物聯網技術在智慧醫療領域的應用

董玉華 王 梅 鄒本昊 /文

物聯網技術在智慧醫療領域的應用

董玉華 王 梅 鄒本昊 /文

物聯網技術在醫療領域的應用，能夠幫助醫院實現對人的智慧化醫療和對物的智慧化管理工作，從而使“智慧醫療”得以實現和推廣。本文首先介紹了智慧醫療的定義和基本內容、技術架構等方面內容，并結合兩項技術運用實例對智慧醫療現存難題和未來趨勢進行了分析和展望。

智慧醫療、物聯網、技術架構、應用實例、未來展望

在生活需求已得到基本滿足的今天，人們對于醫療衛生服務的要求也越來越高，而物聯網技術的出現，滿足了人民群眾關注自身健康的需要，推動了醫療衛生信息化產業的發展。物聯網技術在醫療領域的應用潛力巨大，能夠幫助醫院實現對人的智慧化醫療和對物的智慧化管理工作，能夠滿足醫療健康信息、醫療設備與用品、公共衛生安全的智能化管理與監控等方面的需求，從而解決醫療平臺支撐薄弱、醫療服務水平整體較低、醫療安全生產隱患等問題。

一、智慧醫療定義及基本內容

1.定義

物聯網技術是未來智慧醫療的核心，其實質是通過將傳感器技術、RFID技術、無線通信技術、數據處理技術、網絡技術、視頻檢測識別技術、GPS技術等綜合應用于整個醫療管理體系中進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術，從而建立起實時、準確、高效的醫療控制和管理系統。

2.基本內容

如何利用先進技術實現患者與醫務人員、醫療機構、醫療設備之間的互動，成為智慧醫療的關鍵

目前物聯網技術在醫療行業中有多方面的用途，其基本內容包括：

（1）人員管理智能化。實現對患者的監護跟蹤安全系統，病人流動管理、出入控制與安全；嬰兒安全管理系統、醫護人員管理系統。加強出入嬰兒室和產婦病房人士的管理，對控嬰管理、母親與護理人員身份的確認，在偷抱或誤抱時及時發出報警，同時可對新生嬰兒身體狀況信息進行記錄和查詢，確認掌握新生嬰兒安全。

（2）醫療過程智能化。依靠物聯網技術通信和應用平臺，實現包括實時付費以及網上診斷、網上病理切片分析、設備的互通等，以及掛號、診療、查驗、住院、手術、護理、出院、結算等智能服務。

（3）供應鏈管理智能化。藥品、耗材、器械設備等醫療相關產品在供應、分揀、配送等各個環節的供應鏈管理系統。依靠物聯網技術，實現對醫院資產、血液、醫院消毒物品等的管理。產品物流過程涉及很多企業不同信息，企業需要掌握貨物的具體地點等信息，從而做出及時反應。在藥品生產上，通過物聯網技術實施對生產流程、市場的流動以及病人用藥的全方位的檢測。

（4）醫療廢棄物管理智能化。可追溯化是用戶可以通過界面采集數據、提煉數據、獲得管理功能，并進行分析、統計、報表，以做出管理決策，這也為企業提供了一個數據輸入、導入、上載的平臺。

（5）健康管理智能化。實行家庭安全監護，實時得到病人的全面醫療信息。而遠程醫療和自助醫療，信息及時采集和高度共享，可緩解資源短缺、資源分配不均的窘境，降低公眾醫療成本。

二、智慧物聯網關鍵技術

1.傳感器技術

傳感器技術是實現智慧醫療的重要環節，借助傳感器技術可實現對患者生命體征數據和治療減產過程數據的采集，實現對醫療過程的監控，提高治療效果，同時實現對藥品從采購到最終患者者手中的全程管理。

2.射頻識別（RFID）技術

RFID技術也是一種傳感技術，可以快速讀寫、長期跟蹤管理，是通過在物料、藥品中植入芯片，并將芯片信號與物料產品信息相連接，醫院通過計算機、自動識別系統，實現對物料、藥品的全程監管。

3.嵌入式系統技術

嵌入式系統技術是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。嵌入式軟件與傳感器、RFID等，結合已有的網絡、數據庫、中間件技術，構筑起了一個由無數聯網的閱讀器和移動標簽組成的，比Internet更為龐大的物聯網。

4.GPS全球定位系統和GIS技術

醫藥供應鏈可以應用GIS收集、儲存和處理空間信息，并且以GPS來測量任何時間和地點的即時位置信息，實現供應鏈各環節之間的實時數據傳遞。

三、技術架構

智慧醫療技術架構共分為三層，分別為應用層、網絡層、終端及感知延伸層。

應用層根據醫療健康業務場景分為七個系統模塊：一是業務管理系統，包括醫院收費和藥品管理系統；二是電子病歷系統，包括病人信息、影像信息；三是臨床應用系統，包括計算機醫生醫囑錄入系統(CPOE)等；四是慢性疾病管理系統；五是區域醫療信息交換系統；六是臨床支持決策系統；七是公共健康衛生系統。

網絡層包括有線網絡和無線網絡，有線方式可支持以太網、串口通信和現場總線等方式，無線方式可支持WiFi、移動網、RFID、藍牙。網關在網絡層與感知延伸層之間進行數據存儲和協議轉換，并通過接入網發送，具有對業務終端的控制管理能力。

終端及感知延伸層指的是為醫療健康監測業務提供硬件保證的各類傳感器終端。針對不同的應用，這些傳感器終端可以組成相應的傳感器網絡，如心電監測傳感器、呼吸傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、GPS和攝像頭等設備。

依靠物聯網技術，可實現對藥品的智能化管理

四、技術運用實例

1.RFID技術實現輸液防差錯

輸液是當前醫療活動的重要組成部分，工作量大，業務繁忙瑣碎，一旦出現差錯，就可能危及病人的安全。因此，應該在藥品的調配與發放過程中，充分利用物聯網技術減少不規范操作帶來的安全隱患，以及糾正醫療差錯等一系列問題。

輸液防差錯系統包括射頻發射器、射頻接收器、患者腕帶、控制中心裝置；射頻發射器設置在患者的藥物上，射頻接收器通過唯一的射頻信號與射頻發射器無線對應連接。

每位患者入院時匹配一只患者腕帶，并由控制中心裝置自動編號并記錄患者各種信息，且產生唯一的射頻信號。在患者后續治療過程中，每一項藥物或治療措施，以及患者各種檢查采樣標本均采用同一主編號。

配置中心配藥或科室為患者增加藥物時，每項藥物均嵌入射頻發射器。

當醫護人員取出藥物為患者治療時，在射頻信號的接收范圍內，患者腕帶上的射頻接收器接收藥物上的射頻發射器發出的信號，自動核對識別相應患者信息，判斷藥物是否正確，防止錯誤治療。

若射頻接收器發現藥物的射頻信號匹配正確，則立刻發出聲音提示醫務人員正確；若射頻接收器發現藥物的射頻信號不匹配，即非該患者的藥物，則立刻發出警報聲提示錯誤，并通知控制中心裝置。醫護人員可采取相應措施補救。

通過射頻信號核對技術可從根本上解決配藥—儲存—治療過程中的失誤，從而減少醫療事故的發生，也減輕醫護人員的壓力及緩和醫患矛盾；通過高度集成的信息化管理措施和先進的物聯網技術，能夠使整個醫療過錯一目了然，條理分明，并且每一步都上傳至控制中心，留下記錄證據；通過控制中心進行數據聯網，并形成大數據，通過大數據對患者自身信息和治療過程的對比總結出相應的經驗，用來輔助以后的治療。

2.基于物聯網技術的護士工作站

每個護士站病床多、護士少，在沒有實現各護士站的集中監控管理情況下，護士站在處理效率、安全保障以及資源優化配置等方面存在諸多缺陷。

利用物聯網技術，可以實現對住院病人和醫護人員的自動身份識別、人員定位、電子導醫、生命體征信息自動采集監視、電子化病房巡查、出入安全控制等新型醫務服務和管理功能，包括以下五個子系統：病人身份匹配系統、病人安全管理系統、病人實時定位監視系統病人生命體征數據采集和監護系統和物聯網病房管理系統。病人身份匹配系統在病人入院時即通過入院注冊系統登記身份信息，佩戴唯一的電子標簽腕帶。對于有源物聯網標簽，病人通過佩戴的電子腕帶標簽發出的信息能夠隨時被覆蓋的無線物聯網探測網絡偵測到，由醫護工作人員通過工作臺電腦隨時識別到不同位置的病人身份信息。

病人安全管理系統利用物聯網電子標簽的在線偵測和遠距離讀取識別的特性，可以在病人腕帶被非正常移除和脫落時提示監控臺報警。病人在未經過許可授權而離開護理區域時，區域出入口的物聯網探測器將驗證許可身份并向工作控制臺報警提示，防止病人在未經許可下離開監護區域。

病人實時定位監視系統在物聯網探測網絡的覆蓋下，使佩戴物聯網腕帶的病人可以實時地處于醫療監護的狀態下，為醫院方能夠更好的根據病人活動情況提供醫護關懷。根據最近物聯網探測點的位置和返回的探測到的物聯網腕帶信息，可以隨時了解在此區域附近的病人信息，根據需要由醫護人員隨時提供醫護服務。

病人生命體征數據采集和監護系統利用物聯網的數據轉儲和傳輸特性結合微型病人體溫測量探頭，以及移動式體征監護設備，在物聯網接收器網絡覆蓋下，可以進行在線的病人體征數據采集和監護管理，使病人在無人陪伴的場景下，也可以接受到監護關懷，隨時為醫護人員提供病人的體征活動狀況，及時處理應急救護需求。

物聯網病房管理系統利用無線網絡覆蓋和配置移動物聯網護士工作站，護理人員可以脫離護士臺的電腦工作站的羈絆，在日常的移動工作中，隨時隨地操作在線使用信息管理設備，進行病人身份核對、資料調閱、位置跟蹤、醫護工作記錄等一系列現場任務操作，擺脫傳統的紙質登記、核查操作方式，實現移動現場醫護操作管理，提高工作質量和效率。

在物聯網技術的推動下，智慧醫療正在走進尋常百姓的生活。將物聯網技術用于醫療領域，借由數字化、可視化模式，可使有限醫療資源讓更多人共享。

五、智慧醫療存在的難題

1.人才缺乏。尤其是擅長物聯網技術又熟悉醫療行業的技術人才更加缺乏，使得我國智慧醫療應用很難形成從上到下全程智慧化的應用系統。

2.應用需求層次較低。雖然國內出現了不少基于物聯網的智慧醫療應用，但是現有的應用量不足以帶動產業發展，部分領域應用水平與系統性較低，難以實現規模化發展。

3.存在信息安全隱患。智慧醫療和其他物聯網、互聯網的安全問題一樣，永遠都會是一個被廣泛關注的話題。由于物聯網連接和處理的對象主要是機器或物以及相關的數據，導致物聯網信息安全要求更高，對隱私權保護的要求也更高，由此有很多人呼吁要特別關注物聯網的安全問題。

六、智慧醫療的未來展望

在物聯網技術的推動下，智慧醫療正在走進尋常百姓的生活。將物聯網技術用于醫療領域，借由數字化、可視化模式，可使有限醫療資源讓更多人共享。隨著智慧醫療在企業管理中重要地位的不斷凸顯，以及我國“互聯網+”戰略的進一步發展，針對智慧醫療的研究將形成物聯網技術應用的新天地。

作者單位為青島市第九人民醫院