無線射頻識別技術在野戰條件下血液管理中的應用研究

齊 清，朱培元，嚴京梅，王 偉，欒建鳳

0 引 言

在未來高技術局部戰爭條件下，大批傷員使短時間內的用血量成倍增加，因此血液快速批量出入庫是野戰血站工作中的重難點問題。常規采供血工作使用條形碼進行血液逐袋出入庫，工作量大，效率慢，無法滿足野戰條件下的血液快速批量出入庫要求[1]。無線射頻識別技術(radio frequency identification，RFID)是一種非接觸式的自動識別技術，可同時識別多個目標對象，操作快捷方便，適合在野戰條件中使用[2-3]。20世紀90年代外軍開始使用RFID管理血液，國際輸血協會于2010年頒布了RFID在輸血醫學中的應用指南[4]。本研究利用野戰血站長途跨區機動演練，對RFID在野戰條件下的應用進行了研究。

1 材料與方法

1.1 血液與設備共1000單位懸浮紅細胞和10 000 mL新鮮冰凍血漿，由我院自行采集制備。超高頻RFID智能化血液管理系統由北京藍播科技有限公司與我院聯合研制，主要由掃描槍、智能門、匯集器等模塊組成，掃描槍設置掃描半徑距離68 cm。相變保溫材料主要成分為正十四烷[5]。簡易運血箱由我院自主研發。

1.2 方法

1.2.1 敞開式包裝血液的掃描速度與準確性研究將懸浮紅細胞、新鮮冰凍血漿分別按10、50、100袋為1批裝入紙板盒內，分別距離血液上方0、25、50 cm處采用射頻掃描槍掃描，記錄所需時間和閱讀的數值，以條形碼逐袋掃描完成時間為對照，每組均測試10次。將射頻掃描槍距離50袋1批懸浮紅細胞上方0、25、50 cm處掃描，記錄推薦掃描速度(2 s/10袋)內能掃描到的袋數，測試10次。

1.2.2 簡易運血箱儲存血液的掃描速度與準確性研究在簡易運血箱內放置20袋40單位懸浮紅細胞或20盒新鮮冰凍血漿，檢測不放置任何冷媒、放置濕冰或相變材料等3種方式時在靠近箱體表面掃出所有血液所需的時間，每組均測試10次。簡易運血箱放置相變材料后在距離簡易運血箱0、25、50 cm處掃描，記錄在推薦掃描速度(2 s/10袋)內能掃描到的袋數，測試10次。

1.2.3 長途機動對RFID系統的影響本研究距演習地點2100公里，歷時5 d，主要為平坦的高速公路以及少量砂石路，到達訓練地后首次展開測試RFID性能正常。在演練期間，從駐扎地到展開地域路況為十級公路，顛簸嚴重，每次往返路程為80公里，車速平均50公里/h，最陡坡度達45度。演習期間共行駛5次，每次到達展開地域展開后使用RFID血液管理系統性能穩定。

2 結 果

2.1 敞開式批量血液出入庫的速度使用RFID掃描完成時間：紅細胞(8.23±2.99) s，血漿(9.10±1.02)s。使用條形碼掃描完成時間：紅細胞(58.3±5.45)s，血漿(60.93±6.16)s，與RFID相比有明顯差異(P<0.05)。隨著每批血液袋數的增加和射頻掃描槍距離血袋高度的增加，所需掃描時間相應延長，但是懸浮紅細胞和新鮮冰凍血漿以10、50、100袋作為1批時，在0、25、50 cm處完成的RFID掃描時間均明顯短于條形碼逐袋掃描完成時間，見表1。

表1 敞開式包裝的血液批量出入庫速度

2.2 敞開式批量血液出入庫的準確性在0、25、50 cm處掃描懸浮紅細胞的準確性分別為100%(500/500)、99.8%(499/500)和99.4%(497/500)，在0、25、50 cm處掃描新鮮冰凍血漿的準確性分別為100%(500/500)、99.6%(498/500)和99.4%(497/500)。

2.3 簡易運血箱批量血液出入庫的速度采用簡易運血箱儲運血液時，添加相變材料和濕冰均使射頻掃描時間延長，但只有相變材料組的速度明顯慢于無冷媒組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 簡易運血箱包裝血液RFID批量出入庫速度

2.4 簡易運血箱批量血液出入庫的準確性在0、25、50 cm處掃描懸浮紅細胞的準確性分別為100%(200/200)、100%(200/200)和99.0%(198/200)，在0、25、50 cm處掃描新鮮冰凍血漿的準確性分別為100%(200/200)、99.5%(199/200)和99.5%(199/200)。

3 討 論

RFID能夠通過射頻信號自動識別目標對象并快速獲取數據信息，使用壽命長，可遠距離讀取、加密標簽數據，并且抗污染和抗干擾能力強，因此開始在輸血醫學中得到應用[6-8]。本研究是我軍首次在野戰條件下使用RFID批量管理血液，順利完成了血液制品的進出庫任務。研究發現RFID具有以下特點：①穩定性，RFID經過長途摩托化機動和十級公路顛簸后工作性能保持穩定；②有效性，使用RFID進行血液制品出入庫的時間與其數量、距離呈正相關，隨著每批血液袋數從10袋逐漸增加至100袋，掃描距離從0 cm增加至50 cm，射頻掃描速度相對延長，最長時間為30.49 s，但相較使用條形碼逐袋核查的最長時間151.71 s，射頻掃描速度快的優點仍然很明顯；③準確性，將50袋懸浮紅細胞和50盒新鮮冰凍血漿裝入紙板盒內并放置在敞開環境中，貼近血液掃描時準確率均為100%；④抗干擾性，距離和相變保溫材料對RFID的使用存在一定干擾，將20袋不同血液制劑放在簡易運血箱中，分為不放冷媒組、放置濕冰組和放置相變材料組，各掃描10次，3組中相變材料組的識別速度明顯慢于無冷媒組或濕冰組，且隨著距離增加至50 cm時，準確性下降至99.5%，這提示目前使用的相變材料及距離等因素對RFID識別血液存在一定干擾。

通過此次演習發現，RFID系統可安全穩定、準確高效地完成野戰血站血液制品進出庫的要求，針對現有RFID系統，還需要進一步優化才能滿足今后大規模野戰或應急條件下的血液保障：首先，標簽必須耐磨損且黏貼牢固，能夠抗凍且具有防水性，以適合各種血液的儲存條件；其次，設備體積應進一步小型化、智能化和便攜化，從而適合野外攜帶和使用；第三，進一步優化射頻標簽的識別算法[9]，提高系統的穩定性和準確性，以適合更加惡劣的野戰條件下使用，多次試驗發現影響掃描準確性的干擾因素有如下兩點：①當閱讀的血液周圍有金屬或是化學材料等物品時會干擾射頻信號，不能在指定范圍內讀取數據，影響準確性，②與血液存在距離時，讀取結果會發生一定偏差；第四，需要進一步降低成本，實現批量生產。