Zastosowanie znaczników czujnikowych RFID w zarządzaniu kontrolą jakości krwi

Wykonalność technologii czujników RFID do zarządzania krwią

Ogólny proces zarządzania krwią to: rejestracja donacji krwi, kontrola, badanie próbek krwi, pobieranie krwi, bank krwi, zarządzanie w banku (przetwarzanie składników itp.), dostarczanie krwi, bank krwi-Szpital do użytku pacjenta (lub przetworzenie na inne produkty krwiopochodne). Proces ten często obejmuje dużą ilość informacji o danych, w tym informacje o dawcy krwi, grupie krwi, czasie pobrania krwi, lokalizacji, osobie obsługującej itp. Duża ilość informacji powoduje pewne trudności w zarządzaniu krwią. Ponadto krew jest bardzo nietrwałą substancją. Jeśli warunki środowiskowe nie są odpowiednie, jakość krwi ulegnie zniszczeniu. Dlatego jakość krwi ulegnie pogorszeniu podczas przechowywania i transportu. Monitorowanie w czasie rzeczywistym ma również kluczowe znaczenie. RFID i technologia czujników to nowe technologie, które mogą rozwiązać powyższe problemy i skutecznie pomóc w zarządzaniu krwią.

Technologia RFID może nadać każdemu workowi krwi własną unikalną tożsamość i przechowywać odpowiednie informacje. Informacje te są połączone z bazą danych zaplecza. Dlatego też, niezależnie od tego, czy krew znajduje się w punkcie poboru krwi, banku krwi w punkcie transferu czy szpitalu, system RFID może monitorować cały proces, a informacje o krwi w każdym punkcie mobilizacji można śledzić w dowolnym momencie. W przeszłości krew była czasochłonna i pracochłonna, a przed użyciem wymagana była ręczna weryfikacja informacji. Dzięki zastosowaniu technologii RFID dane można zbierać, przesyłać, weryfikować i aktualizować w dużych ilościach w czasie rzeczywistym bez precyzyjnego pozycjonowania, co przyspiesza dostarczanie krwi. Identyfikacja biblioteczna pozwala również uniknąć błędów, które często występują podczas ręcznej weryfikacji. Bezkontaktowe cechy identyfikacyjne RFID mogą również zapewnić, że krew można zidentyfikować i wykryć bez zanieczyszczenia, zmniejszając możliwość zanieczyszczenia krwi. Nie boi się kurzu, plam, niskich temperatur itp. i może być stosowany w szczególnych warunkach, w których przechowywana jest krew. Utrzymuj normalną pracę w warunkach środowiskowych.

Technologia czujników jest oknem do wykrywania, pozyskiwania i wykrywania informacji. Może realizować aPlikacje do zbierania, kwantyfikacji, przetwarzania, łączenia i przesyłania danych. Poprzez monitorowanie w czasie rzeczywistym i zbieranie temperatury otoczenia krwi, stanu uszczelnienia i stopnia oscylacji przez czujnik, a następnie poprzez terminowe przetwarzanie i reakcję systemu na wykryte informacje, można skutecznie uniknąć pogorszenia jakości krwi i zagwarantować jej jakość.

Poprzez integrację technologii RFID i czujników oraz wykorzystanie tagów czujników RFID, które mogą nie tylko poprawić wydajność identyfikacji, realizować śledzenie informacji i monitorować jakość przedmiotów w czasie rzeczywistym, możemy naprawdę zrealizować inteligentną informatyzację zarządzania krwią.

Projekt znaczników czujników RFID

Znaczniki czujników RFID składają się głównie z mikroukładów sterowania, jednostek wykrywających, jednostek częstotliwości radiowej, jednostek komunikacyjnych, jednostek pozycjonujących i jednostek zasilania, jak pokazano na rysunku 1.

1 mikroukład sterowania

Mikroukład sterowania składa się z systemu wbudowanego, w tym wbudowanego mikroprocesora, pamięci, wbudowanego systemu operacyjnego itp. Integruje również układ nadzorujący, licznik czasu, synchroniczny/asynchroniczny interfejs szeregowy, A/D i D/ Różne niezbędne funkcje i urządzenia zewnętrzne, takie jak przetworniki A i wejścia/wyjścia. Główne funkcje realizowane przez tę jednostkę obejmują: odpowiedzialność za przydzielanie zadań i harmonogramowanie całego układu, integrację i transmisję danych, bezprzewodową weryfikację danych, analizę danych, przechowywanie i przekazywanie, utrzymanie routingu sieci regionalnej oraz zarządzanie zużyciem energii przez zasilacz układu. czekaj.

2 Jednostka wykrywająca

Jednostka wykrywająca składa się głównie z czujników i przetworników analogowo-cyfrowych. Czujnik to urządzenie lub przyrząd, który może wykrywać określoną wartość mierzoną i konwertować ją na użyteczny sygnał wyjściowy zgodnie z pewnymi zasadami. Zwykle czujnik składa się z elementu czułego i elementu konwersji. Element czuły zbiera informacje zewnętrzne, które muszą zostać wykryte i wysyła je do elementu konwersji. Ten ostatni kończy konwersję powyższych wielkości fizycznych na oryginalny sygnał elektryczny, który system może rozpoznać, i przekazuje go przez obwód integracyjny i obwód wzmacniający. Proces kształtowania jest ostatecznie konwertowany na sygnał cyfrowy przez przetwornik analogowo-cyfrowy i przesyłany do jednostki mikrokontrolera w celu dalszego przetwarzania.

Biorąc pod uwagę prąd przemiennypolicz wymagania dotyczące warunków środowiskowych dla przechowywania i transportu krwi, ta jednostka pomiarowa obejmuje funkcję testowania wielu sygnałów fizycznych, takich jak temperatura, ciśnienie, światłoczułość i oscylacja w obszarze monitorowania.

3 jednostka RF

Jednostka częstotliwości radiowej kontroluje odbiór i transmisję sygnałów częstotliwości radiowej oraz wybiera i wykorzystuje metody dostępu, takie jak multipleksowanie z podziałem przestrzeni, multipleksowanie z podziałem czasu, multipleksowanie z podziałem częstotliwości i multipleksowanie z podziałem kodu, aby osiągnąć jednoczesną identyfikację wielu celów i mechanizmy antykolizyjne systemu.

4 jednostka komunikacyjna

Jednostka komunikacyjna jest używana do komunikacji danych, rozwiązywania wyboru pasma częstotliwości nośnej, szybkości transmisji danych, modulacji sygnału, metody kodowania itp. w komunikacji bezprzewodowej oraz przesyłania i odbierania danych między chipem a czytnikiem za pośrednictwem anteny, a także ma fuzję danych, arbitraż żądań i routing. Wybierz funkcje.

5 jednostka pozycjonująca

Jednostka pozycjonująca realizuje pozycjonowanie samego chipa i pozycjonowanie kierunku transmisji informacji. Oparta na protokołach transmisji bezprzewodowej, takich jak standard IEEE802.15.4 i protokół ZigBee. Algorytm pozycjonowania może być oparty na zakresie (takim jak zakres siły sygnału, zakres różnicy czasu itp.) lub nieoparty na zakresie (takim jak metoda centroidu, algorytm DV-Hop itp.).

6 zasilacz

Znaczniki czujnika RFID dzielą się na pasywne, półpasywne i aktywne. Znaczniki pasywne nie wymagają wbudowanej baterii w układzie scalonym. Działają poprzez wydobywanie energii częstotliwości radiowej emitowanej przez czytnik. Zarówno znaczniki półpasywne, jak i aktywne wymagają zasilania z wewnętrznej baterii, aby utrzymać normalne wykrywanie i działanie częstotliwości radiowej. Biorąc pod uwagę, że monitorowanie produktów krwiopochodnych w czasie rzeczywistym w zarządzaniu krwią wymaga zapewnienia ich ciągłego i normalnego zasilania energią, dodano zasilacz i zaprojektowano go jako znacznik półpasywny lub aktywny [4].

W tej części, poprzez rozsądne ustawienie stanów odbioru, transmisji i gotowości chipa, można rozwiązać problemy zużycia energii i niezawodności transmisji, a także skutecznie wydłużyć żywotność chipa.

Przedstawia głównie trzy aspekty: zarządzanie krwią przychodzącą i wychodzącą, zarządzanie śledzeniem krwi i zarządzanie kontrolą jakości krwi, a także wskazuje na skuteczną rolę technologii wykrywania fuzji RFID w zarządzaniu krwią.

1. Zarządzanie krwią przychodzącą i wychodzącą

(1) Przechowywanie krwi

Personel umieszczał worki z krwią przy wejściu do taśmy przenośnika i podawał je po kolei. Czytnik RFID został zainstalowany na dole taśmy przenośnika. Gdy znacznik czujnika RFID przymocowany do worka z krwią wszedł w zakres odczytu i zapisu, informacje na znaczniku zostały odczytane. Oprogramowanie pośredniczące filtruje je i przesyła do bazy danych zaplecza. Jednocześnie system wyświetla grupę krwi, grupę, specyfikacje i inne informacje na ekranie przy wyjściu z taśmy przenośnika. Personel umieszcza krew w wyznaczonych tacach magazynowych na podstawie wyświetlanej zawartości.

Na podstawie odczytanej grupy krwi, grupy, specyfikacji, ilości itp. system zaplecza identyfikuje sloty ładunkowe w banku krwi i wyszukuje istniejące puste sloty ładunkowe, które spełniają specyfikacje i ilość. Ten krok jest realizowany głównie poprzez naklejenie znacznika RFID na każdej półce i zapisanie grupy krwi, grupy, specyfikacji, ilości i innych informacji, które powinien przechowywać za pomocą czytnika/zapisywacza. Gdy worek z krwią zostanie umieszczony na tej półce Gdy worek z krwią znajduje się na półce, personel używa ręcznego czytnika do ustawienia i zapisania znacznika RFID. Gdy worki z krwią na półce są wysyłane lub przenoszone, personel używa ręcznego czytnika do czyszczenia i zapisywania znacznika RFID. , a czytnik/zapisywacz zainstalowany na górze banku krwi odczyta etykiety każdej półki zgodnie z instrukcjami systemu. Jeśli znajdzie półkę, która została oczyszczona i spełnia warunki przechowywania, powiadomi system, a system Konkretny numer jest wyświetlany na ekranie w obszarze przechowywania, informując personel, jaki rodzaj krwi powinien zostać umieszczony na poszczególnych półkach.

Po otrzymaniu instrukcji personel wyśle krew o różnych specyfikacjach do wyznaczonego obszaru w celu jej schłodzenia i przechowywania. Jednocześnie czytnik zapisuje czas przechowywania, rodzaj przechowywania, nadawcę krwi, odbiorcę krwi i inne informacje o każdym worku z krwią w systemie RFID [5].

(2) Krew poza bankiem

System wydaje zlecenie wysyłki, instruując personel, aby udał się do wyznaczonego obszaru w celu pobrania określonego rodzaju, specyfikacji i ilości krwi. Jeśli ilość pobranej krwi jest niewielka, personel może użyć ręcznego czytnika, aby bezpośrednio odczytać informacje o krwi; jeśli ilość pobranej krwi jest duża, personel może użyć taśmy przenośnika, aby przetransportować krew poza bibliotekę i odczytać jej informacje. Odczytane informacje są przesyłane do systemu i sprawdzane w bazie danych zaplecza. Jeśli są poprawne, wysyłka jest dozwolona. Podczas procesu wysyłki system RFID rejestruje czas wysyłki, datę ważności krwi i inne informacje drugorzędne.

Kolejność, w jakiej krew jest wysyłana z biblioteki, jest ustalana przez system po odczytaniu informacji i ich przeanalizowaniu. Krew o tych samych specyfikacjach musi przestrzegać zasady FIFO, aby uniknąć zjawiska zaległości w zapasach i przeterminowanych odpadów krwi. Krew oznaczona jako „do sprawdzenia” w banku krwi nie może opuścić banku, aby zapewnić jakość krwi opuszczającej bank.

2 Zarządzanie śledzeniem krwi

Zarządzanie śledzeniem krwi przyjmuje hierarchiczną strukturę opartą na klastrach. Każda głowica klastra jest rozproszonym centrum przetwarzania informacji, używanym do zbierania danych od każdego członka klastra oraz do pełnego przetwarzania i łączenia danych. Następnie dane są przesyłane do głowicy klastra wyższej warstwy i przekazywane sekwencyjnie. Na koniec wszystkie dane są filtrowane i po integracji są przesyłane do głowicy klastra najwyższego poziomu, a odwrotnym procesem jest proces zapytania o informacje. Dane są rozwijane warstwa po warstwie i śledzone w uporządkowany sposób. Tutaj najwyższy poziom klastra jest odpowiednikiem krajowego centrum informacji o krwi, podczas gdy następny najwyższy poziom klastra jest odpowiednikiem centrum informacji o krwi każdej prowincji, regionu autonomicznego i gminy itd., a najniższy poziom członków klastra to lokalne stacje krwiodawstwa. Ta hierarchiczna struktura rozprasza informacje, unika scentralizowanego przechowywania, rozwiązuje problem nadmiernej ilości informacji i poprawia bezpieczeństwo systemu. Wymiana i transfer informacji są przeprowadzane bezpośrednio między warstwą podrzędną a warstwą nadrzędną, co ułatwia zapytania i śledzenie. Struktura jest pokazana na rysunku 2.

Proces przechowywania informacji o krwi jest następujący: najpierw zapisz kod identyfikacyjny RFID każdego worka krwi i odpowiadające mu informacje w bazie danych lokalnej stacji krwiodawstwa, a następnie połącz informacje lokalnej stacji krwiodawstwa i połącz kod identyfikacyjny z efektywnym adresem IP lokalnej stacji krwiodawstwa. Adres jest przechowywany w lokalnej bazie danych miejskiego centrum informacji o krwi, a następnie informacje miejskiego centrum informacji o krwi są integrowane, a kod identyfikacyjny i efektywny adres IP miejskiego centrum informacji o krwi są przechowywane w lokalnej bazie danych prowincjonalnego centrum informacji o krwi. Na koniec zintegruj informacje prowincjonalnego centrum informacji o krwi i zapisz kod identyfikacyjny i efektywny adres IP prowincjonalnego centrum informacji o krwi w krajowej bazie danych centrum informacji o krwi (w razie potrzeby możesz również połączyć kod identyfikacyjny z krajowym centrum informacji o krwi. Efektywny adres IP jest przechowywany w globalnej bazie danych centrum informacji o krwi w celu globalnego połączenia informacji o krwi) [6-7].

Proces śledzenia informacji o krwi jest następujący: na podstawie kodu identyfikacyjnego RFID najpierw wyszukaj informacje o prowincji dotyczące worka z krwią w bazie danych Narodowego Centrum Informacji o Krwi, a następnie wprowadź bazę danych prowincjonalnego centrum informacji o krwi na podstawie znalezionego adresu IP, aby wyszukać worek z krwią. Aby uzyskać informacje o mieście, wprowadź bazę danych centrum informacji o krwi na poziomie miasta na podstawie znalezionego adresu IP, aby znaleźć stację krwi, do której należy worek krwi. Wprowadź bazę danych stacji krwi na podstawie znalezionego adresu IP. Na podstawie tych informacji możesz poznać aktualny status worka krwi. Statusem jest to, czy jest on zapisany w magazynie, używany podczas wysyłki z magazynu, czy też uległ pogorszeniu i został złomowany. Jeśli był używany, możesz dowiedzieć się więcej o wszystkich informacjach użytkownika.

3 Zarządzanie kontrolą jakości krwi

Krew jest bardzo wrażliwa na zmiany temperatury. Jeśli temperatura otoczenia nie jest odpowiednia, substancje we krwi ulegną zniszczeniu, co wpłynie na jakość i okres przydatności krwi. Krew powinna również unikać gwałtownych wibracji podczas przechowywania, przenoszenia i transportu. Ponadto opakowanie krwi powinno być uszczelnione. Jeśli wystąpi zanieczyszczenie bakteryjnez powodu przebicia lub innych czynników krew zostanie wyrzucona.

Etykieta czujnika RFID przymocowana do worka z krwią będzie monitorować otoczenie wokół worka z krwią w czasie rzeczywistym. W określonych odstępach czasu będzie mierzyć otaczające sygnały fizyczne, takie jak temperatura, ciśnienie, światłoczułość i oscylacja, i rejestrować dane pomiarowe w chipie etykiety. . System ustawi standardowy zakres wewnątrz etykiety. Gdy bieżące zmierzone dane będą niższe od dolnej granicy zakresu lub wyższe od górnej granicy zakresu, etykieta będzie aktywnie przesyłać sygnał o częstotliwości radiowej, aby aktywować urządzenie alarmowe w celu powiadomienia personelu.

Jeśli worek z krwią zostanie zaalarmowany podczas przechowywania go w banku krwi, wówczas na podstawie otrzymanego sygnału radiowego, bieżąca lokalizacja zaalarmowanego worka z krwią (miejsce przechowywania, półka, kod identyfikacyjny RFID itp.) zostanie wyświetlona na wyświetlaczu alarmu, aby ułatwić personelowi szybkie wykrycie i przetwarzanie; Jeśli worek z krwią ma zostać zaalarmowany podczas transportu, urządzenie alarmowe można zainstalować na pojemniku do przechowywania w celu ostrzeżenia personelu za pomocą pisku lub błysku. Po wykryciu tego personel używa ręcznego czytnika, aby odebrać sygnał radiowy i znaleźć alarm na podstawie kodu identyfikacyjnego. Worek z krwią.

Gdy podejrzewa się, że krew jest zepsuta lub zanieczyszczona, personel użyje czytnika, aby ustawić etykietę na „do sprawdzenia” i nie będzie mógł opuścić magazynu. Krwi, która znajduje się już w miejscu użycia, nie wolno używać. Po przeprowadzeniu testów potwierdzono, że nie można jej użyć. , zostanie przeprowadzona sterylizacja wysokociśnieniowa i spalenie. W tym czasie personel zapisze informacje o złomie, powody złomu itp. w systemie wraz z kodem identyfikacyjnym RFID worka z krwią, aby przygotować się do późniejszego śledzenia krwi.

W przypadku zwróconej krwi, oprócz dalszego ręcznego testowania jakości krwi, zapisy danych znaczników czujników RFID mogą być również wykorzystane do znalezienia powiązań w całym procesie od pobrania krwi, przez jej dostarczenie, po pobranie krwi, a także do ustalenia, kto jest odpowiedzialny. Osoba lub organizacja musi przeanalizować przyczyny, aby uniknąć podobnych sytuacji w przyszłości.

Krew jest nie tylko źródłem życia, ale także kanałem rozprzestrzeniania się wielu chorób. Do powszechnych chorób rozprzestrzeniających się poprzez transfuzje krwi lub produkty krwiopochodne należą: zapalenie wątroby typu B, zapalenie wątroby typu C, AIDS, kiła, malaria, sepsa itp., z których większość jest trudna do wyleczenia. Aby uniknąć przenoszenia chorób lub wypadków medycznych spowodowanych nieregularnym pobieraniem krwi, chaotycznym zarządzaniem krwią w workach lub nieprawidłową transfuzją krwi, konieczne jest wzmocnienie zarządzania krwią i zapewnienie bezpieczeństwa jej wykorzystania. Obecnie połączenie technologii RFID i czujników nie jest szeroko stosowane, ale wykazało szerokie perspektywy zastosowania. W tym artykule zaproponowano znacznik czujnika RFID zaprojektowany poprzez zintegrowanie tych dwóch technologii i przeanalizowano zalety i wykonalność jego zastosowania w zarządzaniu krwią.

Zarządzanie krwią to praca, która nie dopuszcza błędów. Zastosowanie tagów czujników RFID nie tylko sprawia, że cały łańcuch dostaw jest widoczny, przejrzysty i wolny od zanieczyszczeń, ale także umożliwia monitorowanie w czasie rzeczywistym i śledzenie połączeń informacji i jakości, co naprawdę czyni krew Praca informatyzacji zarządzania i informatyzacji zarządzania medycznego została rozszerzona do granic możliwości i wdrożona, tak aby można było zrealizować całkowicie zindywidualizowaną opiekę humanistyczną.