基于智慧城市概念模型的智慧血液網建設與應用*

李大瑋 陳委娜 劉 鵬 馮君祥

智慧城市的核心是以一種更智慧的方法通過利用新一代信息技術來提高交互的明確性、效率、靈活性和響應速度，通過物聯網感知層設備的實時感知，實現城市信息基礎架構與城市基礎設施的完美結合，使政府、企業、市民可以享受到更加智能、便捷、高效的服務[1]。當前，我國臨床用血全部來自無償獻血，但血液供應處于“緊平衡”狀態[2]。為全面提升血液精細化管理水平，提高血液應急保障能力，自2019年以來，青島市按照“實施健康中國戰略”總體要求，圍繞智慧城市、智慧醫療建設的總體目標，基于智慧城市概念模型[3]，打造了城市智慧血液網，推動了轄區內血站和醫療機構間血液管理信息數據的融合，助推血液管理水平再上新臺階。

1 城市智慧血液網的構建

1.1 統一規劃

2019年6月，青島市衛生健康委員會與青島市財政局聯合下發《關于印發<青島市智慧血液管理平臺建設方案>的通知》(青衛醫藥字〔2019〕10號)，提出了“打造包括物聯網平臺、大數據平臺及質量安全監管平臺等全方位、全周期智慧血液管理系統，構建覆蓋全市的智慧血液管理平臺”的總體目標，利用3 a時間，在市中心血站和全市38所醫療機構構建智慧血液管理模式。

圖1 城市智慧血液網管理系統架構

1.2 集中管控

青島市中心血站打造城市智慧血液網管理系統(圖1)，通過青島市衛生健康業務專網和醫療機構互聯，依托移動互聯網對運輸過程的位置、冷鏈數據進行采集，通過對血液采集、制備、檢測、運輸、發放以及醫療機構內部流轉過程和血液全過程冷鏈數據進行融合，完整地呈現全市采供血和臨床用血實時狀態、血站和醫療機構庫存狀態以及一袋血完整的追溯信息。青島市中心血站可以參考醫療機構的實際庫存狀態及時對醫療機構的血液庫存進行補充；結合送血車實時位置調配送血路線，優先保障急診用血；遇突發事件時可根據醫療機構庫存就近調配血液，保障臨床搶救。借助城市智慧血液網真正實現了對全市血液資源統一管控、統一調度，實現了一網統管。

1.3 資源協同共建共享

1.3.1 血站端血液信息的管理與追溯 青島市中心血站使用BMIS對血液進行管理，通過集成射頻識別技術(Radio Frequency Identification，RFID)裝置的標簽打印機將獻血碼、產品碼、血型、血量、采血日期、制備日期、失效日期等信息寫入RFID芯片，在血液交接、發放時通過RFID感知設備讀取RFID芯片信息，并與信息系統記錄數據核對，核對一致方可進行站內交接或發放。信息系統記錄了血液采集、制備、檢測、交接和發放的全過程，可以實現血液在血站內部流轉全過程的追溯。

1.3.2 血液的存儲管理 青島市中心血站使用自動化冷庫設備對血液存儲過程進行管控。自動化冷庫通過上位機控制血液出入庫操作，自動化冷庫的機械臂安裝RFID感知裝置，在操作時可以自動讀取血液信息并與BMIS交互核對，以確保出入庫的血液質量符合臨床用血要求。自動化冷庫還可以定期對庫存血液進行自動盤點，并與BMIS庫存信息進行比對，確保賬物信息一致。

1.3.3 血液的運輸管理 血液運輸箱具備集成NFC感應、移動互聯網傳輸、GPS實時定位裝置等功能。血液放入運輸箱時通過出庫單和運輸箱關聯，在運輸箱關閉后通過NFC感應對人員權限進行管理，運輸目的單位或部門授權人員方可開啟運輸箱，運輸過程中的位置、溫度及運輸箱狀態信息通過移動互聯網實時傳輸到中心端，管理人員可對血液配送過程進行實時監控。

1.3.4 醫療機構的血液監管 全市所有醫療機構均安裝輸血管理系統。該系統作為聯通血站和醫療機構的橋梁，負責接收來自血站的血液，并為醫療機構提供標準的交互接口，同醫院信息系統、實驗室信息管理系統進行信息交互，采集患者用血信息。同時，醫療機構均配備集成NFC感應、移動互聯網傳輸、GPS實時定位裝置的血液運輸箱以及集成RFID讀取裝置的智能冰箱，血液在接收后存入智能冰箱，智能冰箱可自動對血液進行盤點，并與歷史信息比對，自動記錄血液出入庫情況。此外，利用智能冰箱、智能轉運箱等設備，構建血庫前移系統[4]，將輸血科(血庫)前移到用血科室，將醫療機構血液冷鏈管理由輸血科(血庫) 有效延伸至病區。

2 城市智慧血液網的應用

2.1 系統運行

青島市智慧城市血液網自2021年3月正式投入應用，經過實踐優化，初步建成了覆蓋血站和醫療機構的智慧血液管理網絡，為全市血液資源合理分配、急診血液應急調度提供了支撐。

2.2 全市血液庫存統一管理

城市智慧血液網通過對全市采供血信息、醫療機構血液信息數據融合，實現了對全市血液管理實時狀態的統一監控，通過城市智慧血液網管理信息系統，實時準確地查詢血液采集、庫存、配送和38所醫療機構的庫存狀態、日發血量情況等，通過數據融合分析，按照每所醫療機構2 d～5 d的日發血量設置合理庫存范圍，按需補充血液庫存。如：2022年3月，受新冠肺炎疫情影響，青島市街頭獻血減少，醫療機構為確保用血，向血站預約大量血液以補充庫存，僅3月預約去白細胞懸浮紅細胞29 748.5 U。通過城市智慧血液網的精準調控，青島市中心血站向醫療機構實際發放去白細胞懸浮紅細胞16 199.5 U，既保障了臨床用血安全，又使血站和醫療機構的血液庫存均保持在合理水平，避免了血液過期報廢或庫存緊張情況的出現。這種聯動機制的建立，使血液資源得到了最優配置。

表1 2022年2月-4月發往青島大學附屬醫院等5所醫療機構的抽樣血液追溯匯總

2.3 血液配送實時調度

城市智慧血液網整合血液配送過程中的駕駛員、車輛和運輸箱的位置、溫度信息，提供統一的血液運輸調度平臺。青島市中心血站當前直接供血醫療機構49所(包含7個儲血點)，每日至少有6輛車提供正常血液配送服務，并隨時應對可能的急診血液配送需要，配送至6個縣級儲血點的血液還需要中途交接。通過城市智慧血液網，管理人員可實時查看當前車輛狀態、位置信息、冷鏈溫度信息，發現溫度失控的運輸箱可立即通知駕駛員進行應急處置，遇突發事件需要緊急供血可根據車輛實時位置、路況等做出最快調度，以確保第一時間響應。

2.4 臨床用血的全過程追溯

城市智慧血液網依托智能冰箱和物聯網倉儲平臺、醫療機構輸血管理系統、血庫前移系統等對血液儲存、運輸和輸注信息進行全方位采集，對血液存入冰箱和取出時間進行準確記錄，實現了血液在醫療機構流轉、冷鏈信息等全過程追溯。為了驗證應用效果，2022年5月，青島市中心血站從BMIS隨機抽取了2022年2月-4月發往青島大學附屬醫院等5所醫療機構的58袋紅細胞，從表1可以看出，通過城市智慧血液網對58袋血液在醫療機構的流轉過程均給出了完整的追溯鏈條，通過物聯網技術實時感知，準確記錄了血液在每臺冰箱中的存取時間和時長，取出冰箱又放回的時間間隔等，強化了對臨床用血的監管。

3 討論

2021年12月，國家衛生健康委印發《全國血站服務體系建設發展規劃(2021-2025年)》(國衛醫發〔2021〕42號)，提出要依托血液管理信息化平臺強化質量安全管理和血液調配整體協作，鼓勵運用大數據、人工智能、云計算等數字技術在血液應急保障、資源調配等方面發揮支撐作用。

當前的血液調配機制相關研究主要解決血站與血站之間的區域供需矛盾[5-6]，近年來也有部分省市開始探索建立醫療機構間的血液調配機制[7]，部分血站探索了在縣級醫療機構建設儲血點以區域血液大庫存方式保障區域內血液供應[8]。這些都在一定程度上完善了血液應急保障體系。目前，青島市在轄區醫療機構建設了7個儲血點，無論是儲血點建設，還是醫療機構間血液調配，如何做好血液質量監控都是亟待解決的問題。青島市自2007年啟動全市血液管理聯網工作，并在轄區內儲血點開展了冰箱溫度監控聯網試點工作。但這種傳統的冰箱溫度監控方式只能監控到醫療機構的冰箱溫度，并不能監控到血液在醫療機構的流轉過程，無法真正實現實時監控。河北省血液中心在實踐醫院間血液調配過程中也同樣遇到了信息系統難以支撐醫院間血液調配費用結算、血液調配過程監管和血液質量監管等問題，并提出了依托信息系統和物聯網技術加強醫院血液質量監管的設想[9]。

青島市城市智慧血液網基于智慧城市概念模型構建，在實踐中對于血液從“血管到血管”的監控進行了新的探索和完善，和傳統的血液管理信息系統相比，具有如下優勢：

第一，實現了數據的全面融合。青島市城市智慧血液網由市衛生健康行政部門統一規劃，在血站和醫療機構同步建設，從根本上改變了血站和醫療機構各自為戰的局面，通過對人員、血液、設備的全面數據融合和信息共享，打破了血站和醫療機構的“信息孤島”，并將每個環節的人員、設備、溫度等關鍵信息關聯到每一袋血液。

第二，基于物聯網技術的實時感知。基于物聯網技術的實時感知是智慧城市建設數據采集層的特點之一，依托物聯網感知層設備的實時感知，可以擺脫人工束縛，實現設備無感采集。本次城市智慧血液網建設，青島市在38所醫療機構配置了89臺智能冰箱，這些冰箱和部署在青島市中心血站的兩臺自動化冷庫共同組成了城市智慧血液網的物聯感知層，實現了對血液流轉過程的實時感知。

第三，依托血庫前移系統構建覆蓋醫療機構的血液監管體系。傳統輸血管理系統下，血液離開輸血科(血庫)后即失去了控制，尤其患者需要大量輸血時，為了保證血液質量，需要多次往返輸血科(血庫)取血。借助智能冰箱、運輸箱將血庫前移至用血部門，通過構建血庫前移系統，實現了血液從前移冰箱取出時即自動出庫。在表1統計的血庫前移冰箱存儲的9袋血液中，查詢到其中兩袋血液各自患者輸血前均同時申請了多袋血液，這兩袋血液的出庫時間均是在前一袋血液從冰箱取出2 h以后，借助血庫前移系統進行血液出庫操作，實現了輸血科(血庫)按需發血和血液即發即用，取血時間僅需不到2 min，一旦遇到特殊情況，血液無需輸注，即可取消申請，血液不再出庫，解決了醫療機構臨床用血出庫未用的難題，進一步提升了輸血科(血庫)的服務能力。

青島市城市智慧血液網的建設，真正實現了區域血站和醫療機構血液管理的數據融合，打造了智慧血液管理新模式，但其在實際應用中依然存在一些不足，主要體現在：運輸過程中基于物聯網技術的管控仍有欠缺，需要人工對血液和運輸箱進行關聯[10]；部分醫療機構智能冰箱配置不充足，使用不規范，無法實現對醫療機構全部血液產品的覆蓋；非儲血點醫院間血液應急調配的費用結算未得到有效解決。下一步，青島市中心血站將充分利用信息技術，重點從以下方面改進：(1)優化血液運輸箱，通過物聯網設備對運輸箱及內部血液進行主動感知，實現血液和運輸箱的自動綁定，簡化操作；(2)推動城市智慧血液網管理流程的標準化，打造城市智慧血液網樣板醫院，規范醫療機構間血液調配流程，加大醫療機構間血液調配力度，促進醫療機構規范使用智能冰箱，主動增加智能冰箱數量和種類；(3)完善血液調配功能建設，在實現醫療機構間信息互聯的同時，將醫療機構間血液調配的費用納入血站和醫療機構間結算統一管理，協助醫療機構完成血液調配結算。通過持續改進，推動轄區內血液應急保障能力和血液管理水平再上新臺階，切實保障人民群眾的生命健康。