【论文精选】基于物联网技术的新生儿疾病筛查血卡及系统的设计与应用

2016-08-22 11:22:00 爱德腕带 阅读

新生儿疾病筛查在中国已经逐渐普及,普遍采用串联质谱技术,可筛查的疾病种类也已经增加到了数十种。卫生部《新生儿疾病筛查技术规范(2010版)》和《新生儿疾病筛查血片采集技术规范》要求,在筛查过程中需要对新生儿的足底血进行采集,采用一次性采血针刺足跟,将血滴到采血卡上进行保存,再交由筛查中心,对采血卡上的血斑进行打孔检测。主要规范有:采血时间大于出生72小时,小于7天,新生儿至少经历6次哺乳;血斑个数至少3个,直径大于8mm;血滴自然渗透,无污染且不能重复采血;血卡信息填写准备完备;无洗脱不全。血卡的质量直接影响筛查工作质量,据已发表的不合格血卡原因分析的文献显示,血卡信息不全、采血时间不符要求这两种情况的占比都非常高:四川的案例,二者分别达到了37.96%和20.35%;湖北的案例则分别达到了11.19%和13.66%。


1  目的


目前国内筛查中心主要采用纸质血卡。卡片下部设置有标签,记录被采集者的基本信息,设置条形码追溯;卡片上部为样本采集区,用于保存样本。传统纸质血卡在使用过程中存在一些问题:血卡信息由医护人员手工填写,质控难度大,筛查中心信息录入工作的问题多;血卡管理水平低,无法实现全生命周期管理,定位、追溯、检索困难;流转环节容易造成血卡上的隐私信息外泄;血样及相关样本信息容易受到外界污染,影响实验结果和信息录入;尚未实现自动打孔,需要实验员手动操作,效率低;血卡的制作需要使用纸张、油墨,不符合环保要求。上述问题的存在,影响了现有新生儿疾病筛查的时效性和安全性,国内各主要筛查机构都在探讨和研究改进的方法。


医疗物联网技术离不开二维码技术和射频识别技术(RFID),现在临床已经大量运用二维码在医嘱信息的实时传递,减少医疗差错,提升医院管理水平。而RFID技术目前大多应用于医院资产管理、婴儿防盗等局部的应用,它的优点有:易于操控、适用于各种恶劣环境;识别速度快、读取方便;使用寿命长、易于回收二次使用;数据安全唯一;并能够动态实时通讯。这些为解决上文提出的传统血卡存在的问题提供帮助,但把它应用于大量使用的新生儿疾病筛查血卡,需要解决诸如防水、防污染、稳定性及成本等问题。


本研究借助业务流程再造(BPR:Business Process Reengineering)、物联网与移动互联网技术,设计了一款新型采血卡以及与之配套的管理系统。


2   血卡技术方案和系统应用设计


我们称这个采用物联网技术的新生儿疾病筛查血卡为新型血卡,并且配合它完善的业务系统应用设计。我院为浙江省新生儿疾病诊治重点实验室和浙江省新生儿疾病筛查中心落地单位,目前已经上线了浙江省新生儿筛查信息系统,新型血卡的软件系统也按照规范与该系统对接。


2.1 系统整体架构 


新型采血卡系统主要包括采血卡、管理系统、手机微信平台、血卡芯片读写器、自动打孔机等部分。手机微信平台通过移动互联网与血卡及服务器建立连接;电子标签读写设备通过网络与血卡及服务器建立连接;管理系统与现有浙江省新生儿筛查信息系统对接,实现数据互联互通。本系统总体架构如图1所示。

 新型采血卡系统总体架构图图1 新型采血卡系统总体架构图


2.2 血卡构成 


研发的新型采血卡主要由第一卡、第二卡、电子标签、样本采集卡等四部分组成,如图2所示。

 新型血卡示意图图2 新型血卡示意图


血卡功能对照如表1所示。

新型血卡功能对照

表1 新型血卡功能对照


2.3 血卡管理系统 


血卡管理系统是独立的信息系统,此项目中与现有的新生儿筛查信息系统进行有机地融合,成为其中的一个子系统。使用血卡管理系统对新型血卡进行全生命周期管理,能够实现新生儿筛查各环节的实时监控,提高管理水平。血卡管理系统的主要功能包括样本信息写入、位置跟踪、试验进度监控、实验结果推送。新型血卡的管理流程图如图3所示。

新型血卡管理流程图图3 新型血卡管理流程图


采用了物联网与移动互联网技术,实现了线上线下的信息交互。线下,血卡集中至物流存储盒,由物流到实验室,电子标签读写设备将信息读入,上传至服务器;线上,由家长将信息通过智能手机等终端将基本信息输入上传至服务器,实现信息的快捷、准确输入。


2.4 全自动打孔机 


与新型采血卡配套使用的全自动打孔机实现全自动打孔,并在打孔的同时完成输单工作,从而节省大量时间和精力。


3   结果


基于物联网技术的新生儿疾病筛查血卡及系统的开发和推广以后,实现以下目标:家长将新生儿的基本信息通过手机输入,同步到服务器,减少医护人员由于笔误或字迹不清造成样本信息录入的错误,并提醒家长和工作人员采血时间和要求;新型血卡上不会暴露敏感信息,阻断隐私泄露的渠道。由于采用了不同材料,新型血卡比传统血卡更能抵御外界的影响,保证实验结果的准确性。采血点的医护人员不再需要填写采血卡上样本信息;配合新型打孔机实现全自动打孔操作,提高了工作效率。新型血卡中的大部分组件都可以循环利用,契合环保理念。以上的改进带来新生儿疾病筛查时效性和准确性的改善。


4 结论


新型采血卡项目完成开发后,计划先在浙江省内选择试点,再在省内全面推广,最后推向全国。单从卡片本身来看,新型采血卡的制作成本略高于传统纸质血卡,量产以后,新型采血卡的成本可以很接近于传统血卡。从新生儿筛查项目整体运营成本来说,采用新型采血卡将大大降低筛查项目的整体成本——新型采血卡除了样本采集区使用的滤纸无法再利用,其它部分(PP卡体、内置芯片)都能在回收处理后循环使用,能重复利用部分的成本约占整张采血卡成本的60%。采用新型血卡后,新生儿筛查项目的运营成本将大幅度下降,再加上本项目带来的显著社会效益(降低错误率、节省医护人员工作量、环保),有理由相信本项目将在国内成功推广。


(来源:《中国数字医学》2016年8月第08期,单位:浙江大学医学院附属儿童医院,作者:俞刚、 陈竹静、张洪波、李竞)


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