人工智能在临床输血管理中的应用

发布时间:2021-09-07       作者:孙东丰 胡志新        来源:临床实验室        浏览:2045       收藏: 1

孙东丰,上海新程医学科技有限公司总经理。从事20多年整体实验室信息化数字化规划及构建;对实验室网络技术及其工作流程逻辑具有深层次理解。

胡志新,上海新程医学科技有限公司产品经理,从事20多年输血管理信息化工作, 设计及构建了全国各地多种不同规模综合化医院及中心血站的信息管理系统。立足对临床输血业务流程深入了解、展望及实践输血管理智能化多元化精细化的未来。


2012年6月7日,为加强医疗机构临床用血管理,推进临床科学合理用血,保护血液资源,保障临床用血安全和医疗质量,卫生部根据《中华人民共和国献血法》,制定了《医疗机构临床用血管理办法》。2019年2月2日国家卫生健康委对《医疗机构临床用血管理办法》进行修订,进一步规范了各级医疗机构贮血用血工作流程,细化了临床用血的各项技术要求。临床输血的质量控制贯穿输血的全过程,任何环节出现问题均会影响临床输血的质量与安全,各地医疗机构目前使用输血管理软件,一般只能为输血科提供简单的血制品进出库管理,工作场景为单一的出入库模式,并不能很好地符合《医疗机构临床用血管理办法》的管理要求、实现各个环节的质量控制及适应临床输血治疗中对精准医疗、辅助诊断、信息共享的需求。

临床输血智能管理系统(新程医学输用血管理系统,Blood Bank Management System简称BBMS)依据ISO15189:2012《医学实验室质量和能力认可准则》、《医疗机构临床用血管理办法》、《三级综合医院评审实施细则》等国际准则及临床用血相关法律法规要求,以输血科业务为核心,从病人用血标本核收开始,对临床输血申请与审核、ABO血型鉴定及Rh分型检测、用血前评估、配血及血制品发放、输注记录及输血疗效评价、输血不良事件报告等整个输血工作流程进行闭环化管理。临床输血智能管理系统以确保输血治疗的安全性为首要任务,同时为实现贮血用血信息、输血治疗信息的全院共享,与市血液中心采供血系统、医院信息系统(Hospital Information System,HIS)、实验室信息系统(Laboratory Information System,LIS)、手术和麻醉系统、临床护理平台等多个医疗专业系统进行了对接,业务数据得以在各系统间相互印证,实现临床用血全流程智能化管理。

一、输血数据闭环智能化管理平台搭建

为了实现临床用血全流程智能化管理,使输血科主要系统与多个输血相关医疗业务系统间数据互通及业务功能模块的无缝嵌入,上海某大型三甲医院输血科引入了新程开发的临床输血智能管理系统。

输血数据闭环管理首先要实现的是输血相关业务系统间的互联互通,见图1。因此,BBMS通过输血智能管理服务器上的网络服务(Web Service),实现输血相关业务系统中数据的实时或定时交换,顺利将输血系统业务功能嵌入到医生工作站、手麻系统、护理平台中,避免医务工作人员在日常工作中频繁切换所需专业系统,从而降低了操作复杂性。

图1. 临床输血智能系统功能搭建示意图

以临床医师开具患者用血申请单为例,BBMS将输血开单功能嵌入医生工作站,临床医生可以象平时开普通医嘱一样开具病人的用血申请单。由于临床输血智能管理平台对接了LIS系统的相关检验数据及HIS系统的体征诊断数据,在医生开单时,可按病人的输血相关检验结果、体征数据、诊断信息及输血系统内建的输血适应症知识库给出具体的输血治疗建议。BBMS智能管理平台上线后可根据医院实际业务要求进一步细化输血智能管理软件中的预警功能、调整输血适应症知识库的运用,规范临床科室的用血申请和审批流程,推进合理用血。

二、Rh表型同型输注的应用

在医院输血科内部,直连仪器获取ABO正反定型数据、Rh表型抗原数据、血小板抗体数据,启用标本库及Rh表型库,避免人为差错,提高输血科工作效率,进行Rh表型同型输血。目前医院输血科在进行血制品入库时,从原先的扫码登记后直接入库改为如下流程:

1. 入库的血制品进行样本采集,样本试管侧面贴血袋码作为该试管条码号。

2. 通过条码读取设备,将供血者样本存入标本库,标本库中记录每个供血者样本所在的冰箱号-层号-架号-孔位编号,方便后续流程定位(在进行标本入库操作时,操作人员只需持扫描枪连续扫码,系统自动按入库规则进行位置分配)。

3. 通过血型鉴定仪器对供血者标本进行血型批量鉴定,为保证血型数据的准确性,分别在两台仪器进行血型正反定操作(除每个标本的ABO血型外,负责出正定结果的仪器还进行Rh血型5个表型、血小板抗体等项目测试),实验数据经数据采集模块,汇总到智能输血系统中进行最后审核,审核后的数据存入系统表型库。

4. 临床用血时,临床医生开具用血申请单时,智能输血系统自动判断病人在系统中是否有血型记录存在,如无则自动在HIS中生成采血医嘱,护理部采集病人血型鉴定样本后,连同病人签字的知情同意书等书面材料送输血科。

5. 输血科医师核对书面材料及样本情况符合要求后,在智能输血管理系统中通过扫描试管上的样本条码进行标本核收。

6. 病人样本通过血型鉴定仪器进行血型鉴定操作,病人的ABO血型、Rh血型5个表型等数据存入Rh表型库。

7. 当临床医师确认需备血时,开备血通知单,护理部收到备血通知后,进行病人配血样本采集(按卫生部规范,血型鉴定、配血样本需分开采集,系统从流程上保证这一规范的贯彻实施)。

8. 输血科医师收到配血样本后,进行配血操作时,输血系统自动按病人的血型鉴定结果从供者Rh血型表型库中,按匹配优先规则检索出符合要求的血袋及其标本信息。

9. 输血科按系统提供的供者标本定位信息从标本冰箱中快速取得供者样本,进行配血操作。

三、贮血智能冰箱及送血机器人相结合

由于院区较大,手术楼与输血科相隔较远,为了保障术中用血,结合贮血智能冰箱,使用血袋标签的RFID化,改进输血管理系统的入库、出库流程,实现输血科服务的向临床延伸。输血科按用血申请单所列血制品,在术前将通过配血试验的血制品放置在手术室门口的贮血智能冰箱中。当手术用时,领血护士通过在智能冰箱上扫描病人病案首页条码即可就近领取术中用血。输血科发血服务前移至临床及手术室的操作流程详细说明如下:

1. 血制品入库时,扫描血袋上的四个条码(分别为血袋码、成份码、血型码、效期码),作为血袋重要信息记录入智能输血管理系统的血制品库中。(也可直连血液中心系统,通过血制品订单号批量获得血袋重要信息)。

2. 逐一在血袋贴一张读写式RFID标签后,滑过平板式RFID读写设备, 智能输血管理系统自动生成RFID码,写入血袋RFID中,并与当前血袋重要信息完成绑定。

3. 按临床电子备血单内容,进行配血操作后,将已经配血的备用血袋送入放置在临床科室的智能冰箱中(智能冰箱中有多个可独立锁闭的贮血格),关上冰箱门。

4. 冰箱中的RFID信息读取设备获取每个贮血格状态,自动锁闭已存有血袋的贮血格,并将贮血格中的血袋信息反馈给智能输血管理系统,智能输血管理系统可远程监控智能冰箱中的血袋位置、存放温度等,实现输血科贮血冰箱管控前移。

5. 临床医师需对已备血的病人进行输血治疗,通过系统发送电子领血信息。

6. 输血科医师收到电子领血信息后,在系统中选择本次发血血袋,进行预出库操作(预出库功能界面见图2)。

图2. 临床输血智能系统血库前移模块-预出库功能界面图

7. 系统按预出库内容,自动在指定护理中心(或手术室外)指定的打印机上打印出包括预出库单的条码、病人信息和血袋信息的预出库单。

8. 领血护师在智能冰箱上扫描预出库单单号。

9. 智能冰箱从输血系统中获取预出库单所对应的血袋RFID,解锁放置有对应RFID血袋的柜格。

10. 护理部护师从已解锁柜格中拿出血袋,关闭冰箱门。

11. 智能冰箱将取出的血袋RFID码返回临床智能输血主系统。

12. 临床智能输血系统自动在指定临床打印机、输血科打印机同时打印出输血报告单。

13. 输血护师在护理PDA上通过扫码核对所领血袋和输血报告单血袋信息、病人信息,再次确认所有信息一致后,开始临床输血治疗。


对于临时用血,我们结合物流机器人技术及输血机器人控制系统,实现了即时点对点的送血服务。在门急诊或临床需要对病人进行输血治疗时,输血科正常进行血制品出库前的操作,出库时将血制品放置在送血机器人的恒温贮血抽屉中。送血机器人可按设定的送血路径进行自动送血,可自动乘坐电梯及通过电子门禁。送血机器人送达后,通过一系列的领血身份验证及血制品核对操作,确保目的地领血护士领到正确的血制品。

无论是手术室门口的智能前移冰箱,还是送血机器人,内置的温控传感器及由输血平台控制的电子锁将所有血制品置于输血科的密切监控下,每袋血制品在给病患使用前的温控及交接数据可追溯。

四、输血专用护理个人平板电脑(PDA)的使用

输血信息闭环管理在护理部是通过输血专用护理PDA的使用来实现的。无论是手术室前移贮血冰箱、送血机器人,还是普通的输血科领血窗口领血,均通过内建在输血专用护理PDA中的软件进行病患及所领血制品的核对。

在进入血制品输注环节,输血专用护理PDA可自动提醒医护人员进行定时输注巡检。当病患在输血治疗完成或有不良反应时,也可通过输血专用护理PDA进行情况上报(见图3)。

图3. 临床输血智能系统之输血护理PDA-输血情况及不良反应界面图

五、临床输血管理系统应用效果

临床智能输血管理系统上线以来,血制品从入库到空袋回收、销毁都处在医院输血科监控之下,完成了血制品存贮的闭环管理;临床输血治疗从用血申请至输注疗效、不良反应所有过程数据均可随时查看,完成了输血治疗的闭环管理(见图4)。

图4. 临床输血智能管理系统的输用血闭环化管理

临床从领血到开始输注时间,由原来的20~30分钟,减少到5分钟,麻醉科医师从“门口看得到的支持”中更合理的规划术中用血,减少了不必要的输血,并且由于临床贮存的血制品一直处于输血科的实时监控中,完全可以给符合使用要求的其他病人使用,从源头上节约了宝贵的血资源。经过多年的实际应用,临床输血管理智能化系统见证了医院通过ISO15189评审、电子病历七级评审,多个分院院区输血科资源的互联互通,全面实现了合理用血、精准用血。

六、临床输血管理系统应用价值

1. 便于使用:临床输血智能管理系统为了改善临床用血申请单开单医生的使用体验,将用血申请单开单模块嵌入HIS的医生工作站中,在选择病人后可以和别的医嘱一样直接开单,无需繁琐地登录输血管理系统;在用血申请单开单同时,系统自动获取LIS中该病人的最新检验项目结果,供开单医师参考;同时考虑到自体输血的广泛使用,开单医师可方便的进行自体输血和异体输血的选择,系统自动根据选择进行后续流程。《医疗机构临床用血管理办法》详细规定了异体成份输血适应症,智能输血系统可以根据输血前检验结果和开单医师填写的病症信息自动给出用血建议;同时管理办法规定了用血审批的具体要求,输血系统按病人当天用血情况,自动判断审批流程,并将电子审批单推送至审批人。

2. 节约资源:对于手术中患者大出血时需要及时大量的异体输血,如何及时有效地提供符合要求的血制品和如何节约宝贵的血液资源,一直是困扰输血科医师一大痛点。临床智能输血管理系统结合智能冰箱系统解决了这一问题。将手术中需要的血制品,经配血后,备血到放置在手术室的智能冰箱中,一旦发生术中大量失血的情况,输血科医师可在输血科远程通过系统发血,智能冰箱按发血指令自动打开锁住的指定血制品,确保无差错,安全快捷。术后在智能冰箱中未使用的血制品,由于一直处于输血科的监管下,可回收至输血科,或给其他需要的患者使用。这一设计理念,从根本上解决了手术室临时大量用血和节约血液资源的目的。

3. 精准输血:临床智能输血管理系统实现了Rh表型同型输注,在输血科入库血制品时,将每一袋悬红液的供者Rh表型进行检测。当病人需要使用这些血制品时,先检测病人的Rh表型,然后系统按规则自动将最匹配的血制品提示给输血科医师,确保Rh表型同型输注。

七、总结

临床输血智能管理系统采用接口通讯技术、网关技术、光学条码技术、电子射频(Radio Frequency Identification,RFID)技术等原理。通过接口通讯技术,连接血型鉴定仪器,获取血型鉴定原始数据,避免人为差错;血液中心提供的标准血袋信息通过条码扫描设备录入,提高工作效率及准确性;当病人所需血制品出库时,系统可打印出含有病人及血制品内容的“输血相容性二维码标签”,供护理部领血及输注前核对病人及待输注血制品使用;电子射频标签技术和智能冰箱系统的使用,让输血科服务前移至手术室成为可能。

参考文献

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