Aplicación de etiquetas con sensores RFID en la gestión del control de calidad de la sangre

Viabilidad de la tecnología de detección por fusión RFID para la gestión de la sangre

El proceso general del negocio de la gestión de la sangre es: registro de donación de sangre, inspección, análisis de muestras de sangre, recolección de sangre, banco de sangre, gestión en el banco (procesamiento de componentes, etc.), entrega de sangre, banco de sangre-hospital para uso del paciente (o para su transformación en otros productos sanguíneos). Este proceso a menudo implica una gran cantidad de información de datos, incluida la información del donante de sangre, el tipo de sangre, el momento de la recolección de sangre, la ubicación, el manipulador, etc. Una gran cantidad de información trae ciertas dificultades a la gestión de la sangre. Además, la sangre es una sustancia muy perecedera. Si las condiciones ambientales no son adecuadas, la calidad de la sangre se destruirá. Por lo tanto, la calidad de la sangre se verá afectada durante el almacenamiento y el transporte. El monitoreo en tiempo real también es fundamental. La tecnología RFID y de detección son tecnologías emergentes que pueden resolver los problemas anteriores y ayudar de manera efectiva a la gestión de la sangre.

La tecnología RFID puede proporcionar a cada bolsa de sangre su propia identidad única y almacenar la información correspondiente. Esta información está interconectada con la base de datos de back-end. Por lo tanto, ya sea que la sangre se encuentre en el punto de recolección de sangre, el banco de sangre del punto de transferencia o el punto de uso del hospital, puede ser monitoreada por el sistema RFID durante todo el proceso, y la información de la sangre en cada punto de movilización puede rastrearse en cualquier momento. En el pasado, la sangre consumía mucho tiempo y mano de obra, y se requería la verificación manual de la información antes de su uso. Con el uso de la tecnología RFID, los datos se pueden recopilar, transmitir, verificar y actualizar en grandes cantidades en tiempo real sin un posicionamiento preciso, acelerando la entrega de sangre. La identificación de la biblioteca también evita los errores que a menudo ocurren durante la verificación manual. Las características de identificación sin contacto de RFID también pueden garantizar que la sangre se pueda identificar y detectar sin contaminarse, lo que reduce la posibilidad de contaminación de la sangre. No le teme al polvo, las manchas, las bajas temperaturas, etc., y se puede utilizar en condiciones especiales donde se almacena sangre. Mantiene el funcionamiento normal en condiciones ambientales.

La tecnología de detección es una ventana para detectar, adquirir y detectar información. Puede realizar aplicaciones de recopilación, cuantificación, procesamiento, fusión y transmisión de datos. A través del monitoreo y la recopilación en tiempo real de la temperatura del entorno de la sangre, el estado de sellado y el grado de oscilación por parte del sensor, y luego a través del procesamiento y la respuesta oportunos del sistema a la información detectada, se puede evitar efectivamente el deterioro de la sangre y se puede garantizar la calidad de la sangre.

Al integrar RFID y tecnología de detección, y usar etiquetas de sensor RFID que no solo pueden mejorar la eficiencia de identificación, realizar el seguimiento de la información y monitorear la calidad de los artículos en tiempo real, podemos realmente lograr la informatización inteligente de la gestión de la sangre.

Diseño de etiquetas de sensores RFID

Las etiquetas de sensores RFID se componen principalmente de unidades de microcontrol, unidades de detección, unidades de radiofrecuencia, unidades de comunicación, unidades de posicionamiento y unidades de suministro de energía, como se muestra en la Figura 1.

1 unidad de microcontrol

La unidad de microcontrol se compone de un sistema integrado, que incluye un microprocesador integrado, memoria, sistema operativo integrado, etc. También integra un sistema de vigilancia, un temporizador/contador, una interfaz serial sincrónica/asincrónica, A/D y D/Varias funciones necesarias y dispositivos externos como convertidores A y E/S. Las principales funciones implementadas por esta unidad incluyen: responsable de la asignación de tareas y programación de todo el chip, integración y transmisión de datos, verificación inalámbrica de datos, análisis de datos, almacenamiento y reenvío, mantenimiento de enrutamiento de la red regional y gestión del consumo de energía de la fuente de alimentación del chip. esperar.

2 Unidad de detección

La unidad de detección se compone principalmente de sensores y convertidores A/D. Un sensor es un dispositivo o dispositivo que puede detectar un valor medido específico y convertirlo en una señal de salida utilizable de acuerdo con ciertas reglas. Por lo general, el sensor se compone de un elemento sensible y un elemento de conversión. El elemento sensible recopila la información externa que necesita ser detectada y la envía al elemento de conversión. Este último completa la conversión de las cantidades físicas anteriores en la señal eléctrica original que el sistema puede reconocer y la pasa a través del circuito de integración y el circuito de amplificación. El proceso de modelado se convierte finalmente en una señal digital mediante A/D y se envía a la unidad de microcontrol para su posterior procesamiento.

Teniendo en cuentaTeniendo en cuenta los requisitos de las condiciones ambientales para el almacenamiento y transporte de sangre, esta unidad de detección incluye la función de probar múltiples señales físicas como temperatura, presión, fotosensibilidad y oscilación en el área de monitoreo.

3 Unidad de RF

La unidad de radiofrecuencia controla la recepción y transmisión de señales de radiofrecuencia, y selecciona y utiliza métodos de acceso como multiplexación por división espacial, multiplexación por división de tiempo, multiplexación por división de frecuencia y multiplexación por división de código para lograr una identificación simultánea de múltiples objetivos y mecanismos anticolisión del sistema.

4 Unidad de comunicación

La unidad de comunicación se utiliza para la comunicación de datos, la resolución de la selección de la banda de frecuencia portadora, la velocidad de transmisión de datos, la modulación de la señal, el método de codificación, etc. en la comunicación inalámbrica, y la transmisión y recepción de datos entre el chip y el lector a través de la antena, y tiene funciones de fusión de datos, arbitraje de solicitud y enrutamiento.

5 Unidad de posicionamiento

La unidad de posicionamiento realiza el posicionamiento del propio chip y el posicionamiento de la dirección de transmisión de la información. Basado en protocolos de transmisión inalámbrica, como el estándar IEEE802.15.4 y el protocolo ZigBee. El algoritmo de posicionamiento puede basarse en la medición de distancias (como la medición de distancias de la intensidad de la señal, la medición de distancias de diferencia de tiempo, etc.) o no basarse en la medición de distancias (como el método del centroide, el algoritmo DV-Hop, etc.).

6 Unidad de fuente de alimentación

Las etiquetas de sensor RFID se dividen en pasivas, semipasivas y activas. Las etiquetas pasivas no requieren una batería incorporada en el chip. Funcionan extrayendo energía de radiofrecuencia emitida por el lector. Tanto las etiquetas semipasivas como las activas requieren energía de batería interna para mantener la detección normal y el funcionamiento de radiofrecuencia. Considerando que el monitoreo en tiempo real de los productos sanguíneos en la gestión de la sangre requiere asegurar su suministro de energía continuo y normal, se agrega una unidad de fuente de alimentación y se diseña como una etiqueta semipasiva o activa [4].

En esta parte, al configurar razonablemente los estados de recepción, transmisión y espera del chip, se pueden resolver los problemas de consumo de energía y confiabilidad de transmisión, y se puede extender efectivamente la vida útil del chip.

Se presentan principalmente tres aspectos: la gestión de entrada y salida de sangre, la gestión del seguimiento de la sangre y la gestión del control de calidad de la sangre, y se destaca el papel eficaz de la tecnología de detección de fusión RFID en la gestión de la sangre.

1. Gestión de entrada y salida de sangre

(1) Almacenamiento de sangre

El personal colocó las bolsas de sangre en la entrada de la cinta transportadora y las pasó en secuencia. Se instaló un Lector RFID en la parte inferior de la cinta transportadora. Cuando la etiqueta del sensor RFID adherida a la bolsa de sangre entró en el rango de lectura y escritura, se leyó la información de la etiqueta. El middleware la filtra y la transmite a la base de datos del backend. Al mismo tiempo, el sistema muestra el tipo de sangre, el tipo, las especificaciones y otra información en la pantalla a la salida de la cinta transportadora. El personal coloca la sangre en bandejas de almacenamiento designadas según el contenido que se muestra.

Según el tipo de sangre leído, el tipo, la especificación, la cantidad, etc., el sistema de back-end identifica las ranuras de carga en el banco de sangre y busca ranuras de carga vacías existentes que cumplan con las especificaciones y la cantidad. Este paso se logra principalmente pegando una etiqueta RFID en cada estante y escribiendo el tipo de sangre, el tipo, la especificación, la cantidad y otra información que debe almacenar a través de un lector/escritor. Cuando se coloca una bolsa de sangre en este estante Cuando la bolsa de sangre está en el estante, el personal usa un lector portátil para configurar y escribir la etiqueta RFID. Cuando las bolsas de sangre en el estante se envían o se mueven, el personal usa el lector portátil para borrar y escribir la etiqueta RFID. , y el lector/escritor instalado en la parte superior del banco de sangre leerá las etiquetas de cada estante siguiendo las instrucciones del sistema. Si encuentra un estante que ha sido despejado y cumple con las condiciones de almacenamiento, notificará al sistema, y el sistema mostrará el número específico en una pantalla en el área de almacenamiento, indicando al personal qué tipo de sangre debe colocarse en qué estantes.

Después de recibir las instrucciones, el personal enviará sangre de varias especificaciones al área designada para refrigeración y almacenamiento. Al mismo tiempo, el lector escribe el tiempo de almacenamiento, el tipo de almacenamiento, el remitente de la sangre, el receptor de la sangre y otra información de cada bolsa de sangre en el sistema RFID [5].

(2) Sangre fuera del banco

El sistema emite una orden de envío, indicando al personal que vaya al área designada para extraer el tipo, la especificación y la cantidad de sangre especificados. Si la cantidad de sangre extraída es pequeña, el personal puede usar un lector portátil para leer directamente la información de la sangre; si la cantidad de sangre extraída es grande, el personal puede usar una cinta transportadora para transportar la sangre fuera de la biblioteca y leer su información. La información leída se transmite al sistema y se verifica con la base de datos del backend. Si es correcta, se permite el envío. Durante el proceso de salida, el sistema RFID registra la hora de salida, la fecha de vencimiento de la sangre y otra información secundaria.

El orden en el que se envía la sangre fuera de la biblioteca lo determina el sistema después de leer la información y analizarla. La sangre de las mismas especificaciones debe seguir el principio de primero en entrar, primero en salir para evitar el fenómeno de acumulación de inventario y desperdicio de sangre vencida. La sangre marcada como "para ser inspeccionada" En el banco de sangre se prohíbe salir del banco para garantizar la calidad de la sangre que sale del banco.

2 Gestión del seguimiento de la sangre

La gestión del seguimiento de la sangre adopta una estructura jerárquica basada en clústeres. Cada cabeza de clúster es un centro de procesamiento de información distribuida, que se utiliza para recopilar datos de cada miembro del clúster y completar el procesamiento y la fusión de datos. Luego, los datos se transmiten a la cabeza del clúster de la capa superior y se pasan en secuencia. Finalmente, todos los datos se filtran y, después de la integración, se transmiten a la cabeza del clúster de nivel más alto, y el proceso inverso es el proceso de consulta de información. Los datos se despliegan capa por capa y se rastrean de manera ordenada. Aquí, la cabeza del clúster de nivel más alto es equivalente al centro nacional de información de sangre, mientras que la cabeza del clúster de nivel inmediatamente superior es equivalente al centro de información de sangre de cada provincia, región autónoma y municipio, y así sucesivamente, y los miembros del clúster de nivel más bajo son las estaciones de sangre de base. Esta estructura jerárquica dispersa la información, evita el almacenamiento centralizado, resuelve el problema del volumen excesivo de información y mejora la seguridad del sistema. El intercambio y la transferencia de información se llevan a cabo directamente entre la capa secundaria y la capa principal, lo que facilita la consulta y el seguimiento. La estructura se muestra en la Figura 2.

El proceso de almacenamiento de información de sangre es el siguiente: primero, se almacena el código de identificación RFID de cada bolsa de sangre y su información correspondiente en la base de datos de la estación de sangre de base, luego se fusiona la información de la estación de sangre de base y se combina el código de identificación con la IP efectiva de la estación de sangre de base. La dirección se almacena en la base de datos del centro de información de sangre municipal local y luego se integra la información del centro de información de sangre municipal, y el código de identificación y la dirección IP efectiva del centro de información de sangre municipal se almacenan en la base de datos del centro de información de sangre provincial local. Finalmente, integre la información del centro provincial de información de sangre y almacene el código de identificación y la dirección IP efectiva del centro provincial de información de sangre en la base de datos del centro nacional de información de sangre (si es necesario, también puede combinar el código de identificación con la dirección IP efectiva del centro nacional de información de sangre se almacena en la base de datos del centro global de información de sangre para la interconexión de información de sangre global) [6-7].

El proceso de seguimiento de la información de sangre es: con base en el código de identificación RFID, primero busque la información de la provincia de la bolsa de sangre en la base de datos del Centro Nacional de Información de Sangre y luego ingrese a la base de datos del centro provincial de información de sangre según la dirección IP encontrada para buscar la bolsa de sangre. Para la información de la ciudad, ingrese a la base de datos del centro de información de sangre a nivel de ciudad según la dirección IP encontrada para encontrar la estación de sangre a la que pertenece la bolsa de sangre. Ingrese a la base de datos de la estación de sangre según la dirección IP encontrada. Según la información, puede conocer el estado actual de la bolsa de sangre. El estado es si está guardada en el almacén, utilizada cuando se envía fuera del almacén o deteriorada y desechada. Si se ha utilizado, puede obtener más información sobre el usuario.

3 Gestión del control de calidad de la sangre

La sangre es muy sensible a los cambios de temperatura. Si la temperatura ambiente no es la adecuada, las sustancias de la sangre se destruirán, lo que afectará la calidad y la vida útil de la sangre. La sangre también debe evitar vibraciones violentas durante el almacenamiento, la transferencia y el transporte. Además, el embalaje de la sangre debe estar sellado. Si se produce contaminación bacterianaDebido a una punción u otros factores, la sangre será descartada.

La etiqueta del sensor RFID adherida a la bolsa de sangre monitoreará el entorno alrededor de la bolsa de sangre en tiempo real. A ciertos intervalos, medirá las señales físicas circundantes, como temperatura, presión, fotosensibilidad y oscilación, y registrará los datos de medición en el chip de la etiqueta. El sistema establecerá un rango estándar dentro de la etiqueta. Una vez que los datos medidos actuales sean inferiores al límite inferior del rango o superiores al límite superior del rango, la etiqueta transmitirá activamente una señal de radiofrecuencia para activar el dispositivo de alarma para avisar al personal.

Si la bolsa de sangre se activa mientras se almacena en el banco de sangre, entonces, en función de la señal de radiofrecuencia recibida, la ubicación actual de la bolsa de sangre activada (área de almacenamiento, estante, código de identificación RFID, etc.) se mostrará en la pantalla de alarma para facilitar que el personal detecte y procese rápidamente; Si la bolsa de sangre debe ser alarmada durante el transporte, el dispositivo de alarma se puede instalar en el contenedor de almacenamiento de transporte para alertar al personal con un zumbido o un destello. Una vez que el personal se entera, utiliza un lector portátil para recibir la señal de radiofrecuencia y encuentra la alarma según el código de identificación. Bolsa de sangre.

Una vez que se sospecha que la sangre está en mal estado o contaminada, el personal utilizará el lector para colocar la etiqueta en "para ser inspeccionada" y no se le permitirá salir del almacén. No se permite utilizar la sangre que ya está en el punto de uso. Después de la prueba, se confirma que no se puede utilizar. , se realizará la esterilización e incineración a alta presión. En este momento, el personal escribirá la información de descarte, las razones del descarte, etc. en el sistema con el código de identificación RFID de la bolsa de sangre para preparar el seguimiento posterior de la sangre.

En el caso de la sangre devuelta, además de realizar más pruebas manuales de la calidad de la sangre, los registros de datos de las etiquetas de sensores RFID también se pueden utilizar para averiguar los vínculos en todo el proceso desde la recolección de sangre hasta el suministro de sangre y la extracción de sangre, y para averiguar quién es responsable. La persona u organización debe analizar las razones para evitar que se produzcan situaciones similares la próxima vez.

La sangre no solo es la fuente de vida, sino también un canal para la propagación de muchas enfermedades. Las enfermedades comunes que se transmiten a través de transfusiones de sangre o productos sanguíneos incluyen: hepatitis B, hepatitis C, SIDA, sífilis, malaria, sepsis, etc., la mayoría de las cuales son difíciles de curar. Para evitar la transmisión de enfermedades o accidentes médicos causados por la recolección irregular de sangre, la gestión caótica de la sangre en bolsas o la transfusión de sangre inadecuada, es imperativo fortalecer la gestión de la sangre y garantizar la seguridad del uso de la sangre. En la actualidad, la combinación de RFID y tecnología de detección no se utiliza ampliamente, pero ha mostrado amplias perspectivas de aplicación. Este artículo propone una etiqueta de sensor RFID diseñada integrando estas dos tecnologías y analiza las ventajas y la viabilidad de aplicarla a la gestión de la sangre.

La gestión de la sangre es un trabajo que no permite errores. La aplicación de etiquetas de sensor RFID no solo hace que toda la gestión de la cadena de suministro sea visible, transparente y libre de contaminación, sino que también permite el monitoreo en tiempo real y el seguimiento de la interconexión de la información y la calidad, haciendo realmente que la sangre El trabajo de informatización de la gestión y la informatización de la gestión médica se ha extendido hasta los extremos y se ha implementado, de modo que se puede realizar una atención humanística completamente individualizada.