基于物联网的医疗冷链监测的应用实践

叶青（广州瑞康本圣生物科技有限公司，广州）

基于物联网的医疗冷链监测的应用实践

叶青
（广州瑞康本圣生物科技有限公司，广州）

随着我国医疗物联网技术的发展和成熟，医疗冷链管理系统在医院中将起到越来越重要的作用。本文主要介绍基于医疗物联网RFID技术在医院冷链管理中的实践，重点讨论冷链管理信息系统的建设、业务流程及功能，实现对所需监测的医疗冷藏环境数据的自动化采集、可视化管理、及预警化操作，提高了全院对特殊医疗用品的管理水平。

射频识别技术；医疗物联网；冷链管理系统

0　引言

随着医院物质管理的精细化，某些对温度有特殊要求的药品、试剂或标本，相关管理部门对其采购、运输、存储、使用的各环节的流程管理提出更高的要求以及更严苛的标准。医院检验、药剂和有关科室的管理者要求能够为试剂、 血液、标本、药品、生物制品等特殊物品提供可靠、稳定的冷藏环境。在以前，为了保障对特殊温度有要求的医疗物质得到所需的温湿度，通常需要管理人员将这类特殊温湿度要求的物品保存在冰箱、阴冷库、冷藏库中，定时手工记录温湿度计上的数值，这种人工记录工作操作频繁，而且容易出错或遗漏，尤其是在夜间及节假日的监测数据更容易缺失，管理不善还会造成数据失真，对冷藏物品的安全构成一定的潜在威胁。

随着我国物联网技术的发展和不断成熟，基于物联网技术研究开发的医院冷链管理信息系统也随之应运而生，并开始在我国医院中推广使用，实现全程实时智能化、闭环化的冷链数据监测。通过该系统的应用，大大减轻了业务管理部门的工作压力，同时获取数据的准确性和完整性也大大提高。

1　基于物联网技术的冷链系统建设

1.1医疗物联网系统的整体架构

基于物联网的冷链管理信息系统是通过物联网无线射频识别（RFID）技术及其无线传感设备，实现医院对温度、湿度有特殊要求的空间和物品实现全流程实时智能、闭环管理的信息管理系统［1］。基于物联网的冷链管理信息系统整体架构主要分为三个层次，从底向上依次是感知层、网络层和应用层，如下图1所示。

1.1.1感知层

作为医疗物联网中各种信息的产生源，主要作用是完成对物体的定位、状态的识别与采集信息。通常的设备有RFID射频识别设备、温湿度传感器等各种传感设备。通过这些设备，采集来自患者及医疗设备等对象的数据，然后通过蓝牙、红外灯短距离传输技术传输数据，已感知医学活动的各种信息［2］。

图1　医疗物联网系统整体架构图

1.1.2网络层

将感知层识别的各种感知和控制信息按照通用数据传输协议转换成标准格式［3］，实现医疗物联网人与物、物与物之间的互联互通。网络层通常是指有线网络、互联网、移动3G/4G、WLAN、传感网等基础网络，以及相互之间的融合网络。

1.1.3应用层

主要完成对感知层采集的数据计算、处理和知识挖掘，并将这些数据与医疗活动中各种医院信息系统相结合，譬如HIS系统、LIS系统、EMR系统及PACS系统等各种医疗信息系统、个人健康管理信息系统、社区卫生管理系统等，具体业务包括物品与人员定位、医院物流、远程医疗等。

1.2基于物联网架构的冷链系统建设

医院冷链管理信息系统的硬件通常由基于RFID的物联网冷链温湿度标签、RFID读写器、通讯网络服务器、主控系统、客户端、短信平台等一系列设备组成。物联网冷链温度标签安装在需要监测温度的冰箱或其他存储空间。通过医院冷链信息管理系统，可以实现对医院任何需要温度、湿度管理的空间和物品的实时监控与管理。一般可用于冰箱（检验科试冰箱、血库冰箱、实验室低温冰箱、生物制剂冰箱等）、阴冷库（如药房阴冷库、病理科低温标本保存库、样品标本保存库等）、冷藏库（如精子库、卵子库等），甚至可以延伸至其他各种洁净区域、计算机中心机房、消毒供应室中的消毒锅炉的环境数据采集和分析等。

冷链系统的关键就是利用基于医疗物联网技术的标签将从感知层所采集到冰箱中的温湿度等信息传输、汇聚到冷链阅读器中，并进行统一数据处理和传输，从而实现各类传感设备所采集的数据能够精确、及时地与主控系统保持协同通信，冷链管理处理流程如下图2所示。

1.3冷链管理系统主要功能实现

图2　冷链管理处理流程图

医院冷链管理系统的主要功能在于监控温控设备与空间、定位受监控设备与物品。提供报警、数据采集、统计分析等管理功能。具体包括如下基本功能：

1.3.1用户管理功能

细化落实三年行动计划问题清单和责任清单，着力落实湖区市县政府主体责任和省直部门监管责任，加强组织领导，加强协同配合，加大资金投入，加大督查考核，确保十大重点领域（全面推进农业面源污染防治、深入开展城乡生活污染治理、集中整治工业污染、加强船舶污染防治、保障饮水安全、实行沟渠清淤疏浚、推进黑臭水体治理、整顿湖区采砂秩序、加快湿地生态修复、加强血吸虫病防控）和九大重点片区（污染严重、对洞庭湖水质影响较大的大通湖、华容河、珊珀湖、安乐湖、冲天湖—马家吉河、东风湖—吉家湖、沅江七湖、黄家湖、桃花江流域等）整治任务和措施的落实。

主要包括对使用该系统人员信息、部门信息及角色分配信息、权限信息的设置与管理功能。

1.3.2设备管理功能

系统会为每一个标签配置唯一的ID，作为所属设备或空间的身份识别号。主要实现对所管理系统涉及的标签、读卡器等进行配置、部门匹配及对监控设备或空间的监控内容、报警阈值，设定标签管理的人员信息。一旦温湿度超出报警阈值，系统就会利用短信平台向指定的管理人员发出告警短信通知，以便管理人员及时作出相应的处理。

1.3.3系统管理功能

针对系统运行过程中可能存在的可变参数进行相关设定，包括日志管理功能、数据库备份功能等。1.3.4实时监控功能

系统对温控设备或设施配置采集前端，对传感标签监测的数据进行实时监控，并可以在电子地图上对应各冷链监控点进行实时显示，监控数据可以24小时不间断地记录、同时系统还可以记录一些需要监测的特殊事件，比如冰箱门的开关次数和开关时间。

1.3.5统计分析功能

系统能够对其采集的所有信息进行统计图表分析，生成各类统计报表，比如温湿度变化曲线图表。温湿度曲线可以按标签或时间轴显示，实现连续的温湿度记录，实现可追溯的闭环管理。

1.3.6预警功能

系统可以自动侦测到异常信息，例如设备故障、标签缺电、冷链监控数据超出报警阈值等情况：告警方式多样化，可以利用计算机音箱采用声音告警，提醒现场的医护或管理人员；也可以利用医院的短信平台向指定的责任人或相关管理平台发送报警短信，提醒相关人员及时到现场或通知在院工作人员排查故障。

1.3.7电子地图及定位功能

系统可以在预先绘制好的电子地图上动态标志所监控的设备或物品，并实时显示其相关的信息与状态。可以记录某监控物的位置变动轨迹，做到追溯管理。

2　冷链管理系统的应用

医疗物联网各类硬件（标签、阅读器等）是基础，软件管理系统是核心，其预警和管控的全部功能都必须在软件实现，通过软件与硬件设备一体化管理与融合，实现全院冷链管理的精细化、智能化及闭环化。医院信息科要根据医院冷链的不同场景、不同管理要求、不同处理方式等具体情况对软件进行个性化开发和定制，以满足各冷链需求科室的实际需要。根据医院冷链管理系统的设计管理和具体场景要求，衍生出了血库冷链管理系统、药品冷链管理系统、试剂冷链管理系统等特定监控物品的管理系统，其本质仍是对监控物品的全流程过程环境监控。

医院血液冷链管理系统就是对医院用血的全流程温度控制管理系统。主要功能就是对血液温度的控制，包括储血设备及运输工具的温度监控，传统的存储血液的设备温度需要监控需要人工观察、手工记录的方式进行，记录人随意性很大，缺乏有效的监管，对血液的质量存在安全隐患。通过血库冷链系统的实施，实现所有存储血库冰箱温度的实时监控，所有冰箱的温湿度数据、报警信息通过专用网络定时发送至主控系统及管理员手机中，确保血液在冷藏过程中的安全。

药品、生物制剂、检验试剂冷链管理系统与血液冷链管理系统的原理相似，都是基于RFID技术和传感装置及无线技术的融合，实现对特定物品或空间环境的温湿度控制与管理，提高医院药品、试剂等的管理水平，减少药品、试剂等的损坏与流失，保障了药品、试剂等在存储和运输过程中的质量安全，降低医疗风险，提高安全管理水平。

3　小结

医院冷链管理信息系统利用物联网技术，建立医院冷链的监控和预警系统，实时监测医疗冷藏环境数据，使管理实现自动化、可视化、预警化，克服了传统方式的不足，具有明显的实用价值。通过该系统的建设有力地杜绝了因血液、药品等因储存条件变化而导致药品变质、变性现象的发生。系统的建立是物联网技术在医疗感知领域的成功实践，具有智能化及闭环程度高、方便易用、应用领域广等特点。该系统将促进物联网技术与医院信息技术的融合，推动医疗领域物联网技术的应用与发展，具有良好的社会效益与经济效益。

［1］沈崇德,童思木,孙炜一.基于物联网技术的医院冷链管理信息系统研究［J］.医疗卫生装备,2013,34（3）：31—32.

［2］丁忠,姚青玲,严子和,等.基于物联网的医疗冷链监测应用探讨［J］.中国医疗设备，2015,30（10）：148—150.

［3］高东旗,杨会锁,邓兵,等.部队疫苗冷链随行实时监控技术构建［J］.医疗卫生装备，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