基于智慧城市概念模型的智慧血液网建设与应用*

李大玮 陈委娜 刘 鹏 冯君祥

智慧城市的核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度，通过物联网感知层设备的实时感知，实现城市信息基础架构与城市基础设施的完美结合，使政府、企业、市民可以享受到更加智能、便捷、高效的服务[1]。当前，我国临床用血全部来自无偿献血，但血液供应处于“紧平衡”状态[2]。为全面提升血液精细化管理水平，提高血液应急保障能力，自2019年以来，青岛市按照“实施健康中国战略”总体要求，围绕智慧城市、智慧医疗建设的总体目标，基于智慧城市概念模型[3]，打造了城市智慧血液网，推动了辖区内血站和医疗机构间血液管理信息数据的融合，助推血液管理水平再上新台阶。

1 城市智慧血液网的构建

1.1 统一规划

2019年6月，青岛市卫生健康委员会与青岛市财政局联合下发《关于印发<青岛市智慧血液管理平台建设方案>的通知》(青卫医药字〔2019〕10号)，提出了“打造包括物联网平台、大数据平台及质量安全监管平台等全方位、全周期智慧血液管理系统，构建覆盖全市的智慧血液管理平台”的总体目标，利用3 a时间，在市中心血站和全市38所医疗机构构建智慧血液管理模式。

图1 城市智慧血液网管理系统架构

1.2 集中管控

青岛市中心血站打造城市智慧血液网管理系统(图1)，通过青岛市卫生健康业务专网和医疗机构互联，依托移动互联网对运输过程的位置、冷链数据进行采集，通过对血液采集、制备、检测、运输、发放以及医疗机构内部流转过程和血液全过程冷链数据进行融合，完整地呈现全市采供血和临床用血实时状态、血站和医疗机构库存状态以及一袋血完整的追溯信息。青岛市中心血站可以参考医疗机构的实际库存状态及时对医疗机构的血液库存进行补充；结合送血车实时位置调配送血路线，优先保障急诊用血；遇突发事件时可根据医疗机构库存就近调配血液，保障临床抢救。借助城市智慧血液网真正实现了对全市血液资源统一管控、统一调度，实现了一网统管。

1.3 资源协同共建共享

1.3.1 血站端血液信息的管理与追溯 青岛市中心血站使用BMIS对血液进行管理，通过集成射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)装置的标签打印机将献血码、产品码、血型、血量、采血日期、制备日期、失效日期等信息写入RFID芯片，在血液交接、发放时通过RFID感知设备读取RFID芯片信息，并与信息系统记录数据核对，核对一致方可进行站内交接或发放。信息系统记录了血液采集、制备、检测、交接和发放的全过程，可以实现血液在血站内部流转全过程的追溯。

1.3.2 血液的存储管理 青岛市中心血站使用自动化冷库设备对血液存储过程进行管控。自动化冷库通过上位机控制血液出入库操作，自动化冷库的机械臂安装RFID感知装置，在操作时可以自动读取血液信息并与BMIS交互核对，以确保出入库的血液质量符合临床用血要求。自动化冷库还可以定期对库存血液进行自动盘点，并与BMIS库存信息进行比对，确保账物信息一致。

1.3.3 血液的运输管理 血液运输箱具备集成NFC感应、移动互联网传输、GPS实时定位装置等功能。血液放入运输箱时通过出库单和运输箱关联，在运输箱关闭后通过NFC感应对人员权限进行管理，运输目的单位或部门授权人员方可开启运输箱，运输过程中的位置、温度及运输箱状态信息通过移动互联网实时传输到中心端，管理人员可对血液配送过程进行实时监控。

1.3.4 医疗机构的血液监管 全市所有医疗机构均安装输血管理系统。该系统作为联通血站和医疗机构的桥梁，负责接收来自血站的血液，并为医疗机构提供标准的交互接口，同医院信息系统、实验室信息管理系统进行信息交互，采集患者用血信息。同时，医疗机构均配备集成NFC感应、移动互联网传输、GPS实时定位装置的血液运输箱以及集成RFID读取装置的智能冰箱，血液在接收后存入智能冰箱，智能冰箱可自动对血液进行盘点，并与历史信息比对，自动记录血液出入库情况。此外，利用智能冰箱、智能转运箱等设备，构建血库前移系统[4]，将输血科(血库)前移到用血科室，将医疗机构血液冷链管理由输血科(血库) 有效延伸至病区。

2 城市智慧血液网的应用

2.1 系统运行

青岛市智慧城市血液网自2021年3月正式投入应用，经过实践优化，初步建成了覆盖血站和医疗机构的智慧血液管理网络，为全市血液资源合理分配、急诊血液应急调度提供了支撑。

2.2 全市血液库存统一管理

城市智慧血液网通过对全市采供血信息、医疗机构血液信息数据融合，实现了对全市血液管理实时状态的统一监控，通过城市智慧血液网管理信息系统，实时准确地查询血液采集、库存、配送和38所医疗机构的库存状态、日发血量情况等，通过数据融合分析，按照每所医疗机构2 d～5 d的日发血量设置合理库存范围，按需补充血液库存。如：2022年3月，受新冠肺炎疫情影响，青岛市街头献血减少，医疗机构为确保用血，向血站预约大量血液以补充库存，仅3月预约去白细胞悬浮红细胞29 748.5 U。通过城市智慧血液网的精准调控，青岛市中心血站向医疗机构实际发放去白细胞悬浮红细胞16 199.5 U，既保障了临床用血安全，又使血站和医疗机构的血液库存均保持在合理水平，避免了血液过期报废或库存紧张情况的出现。这种联动机制的建立，使血液资源得到了最优配置。

表1 2022年2月-4月发往青岛大学附属医院等5所医疗机构的抽样血液追溯汇总

2.3 血液配送实时调度

城市智慧血液网整合血液配送过程中的驾驶员、车辆和运输箱的位置、温度信息，提供统一的血液运输调度平台。青岛市中心血站当前直接供血医疗机构49所(包含7个储血点)，每日至少有6辆车提供正常血液配送服务，并随时应对可能的急诊血液配送需要，配送至6个县级储血点的血液还需要中途交接。通过城市智慧血液网，管理人员可实时查看当前车辆状态、位置信息、冷链温度信息，发现温度失控的运输箱可立即通知驾驶员进行应急处置，遇突发事件需要紧急供血可根据车辆实时位置、路况等做出最快调度，以确保第一时间响应。

2.4 临床用血的全过程追溯

城市智慧血液网依托智能冰箱和物联网仓储平台、医疗机构输血管理系统、血库前移系统等对血液储存、运输和输注信息进行全方位采集，对血液存入冰箱和取出时间进行准确记录，实现了血液在医疗机构流转、冷链信息等全过程追溯。为了验证应用效果，2022年5月，青岛市中心血站从BMIS随机抽取了2022年2月-4月发往青岛大学附属医院等5所医疗机构的58袋红细胞，从表1可以看出，通过城市智慧血液网对58袋血液在医疗机构的流转过程均给出了完整的追溯链条，通过物联网技术实时感知，准确记录了血液在每台冰箱中的存取时间和时长，取出冰箱又放回的时间间隔等，强化了对临床用血的监管。

3 讨论

2021年12月，国家卫生健康委印发《全国血站服务体系建设发展规划(2021-2025年)》(国卫医发〔2021〕42号)，提出要依托血液管理信息化平台强化质量安全管理和血液调配整体协作，鼓励运用大数据、人工智能、云计算等数字技术在血液应急保障、资源调配等方面发挥支撑作用。

当前的血液调配机制相关研究主要解决血站与血站之间的区域供需矛盾[5-6]，近年来也有部分省市开始探索建立医疗机构间的血液调配机制[7]，部分血站探索了在县级医疗机构建设储血点以区域血液大库存方式保障区域内血液供应[8]。这些都在一定程度上完善了血液应急保障体系。目前，青岛市在辖区医疗机构建设了7个储血点，无论是储血点建设，还是医疗机构间血液调配，如何做好血液质量监控都是亟待解决的问题。青岛市自2007年启动全市血液管理联网工作，并在辖区内储血点开展了冰箱温度监控联网试点工作。但这种传统的冰箱温度监控方式只能监控到医疗机构的冰箱温度，并不能监控到血液在医疗机构的流转过程，无法真正实现实时监控。河北省血液中心在实践医院间血液调配过程中也同样遇到了信息系统难以支撑医院间血液调配费用结算、血液调配过程监管和血液质量监管等问题，并提出了依托信息系统和物联网技术加强医院血液质量监管的设想[9]。

青岛市城市智慧血液网基于智慧城市概念模型构建，在实践中对于血液从“血管到血管”的监控进行了新的探索和完善，和传统的血液管理信息系统相比，具有如下优势：

第一，实现了数据的全面融合。青岛市城市智慧血液网由市卫生健康行政部门统一规划，在血站和医疗机构同步建设，从根本上改变了血站和医疗机构各自为战的局面，通过对人员、血液、设备的全面数据融合和信息共享，打破了血站和医疗机构的“信息孤岛”，并将每个环节的人员、设备、温度等关键信息关联到每一袋血液。

第二，基于物联网技术的实时感知。基于物联网技术的实时感知是智慧城市建设数据采集层的特点之一，依托物联网感知层设备的实时感知，可以摆脱人工束缚，实现设备无感采集。本次城市智慧血液网建设，青岛市在38所医疗机构配置了89台智能冰箱，这些冰箱和部署在青岛市中心血站的两台自动化冷库共同组成了城市智慧血液网的物联感知层，实现了对血液流转过程的实时感知。

第三，依托血库前移系统构建覆盖医疗机构的血液监管体系。传统输血管理系统下，血液离开输血科(血库)后即失去了控制，尤其患者需要大量输血时，为了保证血液质量，需要多次往返输血科(血库)取血。借助智能冰箱、运输箱将血库前移至用血部门，通过构建血库前移系统，实现了血液从前移冰箱取出时即自动出库。在表1统计的血库前移冰箱存储的9袋血液中，查询到其中两袋血液各自患者输血前均同时申请了多袋血液，这两袋血液的出库时间均是在前一袋血液从冰箱取出2 h以后，借助血库前移系统进行血液出库操作，实现了输血科(血库)按需发血和血液即发即用，取血时间仅需不到2 min，一旦遇到特殊情况，血液无需输注，即可取消申请，血液不再出库，解决了医疗机构临床用血出库未用的难题，进一步提升了输血科(血库)的服务能力。

青岛市城市智慧血液网的建设，真正实现了区域血站和医疗机构血液管理的数据融合，打造了智慧血液管理新模式，但其在实际应用中依然存在一些不足，主要体现在：运输过程中基于物联网技术的管控仍有欠缺，需要人工对血液和运输箱进行关联[10]；部分医疗机构智能冰箱配置不充足，使用不规范，无法实现对医疗机构全部血液产品的覆盖；非储血点医院间血液应急调配的费用结算未得到有效解决。下一步，青岛市中心血站将充分利用信息技术，重点从以下方面改进：(1)优化血液运输箱，通过物联网设备对运输箱及内部血液进行主动感知，实现血液和运输箱的自动绑定，简化操作；(2)推动城市智慧血液网管理流程的标准化，打造城市智慧血液网样板医院，规范医疗机构间血液调配流程，加大医疗机构间血液调配力度，促进医疗机构规范使用智能冰箱，主动增加智能冰箱数量和种类；(3)完善血液调配功能建设，在实现医疗机构间信息互联的同时，将医疗机构间血液调配的费用纳入血站和医疗机构间结算统一管理，协助医疗机构完成血液调配结算。通过持续改进，推动辖区内血液应急保障能力和血液管理水平再上新台阶，切实保障人民群众的生命健康。