李潔,樊晶,李紅珠,張利祥（天津市血液中心,天津 300110）

血液是一種不可人工復(fù)制的寶貴資源，輸血治療在臨床挽救患者生命、治療疾病中起著重要的作用。《中華人民共和國(guó)獻(xiàn)血法》的頒布雖然保證了醫(yī)療臨床用血需求和安全，但臨床用血緊張仍時(shí)有發(fā)生，而血源緊張，不能完全滿足臨床用血需求已成為社會(huì)關(guān)注度極高的問題[1]。為了滿足臨床用血需求，天津市采供血機(jī)構(gòu)采取團(tuán)體無償獻(xiàn)血模式與街頭無償獻(xiàn)血模式相結(jié)合的方式，利用各大媒體，如電視、廣播、地鐵報(bào)站等方式宣傳無償獻(xiàn)血，并鼓勵(lì)市民參與無償獻(xiàn)血。但隨著無償獻(xiàn)血人數(shù)的逐年增加，龐大的血液庫(kù)存勢(shì)必會(huì)影響血液的周轉(zhuǎn)率，結(jié)合血液儲(chǔ)存的不穩(wěn)定性、血液采集量及用量的不確定性，需要加快血液庫(kù)存預(yù)警信息化建設(shè)和探索智能發(fā)血新舉措。目前，困擾我國(guó)眾多血液中心的問題是，當(dāng)血液庫(kù)存降到多少時(shí)則需要采集血液、發(fā)出采血計(jì)劃，采集多少數(shù)量的血液才能保證庫(kù)存在一個(gè)相對(duì)合理的水平范圍之內(nèi)[2]。血液庫(kù)存預(yù)警信息管理是借鑒現(xiàn)代庫(kù)存管理方法，并與血液庫(kù)存管理相結(jié)合，通過對(duì)庫(kù)存水平短缺程度進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警，科學(xué)指導(dǎo)工作人員進(jìn)行發(fā)血與采血，以減少血液資源浪費(fèi)，確保輸血安全[3-4]。智能發(fā)血是在智能手機(jī)中建立血庫(kù)預(yù)警APP，將經(jīng)濟(jì)訂血批量模型植入到APP程序中，通過計(jì)算機(jī)來計(jì)算訂血結(jié)點(diǎn)和訂血儲(chǔ)量，以取代人工經(jīng)驗(yàn)預(yù)估發(fā)血數(shù)及采血數(shù)，具有高度運(yùn)行可靠性，效率明顯高于人工作業(yè)，從而提高血液新鮮度[5]。智能發(fā)血在我國(guó)各采供血機(jī)構(gòu)中尚未建立與發(fā)展，本文通過對(duì)天津市血液中心血液庫(kù)存管理現(xiàn)狀分析，將經(jīng)濟(jì)訂血批量模型應(yīng)用于血液庫(kù)存管理中，逐漸改善血液偏型、緩解血液庫(kù)存不足情況，優(yōu)化運(yùn)行模式參數(shù)，努力尋找血液庫(kù)存的平衡點(diǎn)，解決血液庫(kù)存短缺和過量的波動(dòng)[6]，提高血液新鮮度和輸血患者的治療效果，為臨床安全用血提供保障[7]。血液庫(kù)存管理的目標(biāo)是在合理的庫(kù)存成本范圍內(nèi)達(dá)到滿意的臨床服務(wù)水平，保證新鮮紅細(xì)胞的庫(kù)存輸血需要，降低紅細(xì)胞年齡輸血[8]。

1 國(guó)內(nèi)血液庫(kù)存管理研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

目前，國(guó)內(nèi)很多血液中心都逐步建立了自己的OA信息管理系統(tǒng)，這些信息管理系統(tǒng)能夠提高工作效率，滿足工作需求，提升服務(wù)質(zhì)量，為血液庫(kù)存調(diào)配提供安全可靠的信息。例如，血液制品上的條形碼、二維碼，Rifid掃描技術(shù)，大型數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用等，將這些信息運(yùn)用到血液庫(kù)存管理中，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、查閱、研究等方面有很大的幫助。但國(guó)內(nèi)多數(shù)血液中心的血液庫(kù)存管理水平仍停留在對(duì)血液入庫(kù)、分離、檢驗(yàn)、出庫(kù)等環(huán)節(jié)的管理，僅憑經(jīng)驗(yàn)確定最低安全庫(kù)存量。目前，我國(guó)各地血液中心還沒有出現(xiàn)對(duì)血液庫(kù)存預(yù)警信息優(yōu)化管理的明確報(bào)道，例如當(dāng)庫(kù)存血降到什么水平應(yīng)該發(fā)出采血計(jì)劃、兩周內(nèi)庫(kù)存血數(shù)量如何提升等，各地區(qū)因臨床用血需求量的增加及采集量的波動(dòng)問題常常給庫(kù)存管理人員帶來困擾。

1998年以前我國(guó)獻(xiàn)血形式都是以計(jì)劃獻(xiàn)血和團(tuán)體獻(xiàn)血為主，1998年以后，我國(guó)頒布了《中華人民共和國(guó)獻(xiàn)血法》，規(guī)定了采供血機(jī)構(gòu)是不以營(yíng)利為目的的公益性組織。我國(guó)的《獻(xiàn)血法》和《血站管理辦法》規(guī)定獻(xiàn)血血液的采集、檢測(cè)和放行只能由血站完成。因此血站血液庫(kù)存管理是我國(guó)獻(xiàn)血血液采集、保存和保障臨床用血的關(guān)鍵庫(kù)存管理。而血站的血液庫(kù)存管理的入庫(kù)量受到當(dāng)?shù)責(zé)o償獻(xiàn)血量的制約，出庫(kù)量又受到醫(yī)院臨床用血量的影響，還會(huì)受到意外緊急情況用血的影響，于是合理的庫(kù)存預(yù)期量十分必要[9-10]。

2014年沈紅子[11]在研究中論述了血站中最佳血液庫(kù)存量的設(shè)定，她首先介紹了血站最佳庫(kù)存量設(shè)定的相關(guān)原則、各醫(yī)院用血情況、血站血液庫(kù)存管理的特點(diǎn)，闡述了血液庫(kù)存必須分型設(shè)定，最低日庫(kù)存量是根據(jù)上半年的周平均血供增幅量及血供量進(jìn)行設(shè)定，最大日庫(kù)存量主要是參照上半年周平均血供量的3倍進(jìn)行設(shè)定。同時(shí)建立了庫(kù)存監(jiān)控程序使血液質(zhì)量得到保證，分析了淡季用血情況對(duì)最佳庫(kù)存的影響，并制定應(yīng)急預(yù)案，最大限度保證臨床用血。

2014年周愉峰[12]在《非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急血液保障優(yōu)化關(guān)鍵問題研究》中分析了應(yīng)急血液保障的重要性，對(duì)我國(guó)血液保障體系實(shí)行“三統(tǒng)一”，即統(tǒng)一管理血源、統(tǒng)一采血、統(tǒng)一供血。非常規(guī)突發(fā)事件后緊急用血激增，血液保障則通過上級(jí)血液保障部門指揮其他血站進(jìn)行調(diào)劑、采集。設(shè)立Logistic應(yīng)急采血函數(shù)預(yù)測(cè)，可以準(zhǔn)確描述應(yīng)急血液需求的波動(dòng)性特征，最后進(jìn)行采血決策，保障應(yīng)急階段的用血安全，減少血液報(bào)廢量。該文的研究對(duì)應(yīng)急狀態(tài)下庫(kù)存管理有一定的借鑒意義。

2015年，曹威[13]在《基層血站血液的庫(kù)存管理》一文中分析了徐州市臨床用血情況，其中A型庫(kù)存長(zhǎng)期偏低，B、O型庫(kù)存充足，AB型用血忽高忽低，沒有規(guī)律，針對(duì)各型紅細(xì)胞特點(diǎn)設(shè)立庫(kù)存基數(shù)，采用Pass Srping System管理系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)發(fā)配血、訂血等進(jìn)行WPS圖文處理，動(dòng)態(tài)監(jiān)控庫(kù)存，靈活調(diào)控，向臨床推廣合理用血，從而達(dá)到進(jìn)出平衡的效果。

2017年，朱瓊杰[14]在其論文中提出了血液短缺背景下考慮庫(kù)齡和替代轉(zhuǎn)運(yùn)問題的研究，《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床用血管理辦法》規(guī)定，在滿足醫(yī)學(xué)規(guī)定的替代規(guī)則下，緊急用血允許血型之間的替代輸注。通過刻畫災(zāi)區(qū)血站八種紅細(xì)胞制品入庫(kù)、過期、出庫(kù)等動(dòng)態(tài)過程及替代以后的結(jié)構(gòu)變化，對(duì)研究期內(nèi)各血型、各庫(kù)齡紅細(xì)胞制品的轉(zhuǎn)出和接收進(jìn)行集成研究，解決了血液制品存在偏型時(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)決策問題，最后建立線性轉(zhuǎn)運(yùn)優(yōu)化模型，運(yùn)用CPLEX優(yōu)化求解工具對(duì)不同庫(kù)齡和替代以后的轉(zhuǎn)運(yùn)問題進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證，研究出不同轉(zhuǎn)運(yùn)策略中出救血站同型轉(zhuǎn)運(yùn)總量、替代轉(zhuǎn)運(yùn)總量、出庫(kù)新鮮度等參數(shù)影響，建立災(zāi)區(qū)血站實(shí)際出庫(kù)模型。研究結(jié)果表明，在血液短缺的背景下，血液轉(zhuǎn)運(yùn)可以緩解災(zāi)區(qū)血站血液短缺狀況。

2 血液庫(kù)存管理的優(yōu)化方案

由于血液庫(kù)存的補(bǔ)給運(yùn)作周期為3d（即血液從采集到合格血液進(jìn)入成品庫(kù)的時(shí)間），且訂血提前期及庫(kù)存的消耗速率是固定的，醫(yī)院對(duì)血液需求量是一個(gè)連續(xù)的已知的常量，產(chǎn)品價(jià)格是確定的常量。以上四個(gè)條件決定了血液中心發(fā)血科可以嘗試運(yùn)用經(jīng)濟(jì)訂血批量模型[15]。利用此模型可以推出當(dāng)庫(kù)存血液降到多少單位時(shí)可以發(fā)出采血數(shù)，而發(fā)出的單位采血數(shù)是可以滿足臨床用血需求，從而優(yōu)化供血平衡點(diǎn)，提高血液新鮮度。

2.1 安全庫(kù)存量、訂血結(jié)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)訂血批量的設(shè)置

2.1.1 安全庫(kù)存量的計(jì)算 由于臨床各大醫(yī)院每天用血量不同，提前期為3d（從血液采集到合格血入成品庫(kù)時(shí)間）是固定的，所以需求量變化，提前期固定，則安全庫(kù)存量的計(jì)算公式為S（safety stock，安全庫(kù)存量）=zσd，σd是提前期內(nèi)的需求量的標(biāo)準(zhǔn)差；L是提前期內(nèi)的時(shí)間；z是一定客戶服務(wù)水平需求量變化的安全系數(shù)（取0.95[16]）。

服務(wù)水平與安全庫(kù)存成正向比例增長(zhǎng)，即遵循報(bào)償遞增原則：服務(wù)水平越接近100%，安全庫(kù)存的投入量越會(huì)急劇增長(zhǎng)。也就是說，服務(wù)水平從0.90提高到0.95可能不需要很高的安全庫(kù)存量，但把服務(wù)水平從0.95提高到0.98就要很高的安全庫(kù)存量，這樣既不科學(xué)也不經(jīng)濟(jì)。將血液安全系數(shù)設(shè)定在0.95既可以有一定服務(wù)水平，又可以保證一個(gè)恰當(dāng)?shù)陌踩珟?kù)存水平。

2.1.2 經(jīng)濟(jì)訂血批量的設(shè)置（EOQ，conomic order quantity） 年總成本（TC，Totol Cost）由庫(kù)存的持有成本（HC，inventory holding cost）與年訂貨成本（PC，Piece）兩部分組成。年持有成本（HC，HoldCost）=，Q（quantity）代表單位訂貨批量，H（holdingcost）代表單位持有成本。年訂貨成本（PC）=，D（Demand）代表年需求單位數(shù)，S（ording cost）代表訂貨成本。TC=HC+PC=，即經(jīng)濟(jì)批量Q=。

2.1.3 訂血結(jié)點(diǎn)（R） 訂血結(jié)點(diǎn)（R）=dL+zσd，d為平均日需求量，L是提前期，z是一定客戶服務(wù)水平需求量變化的安全系數(shù)，σd是提前期中每天需求的標(biāo)準(zhǔn)差。

2.1.4 保證血液安全預(yù)定模式 圖1解釋說明：x軸代表采血時(shí)間（天），y軸代表采血量（U），A點(diǎn)為最高庫(kù)存量，隨著每天發(fā)血數(shù)量減少，當(dāng)庫(kù)存量降到訂血結(jié)點(diǎn)B時(shí)，發(fā)血科向采血部門發(fā)出采血訂單，從合格血液交到成品庫(kù)時(shí)間為3天，故采血期為3天（提前期L），當(dāng)庫(kù)存降到安全庫(kù)存量C點(diǎn)時(shí)，交血期已到，將合格血液入成品庫(kù)，補(bǔ)充庫(kù)存。當(dāng)醫(yī)院有急癥大量用血等情況出現(xiàn)時(shí)，庫(kù)存量由C點(diǎn)逐漸降到D點(diǎn)，此時(shí)安全庫(kù)存發(fā)揮作用。從“A點(diǎn)到C點(diǎn)”即為一個(gè)“進(jìn)血周期”。

圖1 保證血液安全預(yù)定模式圖

2.2 實(shí)例說明 血液中心根據(jù)醫(yī)院每天訂血數(shù)確定每日發(fā)血量，雖然血液中心的發(fā)血量不能完全滿足醫(yī)院需求，但仍能基本保證醫(yī)院的需求量。醫(yī)院對(duì)每種血液成分的需求量是不同的，現(xiàn)以天津市血液中心2015年-2017年A型懸浮紅細(xì)胞采集量為例，統(tǒng)計(jì)A型紅細(xì)胞年用血量分別為57028U、58173U、60247U，年平均增長(zhǎng)率為2.8%，由此可以推出，2018年的A型紅細(xì)胞的年用血量為61934U，平均日需求量是61934U÷365天=170U，血液中心供應(yīng)科每次訂購(gòu)采血袋300箱，每箱采血袋35個(gè)，每個(gè)采血袋的價(jià)格是16元（根據(jù)天津市血液中心庫(kù)存管理中A、B、O、AB型血液比例分布為3∶3∶3∶1），計(jì)算后得出訂貨成本為168元。根據(jù)天津市血液中心庫(kù)存管理情況，單位年持有成本可忽略計(jì)算為是血袋成本即：16元，訂血提前期為3天，假設(shè)提前期不缺血的概率為95%，即客戶服務(wù)水平不低于95%，則安全系數(shù)為1.65。隨機(jī)抽取2018年一周日發(fā)血數(shù)，計(jì)算出一周每天需求的標(biāo)準(zhǔn)差為128U。提前期為3天，則3天的需求的標(biāo)準(zhǔn)差為222U。

2.2.1 2015年-2017年A型紅細(xì)胞年平均增長(zhǎng)率計(jì)算方法：（58173-57028）/57028=2%；（60247-58173）/58173=3.6%；（2%+3.6%）/2=2.8%。

2.2.2 2018年的A型紅細(xì)胞的年用血量：60247×（1+2.8%）=61934U。

2.2.3 A型紅細(xì)胞訂貨成本168元計(jì)算方法：采血袋單價(jià)16元×每箱采血袋35個(gè)=560元，560/（3+3+3+1血型比例）×3（A型）=168元。

2.2.4 2018年3天需求標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算方法：統(tǒng)計(jì)2018年每天發(fā)血數(shù)，利用標(biāo)準(zhǔn)差公式得出每天需求的標(biāo)準(zhǔn)差為128U，3天需求的標(biāo)準(zhǔn)差為：128×=222U。

2.2.5 訂血結(jié)點(diǎn)（R）=dL+zσd=170×3+1.65×222×=1133。

即當(dāng)A型血液下降到1133U，就要發(fā)出1140U的采血需求訂單。

通過上述步驟2.2.1-2.2.6同樣可以算出：當(dāng)B型血液下降到1247U，就要發(fā)出1262U的采血需求訂單；當(dāng)O型血液下降到1193U，就要發(fā)出1207U的采血需求訂單；當(dāng)AB型血液下降到812U，就要發(fā)出693U的采血需求訂單。

通過以上訂血結(jié)點(diǎn)和訂血儲(chǔ)量的計(jì)算，當(dāng)庫(kù)存低于最低庫(kù)存量時(shí)，按照血液庫(kù)存管理制度應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行，當(dāng)血液庫(kù)存超過最高庫(kù)存量時(shí)，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)采取限采或停采。

運(yùn)用現(xiàn)代庫(kù)存管理中的經(jīng)濟(jì)訂血批量法，統(tǒng)計(jì)天津市血液中心近3年懸浮紅細(xì)胞各型年用血量及每月用血量等進(jìn)行比較，對(duì)比3年未實(shí)施庫(kù)存管理方法的庫(kù)存血日期與實(shí)施庫(kù)存管理數(shù)據(jù)模擬狀態(tài)下庫(kù)存血日期，應(yīng)用現(xiàn)代庫(kù)存管理方法后，每天“2周內(nèi)庫(kù)存血”數(shù)量在增多，逐漸改善了血液庫(kù)存短缺和過量的波動(dòng)[16]，使血液“流動(dòng)起來”，降低人力、物力、財(cái)力，減少資源浪費(fèi)[17]。

3 血液庫(kù)存預(yù)警信息管理優(yōu)化在智能發(fā)血中的研究進(jìn)展

應(yīng)用最新理念——“軟件定義硬件”，采用智能手機(jī)開發(fā)APP的方案[18]，將手機(jī)定義為一個(gè)血液庫(kù)存預(yù)警操作的顯示終端，把現(xiàn)代庫(kù)存管理中的經(jīng)濟(jì)訂血批量模型植入到APP程序中，通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端服務(wù)器上[19]，利用服務(wù)器的運(yùn)算能力，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，APP上只呈現(xiàn)運(yùn)行結(jié)果及參數(shù)常量的設(shè)定，如當(dāng)前庫(kù)存量、訂血結(jié)點(diǎn)、訂血儲(chǔ)量、庫(kù)存報(bào)警等級(jí)等，以減小APP壓力，讓信息的呈現(xiàn)更便捷。

3.1 軟件程序界面 庫(kù)存狀態(tài)顯示當(dāng)前的庫(kù)存量、訂血結(jié)點(diǎn)的具體數(shù)值、訂血結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)后需要訂血的數(shù)量，最后顯示庫(kù)存預(yù)警信息。如果庫(kù)存充盈則顯示綠色標(biāo)志，如果庫(kù)存告急則顯示紅色標(biāo)志。根據(jù)庫(kù)存預(yù)警顏色標(biāo)志，對(duì)每天發(fā)血數(shù)和采血計(jì)劃數(shù)隨時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)整。出入庫(kù)操作可以按照日期，顯示血液出庫(kù)的具體數(shù)值，并能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除[20]。采用“數(shù)據(jù)接口”的方式，從已有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，減低工作強(qiáng)度、提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在庫(kù)存預(yù)測(cè)過程中，很多參數(shù)應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，比如：服務(wù)質(zhì)量、年發(fā)血量、平日用血量、提前期等，均需進(jìn)行設(shè)置。數(shù)據(jù)設(shè)置后，保存到云端，用于預(yù)測(cè)計(jì)算的調(diào)用。

3.2 數(shù)據(jù)平臺(tái) 為保證數(shù)據(jù)平臺(tái)的穩(wěn)定性，采用世界排名第一的Apache作為數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。前臺(tái)Android系統(tǒng)APP的開發(fā)采用JAVA語言，具有簡(jiǎn)單性、面向?qū)ο?、分布式、安全性、平臺(tái)獨(dú)立與可移植性、多線程等特點(diǎn)。后臺(tái)語言使用PHP，具有較高的數(shù)據(jù)傳送處理水平和輸出水平，提高了數(shù)據(jù)運(yùn)行效率[21]。

3.3 編寫代碼 應(yīng)用Excel進(jìn)行演算，設(shè)置平臺(tái)的組件和搭建數(shù)據(jù)庫(kù)，完成代碼的編寫。為避免用戶人為“卡頓”甚至“死機(jī)”，在后臺(tái)服務(wù)器端的自定義函數(shù)中，通過與中間臨時(shí)表的配合，實(shí)現(xiàn)了快速運(yùn)算，解決了前端“無響應(yīng)”的問題。在充分調(diào)研血液采供業(yè)務(wù)的流程及對(duì)影響采供血各個(gè)指標(biāo)、各項(xiàng)參數(shù)、各種因素不斷完善，結(jié)合血液庫(kù)存管理的獨(dú)特性，完成了算法的指定及優(yōu)化。

通過現(xiàn)代庫(kù)存管理方法及以上多種技術(shù)的融合，該系統(tǒng)基本解決了血液庫(kù)存預(yù)警的核心需求，通過測(cè)試推演，能夠完成算法的任務(wù)要求，計(jì)算準(zhǔn)確、速度敏捷。工作人員對(duì)血液庫(kù)存報(bào)警狀態(tài)、訂血結(jié)點(diǎn)、訂血儲(chǔ)量等關(guān)鍵信息一目了然。結(jié)合臨床用血量，科學(xué)制定發(fā)血量及采血量。但對(duì)其他省市血液中心能否運(yùn)用該數(shù)據(jù)模型有待進(jìn)一步驗(yàn)正。訂血結(jié)點(diǎn)、訂血儲(chǔ)量是通過統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)公式及庫(kù)存管理相關(guān)公式得出，對(duì)耗材成本、存儲(chǔ)設(shè)備成本、人力成本等數(shù)據(jù)的搜集還需要進(jìn)一步研究。今后在計(jì)算訂血結(jié)點(diǎn)時(shí)還應(yīng)考慮血液新鮮度系數(shù)問題，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)與臨床各大醫(yī)院溝通，分季節(jié)、月份制定科學(xué)合理的血液供給計(jì)劃，實(shí)施動(dòng)態(tài)的安全庫(kù)存水平監(jiān)測(cè)。相信隨著算法的不斷完善、數(shù)據(jù)接口的打通、無線通信5G的應(yīng)用[22]，這套系統(tǒng)不斷迭代后，一定能成為智慧化發(fā)血的重要組成部分。