主要從血液出入庫(kù)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。
RFID傳感器標(biāo)簽在血液質(zhì)控管理中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2018-10-31 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】血液管理業(yè)務(wù)的一般流程為:獻(xiàn)血登記一體檢一血樣檢測(cè)一采血一血液人庫(kù)一在庫(kù)管理(成分處理等)一血液出庫(kù)一醫(yī)院供患者使用(或制成其他血液制品)。
RFID融合傳感技術(shù)用于血液管理的可行性
血液管理業(yè)務(wù)的一般流程為:獻(xiàn)血登記一體檢一血樣檢測(cè)一采血一血液人庫(kù)一在庫(kù)管理(成分處理等)一血液出庫(kù)一醫(yī)院供患者使用(或制成其他血液制品)。在這一過程中,常常涉及到大量的數(shù)據(jù)信息,包括獻(xiàn)血者的資料、血液類型、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(chǔ)和運(yùn)輸途中,質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控也十分關(guān)鍵。RFID與傳感技術(shù)便是能解決以上問題、有效助力血液管理的新興技術(shù)。
RFID技術(shù)能夠?yàn)槊看禾峁└髯晕ㄒ坏纳矸?,并為其存人相?yīng)的信息,這些信息與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)互聯(lián),因此,血液無(wú)論是在采血點(diǎn),還是在調(diào)動(dòng)點(diǎn)血庫(kù),或是在使用點(diǎn)醫(yī)院,都能全程受到RFID系統(tǒng)的監(jiān)控,血液在各調(diào)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(kù)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力,使用前還需要人工進(jìn)行信息核對(duì),采用RFID技術(shù)后,無(wú)須精確定位就能大批量地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、傳遞、核對(duì)與更新,加快了血液的出人庫(kù)識(shí)別,還避免了人工核對(duì)時(shí)常出現(xiàn)的差錯(cuò)。而RFID的非接觸識(shí)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(shí)別和檢測(cè),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(chǔ)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(cè)信息的窗口,它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集量化、處理融合和傳輸應(yīng)用。通過傳感器對(duì)血液環(huán)境溫度、密封狀況和振蕩程度等的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集,再通過系統(tǒng)對(duì)感知信息的及時(shí)處理與反應(yīng),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(yùn)用既能提高識(shí)別效率、實(shí)現(xiàn)信息跟蹤,又能實(shí)時(shí)監(jiān)控物品質(zhì)量的RFID傳感器標(biāo)簽,便能夠真正實(shí)現(xiàn)血液管理的智能信息化。
RFID傳感器標(biāo)簽的設(shè)計(jì)
RFID傳感器標(biāo)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。
1. 微控制單元
微控制單元由嵌人式系統(tǒng)構(gòu)成,包括嵌人式微處理器、存儲(chǔ)器、嵌人式操作系統(tǒng)等,還集成了看門狗、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、同步/異步串行接口、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器以及I/O等各種必要功能和外部設(shè)備。該單元實(shí)現(xiàn)的主要功能包括:負(fù)責(zé)整個(gè)芯片的任務(wù)分配與調(diào)度、數(shù)據(jù)的整合與傳輸,進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)驗(yàn)證,完成數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā),區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的路由維護(hù),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(zhuǎn)換器組成。傳感器是能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換元件,后者完成將上述物理量轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)可以識(shí)別的原始電信號(hào),并通過積分電路、放大電路的整形處理,最后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并送人微控制單元進(jìn)行進(jìn)一步處理。
考慮到血液存儲(chǔ)與運(yùn)輸對(duì)環(huán)境條件的要求,本傳感單元包含了對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)溫度、壓力、感光、振蕩等多項(xiàng)物理信號(hào)測(cè)試的功能。
3. 射頻單元
射頻單元控制接收和發(fā)送射頻信號(hào),并選擇運(yùn)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(xiàn)多目標(biāo)同時(shí)識(shí)別與系統(tǒng)防沖撞機(jī)制。
4. 通信單元
通信單元用于數(shù)據(jù)通信,解決無(wú)線通信中的載波頻段選擇、數(shù)據(jù)傳輸速率、信號(hào)調(diào)制、編碼方式等,并通過天線進(jìn)行芯片與讀寫器問數(shù)據(jù)的收發(fā)工作,具有數(shù)據(jù)融合、請(qǐng)求仲裁和路由選擇等功能。
5. 定位單元
定位單元實(shí)現(xiàn)芯片自身位置的定位以及信息傳輸方位的定位。基于無(wú)線傳輸協(xié)議,如IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee協(xié)議等。定位算法可選用基于測(cè)距(如信號(hào)強(qiáng)度測(cè)距、時(shí)間差測(cè)距等)或不基于測(cè)距的方法(如質(zhì)心法、DV—Hop算法等)。
6. 供電單元
RFID傳感器標(biāo)簽有無(wú)源、半無(wú)源和有源之分。無(wú)源標(biāo)簽不需要芯片內(nèi)置電池,它通過提取讀寫器發(fā)出的射頻能量來(lái)維持工作。半無(wú)源和有源標(biāo)簽都需要內(nèi)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(duì)血液制品的實(shí)時(shí)監(jiān)控需要保證其持續(xù)、正常的能量供給,因此加入了供電單元,設(shè)計(jì)為半無(wú)源或有源標(biāo)簽[4]。
在這一部分中,通過合理的設(shè)置芯片的接收、發(fā)射以及待機(jī)狀態(tài),可以解決好能量消耗與傳輸可靠性的問題,有效延長(zhǎng)芯片的使用壽命。
RFID傳感器標(biāo)簽在血液質(zhì)控管理中的應(yīng)用
主要從血液出入庫(kù)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。
1. 血液出入庫(kù)管理
(1) 血液入庫(kù)
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(dāng)血袋上粘貼的RFID傳感器標(biāo)簽進(jìn)入讀寫識(shí)讀范圍時(shí),標(biāo)簽上的信息被讀出,經(jīng)中間件過濾后傳向后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)系統(tǒng)將血液類型、種類、規(guī)格等信息顯示在傳送帶出口處的屏幕上,工作人員根據(jù)顯示的內(nèi)容,將血液分別放人指定的儲(chǔ)存托盤內(nèi)。
根據(jù)識(shí)讀出的血型、種類、規(guī)格、數(shù)量等,后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行血庫(kù)中貨位的識(shí)別,尋找現(xiàn)有的符合規(guī)格與數(shù)量的空貨位。這一步驟的實(shí)現(xiàn)主要是通過在每個(gè)貨架上粘貼一個(gè)RFID標(biāo)簽,并通過讀寫器寫入它所應(yīng)存放的血液類型、種類、規(guī)格、數(shù)量等信息,當(dāng)有血袋放在這一貨架上時(shí),工作人員用手持讀寫器對(duì)該RFID標(biāo)簽進(jìn)行置位寫入,當(dāng)該貨架上的血袋出庫(kù)或移位時(shí),工作人員用手持讀寫器對(duì)該RFID標(biāo)簽進(jìn)行清位寫入,而裝在血庫(kù)頂部的讀寫器會(huì)在受到系統(tǒng)指示的情況下對(duì)各貨架標(biāo)簽進(jìn)行讀取,發(fā)現(xiàn)已被清位的且符合入庫(kù)條件的貨架就通知系統(tǒng),而系統(tǒng)就把該貨架的具體編號(hào)顯示在入庫(kù)處的屏幕上,告知工作人員哪類血液應(yīng)該放在哪些貨架上。
工作人員受到指示后,便會(huì)將各類規(guī)格的血液送人指定的區(qū)域進(jìn)行冷藏保存。與此同時(shí),讀寫器將各血袋的入庫(kù)時(shí)間、入庫(kù)類型、送血人、接血人等信息寫入RFID系統(tǒng)[5]。
(2) 血液出庫(kù)
系統(tǒng)下達(dá)出貨命令,指示工作人員到指定區(qū)域取出指定類型、規(guī)格和數(shù)量的血液。若所取血液數(shù)量較少,工作人員可采用手持讀寫器直接對(duì)血液信息進(jìn)行讀取;若所取血液數(shù)量較多,工作人員可采用傳送帶輸送血液出庫(kù)并讀取其信息。讀取出的信息傳至系統(tǒng),與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行核對(duì),如若無(wú)誤,準(zhǔn)許出庫(kù)。出庫(kù)過程,RFID系統(tǒng)記錄下出庫(kù)時(shí)間、血液有效日期及其他次要信息。
血液出庫(kù)的次序由系統(tǒng)讀取信息進(jìn)行分析后決定,要求同種規(guī)格血液按照先進(jìn)先出的原則,避免造成庫(kù)存積壓和血液過期浪費(fèi)的現(xiàn)象出現(xiàn)。對(duì)于血庫(kù)中標(biāo)記為“待檢”狀態(tài)的血液禁止其出庫(kù),以保證出庫(kù)血液的質(zhì)量。
2. 血液跟蹤管理
血液跟蹤管理采用基于簇的分層結(jié)構(gòu)。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(shù)據(jù)并完成數(shù)據(jù)的處理與融合,接著將數(shù)據(jù)傳向上一層的簇頭,依次傳遞,最終所有的數(shù)據(jù)經(jīng)過濾和整合后傳向了最高層的簇頭,而其逆過程即是信息的查詢過程,數(shù)據(jù)逐層展開,有序跟蹤。這里,最高層的簇頭就相當(dāng)于全國(guó)的血液信息中心,而次高層的簇頭就相當(dāng)于各省、自治區(qū)、直轄市的血液信息中心,依次類推,最低層的簇成員便是各基層血站。這種分層結(jié)構(gòu)將信息分散開來(lái),避免了集中存放,解決了信息量過大的問題,也提高了系統(tǒng)的安全性。信息交換與傳遞在子層與父層間直接展開,方便了查詢與跟蹤。結(jié)構(gòu)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(biāo)識(shí)碼與其對(duì)應(yīng)的信息存人基層血站的數(shù)據(jù)庫(kù)中,接著融合該基層血站的信息,將標(biāo)識(shí)碼與該基層血站的有效IP地址存人當(dāng)?shù)厥屑?jí)的血液信息中心數(shù)據(jù)庫(kù),然后再融合該市級(jí)血液信息中心的信息,將標(biāo)識(shí)碼與該市級(jí)血液信息中心的有效IP地址存入當(dāng)?shù)厥〖?jí)的血液信息中心數(shù)據(jù)庫(kù),最后再融合上該省級(jí)血液信息中心的信息,將標(biāo)識(shí)碼與該省級(jí)血液信息中心的有效IP地址存入全國(guó)血液信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)(如果有需要,還可以再將標(biāo)識(shí)碼與該國(guó)血液信息中心的有效IP地址存人全球的血液信息中心數(shù)據(jù)庫(kù),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(jù)RFID標(biāo)識(shí)碼,首先到全國(guó)血液信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)中查找該袋血液的所屬省份信息,根據(jù)查到的IP地址進(jìn)人該省級(jí)血液信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)查找該袋血液的所屬城市信息,根據(jù)查到的IP地址進(jìn)入該市級(jí)血液信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)查找該袋血液所屬的血站,根據(jù)查到的IP地址進(jìn)入該血站數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)其中的信息便可以知道該袋血液目前的狀態(tài)是在庫(kù)保存還是出庫(kù)被使用或是已變質(zhì)報(bào)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。
3. 血液質(zhì)控管理
血液對(duì)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(chǔ)、傳遞與運(yùn)輸?shù)倪^程中血液還應(yīng)避免劇烈振蕩,另外,血液的包裝應(yīng)是密封的,如果因刺破或其他因素造成了細(xì)菌污染,血液即告報(bào)廢。
血袋上粘貼的RFID傳感器標(biāo)簽會(huì)對(duì)血袋周圍的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),每隔一定的時(shí)間間隔就測(cè)量一下周圍的溫度、壓力、感光、振蕩等物理信號(hào),并將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在標(biāo)簽芯片內(nèi)。系統(tǒng)會(huì)給標(biāo)簽內(nèi)部設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)范圍,一旦當(dāng)前測(cè)量的數(shù)據(jù)低于范圍的下限或是高出范圍的上限,標(biāo)簽就會(huì)主動(dòng)發(fā)射射頻信號(hào)啟動(dòng)報(bào)警裝置,對(duì)工作人員進(jìn)行提示。
如果血袋是在血庫(kù)保存狀態(tài)下進(jìn)行報(bào)警,那么根據(jù)接收到的射頻信號(hào),報(bào)警顯示屏上將顯示報(bào)警血袋的當(dāng)前位置(庫(kù)區(qū)、貨架、RFID標(biāo)識(shí)碼等),方便工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理;如果血袋是在運(yùn)輸途中進(jìn)行報(bào)警,報(bào)警裝置可安裝在運(yùn)輸貯存器上,用嗚叫或閃光提示工作人員,工作人員發(fā)現(xiàn)后,用手持讀寫器接收射頻信號(hào),根據(jù)標(biāo)識(shí)碼找到報(bào)警血袋。
血液一旦被懷疑變質(zhì)或受污染,工作人員就會(huì)用讀寫器將其標(biāo)簽設(shè)置為“待檢”狀態(tài),不允許出庫(kù),已在使用點(diǎn)的不允許使用,經(jīng)檢測(cè)被確認(rèn)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(duì)應(yīng)該袋血液的RFID標(biāo)識(shí)碼向系統(tǒng)寫入報(bào)廢信息、報(bào)廢原因等,為后續(xù)的血液跟蹤作好準(zhǔn)備。
對(duì)于被退回的血液,除需要人工進(jìn)一步檢測(cè)血液質(zhì)量外,還可以通過RFID傳感器標(biāo)簽的數(shù)據(jù)記錄,找出該血液從采血到供血到被退血這整個(gè)過程中出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié),找出應(yīng)負(fù)責(zé)的人員或機(jī)構(gòu)分析原因,避免下次類似情況的發(fā)生。
血液既是生命的源泉,又是多種疾病傳播的渠道,通過輸血或血液制品傳播的常見疾病有: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(guī)范采血、袋裝血液管理混亂或輸血不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致的疾病傳染或醫(yī)療事故,加強(qiáng)血液管理、保障用血安全已勢(shì)在必行。目前,RFID與傳感技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用還不是很廣泛,但已展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。本文提出了將這兩種技術(shù)融合起來(lái)設(shè)計(jì)的RFID傳感器標(biāo)簽,并分析了將其應(yīng)用于血液管理中的優(yōu)勢(shì)與可行性。
血液管理是一項(xiàng)不允許出錯(cuò)的工作,將RFID傳感器標(biāo)簽運(yùn)用于其中,不僅使整個(gè)供應(yīng)鏈管理可見、透明、不受污染,還使信息、質(zhì)量等得到了實(shí)時(shí)監(jiān)控與互聯(lián)跟蹤,真正將血液管理信息化、醫(yī)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(xiàn)。
特別推薦
- 克服碳化硅制造挑戰(zhàn),助力未來(lái)電力電子應(yīng)用
- 了解交流電壓的產(chǎn)生
- 單結(jié)晶體管符號(hào)和結(jié)構(gòu)
- 英飛凌推出用于汽車應(yīng)用識(shí)別和認(rèn)證的新型指紋傳感器IC
- Vishay推出負(fù)載電壓達(dá)100 V的業(yè)內(nèi)先進(jìn)的1 Form A固態(tài)繼電器
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車載PoC電感器LQW32FT_8H系列
技術(shù)文章更多>>
- “扒開”超級(jí)電容的“外衣”,看看超級(jí)電容“超級(jí)”在哪兒
- DigiKey 誠(chéng)邀各位參會(huì)者蒞臨SPS 2024?展會(huì)參觀交流,體驗(yàn)最新自動(dòng)化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國(guó)電子展高端元器件展區(qū)
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動(dòng)器如何選型,一文告訴您
- 貿(mào)澤電子新品推薦:2024年第三季度推出將近7000個(gè)新物料
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
音頻IC
音頻SoC
音頻變壓器
引線電感
語(yǔ)音控制
元件符號(hào)
元器件選型
云電視
云計(jì)算
云母電容
真空三極管
振蕩器
振蕩線圈
振動(dòng)器
振動(dòng)設(shè)備
震動(dòng)馬達(dá)
整流變壓器
整流二極管
整流濾波
直流電機(jī)
智能抄表
智能電表
智能電網(wǎng)
智能家居
智能交通
智能手機(jī)
中電華星
中電器材
中功率管
中間繼電器