基于物聯(lián)網的區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)的設計與實現

摘要：區(qū)域醫(yī)療作為當今醫(yī)療衛(wèi)生信息化發(fā)展的主要趨勢之一，其信息數據是非常龐大而復雜的，但它體現的內容卻具有很高的研究價值。為了實現對日常居民在一定區(qū)域范圍內醫(yī)療行為分析，總結出區(qū)域醫(yī)療優(yōu)勢和掌握居民健康狀況，在對物聯(lián)網和區(qū)域醫(yī)療行為內涵分析的基礎上，設計了針對區(qū)域醫(yī)療的行為分析系統(tǒng)，實現對區(qū)域醫(yī)療各個環(huán)節(jié)產生數據進行記錄和統(tǒng)計，結合相關分析策略總結規(guī)律，為區(qū)域醫(yī)療發(fā)展和管理提供相關參考數據，同時為居民健康狀況分析奠定基礎。

關鍵詞：區(qū)域醫(yī)療;物聯(lián)網;行為分析;居民健康

信息技術席卷全球，我國醫(yī)療衛(wèi)生信息化事業(yè)正面臨一個蓬勃發(fā)展的新局面。區(qū)域醫(yī)療作為發(fā)展的主要趨勢之一，其醫(yī)療信息數據是龐大而復雜的，但它反映的內容卻具有很高的研究價值。在當今互聯(lián)網環(huán)境下，醫(yī)療信息具有以下特點[1]：來源廣、數量大、分布在不同的醫(yī)療機構數據庫中、涉及信息媒體類型較多、時效性強。基于這些特點，隨著物聯(lián)網技術的不斷發(fā)展和成熟，居民健康卡作為一個載體，是在一定范圍內建立能唯一標識個人身份的電子標簽，實現了區(qū)域醫(yī)療范圍內信息的串聯(lián)、共享和應用。它能夠將區(qū)域醫(yī)療信息進行快速建檔、存檔、數據標準化。因此，區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)利用物聯(lián)網相關技術，實現對醫(yī)療行為中各個環(huán)節(jié)產生數據進行記錄和統(tǒng)計，結合相關分析策略總結規(guī)律，為區(qū)域醫(yī)療發(fā)展和管理提供相關參考數據，同時為居民健康狀況分析奠定基礎。

1物聯(lián)網與區(qū)域醫(yī)療行為分析

1.1物聯(lián)網的概述物聯(lián)網（The Internet of Things）的概念是1999年美國Auto-ID中心在建立物品編碼、RFID技術和互聯(lián)網的基礎上提出的，它至少包含三方面的含義：①物聯(lián)網的核心和基礎是互聯(lián)網，互聯(lián)網為物聯(lián)網提供了運行環(huán)境；②物聯(lián)網的手段是通過射頻識別技術將物品虛擬化和數字化，實現其在互聯(lián)網上傳輸；③物聯(lián)網的目的是實現物品的互聯(lián)通信，對物品進行數字化管理。物聯(lián)網是一種非常復雜、形式多樣的系統(tǒng)技術。根據信息生成、傳輸、處理和應用的原則，可以把物聯(lián)網分成4層：感知識別層、網絡構建層、管理服務層和綜合應用層[2]。物聯(lián)網各層之間既相對獨立又聯(lián)系緊密，在綜合應用層以下，同一層次上的技術互為補充，適應不同的環(huán)境，不同層次提供各種技術的配置和組合，根據應用需求，構成完整的解決方案。

1.2區(qū)域醫(yī)療行為目前我國醫(yī)療資源分布不均衡，導致在一定地域范圍內大型醫(yī)療機構患者排長隊，而小型醫(yī)療機構冷冷清清。利用區(qū)域醫(yī)療可以改善目前醫(yī)療資源分配不均衡的狀況，有利于從整體提高區(qū)域醫(yī)療水平、對緩解患者就診難起到積極作用。區(qū)域醫(yī)療是指在一定空間地理范圍內組成的醫(yī)療共同體系，而區(qū)域醫(yī)療行為則是指患者在一定區(qū)域范圍內所就診過的醫(yī)療機構以及就診時生成的就診數據檔案。對相關數據進行整理、統(tǒng)計、分析，從而發(fā)現并挖掘出患者在醫(yī)療就診的過程中行為活動上所表現出來的規(guī)律，例如：有針對性的選擇醫(yī)療機構，或者在一定時間范圍內就診次數等等。并將這些規(guī)律與某一種或幾種分析策略相結合進行分析，找出目前區(qū)域醫(yī)療中可能存在的問題。區(qū)域醫(yī)療行為分析內容包括患者基本信息、醫(yī)療機構、就診頻率、就診類型等。

2基于物聯(lián)網的區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)總體設計

區(qū)域醫(yī)療存在一定的地理范圍，包含繁多的醫(yī)療機構和醫(yī)療體系，相對信息量龐大而復雜，通過唯一身份標識的電子標簽，能夠及時、準確、全面地采集、挖掘和整合數據是，然而再進一步的加以分析是關鍵之處。因此，在系統(tǒng)功能和模塊的設計上需要更加周全的考慮。

2.1區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)的設計原則

2.1.1以患者為中心無論是醫(yī)療服務還是科研工作，患者始終是事件過程的中心個體。信息數據共享的目的正是方便患者就診，避免不必要的重復就診過程。能夠讓患者在醫(yī)療過程中不再是被動，而是自主性的選擇最佳醫(yī)療途徑。

2.1.2信息數據共享度一切醫(yī)療行為的分析是基于物聯(lián)網技術實現的醫(yī)療信息數據的共享。因此，在信息數據共享度原則以三個研究方向為標準。分別是：平臺提供海量信息的受益醫(yī)療機構類型（即信息共享寬度），信息的收益醫(yī)療機構數量（即信息共享深度），受益醫(yī)療機構進行信息共享的頻率（即信息共享強度）。借鑒Laursen和Salter對開放度測量的研究[2]，提出信息數據共享度的測度方法，見圖1。圖中X軸代表受益醫(yī)療機構，如：三級醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生所等；Y軸代表共享的相關信息數據；Z軸代表不同的醫(yī)療和科研階段。當患者在某個醫(yī)療機構進行某個醫(yī)療階段時獲取到某些信息數據時，空間圖中便形成一個實點。因此，圖1中形成的所有實點個數即為信息數據共享寬度，計算方法為fi（其中i=1、2...N1*N2*N3）。信息數據共享深度則通過計算每個實點處獲取信息的收益醫(yī)療機構數量。而空間內所有實點獲取信息的頻率視為信息數據共享強度，例如某個患者在一定時間范圍內被不同醫(yī)療機構共享的次數。

圖 1信息數據共享度空間圖

基于以上三方面，當患者在區(qū)域內任何一家醫(yī)療機構就診時，通過信息共享平臺可以第一時間掌握患者的所有相關信息，為診斷提供更為精確的數據。

2.2區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)的總體設計區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)主要分為四大模塊：患者信息管理模塊、行為監(jiān)控功能模塊、醫(yī)療資源熱度統(tǒng)計模塊、服務推薦功能模塊。見圖2。

圖 2 功能模塊結構圖

患者信息管理模塊是通過RFID健康卡這個唯一身份電子標識建立起來的患者信息檔案，其中包括信息采集、數據標準化、數據存檔等功能。行為監(jiān)控功能模塊則是基于健康卡，一旦產生新的數據記錄便能跟蹤到患者每一次的醫(yī)療就診情況，對每一個就診環(huán)節(jié)中醫(yī)療行為的監(jiān)管。主要是觀察某一次醫(yī)療過程所在的醫(yī)療機構、就診持續(xù)時間等。通過將這些數據進行分析，總結出一般規(guī)律，并將分析結果以圖表的形式呈現出來，可以綜合評價某一次醫(yī)療行為的效率。醫(yī)療資源熱度統(tǒng)計模塊是根據行為監(jiān)控模塊所分析出來的數據，有針對性的將醫(yī)療行為選擇進行歸納，將結果以圖表的形式顯示出來，為便于患者依據自身情況選擇最合理的醫(yī)療途徑提供客觀依據。服務推薦功能模塊是對不同醫(yī)療機構患者在一定時間范圍內的進出率，然后根據患者建檔信息，有效的通過最佳途徑，如短信平臺給予患者告知某天的就診量過大可另選就診時間等人性化服務。

3基于物聯(lián)網的區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)實現

3.1患者醫(yī)療行為數據的采集患者行為數據是行為分析的基礎，它包括數據信息的采集、分類、標準化和歸檔。在采集數據時，以往主要是通過手工錄入，而利用物聯(lián)網的RFID射頻技術可以實現以非接觸方式進行身份讀取，在獲取歷史數據的同時建立新一份數據檔案。

區(qū)域醫(yī)療行為數據主要包括患者就診醫(yī)療機構、頻率、時間，因此在所有醫(yī)療機構和部門安裝RFID讀寫器，患者攜帶貼有RFID標簽的健康卡，讀寫器通過射頻無線信號讀取卡信息通過無線網絡將數據傳遞給RFID中間件，中間件對采集到的數據進行預處理并提供數據服務接口，醫(yī)療行為分析系統(tǒng)通過應用程序接口獲取中服務數據對其進行統(tǒng)計分析和其他應用。見圖3。

圖 3區(qū)域醫(yī)療行為數據采集

3.2射頻識別系統(tǒng)的設計射頻識別系統(tǒng)由電子標簽、讀寫器和計算機網絡組成，電子標簽具有唯一的電子編碼，用于存儲患者相關信息。健康卡采用EPC碼64位數據結構存儲患者信息，EPC碼的結構包括版本號、域名管理、對象分類和序列號，版本號固定，其它分別對應姓名、性別、身份證號；讀寫器通過天線與電子標簽進行無線通信，實現對電子標簽數據的讀取，再將患者信息傳遞給后端計算機網絡，讀寫器采用與電子標簽相同的高頻段，通過時分多路存儲方式讀取校園卡信息；射頻識別系統(tǒng)中有多個讀寫器，每個讀寫器將獲取到的信息通過無線局域網傳遞給RFID中間件。

3.3RFID中間件設計RFID中間件起到一個中介的作用，目的是對上層應用和底層硬件多樣性進行屏蔽，對外提供統(tǒng)一的應用服務接口。RFID中間件具備三大功能：數據收集、事件預處理和服務提供。中間件通過統(tǒng)一數據接口采集健康卡電子標簽患者信息；再對大量不確定、亂序、無意義和冗余數據進行標準化處理，通過數據服務接口將處理好的數據提供給區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)。

3.4數據傳輸安全設計醫(yī)療信息數據不等于其它數據，是具有法律效應的信息。因此，它的保密性和安全性是系統(tǒng)設計實現中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。信息安全也是是物聯(lián)網建設過程中的重大課題，在區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)中主要采用邏輯加密型RFID電子標簽和數據傳輸過程中對信息進行加密方式對數據進行保密處理[3，4]。健康卡中RFID芯片采用邏輯加密電路及密鑰算法，并實現一次寫入不可更改的效果，這樣就診信息將不再被篡改?；颊咝畔⒑突颊哚t(yī)療行為數據在網絡傳輸前，對數據采用AES加密算法，確保數據網絡傳輸過程中不被竊聽。

4 結論

基于物聯(lián)網的區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)在一定程度上為區(qū)域醫(yī)療的建設提供了更為客觀的數據依據，能夠提出有效的應對政策，緩解醫(yī)療機構就診數量差距大的現象。同時掌握一定范圍內居民健康狀況，帶來社會和經濟效益。

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編輯/許言