基于物聯網的醫療冷鏈監測的應用實踐

葉青（廣州瑞康本圣生物科技有限公司，廣州）

基于物聯網的醫療冷鏈監測的應用實踐

葉青
（廣州瑞康本圣生物科技有限公司，廣州）

隨著我國醫療物聯網技術的發展和成熟，醫療冷鏈管理系統在醫院中將起到越來越重要的作用。本文主要介紹基于醫療物聯網RFID技術在醫院冷鏈管理中的實踐，重點討論冷鏈管理信息系統的建設、業務流程及功能，實現對所需監測的醫療冷藏環境數據的自動化采集、可視化管理、及預警化操作，提高了全院對特殊醫療用品的管理水平。

射頻識別技術；醫療物聯網；冷鏈管理系統

0　引言

隨著醫院物質管理的精細化，某些對溫度有特殊要求的藥品、試劑或標本，相關管理部門對其采購、運輸、存儲、使用的各環節的流程管理提出更高的要求以及更嚴苛的標準。醫院檢驗、藥劑和有關科室的管理者要求能夠為試劑、 血液、標本、藥品、生物制品等特殊物品提供可靠、穩定的冷藏環境。在以前，為了保障對特殊溫度有要求的醫療物質得到所需的溫濕度，通常需要管理人員將這類特殊溫濕度要求的物品保存在冰箱、陰冷庫、冷藏庫中，定時手工記錄溫濕度計上的數值，這種人工記錄工作操作頻繁，而且容易出錯或遺漏，尤其是在夜間及節假日的監測數據更容易缺失，管理不善還會造成數據失真，對冷藏物品的安全構成一定的潛在威脅。

隨著我國物聯網技術的發展和不斷成熟，基于物聯網技術研究開發的醫院冷鏈管理信息系統也隨之應運而生，并開始在我國醫院中推廣使用，實現全程實時智能化、閉環化的冷鏈數據監測。通過該系統的應用，大大減輕了業務管理部門的工作壓力，同時獲取數據的準確性和完整性也大大提高。

1　基于物聯網技術的冷鏈系統建設

1.1醫療物聯網系統的整體架構

基于物聯網的冷鏈管理信息系統是通過物聯網無線射頻識別（RFID）技術及其無線傳感設備，實現醫院對溫度、濕度有特殊要求的空間和物品實現全流程實時智能、閉環管理的信息管理系統［1］。基于物聯網的冷鏈管理信息系統整體架構主要分為三個層次，從底向上依次是感知層、網絡層和應用層，如下圖1所示。

1.1.1感知層

作為醫療物聯網中各種信息的產生源，主要作用是完成對物體的定位、狀態的識別與采集信息。通常的設備有RFID射頻識別設備、溫濕度傳感器等各種傳感設備。通過這些設備，采集來自患者及醫療設備等對象的數據，然后通過藍牙、紅外燈短距離傳輸技術傳輸數據，已感知醫學活動的各種信息［2］。

圖1　醫療物聯網系統整體架構圖

1.1.2網絡層

將感知層識別的各種感知和控制信息按照通用數據傳輸協議轉換成標準格式［3］，實現醫療物聯網人與物、物與物之間的互聯互通。網絡層通常是指有線網絡、互聯網、移動3G/4G、WLAN、傳感網等基礎網絡，以及相互之間的融合網絡。

1.1.3應用層

主要完成對感知層采集的數據計算、處理和知識挖掘，并將這些數據與醫療活動中各種醫院信息系統相結合，譬如HIS系統、LIS系統、EMR系統及PACS系統等各種醫療信息系統、個人健康管理信息系統、社區衛生管理系統等，具體業務包括物品與人員定位、醫院物流、遠程醫療等。

1.2基于物聯網架構的冷鏈系統建設

醫院冷鏈管理信息系統的硬件通常由基于RFID的物聯網冷鏈溫濕度標簽、RFID讀寫器、通訊網絡服務器、主控系統、客戶端、短信平臺等一系列設備組成。物聯網冷鏈溫度標簽安裝在需要監測溫度的冰箱或其他存儲空間。通過醫院冷鏈信息管理系統，可以實現對醫院任何需要溫度、濕度管理的空間和物品的實時監控與管理。一般可用于冰箱（檢驗科試冰箱、血庫冰箱、實驗室低溫冰箱、生物制劑冰箱等）、陰冷庫（如藥房陰冷庫、病理科低溫標本保存庫、樣品標本保存庫等）、冷藏庫（如精子庫、卵子庫等），甚至可以延伸至其他各種潔凈區域、計算機中心機房、消毒供應室中的消毒鍋爐的環境數據采集和分析等。

冷鏈系統的關鍵就是利用基于醫療物聯網技術的標簽將從感知層所采集到冰箱中的溫濕度等信息傳輸、匯聚到冷鏈閱讀器中，并進行統一數據處理和傳輸，從而實現各類傳感設備所采集的數據能夠精確、及時地與主控系統保持協同通信，冷鏈管理處理流程如下圖2所示。

1.3冷鏈管理系統主要功能實現

圖2　冷鏈管理處理流程圖

醫院冷鏈管理系統的主要功能在于監控溫控設備與空間、定位受監控設備與物品。提供報警、數據采集、統計分析等管理功能。具體包括如下基本功能：

1.3.1用戶管理功能

細化落實三年行動計劃問題清單和責任清單，著力落實湖區市縣政府主體責任和省直部門監管責任，加強組織領導，加強協同配合，加大資金投入，加大督查考核，確保十大重點領域（全面推進農業面源污染防治、深入開展城鄉生活污染治理、集中整治工業污染、加強船舶污染防治、保障飲水安全、實行溝渠清淤疏浚、推進黑臭水體治理、整頓湖區采砂秩序、加快濕地生態修復、加強血吸蟲病防控）和九大重點片區（污染嚴重、對洞庭湖水質影響較大的大通湖、華容河、珊珀湖、安樂湖、沖天湖—馬家吉河、東風湖—吉家湖、沅江七湖、黃家湖、桃花江流域等）整治任務和措施的落實。

主要包括對使用該系統人員信息、部門信息及角色分配信息、權限信息的設置與管理功能。

1.3.2設備管理功能

系統會為每一個標簽配置唯一的ID，作為所屬設備或空間的身份識別號。主要實現對所管理系統涉及的標簽、讀卡器等進行配置、部門匹配及對監控設備或空間的監控內容、報警閾值，設定標簽管理的人員信息。一旦溫濕度超出報警閾值，系統就會利用短信平臺向指定的管理人員發出告警短信通知，以便管理人員及時作出相應的處理。

1.3.3系統管理功能

針對系統運行過程中可能存在的可變參數進行相關設定，包括日志管理功能、數據庫備份功能等。1.3.4實時監控功能

系統對溫控設備或設施配置采集前端，對傳感標簽監測的數據進行實時監控，并可以在電子地圖上對應各冷鏈監控點進行實時顯示，監控數據可以24小時不間斷地記錄、同時系統還可以記錄一些需要監測的特殊事件，比如冰箱門的開關次數和開關時間。

1.3.5統計分析功能

系統能夠對其采集的所有信息進行統計圖表分析，生成各類統計報表，比如溫濕度變化曲線圖表。溫濕度曲線可以按標簽或時間軸顯示，實現連續的溫濕度記錄，實現可追溯的閉環管理。

1.3.6預警功能

系統可以自動偵測到異常信息，例如設備故障、標簽缺電、冷鏈監控數據超出報警閾值等情況：告警方式多樣化，可以利用計算機音箱采用聲音告警，提醒現場的醫護或管理人員；也可以利用醫院的短信平臺向指定的責任人或相關管理平臺發送報警短信，提醒相關人員及時到現場或通知在院工作人員排查故障。

1.3.7電子地圖及定位功能

系統可以在預先繪制好的電子地圖上動態標志所監控的設備或物品，并實時顯示其相關的信息與狀態。可以記錄某監控物的位置變動軌跡，做到追溯管理。

2　冷鏈管理系統的應用

醫療物聯網各類硬件（標簽、閱讀器等）是基礎，軟件管理系統是核心，其預警和管控的全部功能都必須在軟件實現，通過軟件與硬件設備一體化管理與融合，實現全院冷鏈管理的精細化、智能化及閉環化。醫院信息科要根據醫院冷鏈的不同場景、不同管理要求、不同處理方式等具體情況對軟件進行個性化開發和定制，以滿足各冷鏈需求科室的實際需要。根據醫院冷鏈管理系統的設計管理和具體場景要求，衍生出了血庫冷鏈管理系統、藥品冷鏈管理系統、試劑冷鏈管理系統等特定監控物品的管理系統，其本質仍是對監控物品的全流程過程環境監控。

醫院血液冷鏈管理系統就是對醫院用血的全流程溫度控制管理系統。主要功能就是對血液溫度的控制，包括儲血設備及運輸工具的溫度監控，傳統的存儲血液的設備溫度需要監控需要人工觀察、手工記錄的方式進行，記錄人隨意性很大，缺乏有效的監管，對血液的質量存在安全隱患。通過血庫冷鏈系統的實施，實現所有存儲血庫冰箱溫度的實時監控，所有冰箱的溫濕度數據、報警信息通過專用網絡定時發送至主控系統及管理員手機中，確保血液在冷藏過程中的安全。

藥品、生物制劑、檢驗試劑冷鏈管理系統與血液冷鏈管理系統的原理相似，都是基于RFID技術和傳感裝置及無線技術的融合，實現對特定物品或空間環境的溫濕度控制與管理，提高醫院藥品、試劑等的管理水平，減少藥品、試劑等的損壞與流失，保障了藥品、試劑等在存儲和運輸過程中的質量安全，降低醫療風險，提高安全管理水平。

3　小結

醫院冷鏈管理信息系統利用物聯網技術，建立醫院冷鏈的監控和預警系統，實時監測醫療冷藏環境數據，使管理實現自動化、可視化、預警化，克服了傳統方式的不足，具有明顯的實用價值。通過該系統的建設有力地杜絕了因血液、藥品等因儲存條件變化而導致藥品變質、變性現象的發生。系統的建立是物聯網技術在醫療感知領域的成功實踐，具有智能化及閉環程度高、方便易用、應用領域廣等特點。該系統將促進物聯網技術與醫院信息技術的融合，推動醫療領域物聯網技術的應用與發展，具有良好的社會效益與經濟效益。

［1］沈崇德,童思木,孫煒一.基于物聯網技術的醫院冷鏈管理信息系統研究［J］.醫療衛生裝備,2013,34（3）：31—32.

［2］丁忠,姚青玲,嚴子和,等.基于物聯網的醫療冷鏈監測應用探討［J］.中國醫療設備，2015,30（10）：148—150.

［3］高東旗,楊會鎖,鄧兵,等.部隊疫苗冷鏈隨行實時監控技術構建［J］.醫療衛生裝備，2015,36（10）：21—23.

The Application of Medical Cold Chain Monitoring Based on Internet of Things

YE Qing
(The Holy Guangzhou Ruikang Biotechnology Co. Ltd., Guangzhou)

With the development of medical technology and the maturity of Internet of Things, medical cold chain management system plays an increasingly important role in hospital. The paper introduces the application of RFID technology based on Internet of Things RFID technology in the hospital cold chain management, and focuses on the construction, business processes and functional of the cold chain management information system, which can achieve the automated collection, visualization management and warning of operation of the medical refrigeration environmental data required monitoring, and improve the management of hospital special medical supplies.

RFID technology； Medical internet of things； Cold chain management system