物聯網技術在智慧醫院建設中的應用探析構建

張斌

江蘇省射陽縣人民醫院后勤保障科，江蘇鹽城 224300

新時期醫院越來越重視加強信息化、數字化和智能化建設，以期打造功能更強大的智慧醫院。當前，醫院在智慧化建設過程中還存在諸多不足，如現有的技術信息固定點單一、組網方式單一、交互能力較差等，無法滿足醫院實際工作的需要。 推進醫院的可持續發展，強調重新構造醫院的組網方式， 持續提升醫院的信息化程度，要能夠實現信息化數據的高效化處理和共享利用，為醫院業務開展、醫療衛生服務以及醫院內部管理等提供支撐。 醫院如何有效應用物聯網技術、5G 通信技術網絡、云計算技術以及人工智能等現代化技術，構建“管理、醫療、服務”于一體的智慧醫院系統，實現醫院的線上線下一體化和精細化管理， 是現代醫院需要重點關注的問題、醫院發展和管理工作的要點。

1 物聯網技術和智慧資源建設相關概述

1.1 物聯網技術

物聯網主要指的是通過信息傳感設備，按約定的協議，實現網絡和萬物的連接，物體借助信息傳播媒介等，實現信息的有效交換和通信，物聯網可以提供智能化識別、安全可控乃至個性化的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、遠程控制、安全防范、調度指揮等功能，實現對“萬物”的“管、控、營”一體化[1]。 物聯網涉及到的技術比較多，最為關鍵的有三大技術，即傳感器技術、RFID 標簽、嵌入式系統技術等。感知層、網絡層和應用層是物聯網體系構架最基礎的3 個層級；運營支撐系統、傳感網絡系統、業務應用系統、無線通信網系統等是物聯網體系的重要組成部分。在不斷發展中物聯網技術在諸多行業和領域的智慧化建設方面得到了廣泛應用，如醫學領域借助物聯網感知醫學服務對象，實現各種數據的交換和無縫連接以及對醫療衛生保健服務的實時動態監控，連續跟蹤管理和精準的醫療健康決策； 物聯網在安防、污水處理行業、交通、電網等其他行業都得到了有效應用，且發揮著重要的作用。

1.2 智慧醫院建設

所謂的智慧醫院，就是科學利用互聯網技術、智能技術等，將其應用到醫療衛生服務領域和醫院的管理工作中，打造“互聯網+醫療”，形成“掛號靠預約、就診準點到、繳費全自助、復診在線看、藥品送到家、手續一站式”的全新就醫格局。 主要包括三大領域的內容：①面向廣大醫務人員的“智慧醫療”， 強調加強醫院的信息化建設，實現電子病歷以及電子病歷和影像、檢驗等系統的互聯互通；②面向廣大患者群體的“智慧服務”，如醫院內部設置的一體機、自助機、手機結算、預約掛號、預約診療、信息提醒等，還包括患者看病治療期間的一些衍生服務，如停車信息的推送、提示等，其目的主要是為了給廣大患者群體提供更高效、方便和便捷的服務；③面向醫院的“智慧管理”，如醫院信息系統（hospital information system，HIS）、 醫學圖象檔案管理和通信系統（picture archiving and communication system，PACS）和辦公自動化系統（office automation，OA）等，以實現醫院的精細化管控，尤其是精細化成本核算和管控[2]。

2 物聯網技術在醫院智慧化建設中的應用

加強資源信息化、數字化和智慧化建設是現代醫院經營發展的新趨勢，也是醫院提高管理水平和醫療服務水平的重要舉措。醫院逐漸加大了這方面的重視程度和投入力度，結合醫院發展以及業務實施、管理工作等的現實需要，構建醫院業務軟件、數字化醫療設備、網絡平臺三位一體的綜合信息系統，以努力實現醫院資源的整合、業務流程和管理流程的優化，提高醫院工作的效率、管理水平和服務質量。 為有效解決“看病難”的問題，也強調加強智慧醫院建設，構建“互聯網+醫療”，科學有效利用互聯網技術、物聯網技術、5G 通信技術網絡、云計算技術以及人工智能等現代化技術，構建“管理、醫療、服務”于一體的智慧醫院系統，持續健全和完善醫院的智慧網絡系統構架，以實現醫院的線上線下一體化和精細化管理；實現各種診療信息、醫院管理信息數據的交換和無縫連接，實現信息化數據的快速收集、安全存儲、有效傳輸和共享利用；實現對醫療衛生保健服務的實時動態監控、連續跟蹤管理和精準醫療健康決策，推進醫院可持續健康發展[3]。 在醫院智慧網絡系統構架的支撐下，廣大患者群體可以更方便地查詢健康檔案、進行健康咨詢、實施網絡掛號和預約，也可以在移動終端上查詢病歷、檢驗檢查結果，極大縮減了看病排隊等候的時間；醫生可以借助HIS、PACS 和OA 等隨時調取電子病歷，了解患者的實際情況，進而針對性地制訂診療的方案；護士可以隨時記錄臨床治療情況及患者的病情變化情況等。一定程度上也有助于解決和處理醫療資源分配不均、醫療水平層次不齊、基礎醫療發展不足、就醫流程復雜、就醫體驗差等方面的問題，更好地凸顯“以患者為中心”的核心，更好地整合和提供社會化的醫療資源和醫療服務，推進新時期醫院創新和持續發展[4]。

3 基于物聯網的智慧醫院建設體系架構

一般而言，基于物聯網的智慧醫院建設體系架構主要結構可以分為4 個層級。

①感知層：這是物聯網智慧醫院系統構建最基礎的層級，主要是借助傳感網絡識別物體，獲取有關的數據信息。 該層級主要由各種傳感器和傳感器網絡構成，包括條碼、二維碼和掃描器、無線射頻識別裝置（radio frequency identification，RFID）和解讀器以及一些智能化采集設備和設施，如攝像頭、全球定位系統（global positioning system，GPS）、紅外傳感器、激光掃描器、溫度傳感器等組成，并借助WIFI、超寬帶等通信技術，廣泛地獲取與醫院運行和管理、醫療服務有關的各項數據信息和圖像。 而一些智能傳感技術的科學應用，極大提高了傳感器的安全可靠性和精確度，進而實現對醫療數據信息的有效采集，極大提高醫院各項數據信息的采集能力[5]。

②網絡層：該層級主要負責傳遞、處理感知層所獲取到的數據信息， 主要由各種有線和無線通信網絡、互聯網、私有網絡、云計算平臺和網絡管理系統等組成，其中物聯網無線接入點（access point，AP） 有效地整合了RFID 閱讀器和無線AP 功能， 以支撐有關數據信息的雙頻四通道接收和發送， 還可以及時地接收WIFI 等移動終端、RFID 標簽等返回的各項信息，有效實現這些數據信息的整合， 為后期工作的開展提供支撐和服務；物聯網接入控制器（access controller，AC）的應用，可以實現感知層有關數據信息和應用系統之間的有效轉換、解析、封裝和集成，實現這些數據信息的高效化、及時化和安全可靠性傳遞[6]。

③應用層：該層級功能作用的發揮強調科學利用物聯網技術、數據挖掘技術、云計算技術等，并促使其有效結合起來，以滿足醫院信息化的需求，為智慧醫院建設以及醫院的智能化管理和服務提供支撐。主要以各項數據信息為支撐， 強調結合醫院的實際情況和現實需要，構建一個更加系統完善的醫院綜合信息平臺以及面向廣大醫務人員、廣大患者群體和醫院的“智慧醫療”“智慧服務”“智慧管理”應用平臺，以有效提高醫院的工作效率、管理水平，提供更優質、高質量的醫療服務。 該層級的構建要能夠很好地滿足現代醫院的各項工作需要，滿足智能管理、線上線下一體化、精細化管理等的現實需要，實現各種診療信息、醫院管理信息數據的交換和無縫連接，并實現醫院內部各項設備及人員的實時化監測和監控以及醫療衛生保健服務的實時動態監控、連續跟蹤管理和精準的醫療健康決策[7]。

4 物聯網技術在醫院智慧化建設中的具體應用

4.1 醫療應用方面

強調基于物聯網技術的應用， 面向廣大醫務人員，構建“智慧醫療”，為醫護人員工作的開展提供支撐，提高其工作的效率。例如：①生命體征動態監護系統。臨床上要求時刻關注患者的病情變化情況，時刻監測并詳細地記錄這方面的信息，如患者的體溫、脈搏等生命體征，依靠傳統人工的方式耗時比較長、效率不高，當患者群體數量多、測量任務繁重時，可能會出現醫護人員不足的情況，受到的局限性比較大。 科學借助互聯網技術構建生命體征動態監護系統，通過采用傳感技術，可以實現患者生命體征數據（如體溫、心率、血氧含量、呼吸頻率等數據信息）的自動采集，并借助通信網絡將這些數據信息及時傳輸至醫療數據中心，與患者的電子病歷數據集成，醫護人員在診療的時候，可以隨時獲取這些數據信息，進而提高其工作效率[8]。②智能床位監測系統。在患者的病床上安裝物聯網傳感器， 如壓力傳感器等，并結合互聯網技術、大數據技術和智能化技術，構建智能床位監測系統，可以實現患者心率、呼吸等變化情況，或者是其翻身、離床、睡眠質量等的實時監測，并動態化地采集和分析有關的數據信息。 結合患者的實際情況，針對性地設置一些指標和標準， 當出現異常情況時，系統能夠及時發現并報警，進而有效地降低墜床、壓瘡等意外事件[9]。③鎮痛泵管理系統。在醫院的不斷發展中強調為患者提供更優質的治療體驗，推廣舒適醫療。 而且患者對于鎮痛泵的需求也更大，但傳統的鎮痛泵應用有其局限性，主要還是麻醉科醫生比較緊缺，患者群體又比較分散， 麻醉醫生無法為其提供個體化的服務和治療，一定程度上影響了醫療安全、患者就醫體驗等。借助物聯網技術構建鎮痛泵管理系統，一定程度上彌補了傳統模式的缺陷。可以將醫院各個病區的無線鎮痛泵信息集中到中央信息處理設備，然后實現這些數據信息的統一處理和分析，醫院的醫護人員在了解這些信息的基礎上，有助于實現實時監控和統一管理；在該系統平臺，醫院的麻醉科醫生可以隨時了解患者的情況，實時對自控鎮痛患者進行管理和干預。 物聯網技術的科學應用，極大優化和改進了醫院的患者自控鎮痛工作流程，有助于提高自控鎮痛工作的質量，同時保障醫療安全[10]。

4.2 服務應用方面

強調基于物聯網技術的應用， 面向廣大患者群體，構建“智慧服務”系統，為廣大患者群體提供更高效、方便和便捷的服務，解決患者“看病難”的問題，同時提高患者治療體驗感。例如：①智慧門診就醫體系。患者就醫的流程相對比較復雜，包括掛號、就診、繳費、做檢查檢驗、取報告、取藥等諸多環節，在傳統的管理模式下這些環節耗時長， 嚴重影響了患者的就醫效率和就醫體驗。基于物聯網技術、5G 通信技術網絡等先進技術的應用，構建智慧門診就醫體系，一定程度上完善和優化了醫院的門診就醫流程。 在該系統的支撐下，患者可以在手機端進行網上預約掛號，并結合自己的實際情況，進行診室預約和診療時間預約，還可以借助網絡平臺，如微信公眾號、相應的APP 等和手機實現手機支付等，極大提高了患者就醫效率。在就診的過程中有關病歷信息也可以自動生成，實現無紙化門診電子病歷，廣大患者群體在手機上就可以便捷地查詢健康檔案、 進行健康咨詢、查詢病歷和檢驗檢查結果，如果需要紙質版報告，可以自行打印[11]。 ②智能輸液監測系統。 臨床上最常見的一種治療手段就是靜脈輸液，借助物聯網技術和智能化技術，構建智能輸液監測系統，極大地彌補了傳統的重力驅動輸液系統中的不足和缺陷問題，在該系統的支撐下不需要護士和患者時刻監視輸液液位，能實現患者輸液時間、輸液速度、液量變化等的實時監測，當輸液結束時，或者是出現了異常情況，該系統會自動發出報警信號，提醒醫護人員及時進行處理。 借助該系統可以實現病區所有患者輸液全過程的實時化監督和監測，實現智能化和自動化監督管理，極大降低了因監視不到位或者是沒有及時更換輸液瓶等導致的一些醫療事故，也有助于降低護士的工作強度，使其有更多的時間去從事其他的工作，提高醫院工作效率。 該系統的構建一定程度上轉變和創新了醫院的服務模式，在傳統模式下都是患者被動呼叫醫護人員，該系統的應用實現了醫院醫務人員的主動服務， 進而有助于提高患者對醫院的滿意度[12]。③嬰兒防盜系統。 借助物聯網技術等先進技術，構建一個更加完善的嬰兒防盜系統，在很大程度上有助于降低和規避這類事件的發生。該系統在運行和使用過程中主要依靠的還是射頻識別 （radio frequency identification，RFID） 技術， 在新生兒的身上佩戴無害且能夠發射出RFID 射頻信號的腕帶， 將其作為新生兒身份的唯一識別，能有效避免報錯嬰兒的情況。 在嬰兒防盜系統當中還應用到了定位系統、 遠程控制系統和追蹤管控系統，在該系統的支撐下可以實現嬰兒所在位置的實時監控和追蹤，并實現該系統和病區門禁系統等系統之間的有效連接，當出現異常情況時，系統能夠及時發出報警，并自動化地啟動門禁。 這種智能化的防控手段，有效地彌補了傳統人防手段的不足和缺陷，極大保證了嬰兒的安全，同時有助于減少因這類問題的存在導致的各種矛盾糾紛，使家庭更信賴醫院[13]。

4.3 管理應用方面

強調基于物聯網技術的應用，面向醫院，構建“智慧管理”系統，如HIS、PACS、OA 等，以實現醫院的精細化管控，有效提高醫院管理的水平以及工作效率，通過高效化的管理，提高醫院的醫療服務質量，降低醫院成本，推進醫院可持續健康發展[14]。 例如：①醫療廢物追溯管理系統。 醫院每天都會產生大量的醫療廢物，對這些醫療廢物的管理和處理涉及到的部門、 行業和領域比較多，需要各部門之間有效協調和配合，確保相關工作的規范化開展和實施，實現醫療廢棄物的科學處理，避免造成不必要的風險和損失。 借助物聯網技術，構建醫療廢物追溯管理系統能更好地實現這一目標，在該系統的支撐下可以實現從廢物產生直至終末處置全過程、各個階段的嚴格監督和管控，并記錄相關數據信息，包括工人登錄、廢物的產生科室、交接人和交接時間、廢物分類、收集數量、廢物稱重、條形碼打印、匯總報表等，在這一過程中規范了醫療廢棄物的收運，提高了醫院內部管理的水平[15]。 ②信息化成本管控系統。 在疾病診斷相關分類組（diagnosis related groups，DRG）支付下，醫保支付不再與醫療服務項目掛鉤，醫院提供醫療服務的成本更高，涉及到的內容和事項更多，包括醫院對患者的藥品、耗材、檢查等諸多方面的投入，強調醫院實施精益成本管控和精細化管理，以有效降低其成本。 物聯網和信息化技術的應用， 能夠實現對醫院成本的動態化追蹤控制，監督各科室和環節工作的規范化開展，確保各科室規范化地使用物質和藥品等[16]。 ③設備定位管理系統。醫院的設備比較多，設備管理的難度比較大，借助物聯網技術等先進技術， 構建完善的設備智能化管理系統，能為相關工作的開展提供支撐，實現醫院設備的實時化監測和監控，較為方便和快速地收集設備運行中的各項參數，通過對監測信息的深入分析和挖掘，當設備出現故障和異常情況時，借助射頻識別技術，能快速地找準異常部位、 判斷問題的嚴重程度及可能造成的影響等，制訂針對有效的維護和檢修措施，減少因設備故障導致的問題[17]。 ④智能化安防和后勤管控系統。 醫院還可以將物聯網技術應用到冷鏈管理中，實現醫院藥品、血液等儲存環境的全程監控和跟蹤，確保其安全性；應用到安防管理工作中，通過人像識別、人臉識別和電子地圖技術等，實現智能化安防管控；應用到后勤管控方面，實現對醫院水、電、氣、暖通等的智能化管控[18]。

5 結語

物聯網在智慧醫院建設中的應用對于一些大型醫院的發展有著重要的作用，確保物聯網技術功能及優勢發展，是推進醫院可持續發展的重要支撐。 基于物聯網的智慧醫院平臺建設需要準確把握物聯網技術及特點，綜合考慮和分析新時期醫院管理和服務的現實需要、醫院各項業務的特點等，依托物聯網技術和工具，構建智慧化、智能化、現代化的管理和服務平臺，對醫院的人、環境、物進行實時監測，記錄好有關數據信息，以實現醫院內部的統一管理和服務一體化，提高醫院管理和服務的水平。