fusão e aplicações de transmissão. Por meio do monitoramento e coleta em tempo real da temperatura do ambiente sanguíneo, status de vedação e grau de oscilação pelo sensor e, em seguida, por meio do processamento e resposta oportunos do sistema às informações detectadas, a deterioração do sangue pode ser efetivamente evitada e a qualidade do sangue pode ser garantida.

Ao integrar RFID e tecnologia de detecção e usar etiquetas de sensor RFID que podem não apenas melhorar a eficiência da identificação, realizar o rastreamento de informações e monitorar a qualidade dos itens em tempo real, podemos realmente realizar a informatização inteligente do gerenciamento de sangue.

Design de etiquetas de sensor RFID

As etiquetas de sensor RFID são compostas principalmente de microunidades de controle, unidades de detecção, unidades de radiofrequência, unidades de comunicação, unidades de posicionamento e unidades de fonte de alimentação, conforme mostrado na Figura 1.

1 microunidade de controle

A microunidade de controle é composta de um sistema embarcado, incluindo um microprocessador embarcado, memória, sistema operacional embarcado, etc. Ela também integra watchdog, temporizador/contador, interface serial síncrona/assíncrona, A/D e D/ Várias funções necessárias e dispositivos externos, como conversores A e E/S. As principais funções implementadas por esta unidade incluem: responsável pela alocação e programação de tarefas de todo o chip, integração e transmissão de dados, verificação de dados sem fio, análise de dados, armazenamento e encaminhamento, manutenção de roteamento da rede regional e gerenciamento do consumo de energia da fonte de alimentação do chip. aguarde.

2 Unidade de detecção

A unidade de detecção é composta principalmente de sensores e conversores A/D. Um sensor é um dispositivo ou dispositivo que pode detectar um valor medido especificado e convertê-lo em um sinal de saída utilizável de acordo com certas regras. Normalmente, o sensor é composto de um elemento sensível e um elemento de conversão. O elemento sensível coleta as informações externas que precisam ser detectadas e as envia para o elemento de conversão. Este último conclui a conversão das quantidades físicas acima no sinal elétrico original que o sistema pode reconhecer e o passa pelo circuito de integração e circuito de amplificação. O processo de modelagem é finalmente convertido em um sinal digital por A/D e enviado para a unidade de microcontrole para processamento posterior.

Levando em contaconte os requisitos para condições ambientais para armazenamento e transporte de sangue, esta unidade de detecção inclui a função de testar múltiplos sinais físicos, como temperatura, pressão, fotossensibilidade e oscilação na área de monitoramento.

3 unidades de RF

A unidade de radiofrequência controla a recepção e transmissão de sinais de radiofrequência e seleciona e usa métodos de acesso, como multiplexação por divisão de espaço, multiplexação por divisão de tempo, multiplexação por divisão de frequência e multiplexação por divisão de código para obter identificação simultânea de múltiplos alvos e mecanismos anticolisão do sistema.

4 unidade de comunicação

A unidade de comunicação é usada para comunicação de dados, resolvendo seleção de banda de frequência portadora, taxa de transmissão de dados, modulação de sinal, método de codificação, etc. em comunicação sem fio e transmitindo e recebendo dados entre o chip e o leitor através da antena, e tem fusão de dados, arbitragem de solicitação e roteamento. Selecione funções.

5 unidade de posicionamento

A unidade de posicionamento realiza o posicionamento do próprio chip e o posicionamento da direção de transmissão de informações. Com base em protocolos de transmissão sem fio, como o padrão IEEE802.15.4 e o protocolo ZigBee. O algoritmo de posicionamento pode ser baseado em variação (como variação de intensidade de sinal, variação de diferença de tempo, etc.) ou não baseado em variação (como método centróide, algoritmo DV-Hop, etc.).

6 unidades de fonte de alimentação

As etiquetas do sensor RFID são divididas em passivas, semipassivas e ativas. As etiquetas passivas não requerem uma bateria embutida no chip. Elas funcionam extraindo energia de radiofrequência emitida pelo leitor. As etiquetas semipassivas e ativas requerem energia de bateria interna para manter a detecção normal e a operação de radiofrequência. Considerando que o monitoramento em tempo real de produtos sanguíneos no gerenciamento de sangue requer a garantia de seu fornecimento contínuo e normal de energia, uma unidade de fonte de alimentação é adicionada e projetada como uma etiqueta semipassiva ou ativa [4].

Nesta parte, ao definir razoavelmente os estados de recepção, transmissão e espera do chip, os problemas de consumo de energia e confiabilidade de transmissão podem ser resolvidos, e a vida útil do chip pode ser efetivamente estendida.

Ele apresenta principalmente três aspectos: gerenciamento de entrada e saída de sangue, gerenciamento de rastreamento de sangue e gerenciamento de controle de qualidade do sangue, e aponta o papel efetivo da tecnologia de detecção de fusão RFID no gerenciamento de sangue.

1. Gerenciamento de entrada e saída de sangue

(1) Armazenamento de sangue

A equipe colocou as bolsas de sangue na entrada da correia transportadora e as passou em sequência. Um Leitor RFID foi instalado na parte inferior da correia transportadora. Quando a etiqueta do sensor RFID presa à bolsa de sangue entrou na faixa de leitura e escrita, as informações na etiqueta foram lidas. O middleware filtra e transmite para o banco de dados de backend. Ao mesmo tempo, o sistema exibe o tipo de sangue, tipo, especificações e outras informações na tela na saída da correia transportadora. A equipe coloca o sangue em bandejas de armazenamento designadas com base no conteúdo exibido.

Com base no tipo de sangue lido, tipo, especificação, quantidade, etc., o sistema de backend identifica os slots de carga no banco de sangue e procura por slots de carga vazios existentes que atendam às especificações e quantidade. Esta etapa é realizada principalmente colando uma Etiqueta RFID em cada prateleira e escrevendo o tipo de sangue, tipo, especificação, quantidade e outras informações que ela deve armazenar por meio de um leitor/gravador. Quando uma bolsa de sangue é colocada nesta prateleira Quando a bolsa de sangue está na prateleira, a equipe usa um leitor portátil para definir e escrever a etiqueta RFID. Quando as bolsas de sangue na prateleira são enviadas ou movidas, a equipe usa o leitor portátil para limpar e escrever a etiqueta RFID. , e o leitor/gravador instalado na parte superior do banco de sangue lerá as etiquetas de cada prateleira sob as instruções do sistema. Se encontrar uma prateleira que foi limpa e atende às condições de armazenamento, ele notificará o sistema, e o sistema irá O número específico é exibido em uma tela na área de armazenamento, informando à equipe qual tipo de sangue deve ser colocado em quais prateleiras.

Após receber as instruções, a equipe enviará sangue de várias especificações para a área designada para refrigeração e armazenamento. Ao mesmo tempo, o leitor escreve o tempo de armazenamento, o tipo de armazenamento, o remetente do sangue, o receptor do sangue e outras informações de cada bolsa de sangue no sistema RFID [5].

(2) Sangue fora do banco

O sistema emite uma ordem de envio, instruindo a equipe a ir até a área designada para retirar o tipo, especificação e quantidade de sangue especificados. Se a quantidade de sangue retirada for pequena, a equipe pode usar um leitor portátil para ler diretamente as informações do sangue; se a quantidade de sangue retirada for grande, a equipe pode usar uma correia transportadora para transportar o sangue para fora da biblioteca e ler suas informações. As informações lidas são transmitidas ao sistema e verificadas com o banco de dados de backend. Se estiverem corretas, o envio é permitido. Durante o processo de saída, o sistema RFID registra o horário de saída, a data de validade do sangue e outras informações secundárias.

A ordem em que o sangue é enviado para fora da biblioteca é determinada pelo sistema após a leitura e análise das informações. O sangue com as mesmas especificações deve seguir o princípio do primeiro a entrar, primeiro a sair, para evitar o fenômeno de acúmulo de estoque e desperdício de sangue vencido. Sangue marcado como "a ser inspecionado" no banco de sangue é proibido sair do banco para garantir a qualidade do sangue que sai do banco.

2 Gerenciamento de rastreamento de sangue

O gerenciamento de rastreamento de sangue adota uma estrutura hierárquica baseada em cluster. Cada cabeça de cluster é um centro de processamento de informações distribuído, usado para coletar dados de cada membro do cluster e concluir o processamento e a fusão de dados. Em seguida, os dados são transmitidos para a cabeça de cluster da camada superior e passados em sequência. Finalmente, todos os dados são filtrados e, após a integração, são transmitidos para a cabeça de cluster de nível mais alto, e o processo inverso é o processo de consulta de informações. Os dados são desdobrados camada por camada e rastreados de maneira ordenada. Aqui, a cabeça de cluster de nível mais alto é equivalente ao centro nacional de informações sobre sangue, enquanto a cabeça de cluster de nível mais alto é equivalente ao centro de informações sobre sangue de cada província, região autônoma e município, e assim por diante, e os membros do cluster de nível mais baixo são as estações de sangue de base. Essa estrutura hierárquica dispersa informações, evita armazenamento centralizado, resolve o problema do volume excessivo de informações e melhora a segurança do sistema. A troca e transferência de informações são realizadas diretamente entre a camada filha e a camada pai, o que facilita a consulta e o rastreamento. A estrutura é mostrada na Figura 2.

O processo de armazenamento de informações de sangue é o seguinte: primeiro, armazene o código de identificação RFID de cada bolsa de sangue e suas informações correspondentes no banco de dados da estação de sangue de base, depois mescle as informações da estação de sangue de base e combine o código de identificação com o IP efetivo da estação de sangue de base. O endereço é armazenado no banco de dados do centro de informações de sangue municipal local e, em seguida, as informações do centro de informações de sangue municipal são integradas, e o código de identificação e o endereço IP efetivo do centro de informações de sangue municipal são armazenados no banco de dados do centro de informações de sangue provincial local. Finalmente, integre as informações do centro provincial de informações sobre sangue e armazene o código de identificação e o endereço IP efetivo do centro provincial de informações sobre sangue no banco de dados do centro nacional de informações sobre sangue (se necessário, você também pode combinar o código de identificação com o centro nacional de informações sobre sangue. O endereço IP efetivo é armazenado no banco de dados do centro global de informações sobre sangue para interconexão global de informações sobre sangue) [6-7].

O processo de rastreamento de informações sobre sangue é: com base no código de identificação RFID, primeiro pesquise as informações da província da bolsa de sangue no banco de dados do Centro Nacional de Informações sobre Sangue e, em seguida, insira o banco de dados do centro provincial de informações sobre sangue com base no endereço IP encontrado para pesquisar a bolsa de sangue. Para informações da cidade, insira o banco de dados do centro de informações sobre sangue em nível de cidade com base no endereço IP encontrado para encontrar a estação de sangue à qual a bolsa de sangue pertence. Insira o banco de dados da estação de sangue com base no endereço IP encontrado. Com base nas informações, você pode saber o status atual da bolsa de sangue. O status é se ela está salva no depósito, usada quando é enviada para fora do depósito ou deteriorada e descartada. Se tiver sido usado, você pode descobrir mais informações sobre o usuário.

3 Gestão do controle de qualidade do sangue

O sangue é muito sensível a mudanças de temperatura. Se a temperatura ambiente não for adequada, as substâncias no sangue serão destruídas, o que afetará a qualidade e o prazo de validade do sangue. O sangue também deve evitar vibrações violentas durante o armazenamento, transferência e transporte. Além disso, a embalagem do sangue deve ser selada. Se ocorrer contaminação bacterianadevido a perfuração ou outros fatores, o sangue será descartado.

A etiqueta do sensor RFID anexada à bolsa de sangue monitorará o ambiente ao redor da bolsa de sangue em tempo real. Em certos intervalos, ela medirá os sinais físicos circundantes, como temperatura, pressão, fotossensibilidade e oscilação, e registrará os dados de medição no chip da etiqueta. O sistema definirá um intervalo padrão dentro da etiqueta. Uma vez que os dados medidos atuais sejam inferiores ao limite inferior do intervalo ou superiores ao limite superior do intervalo, a etiqueta transmitirá ativamente um sinal de radiofrequência para ativar o dispositivo de alarme para alertar a equipe.

Se a bolsa de sangue for alarmada enquanto estiver sendo armazenada no banco de sangue, então, com base no sinal de radiofrequência recebido, a localização atual da bolsa de sangue alarmada (área de armazenamento, prateleira, código de identificação RFID, etc.) será exibida no visor do alarme para facilitar a equipe a detectar e processar prontamente; Se a bolsa de sangue for alarmada durante o transporte, o dispositivo de alarme pode ser instalado no contêiner de armazenamento de transporte para alertar a equipe com um zumbido ou flash. Depois que a equipe descobre, eles usam um leitor portátil para receber o sinal de radiofrequência e encontrar o alarme com base no código de identificação. Bolsa de sangue.

Uma vez que o sangue é suspeito de estar estragado ou contaminado, a equipe usará o leitor para definir o rótulo como "a ser inspecionado" e não poderá sair do depósito. Sangue que já está no ponto de uso não pode ser usado. Após o teste, é confirmado que ele não pode ser usado. , esterilização de alta pressão e incineração serão realizadas. Neste momento, a equipe escreverá as informações de sucata, motivos de sucata, etc. no sistema com o código de identificação RFID da bolsa de sangue para preparar o rastreamento de sangue subsequente.

Para sangue devolvido, além de mais testes manuais de qualidade do sangue, os registros de dados de etiquetas de sensor RFID também podem ser usados para descobrir os links em todo o processo, desde a coleta de sangue até o fornecimento de sangue e a retirada do sangue, e para descobrir quem é o responsável. A pessoa ou organização precisa analisar os motivos para evitar que situações semelhantes aconteçam na próxima vez.

O sangue não é apenas a fonte da vida, mas também um canal para a disseminação de muitas doenças. Doenças comuns disseminadas por meio de transfusões de sangue ou hemoderivados incluem: hepatite B, hepatite C, AIDS, sífilis, malária, sepse, etc., a maioria das quais são difíceis de curar. Para evitar a transmissão de doenças ou acidentes médicos causados por coleta irregular de sangue, gerenciamento caótico de sangue ensacado ou transfusão de sangue inadequada, é fundamental fortalecer o gerenciamento do sangue e garantir a segurança do uso do sangue. Atualmente, a combinação de RFID e tecnologia de detecção não é amplamente utilizada, mas tem mostrado amplas perspectivas de aplicação. Este artigo propõe uma etiqueta de sensor RFID projetada integrando essas duas tecnologias e analisa as vantagens e a viabilidade de aplicá-la ao gerenciamento de sangue.

O gerenciamento de sangue é um trabalho que não permite erros. A aplicação de etiquetas de sensor RFID não apenas torna todo o gerenciamento da cadeia de suprimentos visível, transparente e livre de contaminação, mas também permite o monitoramento em tempo real e o rastreamento de interconexão de informações e qualidade, realmente tornando o sangue O trabalho de informatização de gerenciamento e informatização de gerenciamento médico foi estendido até as extremidades e implementado, para que o atendimento humanístico completamente individualizado possa ser realizado.