基于仿生學的輸血信息系統架構設計初探*

◆史森中 黃 昊 姬曉波

責任編輯:姚 濤

目前，大多數醫院輸血科所用軟件仍是HIS服務商提供的LIS系統，其工作模式單一，工作原理簡單，只能為輸血科提供有限的信息化服務［1］。輸血科在使用 HIS系統后工作效率并沒有明顯提高，且存在著一定的輸血安全風險，而且傳統系統優化對其顯得很無力。隨著醫院信息系統日趨復雜，輸血信息系統如果在設計過程中沒有好的系統架構作為基礎，無論服務器功能再強大、性能再穩定，也無法流暢的運行輸血系統。針對上述問題，本研究提出了一種基于仿生學的輸血信息系統設計思路。

1 仿生學的應用價值

仿生學是模擬自然界生物的某種現象、行為或功能的一類方法［2］。仿生學在解決復雜系統優化問題方面具有廣闊的應用前景。與傳統優化方法相比，其具有對所求解問題的模型要求不高的優點。它不像傳統優化方法要求問題的目標函數可微、可行域是連通的，只要求問題是可計算的即可，仿生學的這些優點對于一些復雜系統優化問題的解決具有重要的應用價值。而傳統優化方法往往不能滿足復雜系統模型優化問題的需求，且優化效果通常不盡人意［3］。

2 系統設計

2.1 系統仿生架構設計

對比人體細胞結構與輸血信息系統架構可以發現，輸血系統各部分猶如一個個獨立的細胞，按照各自的職能運轉、協調、傳送、感控等。醫院各類系統獨立運行但又彼此協調。核心服務器或系統服務器類似于大腦，根據匯總信息，對醫院的整體運行發出各種指令，確保系統向著既定的目標前行。

如圖1所示，仿生輸血信息系統架構類似一個細胞核，它能根據匯總的各類信息，對系統整體運行發出各種指令，確保系統運行不發生偏離。系統的組成部分類似于核膜，它們按照各自的職能實現運轉、感控、設置等。與此同時，工作人員根據情況及時調整偏差，達到動態的穩定與修復。

2.2 系統平臺

本系統是基于 Microsoft.NET Framework 2.0平臺，靈活運用 Html、JavaScript、C#等開發語言，使用Ajax技術以加速系統業務處理速度設計開發的 B/S體系結構的醫院輸血信息系統。它直接通過互聯網或專用網絡與血站服務器連接，客戶端不需安裝任何軟件，只需通過IE瀏覽器就可登錄系統，具有安裝簡單、操作簡便、功能強大和設計人性化等優點。為確保數據的準確性和安全性，實現數據共享，本系統與血站管理系統實現了無縫銜接，實現了網上訂血的數據交互。訂單通過接口直接發送到血站管理系統，同時血站的回復信息及發血數據通過接口直接發回本系統。另外，本系統為HIS系統提供了費用信息、發血信息、患者檔案信息等多個接口，以保證數據共享。

2.3 系統外部接口

(1)與HIS接口。根據申請單號或病人ID號從HIS中核對病人用血申請、配血報告和發血信息，通過審核返回HIS系統，并支持自動計費。(2)與檢驗科 LIS接口。查看檢驗科輸血前檢驗的部分項目，并根據所做的內容判定是否發血。病人信息可在LIS和輸血信息系統之間共享錄入。(3)與血站的接口。根據血袋號從血站管理系統中出庫并自動在輸血信息系統中入庫，可及時將醫院配血、用血、退血、報損、調血等信息返回到血站管理系統中方便統計操作。

2.4 系統數據安全設計

醫院通過虛擬專用網絡實現信息互動，輸血科工作站利用醫院局域網與互聯網之間互聯，系統數據安全防范尤為重要。通過網絡防火墻、網閘等措施實行有效監控，可降低聯網風險。另外，密碼設置、權限設置也為數據的安全提供了有效保障。

3 系統基本功能

3.1 血液管理

可以詳細記載病人身份標識、血袋號、成份名稱、血型、入庫日期、血液來源、獻血者身份、采血日期等有關資料，并能夠完成全血、成分血的入庫登記。根據臨床需要進行血液分裝、記錄血型復檢和交叉配血結果。在自動獲得臨床輸血申請單的同時，提示存儲血信息，主動進行配血信息處理。

3.2 血液檢驗

病人的檢驗結果會自動生成并存儲在系統中，便于日后查詢核對。檢驗結果主要包含了交叉配血、血型核對、球蛋白等。

3.3 配血發血

配血與發血相對獨立。工作人員為病人發血時，只要輸入病人ID號，系統便會顯示病人基本信息。通過掃描二維碼，可查看掃描結果與病人血型是否匹配，若血型不匹配就會發出警號提示工作人員不能用血，確保正確用血。

3.4 患者輸血管理

患者輸血申請單項目中包括了病人所處科室、床號、臨床診斷、輸血性質、采樣日期、申請日期以及申請醫師等信息。同時自動生成患者姓名、年齡、性別、血型以及住院號等信息。

3.5 結果查詢

此項結果查詢與日常工作中的結果查詢不同，本查詢系統是針對批量次的查詢，可以是某一階段的、某一天的，或者是某一人的全部輸血記錄。內容主要包括血型鑒定結果查詢、檢驗結果查詢、用血記錄查詢、輸血記錄查詢、庫存明細查詢和出庫明細查詢［4］。

圖1 輸血系統模塊與細胞核的關系圖

3.6 血液庫存管理

系統對庫存血液信息進行了詳細登記，包括血液入庫序號、入庫日期、入庫時間、血液來源、血液種類、血型、血袋號等信息。同時也包括庫存血液的流向信息，如出庫、報廢、返回血站、過期等情況。

3.7 報表統計

系統提供了適合醫院輸血管理的報表統計功能，并建立了相應的數據庫。包括相關科室的用血明細、產生的費用、血液出庫/入庫記錄以及工作量查詢統計等。每一項查詢結果均可通過報表的形式打印出來。另外，系統提供了多層面的數據統計與分析。

4 應用效果

4.1 跨機構耦合實現共同發展

通過Internet網絡平臺，輸血信息系統實現了醫院、輸血科、血站三者之間的耦合。而且臨床醫生可以在線查詢、有效識別與輸血相關的各類信息，包括電子輸血申請信息及自動提取輸血檢驗結果等。血站能夠即時在線提取醫院臨床的血液使用情況、血液采集計劃，據此可為醫院臨床科室提供更加合理的用血服務、用血計劃。

4.2 提供了有效的法律依據

輸血治療出現醫療問題后，歷史資料和數據跟蹤就非常重要［4］。使用輸血信息系統后，血液存儲、發血記錄、用血記錄、血容性檢測、不良反應、操作時間、操作人員、使用的試劑都有據可查。系統采取授權機制措施，確保系統安全。血站授予醫院權限后，醫院對相關工作人員授權，被授權的工作人員才能具體操作對應項目。另外輸血信息系統驗證密碼功能會在系統開啟時自動運行，業務數據的存儲及操作都必須通過密碼驗證后才生效，有效防止了系統被他人操作的可能性。輸血信息系統還提供了追溯功能，系統針對每次操作都生成相應的工作日志，集成了信息管理和信息跟蹤，確保用血液信息記錄的完整、準確和可靠。當發生輸血醫療糾紛，可通過讀取電子標簽信息、確認不同階段的數據、確定血液的來源等查明責任人。

4.3 提供可靠的安全保障

相關文獻表明，在輸血差錯中，人為失誤約占50%。其中，輸血科對輸血標本的處理、鑒定、篩選以及合血過程是發生差錯的主要環節［5］。輸血科傳統的管理模式對醫護人員輸血和申請都疏于管理，往往會出現錯誤填寫血型、沒有及時簽字、患者輸血信息填寫不完、標本抽取錯誤等問題。而輸血信息系統最大程度避免了人為失誤導致的血液錯發、血型不匹配、錯誤配血等情況。通過對系統架構重新設計，簡化了輸血流程，優化了簽收程序，避免了采集標本及傳送過程中出現的失誤。通過重新整合醫院信息系統與輸血檢驗系統的資源，實現兩者之間的雙向傳送。輸血系統可即時調用醫院檢驗信息系統中的患者基本檢查結果，保障了輸血安全。病人的基本信息及配血信息等都逐一形成報告單，為護士執行輸血核對工作提供了保障，避免了人為因素引起差錯。同時，系統可提取病人血液復查的信息并與入院檢查時的血液信息進行對比，當前后結果不一致時發出警告，保障病人用血安全。

4.4 提高了患者滿意度

輸血信息系統提高了發血工作效率，避免了在發血工作中可能發生的錯誤，有效保護了患者利益。另外可以改變傳統發血過程中患者往返于住院收費處和血庫的現象，簡化發血手續，加快治療進程。輸血信息系統有效保障了血庫發血的及時性和準確性，減少了發血過程中各個環節可能出現的錯誤，避免醫療糾紛的發生［6］。在傳統發血方式中，住院收費處不能及時知道血庫是否有某一血型，只能先對血請領單記帳，導致經常由于庫存不夠而重復沖銷血單的操作，而輸血信息系統可以有效避免此種情況的發生，從而減輕住院收費處的工作負擔。另外在發血過程中還存在交叉配血錯誤的可能，使用系統后可以優先提高血庫工作效率，避免發血過程中可能發生的錯誤［7］。

4.5 節約了醫院管理成本

血庫管理系統可以改變傳統血液一一掛牌、逐個清點的現象，使用較少的人力便可完成相關的工作，節約了醫院管理成本。同時，住院收費處無需重復沖單，減少了工作量，節省了相關的材料花費。

5 討論

在系統的研發過程中，由于信息專業技術人員不了解輸血科工作及流程，通常無法完全理解輸血科真正的需求。另一方面，輸血科工作人員對仿生學信息系統軟件又缺乏深入了解，從而很難與研發人員進行很好的溝通。系統的研發是由軟件公司、醫院信息科、輸血科三方共同參與完成。那么，在輸血科信息化建設的過程中，還應重視培養既熟悉輸血科工作流程又精通計算機軟件技術的復合性人才，這樣才能更好地對系統功能及性能進行完善。

當前，我國對現有的醫院輸血科工作流程沒有統一的標準。輸血信息系統設計雖然具有特殊性，也充分考慮到了輸血科安全防范與可靠性保護等問題，但主要是根據醫院自身工作需求而開發，不一定完全適合其它醫院。因此現階段應盡可能選擇有實力的軟件公司，以便為系統的調整、改造及兼容性提供更強的技術支持。如果以一套好的軟件作為基礎，并根據各醫院的特點和需求對軟件進行改造，則是獲得物美價廉的輸血信息系統軟件的理想途徑。

輸血信息系統的實施可能面臨一些阻力，如在對相關工作人員進行培訓時，可能會因時間問題受到一些人員的抵制。系統在實施過程中，首先應該獲得領導部門支持，并與血站建立合作關系，獲得血站對系統對接的支持。其次應當多咨詢科室意見，聽取他們對于輸血科發血工作的意見和建議。定期將醫院輸血信息系統的運行情況向醫院員工公示，并設立專門的渠道收集醫院員工的意見。最后還要做好培訓工作。培訓人員不應當局限于輸血科工作人員，相關各科室也應派員參加。

志謝：仿生學輸血信息系統架構設計的思考和啟發過程，得益于本院周林院所長2012年提出的仿生(人)管理學(Bionic Man－agement Science)概念，該成果也申請了商標和作品登記(商標發文編號：ZC10556869SL，作品登記號：渝作登2012A－00000063。在此表示深深的謝意。

［1］葉柱江，何子毅.電子交叉配血系統的設計與模擬應用［J］.現代檢驗醫學雜志，2012，27(2):101－103.

［2］巨政權，滿夢華.仿生容錯系統演化修復能力研究［J］.計算機工程2012，38(10):234－236.

［3］劉尚合，原 亮，褚 杰.電磁仿生學——電磁仿生研究的新領域［J］.自然雜志，2009，(31)1:1－2.

［4］欽 松，薛艷敏，白 蕊.基于人性化設計理念的手工清掃工具設計與實踐［J］.包裝工程，10，31(4):14－16.

［5］李流嬌，劉 凌，羅向盛，等.計算機信息系統在輸血科管理中的應用［J］.國際醫院衛生導報，2011，17(2):254－257.

［6］曹曉莉，曹 靜，張瑤嬋.認真落實督導檢查促進血站質量管理持續改進［J］.中國衛生質量管理，2010，17(6):86－88.

［7］黃伶智，任小紅，陳 麗.醫院信息系統病區工作站管理中的辯證思維［J］.醫學與社會，2010，23(10):76－78.