血液成分制備信息化平臺的設計與實現(xiàn)

●司麗萍 李曉暉 單 泓

引言

隨著采供血事業(yè)的不斷深入和發(fā)展，越來越多的硬件、網(wǎng)絡及軟件方面的新技術不斷融入到采供血整個過程。各項技術在血液行業(yè)中的應用極大地提高了整個采供血行業(yè)的信息化管理水平，為血液質(zhì)量和輸血安全奠定了更好的基礎。如何充分利用現(xiàn)有的設備，實現(xiàn)設備與業(yè)務系統(tǒng)的有機對接，從而提高整個成分制備過程信息化管理水平，及時、全面地記錄整個制備和試驗過程的信息，解放勞動力，并保證血液加工制備環(huán)節(jié)的信息一致性、完整性，一直是業(yè)內(nèi)討論的重點。

一、現(xiàn)有成分制備存在的主要問題

1.設備信息利用率低。隨著科技的進步，很多的血液制備設備都具有了數(shù)據(jù)輸出功能，但是卻未對這些數(shù)據(jù)加以利用；設備信息為孤島狀態(tài)。有些設備能夠通過自己的軟件顯示實時數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)并未進入業(yè)務系統(tǒng)，不能在血液追溯流程中得到體現(xiàn).

2.數(shù)據(jù)登記量大，工作效率低。因設備信息未利用，業(yè)務系統(tǒng)中的檢驗和制備數(shù)據(jù)通過手工方式錄入，操作人員工作量繁重，工作人員誤操作幾率大。在制備和檢驗數(shù)據(jù)過程中，有大量的數(shù)據(jù)需要登記，在登記過程中不可避免地會出現(xiàn)工作失誤，形成不準確的業(yè)務數(shù)據(jù)錄入。

3. 規(guī)范性和標準化水平低。血液的制備和檢驗有嚴格規(guī)定，但是這些規(guī)定在業(yè)務錄入系統(tǒng)中體現(xiàn)的越是完善，對于工作人員的工作負擔越重，而且規(guī)范性和標準化的工作并未在業(yè)務系統(tǒng)中得到嚴格的體現(xiàn)。

4.無完善的工作流程體現(xiàn)?，F(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)中將關鍵的業(yè)務內(nèi)容進行了登記，但是對于工作流程的體現(xiàn)仍然有欠缺，無法直觀地體現(xiàn)工作流程。

5.為決策者和管理者提供的有效依據(jù)不夠完善。血液在制備和檢驗過程中的數(shù)據(jù)并未記錄，對于血液質(zhì)量的管控環(huán)節(jié)尚有欠缺，給決策者和管理者提供的依據(jù)仍需要更詳細。

二、血液成分制備信息化平臺的設計與實現(xiàn)

1.總體需求。以《血站管理辦法》《血站質(zhì)量管理規(guī)范》《全血及成分血質(zhì)量要求》和《血站技術操作規(guī)程》為依據(jù)，以成分制備工作為業(yè)務對象，以過程監(jiān)控為手段，以過程控制為目的，確保血液的制備安全。設計上涵蓋安全管理、設備管理、警告管理、規(guī)則設置、成分制備監(jiān)控、成分制備過程控制、血液標簽的打印、成分血的發(fā)出等多個業(yè)務層面，支持成分制備科室現(xiàn)有設備各種型號的數(shù)據(jù)交互，并為后續(xù)購置設備預留接口，保證系統(tǒng)的可擴展性和適用性。具有監(jiān)控直觀、控制嚴謹、統(tǒng)計分析功能強大、功能模塊化、擴展性強等特點。

2.總體性能要求。血液制備業(yè)務相對比較集中，響應時間要求較高,且制備量平均年增長在5%左右。在規(guī)劃中必須在保障現(xiàn)有業(yè)務需求的基礎上，考慮到未來10 年的業(yè)務發(fā)展情況，要求系統(tǒng)能處理TB 級以上容量的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)同步響應時間要求較高，提供支持批量同步以提升同步效率。數(shù)據(jù)查詢分析和業(yè)務處理要求速度快、反應及時，各類數(shù)據(jù)交換必須充分響應，系統(tǒng)響應時間完全滿足業(yè)務需求。

3.總體架構設計。采用SOA 架構設計建立設備一體化平臺，系統(tǒng)采用C/S+B/S 結(jié)構，統(tǒng)一按照多層結(jié)構模型進行設計的。為了避免重復設計，在此環(huán)節(jié)中設計它們的統(tǒng)一部分。應用系統(tǒng)子系統(tǒng)設計需要具有良好的可擴展性和可維護性，軟件的三層結(jié)構技術地滿足這一要求。

4.交互設計。成分制備信息化化平臺是數(shù)字化血站的一個重要組成部分，其與核心業(yè)務系統(tǒng)之間需要進行實時的業(yè)務交互和協(xié)同，同時系統(tǒng)也要與各設備接口進行實時交互；通過分析，與核心業(yè)務系統(tǒng)之間通過web 服務方式進行實時交互；與設備接口提供文件模式、串口模式、TCP/IP 模式和數(shù)據(jù)庫模式進行交互。

5.運行環(huán)境設計。Linux 可安裝在各種計算機硬件設備中，比如臺式計算機、大型機和超級計算機。根據(jù)目前系統(tǒng)應用環(huán)境，考慮系統(tǒng)和技術延續(xù)性，平臺支持LINUX、Windows 服務器系統(tǒng)部署。

選用Oracle 11g 企業(yè)版作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。Oracle11g 數(shù)據(jù)庫增強了Oracle 數(shù)據(jù)庫獨特的數(shù)據(jù)庫集群、數(shù)據(jù)中心自動化和工作量管理功能?？蛻艨梢栽诎踩?、高度可用和可擴展的、由低成本服務器和存儲設備組成的網(wǎng)格上滿足最苛刻的交易處理、數(shù)據(jù)倉庫和內(nèi)容管理應用。

6.系統(tǒng)功能設計。該平臺是一套集成分科智能設備數(shù)據(jù)采集、科室業(yè)務流程監(jiān)控、設備實時監(jiān)控、設備關鍵項預警、統(tǒng)計分析于一體的綜合性管理平臺。融合“物聯(lián)網(wǎng)”應用，提供各業(yè)務環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控，實現(xiàn)了生產(chǎn)工序的全自動和流程的再造，降低了人工數(shù)據(jù)登記造成差錯的幾率，員工精準量化工作量，同時解放了勞動力，提高了河南省紅十字血液中心的信息化水平。

平臺由五大系統(tǒng)組成，分別是綜合管理系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、接口系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、移動客戶端系統(tǒng)。綜合管理系統(tǒng)包括產(chǎn)品系統(tǒng)設置、權限管理、血液追溯、各種設備的設備管理、報警設置、設備監(jiān)控、運行分析等；采集系統(tǒng)實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)的采集、與血站管理系統(tǒng)的交互等，包括離心機、分離機、病毒滅活柜等設備接口數(shù)據(jù)采集；接口系統(tǒng)實現(xiàn)與血站業(yè)務系統(tǒng)的業(yè)務接口；監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)制備情況實時監(jiān)控等；手機客戶端監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)不必親臨現(xiàn)場環(huán)境就可以實時了解現(xiàn)場的工作情況，運行數(shù)據(jù)的實時采集，將設備運行過程中的告警信息，通過短信、消息推送等方式進行預警。

三、系統(tǒng)實現(xiàn)與使用情況

1.實現(xiàn)智能設備數(shù)據(jù)采集、科室業(yè)務流程監(jiān)控、設備實時監(jiān)控、設備關鍵項預警、提取業(yè)務系統(tǒng)中成分制備環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控制備過程，全面記錄過程信息。

2.本系統(tǒng)包含綜合管理系統(tǒng)、大屏智能監(jiān)控、采集服務系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交互接口。

通過物聯(lián)網(wǎng)技術，將設備數(shù)據(jù)與業(yè)務數(shù)據(jù)有機結(jié)合，實現(xiàn)血液制備設備與業(yè)務系統(tǒng)的互聯(lián)互通。將血液中心成分科目前使用的離心機、分離機、病毒滅活柜、速凍機、融化箱、接駁機、血細胞處理儀與業(yè)務進行交互，通過數(shù)據(jù)的共享，實現(xiàn)制備過程信息的實時采集，智能化控制制備工序，從人、機、料、法、環(huán)、測等各角度實現(xiàn)血液制備全過程追溯。

通過綜合管理系統(tǒng)實現(xiàn)。綜合管理系統(tǒng)包括產(chǎn)品系統(tǒng)設置、權限管理、血液追溯、各種設備的設備管理、報警設置、設備監(jiān)控、運行分析等。

采集服務系統(tǒng)實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)的采集、與血站管理系統(tǒng)的交互等。包括離心機、分離機、冷沉淀制備儀等設備接口數(shù)據(jù)采集。

大屏智能監(jiān)控實現(xiàn)成分制備總覽，全血制備流程、鮮漿制備冷沉淀流程、紅細胞工作量、離心機設備監(jiān)控、分離機工作量監(jiān)控、速凍機設備監(jiān)控、冷沉淀制備儀設備過程監(jiān)控等。

（1）改造業(yè)務數(shù)據(jù)記錄流程。將設備以聯(lián)網(wǎng)技術接入，改變原有的制備工序的數(shù)據(jù)記錄方式，實現(xiàn)流程再造，精準記錄人、血、設備、時間等信息。在原有的記錄方式中，存在兩種常用的制備信息記錄模式。第一，以血液轉(zhuǎn)化為代表的先進行信息化錄入，后進行實際血液制備模式（比如濾白、病毒滅活等）；第二，以血液分離為代表的先進行血液制備，后進行信息化錄入的模式（如全血分離或者鮮漿制備冷沉淀分離等）。設備聯(lián)網(wǎng)后，在操作機器進行血液制備過程中，同時完成制備信息的登記，包括血液驗證、條碼核查、記錄操作員和設備號；并通過設備與業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，完成信息化錄入工作。

（2）完善血液制備信息化鏈條。將設備以聯(lián)網(wǎng)技術接入，補充原有工作中缺失的記錄環(huán)節(jié)，完善血液制備信息化鏈條。以離心為例，原有的工作方式很難將每個批次離心的血液記錄下來，并且無法準確記錄離心程序。而通過離心機的聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了血液批次登記，上機登記匹配設備，設備運行全程記錄轉(zhuǎn)速和溫度。

（3）動態(tài)監(jiān)控設備運行過程，及時預警。將設備以聯(lián)網(wǎng)技術接入，全過程記錄設備的運行狀態(tài)，開始結(jié)束時間，以及關鍵數(shù)據(jù)項，并且根據(jù)關鍵項設置，及時預警。不同的設備有不同的關鍵項，系統(tǒng)根據(jù)規(guī)定設置關鍵項的范圍。如離心機的轉(zhuǎn)速與溫度、病毒滅活柜的光照度和溫度、速凍機的溫度和速凍率、融化箱的水浴溫度等。設備聯(lián)網(wǎng)后，設備運行過程中，如果設備關鍵項數(shù)據(jù)超過規(guī)定的設置范圍，系統(tǒng)將及時警告，以保障血液質(zhì)量。

（4）記錄操作員，實現(xiàn)量化管理，責任到人。將設備以聯(lián)網(wǎng)技術接入，保障了人員記錄的準確性和完整性。因在操作過程中，操作員同時完成了信息記錄，保障了人員記錄的準確性。所有制備工序都記錄，保障了人員記錄的完整性。人員記錄的準確性和完整性決定了人員工作量的量化管理可行性，并可實現(xiàn)責任到人。

一是設備操作系統(tǒng)和業(yè)務系統(tǒng)交互，實現(xiàn)事前控制。將設備以聯(lián)網(wǎng)技術接入，通過設備操作系統(tǒng)與業(yè)務系統(tǒng)的交互，實現(xiàn)設備驗證、人員驗證、程序驗證、血液產(chǎn)品驗證、血液庫存驗證、條碼核對、物料核對等，確保制備數(shù)據(jù)的準確、完整和一致。離心環(huán)節(jié)驗證血液與離心程序是否匹配，運行過程中驗證設備運行情況是否與離心程序相匹配，保障血液離心質(zhì)量；接駁環(huán)節(jié)進行條碼核對、以及物料規(guī)格的核查，核查不通過將停止設備的下一步操作，從而實現(xiàn)事前控制，減少因人為誤操作造成的血液報廢。

二是智能監(jiān)控，大屏展示設備運行情況及制備流程。中心同步構建了智能監(jiān)控平臺，通過LED 和智能電視展示各設備當前運行情況，人員工作量、設備工作量、制備量、接血量、發(fā)血量、全血分離流程、冷沉淀制備流程；便于領導全面宏觀把控成分科整體工作情況。

四、小結(jié)

采用聯(lián)網(wǎng)技術，血液成分制備信息化平臺將河南省紅十字血液中心成分科目前使用的濾白柜、離心機、速凍機、融化箱、低溫冷沉淀制備儀、全自動冷沉淀制備儀、病毒滅活柜等設備進行交互，通過數(shù)據(jù)的共享，實現(xiàn)制備過程信息的實時采集，達到血液制備全過程追溯。通過制備過程的環(huán)境監(jiān)控，對制備過程進行嚴格的質(zhì)量控制，確保血液制備質(zhì)量。通過命令直接對設備進行控制，實現(xiàn)設備的自動化控制。實現(xiàn)由制備結(jié)果到制備過程的轉(zhuǎn)變，由手工制備到自動化制備的轉(zhuǎn)變，由手工控制到自動化控制的轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)流程的再造。