物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

董玉華 王 梅 鄒本昊 /文

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

董玉華 王 梅 鄒本昊 /文

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠幫助醫(yī)院實(shí)現(xiàn)對(duì)人的智慧化醫(yī)療和對(duì)物的智慧化管理工作，從而使“智慧醫(yī)療”得以實(shí)現(xiàn)和推廣。本文首先介紹了智慧醫(yī)療的定義和基本內(nèi)容、技術(shù)架構(gòu)等方面內(nèi)容，并結(jié)合兩項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用實(shí)例對(duì)智慧醫(yī)療現(xiàn)存難題和未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行了分析和展望。

智慧醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)、技術(shù)架構(gòu)、應(yīng)用實(shí)例、未來(lái)展望

在生活需求已得到基本滿足的今天，人們對(duì)于醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的要求也越來(lái)越高，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，滿足了人民群眾關(guān)注自身健康的需要，推動(dòng)了醫(yī)療衛(wèi)生信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大，能夠幫助醫(yī)院實(shí)現(xiàn)對(duì)人的智慧化醫(yī)療和對(duì)物的智慧化管理工作，能夠滿足醫(yī)療健康信息、醫(yī)療設(shè)備與用品、公共衛(wèi)生安全的智能化管理與監(jiān)控等方面的需求，從而解決醫(yī)療平臺(tái)支撐薄弱、醫(yī)療服務(wù)水平整體較低、醫(yī)療安全生產(chǎn)隱患等問(wèn)題。

一、智慧醫(yī)療定義及基本內(nèi)容

1.定義

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是未來(lái)智慧醫(yī)療的核心，其實(shí)質(zhì)是通過(guò)將傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻檢測(cè)識(shí)別技術(shù)、GPS技術(shù)等綜合應(yīng)用于整個(gè)醫(yī)療管理體系中進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從而建立起實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的醫(yī)療控制和管理系統(tǒng)。

2.基本內(nèi)容

如何利用先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)患者與醫(yī)務(wù)人員、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備之間的互動(dòng)，成為智慧醫(yī)療的關(guān)鍵

目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中有多方面的用途，其基本內(nèi)容包括：

（1）人員管理智能化。實(shí)現(xiàn)對(duì)患者的監(jiān)護(hù)跟蹤安全系統(tǒng)，病人流動(dòng)管理、出入控制與安全；嬰兒安全管理系統(tǒng)、醫(yī)護(hù)人員管理系統(tǒng)。加強(qiáng)出入嬰兒室和產(chǎn)婦病房人士的管理，對(duì)控嬰管理、母親與護(hù)理人員身份的確認(rèn)，在偷抱或誤抱時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警，同時(shí)可對(duì)新生嬰兒身體狀況信息進(jìn)行記錄和查詢，確認(rèn)掌握新生嬰兒安全。

（2）醫(yī)療過(guò)程智能化。依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通信和應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)包括實(shí)時(shí)付費(fèi)以及網(wǎng)上診斷、網(wǎng)上病理切片分析、設(shè)備的互通等，以及掛號(hào)、診療、查驗(yàn)、住院、手術(shù)、護(hù)理、出院、結(jié)算等智能服務(wù)。

（3）供應(yīng)鏈管理智能化。藥品、耗材、器械設(shè)備等醫(yī)療相關(guān)產(chǎn)品在供應(yīng)、分揀、配送等各個(gè)環(huán)節(jié)的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)。依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院資產(chǎn)、血液、醫(yī)院消毒物品等的管理。產(chǎn)品物流過(guò)程涉及很多企業(yè)不同信息，企業(yè)需要掌握貨物的具體地點(diǎn)等信息，從而做出及時(shí)反應(yīng)。在藥品生產(chǎn)上，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施對(duì)生產(chǎn)流程、市場(chǎng)的流動(dòng)以及病人用藥的全方位的檢測(cè)。

（4）醫(yī)療廢棄物管理智能化。可追溯化是用戶可以通過(guò)界面采集數(shù)據(jù)、提煉數(shù)據(jù)、獲得管理功能，并進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表，以做出管理決策，這也為企業(yè)提供了一個(gè)數(shù)據(jù)輸入、導(dǎo)入、上載的平臺(tái)。

（5）健康管理智能化。實(shí)行家庭安全監(jiān)護(hù)，實(shí)時(shí)得到病人的全面醫(yī)療信息。而遠(yuǎn)程醫(yī)療和自助醫(yī)療，信息及時(shí)采集和高度共享，可緩解資源短缺、資源分配不均的窘境，降低公眾醫(yī)療成本。

二、智慧物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

1.傳感器技術(shù)

傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智慧醫(yī)療的重要環(huán)節(jié)，借助傳感器技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)患者生命體征數(shù)據(jù)和治療減產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療過(guò)程的監(jiān)控，提高治療效果，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)藥品從采購(gòu)到最終患者者手中的全程管理。

2.射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)

RFID技術(shù)也是一種傳感技術(shù)，可以快速讀寫(xiě)、長(zhǎng)期跟蹤管理，是通過(guò)在物料、藥品中植入芯片，并將芯片信號(hào)與物料產(chǎn)品信息相連接，醫(yī)院通過(guò)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料、藥品的全程監(jiān)管。

3.嵌入式系統(tǒng)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。嵌入式軟件與傳感器、RFID等，結(jié)合已有的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件技術(shù)，構(gòu)筑起了一個(gè)由無(wú)數(shù)聯(lián)網(wǎng)的閱讀器和移動(dòng)標(biāo)簽組成的，比Internet更為龐大的物聯(lián)網(wǎng)。

4.GPS全球定位系統(tǒng)和GIS技術(shù)

醫(yī)藥供應(yīng)鏈可以應(yīng)用GIS收集、儲(chǔ)存和處理空間信息，并且以GPS來(lái)測(cè)量任何時(shí)間和地點(diǎn)的即時(shí)位置信息，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞。

三、技術(shù)架構(gòu)

智慧醫(yī)療技術(shù)架構(gòu)共分為三層，分別為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、終端及感知延伸層。

應(yīng)用層根據(jù)醫(yī)療健康業(yè)務(wù)場(chǎng)景分為七個(gè)系統(tǒng)模塊：一是業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，包括醫(yī)院收費(fèi)和藥品管理系統(tǒng)；二是電子病歷系統(tǒng)，包括病人信息、影像信息；三是臨床應(yīng)用系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)醫(yī)生醫(yī)囑錄入系統(tǒng)(CPOE)等；四是慢性疾病管理系統(tǒng)；五是區(qū)域醫(yī)療信息交換系統(tǒng)；六是臨床支持決策系統(tǒng)；七是公共健康衛(wèi)生系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)層包括有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，有線方式可支持以太網(wǎng)、串口通信和現(xiàn)場(chǎng)總線等方式，無(wú)線方式可支持WiFi、移動(dòng)網(wǎng)、RFID、藍(lán)牙。網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò)層與感知延伸層之間進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和協(xié)議轉(zhuǎn)換，并通過(guò)接入網(wǎng)發(fā)送，具有對(duì)業(yè)務(wù)終端的控制管理能力。

終端及感知延伸層指的是為醫(yī)療健康監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)提供硬件保證的各類(lèi)傳感器終端。針對(duì)不同的應(yīng)用，這些傳感器終端可以組成相應(yīng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)，如心電監(jiān)測(cè)傳感器、呼吸傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、GPS和攝像頭等設(shè)備。

依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)藥品的智能化管理

四、技術(shù)運(yùn)用實(shí)例

1.RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸液防差錯(cuò)

輸液是當(dāng)前醫(yī)療活動(dòng)的重要組成部分，工作量大，業(yè)務(wù)繁忙瑣碎，一旦出現(xiàn)差錯(cuò)，就可能危及病人的安全。因此，應(yīng)該在藥品的調(diào)配與發(fā)放過(guò)程中，充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)減少不規(guī)范操作帶來(lái)的安全隱患，以及糾正醫(yī)療差錯(cuò)等一系列問(wèn)題。

輸液防差錯(cuò)系統(tǒng)包括射頻發(fā)射器、射頻接收器、患者腕帶、控制中心裝置；射頻發(fā)射器設(shè)置在患者的藥物上，射頻接收器通過(guò)唯一的射頻信號(hào)與射頻發(fā)射器無(wú)線對(duì)應(yīng)連接。

每位患者入院時(shí)匹配一只患者腕帶，并由控制中心裝置自動(dòng)編號(hào)并記錄患者各種信息，且產(chǎn)生唯一的射頻信號(hào)。在患者后續(xù)治療過(guò)程中，每一項(xiàng)藥物或治療措施，以及患者各種檢查采樣標(biāo)本均采用同一主編號(hào)。

配置中心配藥或科室為患者增加藥物時(shí)，每項(xiàng)藥物均嵌入射頻發(fā)射器。

當(dāng)醫(yī)護(hù)人員取出藥物為患者治療時(shí)，在射頻信號(hào)的接收范圍內(nèi)，患者腕帶上的射頻接收器接收藥物上的射頻發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)，自動(dòng)核對(duì)識(shí)別相應(yīng)患者信息，判斷藥物是否正確，防止錯(cuò)誤治療。

若射頻接收器發(fā)現(xiàn)藥物的射頻信號(hào)匹配正確，則立刻發(fā)出聲音提示醫(yī)務(wù)人員正確；若射頻接收器發(fā)現(xiàn)藥物的射頻信號(hào)不匹配，即非該患者的藥物，則立刻發(fā)出警報(bào)聲提示錯(cuò)誤，并通知控制中心裝置。醫(yī)護(hù)人員可采取相應(yīng)措施補(bǔ)救。

通過(guò)射頻信號(hào)核對(duì)技術(shù)可從根本上解決配藥—儲(chǔ)存—治療過(guò)程中的失誤，從而減少醫(yī)療事故的發(fā)生，也減輕醫(yī)護(hù)人員的壓力及緩和醫(yī)患矛盾；通過(guò)高度集成的信息化管理措施和先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠使整個(gè)醫(yī)療過(guò)錯(cuò)一目了然，條理分明，并且每一步都上傳至控制中心，留下記錄證據(jù)；通過(guò)控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，并形成大數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)對(duì)患者自身信息和治療過(guò)程的對(duì)比總結(jié)出相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，用來(lái)輔助以后的治療。

2.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的護(hù)士工作站

每個(gè)護(hù)士站病床多、護(hù)士少，在沒(méi)有實(shí)現(xiàn)各護(hù)士站的集中監(jiān)控管理情況下，護(hù)士站在處理效率、安全保障以及資源優(yōu)化配置等方面存在諸多缺陷。

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)住院病人和醫(yī)護(hù)人員的自動(dòng)身份識(shí)別、人員定位、電子導(dǎo)醫(yī)、生命體征信息自動(dòng)采集監(jiān)視、電子化病房巡查、出入安全控制等新型醫(yī)務(wù)服務(wù)和管理功能，包括以下五個(gè)子系統(tǒng)：病人身份匹配系統(tǒng)、病人安全管理系統(tǒng)、病人實(shí)時(shí)定位監(jiān)視系統(tǒng)病人生命體征數(shù)據(jù)采集和監(jiān)護(hù)系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)病房管理系統(tǒng)。病人身份匹配系統(tǒng)在病人入院時(shí)即通過(guò)入院注冊(cè)系統(tǒng)登記身份信息，佩戴唯一的電子標(biāo)簽腕帶。對(duì)于有源物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽，病人通過(guò)佩戴的電子腕帶標(biāo)簽發(fā)出的信息能夠隨時(shí)被覆蓋的無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)偵測(cè)到，由醫(yī)護(hù)工作人員通過(guò)工作臺(tái)電腦隨時(shí)識(shí)別到不同位置的病人身份信息。

病人安全管理系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)電子標(biāo)簽的在線偵測(cè)和遠(yuǎn)距離讀取識(shí)別的特性，可以在病人腕帶被非正常移除和脫落時(shí)提示監(jiān)控臺(tái)報(bào)警。病人在未經(jīng)過(guò)許可授權(quán)而離開(kāi)護(hù)理區(qū)域時(shí)，區(qū)域出入口的物聯(lián)網(wǎng)探測(cè)器將驗(yàn)證許可身份并向工作控制臺(tái)報(bào)警提示，防止病人在未經(jīng)許可下離開(kāi)監(jiān)護(hù)區(qū)域。

病人實(shí)時(shí)定位監(jiān)視系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋下，使佩戴物聯(lián)網(wǎng)腕帶的病人可以實(shí)時(shí)地處于醫(yī)療監(jiān)護(hù)的狀態(tài)下，為醫(yī)院方能夠更好的根據(jù)病人活動(dòng)情況提供醫(yī)護(hù)關(guān)懷。根據(jù)最近物聯(lián)網(wǎng)探測(cè)點(diǎn)的位置和返回的探測(cè)到的物聯(lián)網(wǎng)腕帶信息，可以隨時(shí)了解在此區(qū)域附近的病人信息，根據(jù)需要由醫(yī)護(hù)人員隨時(shí)提供醫(yī)護(hù)服務(wù)。

病人生命體征數(shù)據(jù)采集和監(jiān)護(hù)系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和傳輸特性結(jié)合微型病人體溫測(cè)量探頭，以及移動(dòng)式體征監(jiān)護(hù)設(shè)備，在物聯(lián)網(wǎng)接收器網(wǎng)絡(luò)覆蓋下，可以進(jìn)行在線的病人體征數(shù)據(jù)采集和監(jiān)護(hù)管理，使病人在無(wú)人陪伴的場(chǎng)景下，也可以接受到監(jiān)護(hù)關(guān)懷，隨時(shí)為醫(yī)護(hù)人員提供病人的體征活動(dòng)狀況，及時(shí)處理應(yīng)急救護(hù)需求。

物聯(lián)網(wǎng)病房管理系統(tǒng)利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和配置移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)護(hù)士工作站，護(hù)理人員可以脫離護(hù)士臺(tái)的電腦工作站的羈絆，在日常的移動(dòng)工作中，隨時(shí)隨地操作在線使用信息管理設(shè)備，進(jìn)行病人身份核對(duì)、資料調(diào)閱、位置跟蹤、醫(yī)護(hù)工作記錄等一系列現(xiàn)場(chǎng)任務(wù)操作，擺脫傳統(tǒng)的紙質(zhì)登記、核查操作方式，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)護(hù)操作管理，提高工作質(zhì)量和效率。

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動(dòng)下，智慧醫(yī)療正在走進(jìn)尋常百姓的生活。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于醫(yī)療領(lǐng)域，借由數(shù)字化、可視化模式，可使有限醫(yī)療資源讓更多人共享。

五、智慧醫(yī)療存在的難題

1.人才缺乏。尤其是擅長(zhǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)又熟悉醫(yī)療行業(yè)的技術(shù)人才更加缺乏，使得我國(guó)智慧醫(yī)療應(yīng)用很難形成從上到下全程智慧化的應(yīng)用系統(tǒng)。

2.應(yīng)用需求層次較低。雖然國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了不少基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧醫(yī)療應(yīng)用，但是現(xiàn)有的應(yīng)用量不足以帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，部分領(lǐng)域應(yīng)用水平與系統(tǒng)性較低，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展。

3.存在信息安全隱患。智慧醫(yī)療和其他物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的安全問(wèn)題一樣，永遠(yuǎn)都會(huì)是一個(gè)被廣泛關(guān)注的話題。由于物聯(lián)網(wǎng)連接和處理的對(duì)象主要是機(jī)器或物以及相關(guān)的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)信息安全要求更高，對(duì)隱私權(quán)保護(hù)的要求也更高，由此有很多人呼吁要特別關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)的安全問(wèn)題。

六、智慧醫(yī)療的未來(lái)展望

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動(dòng)下，智慧醫(yī)療正在走進(jìn)尋常百姓的生活。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于醫(yī)療領(lǐng)域，借由數(shù)字化、可視化模式，可使有限醫(yī)療資源讓更多人共享。隨著智慧醫(yī)療在企業(yè)管理中重要地位的不斷凸顯，以及我國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的進(jìn)一步發(fā)展，針對(duì)智慧醫(yī)療的研究將形成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的新天地。

作者單位為青島市第九人民醫(yī)院