醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用及關(guān)鍵技術(shù)分析

張自成 陳思睿

（1. 重慶信科設(shè)計(jì)有限公司，重慶 401121；2. 中國(guó)電信股份有限公司重慶分公司，重慶 400000）

1 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

我國(guó)當(dāng)前的醫(yī)療事業(yè)正處于改革發(fā)展的階段，醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)能夠滿足醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展，提高醫(yī)療機(jī)構(gòu)信息化管理的水平和綜合發(fā)展實(shí)力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)注重的是終端可移動(dòng)性技術(shù)、接入靈活方便的優(yōu)勢(shì)在醫(yī)療機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用，能夠有效提高醫(yī)院在人員管理、醫(yī)療器械設(shè)備管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控方面的效率。其中，主要應(yīng)用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)、傳感和定位技術(shù)等，對(duì)各種醫(yī)療對(duì)象進(jìn)行全方位的處理，“物”即是醫(yī)療對(duì)象，“聯(lián)”指的是交互過程，“網(wǎng)”即醫(yī)療流程等，能夠全面提高醫(yī)療質(zhì)量和安全。

2 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)合醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)內(nèi)容，在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面不僅需要利用參數(shù)感知和采集等先進(jìn)傳感器設(shè)備，同時(shí)，還需要注意通信網(wǎng)和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)的接入，做好信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與外部醫(yī)療服務(wù)資源之間的有效整合。這些方面內(nèi)容不僅種類繁雜，同時(shí)分布相對(duì)較為廣泛。在實(shí)際應(yīng)用中首先需要明確應(yīng)用部署模式，以此為基礎(chǔ)，提出有足夠可行性的基本參考體系框架。

根據(jù)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的應(yīng)用部署需要以及醫(yī)療信息化發(fā)展前景，在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)方面盡量選擇分層體系，將整個(gè)應(yīng)用架構(gòu)分為五個(gè)不同層次：第一，感知采集層。這一層次包含有不同的感知設(shè)備和信息采集設(shè)備等，主要是負(fù)責(zé)對(duì)目標(biāo)生理指標(biāo)、健康參數(shù)等信息的感知和采集；第二，傳輸接入層。這一層有網(wǎng)關(guān)、物聯(lián)網(wǎng)接口和中間件等，主要是負(fù)責(zé)基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)與底層傳感網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)各類數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和處理，負(fù)責(zé)信息的傳遞；第三，網(wǎng)絡(luò)通信層。這一層主要為不同的基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)，主要負(fù)責(zé)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)各類基礎(chǔ)通信能力，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)WIFI、因特網(wǎng)等不同通信網(wǎng)絡(luò)，以此覆蓋醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境；第四，支持管理層。這一層主要是為物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療信息化基礎(chǔ)應(yīng)用及設(shè)備提供支撐，利用數(shù)據(jù)平臺(tái)、支撐平臺(tái)、終端管理、業(yè)務(wù)管理、接口管理建設(shè)等，滿足醫(yī)療健康服務(wù)以及擴(kuò)展運(yùn)行等方面需要，以此為基礎(chǔ)，使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、醫(yī)療健康信息處理等方面問題得到解決，實(shí)現(xiàn)各類系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分享；第五，服務(wù)應(yīng)用層。這一層主要結(jié)合實(shí)際情況和需求，給予個(gè)性化醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)見圖1。

圖1 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)圖

2.2 醫(yī)院干擾抑制技術(shù)的應(yīng)用

醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用中，由于醫(yī)院自身特點(diǎn)，存在復(fù)雜電磁環(huán)境，容易有信號(hào)干擾情況出現(xiàn)，不利于醫(yī)療設(shè)備的正常運(yùn)行以及醫(yī)療健康敏感信息獲取。在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)部署環(huán)境方面涉及非常多電子、電氣和醫(yī)療設(shè)備儀器，這些設(shè)備儀器在運(yùn)行過程中會(huì)向外發(fā)射不同程度電磁能量，給物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和相關(guān)設(shè)備帶來一定的影響，甚至造成設(shè)備的嚴(yán)重電磁干擾。如果未做好電磁干擾的有效控制，不僅會(huì)出現(xiàn)信息的丟失，導(dǎo)致患者生命健康受到威脅，同時(shí)，還會(huì)使相應(yīng)頻段醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)受到干擾。 （1） 空間隔離方法。首先對(duì)醫(yī)療電子系統(tǒng)的電磁兼容性進(jìn)行評(píng)估和分析，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景要求，需要部署相對(duì)應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備信號(hào)發(fā)射需求，對(duì)一些敏感的電磁設(shè)備進(jìn)行屏蔽處理能夠避免電磁干擾，還可以在節(jié)點(diǎn)位置發(fā)射天線，對(duì)節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整，避免對(duì)設(shè)備的干擾； （2） 醫(yī)療設(shè)備頻率隔離方法。醫(yī)療設(shè)備對(duì)某一頻率比較敏感，可以在選擇相對(duì)應(yīng)的設(shè)備時(shí)避開敏感的位置，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，也能夠在一定程度上避免對(duì)設(shè)備的干擾。

3 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全十分關(guān)鍵，一旦有安全問題出現(xiàn)，可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重后果，另外，醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)涉及非常多隱私，系統(tǒng)需要確保數(shù)據(jù)在采集、傳輸和存儲(chǔ)等階段不會(huì)出現(xiàn)泄漏。當(dāng)前醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)中存在有非常多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，組網(wǎng)以及接入技術(shù)存在有較大復(fù)雜性，網(wǎng)絡(luò)感知節(jié)點(diǎn)資源存在有一定的限制，在復(fù)雜安全保護(hù)體系中難以取得理想運(yùn)行效果，這些問題的存在都對(duì)醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)安全有嚴(yán)格要求。

（1） 在醫(yī)療健康傳感網(wǎng)安全方面。存在有以下幾個(gè)方面問題，第一，感知節(jié)點(diǎn)安全問題，醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，感知節(jié)點(diǎn)往往在無人監(jiān)控環(huán)境下，或者由患者使用，可能會(huì)出現(xiàn)人為破壞和屏蔽等問題；第二，傳感器網(wǎng)絡(luò)安全問題。感知網(wǎng)絡(luò)在物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層以及傳輸層等傳輸過程中均可能有安全問題出現(xiàn)；第三，傳感器數(shù)據(jù)安全問題。數(shù)據(jù)安全主要是確保數(shù)據(jù)真實(shí)性、有效性和完整性。不僅要確保數(shù)據(jù)通信中不被截獲、篡改，同時(shí)，還需要確保數(shù)據(jù)在融合中不出現(xiàn)錯(cuò)誤。

（2） 傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療事業(yè)中是最基礎(chǔ)的一項(xiàng)技術(shù)，對(duì)未來智慧醫(yī)療的發(fā)展有著十分重要的作用，通過在監(jiān)測(cè)的區(qū)域范圍內(nèi)部署傳感節(jié)點(diǎn)，能夠?qū)π枰兄氖挛镞M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和監(jiān)督，同時(shí)，結(jié)合射頻識(shí)別技術(shù)和定位技術(shù)進(jìn)行跟蹤，實(shí)現(xiàn)信息的共享與傳輸。

（3） 在醫(yī)療信息隱私保護(hù)方面，以往信息安全技術(shù)更多的是重視網(wǎng)絡(luò)安全和邊界安全，很少涉及數(shù)據(jù)內(nèi)容安全等問題，在數(shù)據(jù)安全審計(jì)方面多為被動(dòng)防御技術(shù)。在醫(yī)療信息隱私保護(hù)方面，尤其一些較為敏感的數(shù)據(jù)，多儲(chǔ)存在云服務(wù)中心或者數(shù)據(jù)中心，僅利用邊界安全、數(shù)據(jù)分文審計(jì)技術(shù)等遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足數(shù)據(jù)安全需要。利用“云計(jì)算”技術(shù)能夠建立虛擬化的信息資源，能夠根據(jù)事先商定好的服務(wù)動(dòng)態(tài)提供服務(wù)，能夠?qū)︶t(yī)療系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理，各個(gè)相互獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行整合，能夠?yàn)闃?gòu)建醫(yī)療信息基礎(chǔ)設(shè)施提供相關(guān)的數(shù)據(jù)信息支撐，該技術(shù)具有服務(wù)資源化和擴(kuò)展性的特點(diǎn)。

4 結(jié)語

當(dāng)前世界范圍在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面有著非常高的重視度，但是在技術(shù)規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系方面還需要不斷完善，尤其在面向醫(yī)療健康領(lǐng)域等較為特殊應(yīng)用背景方面，需要不斷結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的云計(jì)算技術(shù)、傳感器技術(shù)和定位技術(shù)等，不斷融入醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)中，推動(dòng)醫(yī)療事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用有效性，更好地滿足當(dāng)前人們的實(shí)際需要。