基于物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

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(shù)據(jù)是非常龐大而復雜的，但它體現(xiàn)的內(nèi)容卻具有很高的研究價值。為了實現(xiàn)對日常居民在一定區(qū)域范圍內(nèi)醫(yī)療行為分析，總結(jié)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(wǎng)和區(qū)域醫(yī)療行為內(nèi)涵分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了針對區(qū)域醫(yī)療的行為分析系統(tǒng)，實現(xiàn)對區(qū)域醫(yī)療各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生數(shù)據(jù)進行記錄和統(tǒng)計，結(jié)合相關(guān)分析策略總結(jié)規(guī)律，為區(qū)域醫(yī)療發(fā)展和管理提供相關(guān)參考數(shù)據(jù)，同時為居民健康狀況分析奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：區(qū)域醫(yī)療;物聯(lián)網(wǎng);行為分析;居民健康

信息技術(shù)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(shù)據(jù)是龐大而復雜的，但它反映的內(nèi)容卻具有很高的研究價值。在當今互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，醫(yī)療信息具有以下特點[1]：來源廣、數(shù)量大、分布在不同的醫(yī)療機構(gòu)數(shù)據(jù)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(wǎng)技術(shù)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(nèi)建立能唯一標識個人身份的電子標簽，實現(xiàn)了區(qū)域醫(yī)療范圍內(nèi)信息的串聯(lián)、共享和應(yīng)用。它能夠?qū)^(qū)域醫(yī)療信息進行快速建檔、存檔、數(shù)據(jù)標準化。因此，區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)對醫(yī)療行為中各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生數(shù)據(jù)進行記錄和統(tǒng)計，結(jié)合相關(guān)分析策略總結(jié)規(guī)律，為區(qū)域醫(yī)療發(fā)展和管理提供相關(guān)參考數(shù)據(jù)，同時為居民健康狀況分析奠定基礎(chǔ)。

1物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)域醫(yī)療行為分析

1.1物聯(lián)網(wǎng)的概述物聯(lián)網(wǎng)（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(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上提出的，它至少包含三方面的含義：①物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)為物聯(lián)網(wǎng)提供了運行環(huán)境；②物聯(lián)網(wǎng)的手段是通過射頻識別技術(shù)將物品虛擬化和數(shù)字化，實現(xiàn)其在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸；③物聯(lián)網(wǎng)的目的是實現(xiàn)物品的互聯(lián)通信，對物品進行數(shù)字化管理。物聯(lián)網(wǎng)是一種非常復雜、形式多樣的系統(tǒng)技術(shù)。根據(jù)信息生成、傳輸、處理和應(yīng)用的原則，可以把物聯(lián)網(wǎng)分成4層：感知識別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、管理服務(wù)層和綜合應(yīng)用層[2]。物聯(lián)網(wǎng)各層之間既相對獨立又聯(lián)系緊密，在綜合應(yīng)用層以下，同一層次上的技術(shù)互為補充，適應(yīng)不同的環(huán)境，不同層次提供各種技術(shù)的配置和組合，根據(jù)應(yīng)用需求，構(gòu)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(nèi)大型醫(yī)療機構(gòu)患者排長隊，而小型醫(yī)療機構(gòu)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(nèi)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(nèi)所就診過的醫(yī)療機構(gòu)以及就診時生成的就診數(shù)據(jù)檔案。對相關(guān)數(shù)據(jù)進行整理、統(tǒng)計、分析，從而發(fā)現(xiàn)并挖掘出患者在醫(yī)療就診的過程中行為活動上所表現(xiàn)出來的規(guī)律，例如：有針對性的選擇醫(yī)療機構(gòu)，或者在一定時間范圍內(nèi)就診次數(shù)等等。并將這些規(guī)律與某一種或幾種分析策略相結(jié)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(nèi)容包括患者基本信息、醫(yī)療機構(gòu)、就診頻率、就診類型等。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)總體設(shè)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(gòu)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(shù)據(jù)是，然而再進一步的加以分析是關(guān)鍵之處。因此，在系統(tǒng)功能和模塊的設(shè)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(shè)計原則

2.1.1以患者為中心無論是醫(yī)療服務(wù)還是科研工作，患者始終是事件過程的中心個體。信息數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)共享度一切醫(yī)療行為的分析是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的醫(yī)療信息數(shù)據(jù)的共享。因此，在信息數(shù)據(jù)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(gòu)類型（即信息共享寬度），信息的收益醫(yī)療機構(gòu)數(shù)量（即信息共享深度），受益醫(yī)療機構(gòu)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(shù)據(jù)共享度的測度方法，見圖1。圖中X軸代表受益醫(yī)療機構(gòu)，如：三級醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生所等；Y軸代表共享的相關(guān)信息數(shù)據(jù)；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(gòu)進行某個醫(yī)療階段時獲取到某些信息數(shù)據(jù)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(shù)即為信息數(shù)據(jù)共享寬度，計算方法為fi（其中i=1、2...N1*N2*N3）。信息數(shù)據(jù)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(gòu)數(shù)量。而空間內(nèi)所有實點獲取信息的頻率視為信息數(shù)據(jù)共享強度，例如某個患者在一定時間范圍內(nèi)被不同醫(yī)療機構(gòu)共享的次數(shù)。

圖 1信息數(shù)據(jù)共享度空間圖

基于以上三方面，當患者在區(qū)域內(nèi)任何一家醫(yī)療機構(gòu)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(guān)信息，為診斷提供更為精確的數(shù)據(jù)。

2.2區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)的總體設(shè)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(wù)推薦功能模塊。見圖2。

圖 2 功能模塊結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)標準化、數(shù)據(jù)存檔等功能。行為監(jiān)控功能模塊則是基于健康卡，一旦產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)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(gòu)、就診持續(xù)時間等。通過將這些數(shù)據(jù)進行分析，總結(jié)出一般規(guī)律，并將分析結(jié)果以圖表的形式呈現(xiàn)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(jù)行為監(jiān)控模塊所分析出來的數(shù)據(jù)，有針對性的將醫(yī)療行為選擇進行歸納，將結(jié)果以圖表的形式顯示出來，為便于患者依據(jù)自身情況選擇最合理的醫(yī)療途徑提供客觀依據(jù)。服務(wù)推薦功能模塊是對不同醫(yī)療機構(gòu)患者在一定時間范圍內(nèi)的進出率，然后根據(jù)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(wù)。

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

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

區(qū)域醫(yī)療行為數(shù)據(jù)主要包括患者就診醫(yī)療機構(gòu)、頻率、時間，因此在所有醫(yī)療機構(gòu)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(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳遞給RFID中間件，中間件對采集到的數(shù)據(jù)進行預處理并提供數(shù)據(jù)服務(wù)接口，醫(yī)療行為分析系統(tǒng)通過應(yīng)用程序接口獲取中服務(wù)數(shù)據(jù)對其進行統(tǒng)計分析和其他應(yīng)用。見圖3。

圖 3區(qū)域醫(yī)療行為數(shù)據(jù)采集

3.2射頻識別系統(tǒng)的設(shè)計射頻識別系統(tǒng)由電子標簽、讀寫器和計算機網(wǎng)絡(luò)組成，電子標簽具有唯一的電子編碼，用于存儲患者相關(guān)信息。健康卡采用EPC碼64位數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲患者信息，EPC碼的結(jié)構(gòu)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(yīng)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(xiàn)對電子標簽數(shù)據(jù)的讀取，再將患者信息傳遞給后端計算機網(wǎng)絡(luò)，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(wǎng)傳遞給RFID中間件。

3.3RFID中間件設(shè)計RFID中間件起到一個中介的作用，目的是對上層應(yīng)用和底層硬件多樣性進行屏蔽，對外提供統(tǒng)一的應(yīng)用服務(wù)接口。RFID中間件具備三大功能：數(shù)據(jù)收集、事件預處理和服務(wù)提供。中間件通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行標準化處理，通過數(shù)據(jù)服務(wù)接口將處理好的數(shù)據(jù)提供給區(qū)域醫(yī)療行為分析系統(tǒng)。

3.4數(shù)據(jù)傳輸安全設(shè)計醫(yī)療信息數(shù)據(jù)不等于其它數(shù)據(jù)，是具有法律效應(yīng)的信息。因此，它的保密性和安全性是系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。信息安全也是是物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)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(shù)據(jù)傳輸過程中對信息進行加密方式對數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸前，對數(shù)據(jù)采用AES加密算法，確保數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中不被竊聽。

4 結(jié)論

基于物聯(lián)網(wǎng)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(shè)提供了更為客觀的數(shù)據(jù)依據(jù)，能夠提出有效的應(yīng)對政策，緩解醫(yī)療機構(gòu)就診數(shù)量差距大的現(xiàn)象。同時掌握一定范圍內(nèi)居民健康狀況，帶來社會和經(jīng)濟效益。

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編輯/許言