無線射頻識別技術(shù)在野戰(zhàn)條件下血液管理中的應(yīng)用研究

齊 清，朱培元，嚴(yán)京梅，王 偉，欒建鳳

0 引 言

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

1 材料與方法

1.1 血液與設(shè)備共1000單位懸浮紅細(xì)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(tǒng)由北京藍(lán)播科技有限公司與我院聯(lián)合研制，主要由掃描槍、智能門、匯集器等模塊組成，掃描槍設(shè)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(fā)。

1.2 方法

1.2.1 敞開式包裝血液的掃描速度與準(zhǔn)確性研究將懸浮紅細(xì)胞、新鮮冰凍血漿分別按10、50、100袋為1批裝入紙板盒內(nèi)，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(shù)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(xì)胞上方0、25、50 cm處掃描，記錄推薦掃描速度(2 s/10袋)內(nèi)能掃描到的袋數(shù)，測試10次。

1.2.2 簡易運血箱儲存血液的掃描速度與準(zhǔn)確性研究在簡易運血箱內(nèi)放置20袋40單位懸浮紅細(xì)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(nèi)能掃描到的袋數(shù)，測試10次。

1.2.3 長途機動對RFID系統(tǒng)的影響本研究距演習(xí)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(dá)訓(xùn)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(yán)重，每次往返路程為80公里，車速平均50公里/h，最陡坡度達(dá)45度。演習(xí)期間共行駛5次，每次到達(dá)展開地域展開后使用RFID血液管理系統(tǒng)性能穩(wěn)定。

2 結(jié) 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(xì)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(xì)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(shù)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(yīng)延長，但是懸浮紅細(xì)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(zhǔn)確性在0、25、50 cm處掃描懸浮紅細(xì)胞的準(zhǔn)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(zhǔn)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(tǒng)計學(xué)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(zhǔn)確性在0、25、50 cm處掃描懸浮紅細(xì)胞的準(zhǔn)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(zhǔn)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(biāo)對象并快速獲取數(shù)據(jù)信息，使用壽命長，可遠(yuǎn)距離讀取、加密標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并且抗污染和抗干擾能力強，因此開始在輸血醫(yī)學(xué)中得到應(yīng)用[6-8]。本研究是我軍首次在野戰(zhàn)條件下使用RFID批量管理血液，順利完成了血液制品的進(jìn)出庫任務(wù)。研究發(fā)現(xiàn)RFID具有以下特點：①穩(wěn)定性，RFID經(jīng)過長途摩托化機動和十級公路顛簸后工作性能保持穩(wěn)定；②有效性，使用RFID進(jìn)行血液制品出入庫的時間與其數(shù)量、距離呈正相關(guān)，隨著每批血液袋數(shù)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(yōu)點仍然很明顯；③準(zhǔn)確性，將50袋懸浮紅細(xì)胞和50盒新鮮冰凍血漿裝入紙板盒內(nèi)并放置在敞開環(huán)境中，貼近血液掃描時準(zhǔn)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(zhǔn)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(xí)發(fā)現(xiàn)，RFID系統(tǒng)可安全穩(wěn)定、準(zhǔn)確高效地完成野戰(zhàn)血站血液制品進(jìn)出庫的要求，針對現(xiàn)有RFID系統(tǒng)，還需要進(jìn)一步優(yōu)化才能滿足今后大規(guī)模野戰(zhàn)或應(yīng)急條件下的血液保障：首先，標(biāo)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(shè)備體積應(yīng)進(jìn)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(jìn)一步優(yōu)化射頻標(biāo)簽的識別算法[9]，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，以適合更加惡劣的野戰(zhàn)條件下使用，多次試驗發(fā)現(xiàn)影響掃描準(zhǔn)確性的干擾因素有如下兩點：①當(dāng)閱讀的血液周圍有金屬或是化學(xué)材料等物品時會干擾射頻信號，不能在指定范圍內(nèi)讀取數(shù)據(jù)，影響準(zhǔn)確性，②與血液存在距離時，讀取結(jié)果會發(fā)生一定偏差；第四，需要進(jìn)一步降低成本，實現(xiàn)批量生產(chǎn)。