血液品質管理管理におけるRFIDセンサータグの応用

血液管理におけるRFID融合センシング技術の実現可能性

血液管理業務の一般的な流れは、献血登録、検査、採血検査、採血、血液バンク、バンク内管理（成分処理等）、血液配送、血液バンク～病院での患者使用（または作成）となります。 他の血液製剤に）。 このプロセスには、献血者情報、血液型、採血時間、場所、取扱者などを含む大量のデータ情報が関与することがよくあります。大量の情報は血液の管理に特定の困難をもたらします。 さらに、血液は非常に腐敗しやすい物質です。 環境条件が適切でないと血液の質が損なわれてしまいます。 したがって、血液の品質は保管および輸送中に影響を受けます。 リアルタイムの監視も重要です。 RFID とセンシング技術は、上記の問題を解決し、血液管理を効果的に支援できる新興技術です。

RFID テクノロジーは、各血液バッグに独自の固有の ID を提供し、対応する情報を保存できます。 この情報はバックエンド データベースと相互接続されます。 したがって、血液が採血ポイント、移送ポイントの血液バンク、または使用ポイントの病院にあるかどうかを、プロセス全体を通じてRFIDシステムによって監視でき、各動員ポイントの血液の情報をいつでも追跡できます。 時間。 以前は、血液の採取には時間と労力がかかり、使用前に手動で情報を確認する必要がありました。 RFID テクノロジーを使用すると、正確な位置決めを行わなくても、大量のデータをリアルタイムで収集、送信、検証、更新できるため、血液の送達が高速化されます。 ライブラリの識別により、手動検証中によく発生するエラーも回避できます。 RFID の非接触識別特性により、血液を汚染することなく確実に識別および検出できるため、血液汚染の可能性が軽減されます。 塵や汚れ、低温などを恐れず、血液を保管する特殊な環境でも使用可能です。 環境条件下で通常の動作を維持します。

センシング技術は、情報をセンシング、取得、検出するための窓口です。 データ収集、定量化、処理、融合、伝送アプリケーションを実現できます。 センサーによる血液環境の温度、密閉状態、振動度のリアルタイム監視と収集、および感知された情報に対するシステムのタイムリーな処理と応答により、血液の劣化を効果的に回避できます。 血液の品質も保証できます。

RFIDとセンシング技術を統合し、識別効率の向上、情報追跡の実現、リアルタイムの品質監視が可能なRFIDセンサータグを使用することで、血液管理のインテリジェントな情報化を真に実現できます。

RFIDセンサータグの設計

図 1 に示すように、RFID センサー タグは、主にマイクロ コントロール ユニット、センシング ユニット、無線周波数ユニット、通信ユニット、測位ユニット、電源ユニットで構成されます。

1マイクロコントロールユニット

マイクロコントロールユニットは、組み込みマイクロプロセッサ、メモリ、組み込みオペレーティングシステムなどを含む組み込みシステムで構成されています。また、ウォッチドッグ、タイマー/カウンタ、同期/非同期シリアルインターフェイス、A/DおよびD/さまざまな必要な機能と外部も統合されています。 AコンバーターやI/Oなどのデバイス。 このユニットによって実装される主な機能には、チップ全体のタスク割り当てとスケジューリング、データ統合と送信、無線データ検証、データ分析、保存と転送、地域ネットワークのルーティング保守、チップのエネルギー消費管理が含まれます。 電源。 待って。

2 センシングユニット

センシングユニットは主にセンサーとA/Dコンバーターで構成されます。 センサーは、指定された測定値を感知し、それを特定のルールに従って使用可能な出力信号に変換できるデバイスまたはデバイスです。 通常、センサーは感応素子と変換素子から構成されます。 感知要素は、感知する必要がある外部情報を収集し、それを変換要素に送信します。 後者は、上記の物理量をシステムが認識できる元の電気信号に変換し、積分回路と増幅回路を通過させます。 整形プロセスは最終的に A/D によってデジタル信号に変換され、さらなる処理のためにマイクロ コントロール ユニットに送信されます。

ACに取り込む血液の保管と輸送のための環境条件の要件をカウントするこのセンシングユニットには、監視エリア内の温度、圧力、光感度、振動などの複数の物理信号をテストする機能が含まれています。

3 RFユニット

無線周波数ユニットは、無線周波数信号の送受信を制御し、空間分割多重、時分割多重、周波数分割多重、符号分割多重などのアクセス方式を選択して使用して、同時マルチターゲット識別とシステム衝突防止を実現します。 メカニズム。

4通信ユニット

通信ユニットはデータ通信に使用され、無線通信におけるキャリア周波数帯域の選択、データ伝送速度、信号変調、符号化方法などを解決し、アンテナを介してチップとリーダーの間でデータを送受信し、データ融合を行います。 、調停とルーティングをリクエストします。 機能を選択します。

5 位置決めユニット

位置決め部は、チップ自体の位置決めと情報伝達方向の位置決めを実現する。 IEEE802.15.4規格やZigBeeプロトコルなどの無線伝送プロトコルに準拠。 測位アルゴリズムは、測距 (信号強度測距、時間差測距など) に基づくことも、測距に基づいていない (セントロイド法、DV ホップ アルゴリズムなど) こともできます。

6 電源ユニット

RFIDセンサータグはパッシブ、セミパッシブ、アクティブに分類されます。 パッシブタグはチップ内にバッテリーを内蔵する必要がありません。 これらは、リーダーから発せられる高周波エネルギーを抽出することによって機能します。 セミパッシブタグとアクティブタグはどちらも、通常のセンシングと無線周波数動作を維持するために内部バッテリー電力を必要とします。 血液管理における血液製剤のリアルタイム監視には、継続的かつ正常なエネルギー供給を確保する必要があることを考慮して、電源ユニットが追加され、セミパッシブまたはアクティブタグとして設計されています[4]。

この部分では、チップの受信、送信、待機状態を合理的に設定することで、エネルギー消費と送信の信頼性の問題を解決でき、チップの耐用年数を効果的に延長できます。

主に血液の出入り管理、血液追跡管理、血液品質管理管理の3つの側面から紹介し、血液管理におけるRFID融合センシング技術の効果的な役割を指摘しています。

1. 血液の入出力管理

(1) 血液の保管

スタッフは血液バッグをベルトコンベアの入り口に置き、順番に渡していった。 ベルトコンベアの下部にはRFIDリーダーが設置されていました。 血液バッグに取り付けられたRFIDセンサータグが読み書き範囲に入ると、タグの情報が読み取られます。 ミドルウェアはそれをフィルタリングしてバックエンド データベースに送信します。 同時にベルトコンベア出口の画面に血液型、種類、規格などを表示します。 スタッフは表示された内容に基づいて、指定された保管トレイに血液を入れます。

読み取られた血液の種類、タイプ、仕様、数量などに基づいて、バックエンドシステムは血液バンク内の貨物スロットを識別し、仕様と数量を満たす既存の空の貨物スロットを探します。 このステップは主に、各棚にRFIDタグを貼り付け、リーダー/ライターを介して血液型、種類、仕様、数量などを書き込むことで実現されます。 血液バッグがこの棚に置かれたとき 血液バッグが棚に置かれたとき、スタッフはハンディリーダーを使用して RFID タグをセットし、書き込みます。 棚上の血液バッグが出荷または移動されるとき、スタッフはハンドヘルドリーダーを使用して RFID タグの消去と書き込みを行います。 , 血液バンク上部に設置されたリーダライタは、システムからの指示に従って各棚のラベルを読み取ります。 空になっていて保管条件を満たしている棚が見つかった場合、システムに通知され、システムは保管場所の画面に特定の番号を表示し、どの種類の血液をどの棚に置くべきかをスタッフに知らせます。 。

指示を受けたスタッフは、さまざまな規格の血液を指定場所に送り、冷蔵保管します。 同時に、リーダーは各血液バッグの保管時間、保管タイプ、血液送信者、血液受信者、およびその他の情報を RFID システムに書き込みます [5]。

(2) 銀行から出た血液

このシステムは出荷命令を出し、スタッフに指定された種類、仕様、量の血液を取り出すために指定された場所に行くよう指示します。 採取した血液の量が少ない場合、スタッフは手持ち式リーダーを使用して血液情報を直接読み取ることができます。 採取した血液の量が多い場合、スタッフはベルトコンベアを使って血液を図書館から運び出し、その情報を読み取ることができます。 読み取られた情報はシステムに送信され、バックエンドのデータベースと照合されます。 正しければ出荷が許可されます。 送信プロセス中に、RFID システムは送信時刻、血液の有効期限、その他の二次情報を記録します。

血液がライブラリーから搬出される順序は、情報を読み取って分析した後、システムによって決定されます。 在庫の滞留や期限切れの血液廃棄物の現象を避けるために、同じ仕様の血液は先入れ先出しの原則に従う必要があります。 「検査対象」とマークされた血液。 血液バンクでは、バンクから出される血液の品質を確保するために、血液バンクからの血液の流出が禁止されています。

2 血液追跡管理

血液追跡管理はクラスターベースの階層構造を採用しています。 各クラスター ヘッドは分散情報処理センターであり、各クラスター メンバーからデータを収集し、データ処理と融合を完了するために使用されます。 その後、データは上位層のクラスタヘッドに送信され、順次渡されます。 最後に、すべてのデータがフィルタリングされ、統合された後、最上位のクラスタヘッドに送信され、その逆のプロセスが情報クエリプロセスです。 データはレイヤーごとに展開され、順序立てて追跡されます。 ここで、最上位のクラスターヘッドは国家血液情報センターに相当し、次に上位のクラスターヘッドは各省、自治区、市の血液情報センターなどに相当し、最下位のクラスターヘッドは国家血液情報センターに相当する。 クラスターのメンバーは草の根の血液ステーションです。 この階層構造により情報が分散され、集中ストレージが回避され、過剰な情報量の問題が解決され、システムのセキュリティが向上します。 情報の交換と転送は子層と親層の間で直接実行されるため、クエリと追跡が容易になります。 構造を図 2 に示します。

血液情報の保存プロセスは次のとおりです。まず、各血液バッグの RFID 識別コードとそれに対応する情報を草の根血液ステーションのデータベースに保存し、次に草の根血液ステーションの情報をマージし、識別コードを 草の根血液ステーションの有効な知的財産。 住所は地方自治体血液情報センターのデータベースに保存され、その後、地方自治体血液情報センターの情報が統合され、地方自治体血液情報センターの識別コードと実効IPアドレスが地方自治体血液情報センターに保存されます。 データベース。 最後に、地方の血液情報センターの情報を統合し、地方の血液情報センターの識別コードと有効な IP アドレスを全国の血液情報センターのデータベースに保存します (必要に応じて、識別コードと国家の血液情報センターの情報を組み合わせることもできます)。 血液情報センター 有効な IP アドレスは、世界的な血液情報相互接続のために世界的な血液情報センターのデータベースに保存されます [6-7]。

血液情報の追跡プロセスは、RFID識別コードに基づいて、まず国家血液情報センターのデータベースで血液バッグの省情報を検索し、次に、見つかったIPアドレスに基づいて省血液情報センターのデータベースに入力して検索します。 血液の入った袋に。 市の情報については、見つかった IP アドレスに基づいて市レベルの血液情報センターのデータベースに入力し、血液バッグが属する血液ステーションを見つけます。 見つかった IP アドレスに基づいて血液ステーションのデータベースに入力します。 その情報に基づいて、血液バッグの現在の状態を知ることができます。 ステータスは、倉庫に保管されているか、倉庫から出荷されるときに使用されているか、劣化して廃棄されているかです。 使用されている場合は、すべてのユーザーの情報をさらに知ることができます。

3 血液品質管理管理

血液は温度変化に非常に敏感です。 周囲温度が適切でないと、血液中の物質が破壊され、血液の品質と保存期間に影響を与えます。 また、血液は保管、移送、輸送中に激しい振動を避ける必要があります。 さらに、血液の包装は密封する必要があります。 細菌汚染が起こった場合穿刺やその他の要因により、血液は廃棄されます。

血液バッグに取り付けられた RFID センサー タグは、血液バッグの周囲の環境をリアルタイムで監視します。 周囲の温度、圧力、光感度、振動などの物理信号を一定間隔で測定し、測定データをタグチップに記録します。 。 システムはタグ内に標準範囲を設定します。 現在の測定データが範囲の下限を下回るか、範囲の上限を超えると、タグは無線周波数信号を積極的に送信し、警報装置を作動させてスタッフに促します。

血液バッグが血液バンクに保管されているときに血液バッグに警報が発せられた場合、受信した無線周波数信号に基づいて、警報が発せられた血液バッグの現在位置（保管エリア、棚、RFID識別コードなど）が画面に表示されます。 スタッフが迅速に検出して処理できるようにするためのアラーム表示。 輸送中に血液バッグに警報を発する必要がある場合、輸送用保管容器に警報装置を取り付けて、音やフラッシュでスタッフに警報を発することができます。 これを発見したスタッフは、携帯型リーダーを使用して無線周波数信号を受信し、識別コードに基づいて警報を見つけます。 血液バッグ。

血液が腐敗または汚染されている疑いがある場合、スタッフはリーダーを使用してラベルを「検査対象」に設定します。 そして倉庫から出ることも許されません。 すでに使用時点にある血液は使用できません。 テストの結果、使用できないことを確認しております。 、高圧滅菌と焼却が行われます。 このとき、スタッフは血液バッグの RFID 識別コードを使用して廃棄情報、廃棄理由などをシステムに書き込み、その後の血液追跡に備えます。

返送された血液については、血液の品質を手動で検査するだけでなく、RFID センサー タグのデータ記録を使用して、採血から血液供給、採血までのプロセス全体のつながりを見つけたり、誰が血液を採取したかを調べたりすることもできます。 責任がある。 個人または組織は、次回同じような状況が起こらないようにするために、理由を分析する必要があります。

血液は生命の源であるだけでなく、多くの病気を蔓延させる経路でもあります。 輸血や血液製剤を介して広がる一般的な病気には、B 型肝炎、C 型肝炎、エイズ、梅毒、マラリア、敗血症などが含まれますが、そのほとんどは治療が困難です。 不規則な採血や無秩序なバッグ血液管理、不適切な輸血などによる病気の伝染や医療事故を防ぐためには、血液管理を強化し、血液使用の安全性を確保することが不可欠です。 現在、RFID とセンシング技術の組み合わせは広く使用されていませんが、幅広い応用の可能性を示しています。 本稿では、これら 2 つの技術を統合して設計された RFID センサータグを提案し、血液管理への適用の利点と実現可能性を分析します。

血液管理はミスが許されない仕事です。 RFIDセンサータグの適用により、サプライチェーン全体の管理が見える化、透明化、汚染のない状態となるだけでなく、情報と品質のリアルタイム監視と相互接続追跡が可能になり、まさに血液の管理情報化と医療管理情報化の取り組みが可能になります。 を末端まで拡張し実践することで、完全に個別化された人間性豊かなケアを実現します。