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物联网技术在智慧医疗领域的应用

2017/8/9 16:20:02来源:物流技术与应用作者:董玉华、王梅、邹本昊

  物联网技术在医疗领域的应用,能够帮助医院实现对人的智慧化医疗和对物的智慧化管理工作,从而使“智慧医疗”得以实现和推广。本文首先介绍了智慧医疗的定义和基本内容、技术架构等方面内容,并结合两项技术运用实例对智慧医疗现存难题和未来趋势进行了分析和展望。

  在生活需求已得到基本满足的今天,人们对于医疗卫生服务的要求也越来越高,而物联网技术的出现,满足了人民群众关注自身健康的需要,推动了医疗卫生信息化产业的发展。

  物联网技术在医疗领域的应用潜力巨大,能够帮助医院实现对人的智慧化医疗和对物的智慧化管理工作,能够满足医疗健康信息、医疗设备与用品、公共卫生安全的智能化管理与监控等方面的需求,从而解决医疗平台支撑薄弱、医疗服务水平整体较低、医疗安全生产隐患等问题。


  如何利用先进技术实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动,成为智慧医疗的关键

  一、智慧医疗定义及基本内容

  1.定义

  物联网技术是未来智慧医疗的核心,其实质是通过将传感器技术、RFID技术、无线通信技术、数据处理技术、网络技术、视频检测识别技术、GPS技术等综合应用于整个医疗管理体系中进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术,从而建立起实时、准确、高效的医疗控制和管理系统。

  2.基本内容

  目前物联网技术在医疗行业中有多方面的用途,其基本内容包括:

  (1)人员管理智能化。实现对患者的监护跟踪安全系统,病人流动管理、出入控制与安全;婴儿安全管理系统、医护人员管理系统。加强出入婴儿室和产妇病房人士的管理,对控婴管理、母亲与护理人员身份的确认,在偷抱或误抱时及时发出报警,同时可对新生婴儿身体状况信息进行记录和查询,确认掌握新生婴儿安全。

  (2)医疗过程智能化。依靠物联网技术通信和应用平台,实现包括实时付费以及网上诊断、网上病理切片分析、设备的互通等,以及挂号、诊疗、查验、住院、手术、护理、出院、结算等智能服务。

  (3)供应链管理智能化。药品、耗材、器械设备等医疗相关产品在供应、分拣、配送等各个环节的供应链管理系统。依靠物联网技术,实现对医院资产、血液、医院消毒物品等的管理。产品物流过程涉及很多企业不同信息,企业需要掌握货物的具体地点等信息,从而做出及时反应。在药品生产上,通过物联网技术实施对生产流程、市场的流动以及病人用药的全方位的检测。

 
  依靠物联网技术,可实现对药品的智能化管理

  (4)医疗废弃物管理智能化。可追溯化是用户可以通过界面采集数据、提炼数据、获得管理功能,并进行分析、统计、报表,以做出管理决策,这也为企业提供了一个数据输入、导入、上载的平台。

  (5)健康管理智能化。实行家庭安全监护,实时得到病人的全面医疗信息。而远程医疗和自助医疗,信息及时采集和高度共享,可缓解资源短缺、资源分配不均的窘境,降低公众医疗成本。

  二、智慧物联网关键技术

  1.传感器技术

  传感器技术是实现智慧医疗的重要环节,借助传感器技术可实现对患者生命体征数据和治疗减产过程数据的采集,实现对医疗过程的监控,提高治疗效果,同时实现对药品从采购到最终患者者手中的全程管理。

  2.射频识别(RFID)技术

  RFID技术也是一种传感技术,可以快速读写、长期跟踪管理,是通过在物料、药品中植入芯片,并将芯片信号与物料产品信息相连接,医院通过计算机、自动识别系统,实现对物料、药品的全程监管。

  3.嵌入式系统技术

  嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。嵌入式软件与传感器、RFID等,结合已有的网络、数据库、中间件技术,构筑起了一个由无数联网的阅读器和移动标签组成的,比Internet更为庞大的物联网。

  4.GPS全球定位系统和GIS技术

  医药供应链可以应用GIS收集、储存和处理空间信息,并且以GPS来测量任何时间和地点的即时位置信息,实现供应链各环节之间的实时数据传递。

  三、技术架构

  智慧医疗技术架构共分为三层,分别为应用层、网络层、终端及感知延伸层。

  应用层根据医疗健康业务场景分为七个系统模块:

  一是业务管理系统,包括医院收费和药品管理系统;

  二是电子病历系统,包括病人信息、影像信息;

  三是临床应用系统,包括计算机医生医嘱录入系统(CPOE)等;

  四是慢性疾病管理系统;

  五是区域医疗信息交换系统;

  六是临床支持决策系统;

  七是公共健康卫生系统。

  网络层包括有线网络和无线网络,有线方式可支持以太网、串口通信和现场总线等方式,无线方式可支持WiFi、移动网、RFID、蓝牙。网关在网络层与感知延伸层之间进行数据存储和协议转换,并通过接入网发送,具有对业务终端的控制管理能力。

  终端及感知延伸层指的是为医疗健康监测业务提供硬件保证的各类传感器终端。针对不同的应用,这些传感器终端可以组成相应的传感器网络,如心电监测传感器、呼吸传感器、血压传感器、血糖传感器、GPS和摄像头等设备。

  四、技术运用实例

  1.RFID技术实现输液防差错

  输液是当前医疗活动的重要组成部分,工作量大,业务繁忙琐碎,一旦出现差错,就可能危及病人的安全。因此,应该在药品的调配与发放过程中,充分利用物联网技术减少不规范操作带来的安全隐患,以及纠正医疗差错等一系列问题。

  输液防差错系统包括射频发射器、射频接收器、患者腕带、控制中心装置;射频发射器设置在患者的药物上,射频接收器通过唯一的射频信号与射频发射器无线对应连接。

  每位患者入院时匹配一只患者腕带,并由控制中心装置自动编号并记录患者各种信息,且产生唯一的射频信号。在患者后续治疗过程中,每一项药物或治疗措施,以及患者各种检查采样标本均采用同一主编号。

  配置中心配药或科室为患者增加药物时,每项药物均嵌入射频发射器。

  当医护人员取出药物为患者治疗时,在射频信号的接收范围内,患者腕带上的射频接收器接收药物上的射频发射器发出的信号,自动核对识别相应患者信息,判断药物是否正确,防止错误治疗。

  若射频接收器发现药物的射频信号匹配正确,则立刻发出声音提示医务人员正确;若射频接收器发现药物的射频信号不匹配,即非该患者的药物,则立刻发出警报声提示错误,并通知控制中心装置。医护人员可采取相应措施补救。

  通过射频信号核对技术可从根本上解决配药—储存—治疗过程中的失误,从而减少医疗事故的发生,也减轻医护人员的压力及缓和医患矛盾;通过高度集成的信息化管理措施和先进的物联网技术,能够使整个医疗过错一目了然,条理分明,并且每一步都上传至控制中心,留下记录证据;通过控制中心进行数据联网,并形成大数据,通过大数据对患者自身信息和治疗过程的对比总结出相应的经验,用来辅助以后的治疗。

  2.基于物联网技术的护士工作站

  每个护士站病床多、护士少,在没有实现各护士站的集中监控管理情况下,护士站在处理效率、安全保障以及资源优化配置等方面存在诸多缺陷。

  利用物联网技术,可以实现对住院病人和医护人员的自动身份识别、人员定位、电子导医、生命体征信息自动采集监视、电子化病房巡查、出入安全控制等新型医务服务和管理功能,包括以下五个子系统:病人身份匹配系统、病人安全管理系统、病人实时定位监视系统病人生命体征数据采集和监护系统和物联网病房管理系统。病人身份匹配系统在病人入院时即通过入院注册系统登记身份信息,佩戴唯一的电子标签腕带。对于有源物联网标签,病人通过佩戴的电子腕带标签发出的信息能够随时被覆盖的无线物联网探测网络侦测到,由医护工作人员通过工作台电脑随时识别到不同位置的病人身份信息。

  病人安全管理系统利用物联网电子标签的在线侦测和远距离读取识别的特性,可以在病人腕带被非正常移除和脱落时提示监控台报警。病人在未经过许可授权而离开护理区域时,区域出入口的物联网探测器将验证许可身份并向工作控制台报警提示,防止病人在未经许可下离开监护区域。

  病人实时定位监视系统在物联网探测网络的覆盖下,使佩戴物联网腕带的病人可以实时地处于医疗监护的状态下,为医院方能够更好的根据病人活动情况提供医护关怀。根据最近物联网探测点的位置和返回的探测到的物联网腕带信息,可以随时了解在此区域附近的病人信息,根据需要由医护人员随时提供医护服务。

  病人生命体征数据采集和监护系统利用物联网的数据转储和传输特性结合微型病人体温测量探头,以及移动式体征监护设备,在物联网接收器网络覆盖下,可以进行在线的病人体征数据采集和监护管理,使病人在无人陪伴的场景下,也可以接受到监护关怀,随时为医护人员提供病人的体征活动状况,及时处理应急救护需求。

  物联网病房管理系统利用无线网络覆盖和配置移动物联网护士工作站,护理人员可以脱离护士台的电脑工作站的羁绊,在日常的移动工作中,随时随地操作在线使用信息管理设备,进行病人身份核对、资料调阅、位置跟踪、医护工作记录等一系列现场任务操作,摆脱传统的纸质登记、核查操作方式,实现移动现场医护操作管理,提高工作质量和效率。

  五、智慧医疗存在的难题

  1.人才缺乏。尤其是擅长物联网技术又熟悉医疗行业的技术人才更加缺乏,使得我国智慧医疗应用很难形成从上到下全程智慧化的应用系统。

  2.应用需求层次较低。虽然国内出现了不少基于物联网的智慧医疗应用,但是现有的应用量不足以带动产业发展,部分领域应用水平与系统性较低,难以实现规模化发展。

  3.存在信息安全隐患。智慧医疗和其他物联网、互联网的安全问题一样,永远都会是一个被广泛关注的话题。由于物联网连接和处理的对象主要是机器或物以及相关的数据,导致物联网信息安全要求更高,对隐私权保护的要求也更高,由此有很多人呼吁要特别关注物联网的安全问题。

  六、智慧医疗的未来展望

  在物联网技术的推动下,智慧医疗正在走进寻常百姓的生活。将物联网技术用于医疗领域,借由数字化、可视化模式,可使有限医疗资源让更多人共享。随着智慧医疗在企业管理中重要地位的不断凸显,以及我国“互联网+”战略的进一步发展,针对智慧医疗的研究将形成物联网技术应用的新天地。

  

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