基于物聯網的遠程醫療在老年健康管理中的應用研究進展*

李 丹 張美琴

(上海中醫藥大學研究生院 上海 201203) (1上海健康醫學院護理與健康管理學院 上海 201318 2上海中醫藥大學 上海 201203)

唐 詩

(上海中醫藥大學 上海 201203)

1 引言

隨著人口老齡化的發展，我國老年人數量激增，老年人健康問題日益突出。慢性疾病、意外傷害等已成為影響老年人健康的主要因素，年齡越大死亡率越高，每年因病死亡人數超過全球總死亡人數的75%[1]。但醫院人力資源有限，難以對老年人實現持續性關注。隨著物聯網數據收集、分析、傳輸能力升級，以物聯網為基礎的遠程醫療不斷成熟，可突破時間、空間限制，對老年人進行持續性動態護理，被視為老年人健康管理的重要選擇。通過物聯網可在無需人工介入的情況下應用智能醫療設備自動對老年人健康數據進行實時監測[2-3]。以物聯網為基礎的遠程醫療減輕了醫護人員的照護負擔，節約了醫療成本，有利于疾病動態管理。本文對以物聯網為基礎的遠程醫療在老年健康管理領域的應用現狀進行分析并提出建議，以期為物聯網遠程醫療在老年健康管理領域的應用提供參考。

2 基于物聯網的遠程醫療相關概念及發展現狀

2.1 物聯網及遠程醫療

2.1.1 物聯網(Internet of Things，IoT) 是無線、相互關聯的數字設備系統，無需人與人或人與計算機間進行交互即可通過網絡收集、發送和存儲數據[4]。物聯網在醫療保健服務領域的應用已超過任何其他領域，基于物聯網的醫療系統可實現健康問題的預測、診斷、治療、監測等功能。

2.1.2 遠程醫療 世界衛生組織將遠程醫療(Telemedicine)定義為利用信息和通信技術交流有效信息，以便醫務人員診斷、治療、預防疾病與意外損傷，進行研究評價、健康教育[5]。我國將遠程醫療定義為一方醫療機構邀請其他醫療機構，運用通信、計算機及網絡技術為本醫療機構診療患者提供技術支持的醫療活動或向醫療機構外的患者直接提供的診療服務[6]。遠程醫療是高度專業化的跨區域醫療協同與資源分配[7]。以物聯網為基礎的遠程醫療服務設備突破時間與空間限制，可完成信息的長期存儲及定向提取，實現醫療服務智能化、自動化，極大便利了照護過程[8]。

2.2 物聯網與遠程醫療的融合發展概況

基于物聯網的遠程醫療架構主要包含3個基本層：感知層、網絡層、應用層[9]。感知層是物聯網系統的基礎[10]，感知層利用傳感器對個體生理數據進行實時監控并將其轉換為數字信號通過網絡傳輸至網絡層。網絡層利用有線或無線網絡將從感知層各設備獲取的分散數據即時存儲或上傳至中央服務器并利用云計算對數據加以分析[11]，處理后的數據最終將傳至應用層。應用層對數據進行解釋、應用及反饋[12]。物聯網是遠程醫療的重要技術支撐，其中人工智能(Artificial Intelligence，AI)是物聯網所提供的最有前景的醫療應用，AI可讀取患者藥物、實驗室檢查結果、病史等并結合其他資料生成診療、護理方案應用于臨床[13]。基于物聯網的遠程醫療已廣泛應用于疾病診斷與監測、癥狀管理、康復護理等老年人健康管理領域。物聯網是全球性系統，可將數十億設備、應用連接。物聯網為遠程醫療的快速發展提供支持與幫助，使老年人健康數據的獲取、分析、存儲、傳輸更便利，使偏遠地區老年人及時獲取醫療資源成為可能。截至2021年我國已有832個貧困縣縣醫院實現遠程醫療網絡全覆蓋[14]，物聯網技術與遠程醫療相輔相成，有助于加速疾病恢復進程、提升醫療服務質量。

2.3 基于物聯網的遠程醫療與其他醫療模式對比分析

2.3.1 互聯網醫療 即依托互聯網平臺，利用信息技術為患者提供遠程會診、疾病評估、藥品購買等服務的醫療服務形式[15]。其代表了醫療行業新的發展方向，有利于解決我國醫療資源不平衡與公眾日益增加的健康醫療需求之間的矛盾，是國家衛生健康委員會積極引導和支持的醫療發展模式[16]。但互聯網醫療僅可進行醫療信息咨詢、普及教育，不能提供診斷或治療服務[17]。

2.3.2 數字醫療 指將信息技術、計算機技術應用于醫療衛生領域以提升醫療服務數據化、標準化、智能化、現代化水平的醫療方式。其包含數字產業化和產業數字化，強調數字技術在醫療服務中的應用[18]。數據驅動是數字醫療的核心，從一維信息的可視化到四維信息的動態顯示，數字醫療更新了醫務人員診療手段，提升了醫療衛生系統運營效率，使醫學進入了一個嶄新的可視化時代。

2.3.3 遠程醫療 不僅是醫療服務或應用的提供者，更是智慧醫療系統的關鍵部分。其參與兩端均為醫療機構，可診斷、治療疾病，進行遠程會診、教學、科研、手術指導、公共衛生應急指揮等[6]。不論患者是在醫院監護室或是農村偏遠地區，均可通過遠程醫療獲得專業醫療專家幫助，使醫療服務擺脫時間、空間限制，減少治療延誤[19]，實現醫療資源共享，真正提供以患者為中心的高質量醫療服務。

3 基于物聯網的遠程醫療在老年健康管理中的應用現狀

3.1 疾病癥狀監測

基于物聯網的遠程醫療在各類老年人常見疾病管理中均有所涉及。在遠程醫療系統中基于物聯網的專業心臟疾病監測系統可實現危險因素的識別與反饋[20]。Alves R C、Gabriel L B和De Oliveira B T等[21]提出的智能監測系統可收集患者生命體征、心電圖、肺動脈壓等有關數據并將其編碼為文本信息以便于醫務人員閱讀。Li C、Hu X和Zhang L[22]研制的心臟疾病監測系統除提供監測功能外，還可由醫務人員自行選擇數據傳輸方式，如連續傳輸、特定時間的連續傳輸、事件觸發傳輸或按需傳輸，使獲得的患者數據更具有針對性。朱劉松、任靜和牛曉楠等[23]提出的遠程心電監護平臺可實現院內心電監測中心與遠程心電實時監護云平臺的連接，為心臟病篩查與診斷提供準確數據，實時預警準確率為100%，降低猝死風險，實現患者監護院內、院外實時互聯互通；極大程度上節約醫療資源，減輕醫務人員照護負擔。

3.2 疾病康復

基于物聯網的遠程醫療在老年人康復領域取得良好效果，有效提升老年人康復訓練過程中的安全性及靈活性。Ahmadi H、Arji G和 Shahmoradi L等[24]開發的中風機器人采用混合控制系統(包括供電設備、驅動設備、測量系統、計算機、無線網絡等)可采集患者在行走時的下肢內側關節角度，并通過生理反饋和前饋原理提供輔助以保證老人安全行走。該系統明顯提高了腦卒中老年人的下肢康復訓練效果。Yang G、Deng J和Pang G等[25]開發的一種基于物聯網的中風康復系統包含智能可穿戴臂章和智能訓練設備兩部分，臂章表面覆蓋電極可對患者手部動作進行精準識別，平均準確率達96.2%，同時臂章可記錄、預處理手部動作并通過無線通信將表面肌電信號傳輸到智能訓練設備，在對信號進行識別處理后將結果反饋到機器人手上，機器人手則可實時模仿患者手勢。人機交互加強了腦卒中患者對康復訓練內容的認識，提升了自我效能，該系統在國外廣泛應用且取得較好效果。

3.3 跌倒監測與預防

醫務人員日常工作任務重，無法時刻關注到每位老人，尤其是居家老人，缺乏照顧者更易發生跌倒，每年有超過30%的社區老年人因跌倒入院[26]。以物聯網為基礎的遠程醫療服務可作為醫務人員的“第3只眼”對老人進行實時監管，幫助其規避跌倒風險，避免意外損傷。Wang J、Zhang Z和Li B等[27]研制的基于環境傳感器的可穿戴式墜落檢測系統利用傳感器、微控制器來監測患者是否處于跌倒風險中或已發生跌倒；該系統還可自動定位老人位置，并將信息傳遞至醫務人員或家屬的智能手機上，以便醫務人員能及時趕到現場進行救治。除監測跌倒行為。趙婷、皮紅英和庫洪安等[28]研制的老年人跌倒防控信息管理系統可對老年人進行跌倒知識宣教、風險評估，接受干預后老年人跌倒發生率下降16.67%，老年人能夠自覺進行跌倒防控，跌倒恐懼降低，身體平衡能力及步態穩定性均明顯改善且居家環境安全性提高。物聯網將各項傳感設備連接成網絡并對跌倒高危老人進行有效篩查及干預，減輕了醫務人員工作負擔，是預防跌倒發生的有效途徑，但該類移動醫療設備對老人日?；顒有袨?、跌倒的區分能力較差，有時會出現誤發警報的情況。因此未來移動醫療設備應提升對老人日常活動與跌倒行為的區分能力。

3.4 用藥監督與管理

服藥依從性是指患者遵循醫囑服用藥物的程度，包括服藥時間、服藥劑量以及其他服藥注意事項與醫囑的符合程度[29]。服藥依從性與老年人健康密切相關，服藥依從性差會加劇疾病程度及引發并發癥，致使機體功能和生活質量下降、治療費用增加、住院時間延長。而以物聯網為基礎的新興技術手段可有效降低老年人誤服、漏服、錯服藥物機率，改善老人服藥依從性。Wang X、Desalvo N和Zhao X等[30]利用物聯網構建的服藥監測系統可在預定時間提醒老人服藥，并利用微軟Kinect和嵌入式傳感器實時監測老人是否服藥。李仁浩[31]針對養老機構老年人開發的基于物聯網的養老院智能服藥監測系統由智能藥箱、智能手環、上位機程序單元組成，智能藥箱可通過指紋識別身份顯示對應醫囑、發放藥物并將服藥信息上傳至后臺，智能手環則可收集老人體征信息并下達服藥提醒，智能手環與智能藥箱相連將信息傳至上位機單元，上位機單元可實現流程監督、數據處理分析,便于醫務人員查看。應用結果顯示該系統有效提升老人服藥依從性，降低漏服、錯服發生率，同時緩解養老機構護理人員的藥物管理壓力，節約人力資源，提高護士工作效率。

3.5 疼痛監測與管理

慢性疼痛是全世界的公共衛生問題之一，發展中國家疼痛發生率約為32%，發達國家為30%，美國有超過1.2億成年人受慢性疼痛困擾，慢性疼痛不僅影響機體活動,還會導致負面情緒，造成藥物濫用，影響患者機體健康及生活質量[32]。以物聯網為基礎的遠程醫療可從客觀角度對患者生理數據進行分析，對患者疼痛的評估與管理更真實準確。便攜式無線身體傳感器不僅可對個體生命體征、軀體活動等數值進行遠程監測以判斷疼痛程度，還可發現早期疾病及健康不良事件[33]。Yang G、Jiang M和Ouyang W等[34]構建的遠程疼痛監測系統適合長期臥床或處于監護室而無法進行自主活動的老人，該系統將包含無線傳感器的可穿戴式生物感應面罩和Web平臺通過云服務器相連，云服務器分析面罩所傳遞的面部表面肌電圖與心電圖信號，處理后將其呈現于Web應用程序從而實現疼痛的實時監控，該系統有效解決了無意識或無表達能力老人的疼痛評估問題，優化了疼痛評估流程?？紤]到藥物成癮性，以物聯網為基礎的遠程醫療可通過非藥物途徑對疼痛進行管理，Jones T、Moore T和Choo J[35]將虛擬現實技術應用于30名慢性疼痛患者，結果顯示所有參與者疼痛水平均有所降低且干預過程中無不適癥狀。以物聯網為基礎的遠程醫療極大程度上提升了醫務人員對無法自主說話、感知覺下降老年人的疼痛管理能力，提高了照護質量。

4 基于物聯網的遠程醫療應用挑戰

4.1 信息安全問題

物聯網在老年醫療保健領域發揮了切實作用，但信息安全問題逐漸顯現，老年人個人信息通過網絡被存儲在云內，易受到黑客攻擊[36]；設備開發人員、醫務人員對信息安全重視度不夠，數據隱私性、完整性和機密性難以保證。

4.2 使用率低

世界多國已構建較完善的遠程醫療系統，但實際使用率卻很低，美國使用率僅15%，我國使用率也不足20%[37]。政府缺乏及時、準確的激勵機制，上下級醫院和醫生對遠程醫療不了解、缺乏應用動力導致遠程醫療的實際使用率處于較低水平。此外醫療設備舒適度及經濟水平、文化程度、高齡等因素均會影響老年人選擇遠程醫療服務的主動性，導致其難以在老年人中推廣普及。

4.3 資源交互性差

資源交互、信息共享是智慧醫療發展趨勢，但當前物聯網設備產生的大部分數據由不同制造商控制，不同設備有各自專屬的機器語言及網絡協議，使其分散在不同醫療保健系統中，難以做到數據資源交互共享[38]，信息利用率低，對綜合性問題的解決能力較差[39]。

4.4 缺乏管理標準及證據評價體系

以物聯網為基礎的遠程醫療服務種類多樣，但質量不一。Singh K、Drouin K和Newmark L P等[40]評估1 046個與醫療保健相關的應用程序，結果顯示只有43%的蘋果操作系統應用程序和27%的安卓應用程序可用。美國、英國等都曾頒布遠程醫療移動應用管理草案，但僅對極少數健康應用實現了監管。我國遠程醫療管理仍處于初級階段，缺乏統一管理標準，各遠程醫療設備應用性研究層出不窮但缺乏合理的證據評價體系，不利于遠程醫療在實際臨床環境下的應用。

4.5 未兼顧醫患雙方需求

物聯網是為解決患者健康問題而構建的醫療設備網絡，但醫患雙方角色不同，對物聯網的服務需求也存在差異。老人、弱勢群體及其照顧者對物聯網最迫切的服務類別為緊急和安全，而醫療保健提供者則認為老年人及殘疾人最需要的是安全[41]。醫患雙方需求的偏差致使遠程設備無法實現醫療服務效果，不利于老年人健康管理。

5 基于物聯網的遠程醫療發展建議

5.1 健全管理制度，保障信息安全

信息安全是實行物聯網遠程醫療的重要挑戰，當前已有研究將醫療保健信息放置于移動云的系統上，用于數據存儲和處理以保護患者隱私[42]，后續研究應加強物聯網信息安全系統的維護，優化物聯網內部體系及邊緣環境網絡中的隱私問題，更新移動醫療設備的隱私安全協議；在醫療設備與云數據庫間構建更具安全性的直接通信，以保證數據真實準確和完整性；開發精確度更高的風險識別程序，預測可能發生的意外安全攻擊。此外應提高設備開發人員及醫務人員對信息安全的重視程度，制定管理細則，明確其權利與義務，嚴禁泄露患者信息，對違規行為進行處罰。

5.2 提高利用程度，合理配置資源

基于物聯網的遠程醫療降低了醫療成本，提高了醫療保健質量。為保證老年人均能享受遠程醫療帶來的便捷醫療服務，政府應加強對物聯網等信息技術產業的支持力度，提高政策或經濟補助，降低設備制造成本；完善醫保政策，減輕老年人經濟壓力；推動“信息技術產業下鄉村”，促進物聯網遠程醫療在我國欠發達地區的普及和使用。構建集成化平臺，提高物聯網綜合性問題解決能力，合理配置資源，使專科資源合理調配，盤活閑置資源，消除病源虹吸現象并加強?？瀑Y源跨區域協同[43]，提升醫療服務質量，實現智慧醫療。

5.3 加速數據共享，實現資源交互

智能設備所獲取的健康數據是醫療保健應用、研究、產品開發的寶貴資源，合理共享這些數據可使多方受益，有利于改善公共醫療保健系統。Zheng X、Sun S和 Mukkamala R R等[44]通過物聯網和分布式賬本技術開發的健康相關數據共享系統解決了傳統基于區塊鏈的數據共享方案在管理成本、效率、靈活性、拓展性等方面的問題，可在數據共享期間實現無成本的數據完整性和靈活的訪問管理。后續應積極學習國外優秀經驗，組建多學科團隊，構建更安全可靠的數據共享系統，使醫生資源、病例資源、患者資源有效交互，最大程度上發揮醫療保健作用。

5.4 成立管理機構，構建評價標準

遠程醫療是數字信息技術在醫療領域的延伸，美國設立數字健康卓越中心對包含移動醫療設備等在內的信息技術進行監管，以確保最先進的數字健康技術在美國得到快速開發和審查，讓消費者能做出更明智的決策，并對疾病的早期診斷和慢病管理提供新的選擇[45]。英國頒布的數字健康技術證據標準框架可用于指導數字健康技術在醫療保健中的有效性和經濟價值，幫助開發人員了解需開發何種技術以供臨床使用[46]。我國于2018年頒布《關于促進“互聯網+醫療健康”發展的意見》[47]，但對物聯網遠程醫療的管理仍處于初級階段。為保證遠程醫療的持續健康發展，各醫療機構應在國家政策指引下，積極借鑒國內外經驗，構建合理的物聯網證據評價與管理標準，規范市場秩序，使醫務人員有據可循。實體醫療機構應做好遠程醫療服務輔助，優化醫療資源配置，促進優質醫療資源下沉，推進區域醫療資源整合共享，提高醫療服務能力和水平，為遠程醫療發展“托底”。

5.5 滿足醫患需求，“因人而異”發展

醫患雙方角色不同，對基于物聯網的遠程醫療設備的功能需求也存在差異，后續設備開發過程中應積極聽取醫患雙方需求。首先應加強老年人與設備的人機交互，注重開發“年齡友好”型產品，如移動設備要具備較大的接觸屏幕，盡量減少彈出窗口，完善語音輸入功能等。醫務人員端的設備應加強數據傳輸的流暢性、安全性，完善視頻功能，以便于與老人溝通。不同文化背景下的醫患雙方對遠程醫療的感知存在差異，研究人員在實施遠程醫療前應充分了解老年人的文化背景、價值觀等信息，以提高遠程醫療服務的針對性，加強延續性護理，提高老年人生活質量。

6 結語

人口老齡化加劇了老年人健康問題及社會照護負擔，基于物聯網的遠程醫療為老年人健康管理提供了便利，但仍存在受經濟水平限制、應用范圍局限、信息安全威脅、缺乏證據評價標準等不足。未來政府應加大經濟支持，擴大物聯網遠程醫療普及范圍；提高對物聯網信息安全的重視，完善信息安全管理制度；構建物聯網遠程醫療評價體系，積極促進物聯網在醫療保健領域的應用與推廣。