物聯網疫苗冷鏈監測技術建設論文
時間:2022-08-07 02:15:21
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1既往冷鏈工作現狀及存在問題
鄞州區共轄24個鎮(鄉、街道)社區衛生服務中心,所有社區衛生服務中心均開設預防接種門診,按日或按周開展疫苗預防接種工作。所有接種門診按月上報下月疫苗使用計劃,區疾控中心根據下級上報計劃數按月運送疫苗至鎮(鄉、街道)接種門診。疫苗配送運輸設備為冷鏈車,車中放溫度計進行溫度監控。區疾控中心疫苗儲存在冷庫,接種門診疫苗儲存在普通冰箱和低溫冰箱。區疾控中心冷鏈測溫采用一般溫度監控儀,接種門診冷鏈測溫采用人工記錄,按照衛生部印發《預防接種工作規范》規定,冷鏈設備管理人員需每天2次查看冷鏈設備溫度并填寫溫度記錄表。區疾控中心不定期下鄉檢查基層冷鏈管理工作質量。因所有工作基本靠工作人員手工進行,所以存在如下問題:①疫苗冷鏈監管工作看似簡單,實則繁瑣,需工作責任心強,每天必須實地查看冰箱溫度,雙休日也無法例外;②監管體系中需要大量的按部就班式的溫度信息采集和記錄工作,全部用人工完成。如果工作責任性不強,其準確性和真實性就難以保證。有的地方的溫度記錄連續幾個月都為同一溫度,與上級檢查時的即時溫度相差較大[2],更有可能因為技術和管理不當造成損壞[3];③由于疫苗的流通、儲存是分布在全區不同地點,無法進行全區層面的溫度數據的集中化的實時查看、監管、匯總、分析;④如遇疫苗異常反應需提供疫苗冷鏈環節依據時,手工記錄因真實性不強難以避免來自外界的質疑;⑤疫苗運輸途中溫度由人工采集記錄,效果難以保證;⑥如遇停電,白天尚能采取冷鏈保障應急措施,晚上則無法獲悉電力供應情況,如果整晚停電,則疫苗冷鏈堪憂。
2基于物聯網技術的冷鏈監測系統介紹
2.1物聯網涵義
物聯網是基于互聯網、傳統電信網等信息的承載體,使所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡。具體是指通過射頻識別(RFID)、無線傳感網(WSN)、全球定位系統(GPS)、紅外傳感器、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。從物聯網可分外在形式和內在本質兩種情況來看,外在形式可被視作是射頻識別、無線傳感網、全球定位系統、紅外線傳感器、云計算、各種系統軟件等技術的融合體,但從內在本質可認為是“網式JIT思想”的體現。“網式”是針對點、線(鏈)而言,用來形容各種節點間錯綜復雜關系的狀態。“JIT(justintime)”是指信息的快速準確采集、信息的實時更新、信息的快速傳送、信息的快速分析處理等要求,能夠在主體需要時刻剛好響應,幾乎無時滯[4]。物聯網的“網式JIT”對疫苗冷鏈儲存及運輸的影響是變革性的。
2.2系統應用
現在物聯網技術的發展,可以利用物聯網技術建設疫苗冷鏈實時監測系統,通過信息化手段實時掌握冷鏈系統各環節的實際運行狀況,利用各種通信網絡進行自動監測處理,從而確保疫苗冷鏈始終處于受控狀態,消除冷鏈失控而帶來的各種隱患。鑒于物聯網原理,鄞州區應用無線溫度傳感器(RFID)、網關、服務器等設備,結合相關軟件組成了一套覆蓋全區24個接種點的基于物聯網技術的疫苗冷鏈實時監測系統。將采用物聯網技術的無線溫度傳感器放置在區疾控中心冷庫和每個接種點的冷藏設備中,通過無線方式將冰箱的實時溫度傳送到RFID網關,RFID網關設備可以收集多個無線溫度傳感器的實時數據,并且將該數據打包發送到中心服務器,中心服務器將數據進行保存,并且根據預設的溫度告警范圍判斷是否超限。如果超限則通過短信系統自動發送告警提示短信給接種點的相關負責人,以便其及時處理。RFID網關與中心服務器間通過發送心跳信號來監測網絡中斷、停電等故障,當服務器在一定時間內沒有監測到接種點的RFID網關心跳信號,就判斷為接種點發生通信或停電故障,自動發送接種點故障或停電的短信到工作人員手機上。見圖1。其中冰箱內的無線傳感器采用型號為RF100T,其測溫范圍為50℃~零下50℃,測量精度達到±0.5℃,無線傳送距離放置在冰箱內可以至少達到20米,其內置電池可以連續工作3年以上。RG1000E無線網關則提供了100M網絡接口,同時支持GSM無線網絡傳輸,可以同時接收100個的RF100T無線傳感器設備的實時數據,完全滿足實際需要。對于疫苗配送過程的溫度跟蹤,通過將帶記錄功能的無線溫度傳感器放置入冷鏈包內,在疫苗放入冷鏈包的時刻啟動溫度記錄,在運輸過程中按照一定的時間間隔記錄溫度,在疫苗配送完成后,通過無線網關將溫度傳感器內的數據自動下載到服務器。全區24個接種點的所有冰箱內均安裝了RF100T無線溫度傳感器設備,并通過RG1000E無線網關實時傳輸數據到疾控中心服務器,在疾控中心內部網絡的所有電腦上,均可以通過瀏覽器的方式訪問,根據權限可以查詢到各接種點的冰箱實時溫度數據和歷史溫度數據。圖2示鄞州區某鎮社區衛生服務中心接種門診冷鏈設備某段時間溫度曲線。
3應用效果
運用物聯網技術建設疫苗全流程冷鏈監測系統,在疫苗冷鏈工作中具有如下優勢:①相比較于人工記錄而言,利用物聯網技術進行溫度監測是實時的,RFID在不停的采集溫度數據并自動記錄,每一個疫苗冷鏈冰箱均有一條屬于自己的溫度曲線,數據真實、準確、有效;②疫苗存放在冷庫或冰箱時,RFID會把實時的溫度信息傳送到監測系統中,管理人員即使坐在辦公室或休息在家,只要登陸系統或訪問互聯網網址,就能獲悉冷鏈設備實時溫度,管理人員不必再實地查看冷鏈設備溫度;③當冷鏈車出發送苗始,放入冷鏈包的RFID在忠實地記錄著疫苗溫度的變化,送苗結束可以獲得完整的送苗過程中的溫度監測曲線,解決了疫苗配送過程中的冷鏈監測問題;④工作人員即使休息在家,亦無需擔心冷鏈室冰箱溫度失控,假如冰箱溫度超過規定設置(常溫2℃~8℃;低溫零下18℃~零下22℃),系統會自動告警,發送短信到工作人員手機。工作人員接到短信,可及時采取相關措施,保障疫苗冷鏈安全;⑤便于日常工作質量管理,區疾控中心需檢查和督導基層冷鏈管理工作質量時,登錄系統就一目了然,可看到各鎮(鄉、街道)接種門診冷鏈室內所有用于存放疫苗冰箱的實時溫度數據,此舉不但節省了路途的時間成本和汽車耗費成本,且可真實提高日常工作質量;⑥工作人員可從繁瑣的業務當中脫身,將精力更多地用在對特殊情況的處理及更高層次的管理。
4分析與討論
近年來反復出現的“疫苗事件”的報道,在影響家長對醫療機構信任感的同時,也影響了免疫規劃工作環境的進一步發展。由于在每次的疫苗負面事件報道中,作為疾控機構無法提供最具說服力的疫苗倉儲及運送物流過程中的冷鏈溫度證據,僅僅能提供的只是薄弱的手工測溫記錄,證據力度不夠。所以,在疫苗冷鏈的業務工作中,急需有效的技術保障手段。物聯網技術應用于冷鏈目前已擴展到各種各樣的行業,有農產品冷鏈物流中的應用[5],有水產品冷鏈物流中的應用[6],各類物流管理領域中的應用[7],侯志剛等也曾詳細闡述了RFID溫度標簽在現代冷鏈運輸過程中的應用[8],利用物聯網技術還可實施全程追溯管理[9],但是作為疾控機構和預防接種門診其實更為需要這種技術。疫苗相比較食品而言,更需要嚴格地冷鏈管理。國家已于2009年頒布疫苗貯存和運輸管理規范,但要實行規范化管理,技術是基礎。物聯網技術可以對疫苗冷鏈全過程實現實時化監管;可以實現對冷鏈全過程的信息化溫度追溯,可以從信息化角度實現可管、可控、放心的疫苗冷鏈供應鏈。同時,該系統還可納入公共衛生應急管理體系,在應急體系啟動時可以實時查看各接種點的疫苗保存情況,可提高疫苗相關疾病預防與控制的質量。物聯網不僅從技術上對疫苗冷鏈管理產生巨大的影響,其“網式JIT思想”將會更深刻、更根本地影響疫苗冷鏈工作,也許會是一次變革。疫苗冷鏈工作要得到質的飛躍,需要從思想和技術進行兩方面的改變,但是運用物聯網技術監管疫苗的做法在小范圍內實施意義并不大,需要在全國范圍內進行推廣。這就需要政府、行業協會、企業、相關技術部門等的多方協同配合,才能更好更快地提高疫苗冷鏈監管工作水平。政府提供資金保障,配套制定監管實施的規范和冷鏈裝備的技術標準,同時制定相關的信息化數據接口標準,使各級冷鏈的監測數據可以得到最大程度的共享和交換,讓疫苗的整個生產、運輸、存儲的過程均在一個無縫的冷鏈監管體系下流轉。
作者:馬寅徐來榮孫燁祥任莉芳工作單位:浙江省寧波市鄞州區疾病預防控制中心
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