基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)療云平臺(tái)的研究

廖媛媛

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的不斷成熟，建立基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)療云平臺(tái)能將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)以患者為中心的數(shù)字化醫(yī)療體系。以降低醫(yī)療成本，減少醫(yī)療事故，提高醫(yī)療機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)效率為目的，利用傳感器、RFID和嵌入式系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，并借助云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)醫(yī)療物資、醫(yī)療信息、藥品和遠(yuǎn)程急救等在線服務(wù)、監(jiān)控和跟蹤功能，從而促進(jìn)醫(yī)療領(lǐng)域向數(shù)字化、智能化、精確化方向的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)字化醫(yī)療；云平臺(tái)；RFID技術(shù)；傳感器

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2019）06-0273-02

The Research of Digital Medical Platform Based on Internet of Things

LIAO Yuan-yuan

（Lijiang College of Guangxi Normal University， Guilin 541006， China）

Abstract： With the rapid development of computer technology and Internet technology， the application of Internet of things and cloud computing in the medical field is becoming more and more mature. The establishment of a digital medical cloud platform based on the Internet of things can combine the Internet of things technology with cloud computing technology for the realization of a patient-centered digital medical system. In order to reduce the medical cost， reduce the medical malpractice and improve the efficiency of medical institutions， using the key technologies of the Internet of things， such as sensors， RFID and embedded systems， and with the help of cloud platform， the online services， monitoring and tracking functions，such as medical materials， medical information， medicine and remote first aid， can be realized， thus promoting the sustainable development of the medical field towards the direction of digitalization， intelligence and precision.

Key words： internet of things；digital medical treatment；cloud platform；RFID technology；sensor

1 背景

當(dāng)代社會(huì)信息技術(shù)高速發(fā)展，市場(chǎng)需求不斷變化，計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式也在不斷創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，給IT產(chǎn)業(yè)和信息化發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。從醫(yī)療保健方面來(lái)看，未來(lái)的醫(yī)療服務(wù)平臺(tái)應(yīng)該是一個(gè)集成了各種健康傳感器和智能移動(dòng)終端應(yīng)用的健康物聯(lián)網(wǎng)?；谖锫?lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)療云平臺(tái)利用物聯(lián)網(wǎng)的傳感器技術(shù)、GPS技術(shù)以及RFID技術(shù)對(duì)醫(yī)療信息進(jìn)行采集、交換和處理，讓醫(yī)療設(shè)備和資源變得智能化、網(wǎng)絡(luò)化，提高就診效率，緩解醫(yī)療資源緊缺的壓力，同時(shí)促進(jìn)醫(yī)療過(guò)程的規(guī)范，提高醫(yī)療的質(zhì)量和安全性，消除潛在隱患。并通過(guò)云計(jì)算技術(shù)，將醫(yī)療信息進(jìn)行整合，規(guī)范，有助于醫(yī)療信息的充分共享和資源配置。

2 物聯(lián)網(wǎng)及其特點(diǎn)

2.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)就是利用射頻識(shí)別、條碼、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，將人和物與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，可隨時(shí)隨地進(jìn)行信息交互和通信，從而實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[1]。在醫(yī)療領(lǐng)域，利用物聯(lián)網(wǎng)的傳感器技術(shù)、GPS技術(shù)和RFID技術(shù)，通過(guò)無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)揭苿?dòng)終端、嵌入式計(jì)算設(shè)備和數(shù)字化醫(yī)療云平臺(tái)進(jìn)行交換和處理，為醫(yī)療服務(wù)帶來(lái)便捷和效率。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)具有三大特征：一是全面感知的特征。物聯(lián)網(wǎng)可以采用射頻識(shí)別、二維碼、無(wú)線傳感器等感知、捕獲物體的信息。二是可靠傳遞的特征。物聯(lián)網(wǎng)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞給用戶。三是智能處理的特征。物聯(lián)網(wǎng)使用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘以及模糊識(shí)別等人工智能技術(shù)對(duì)海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、處理，對(duì)物體實(shí)施智能化的控制?；谖锫?lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)療云平臺(tái)能采集和傳遞病人狀態(tài)、醫(yī)療參數(shù)和藥品配送等多種信息，隨著傳感器在智能電子設(shè)備中的普遍應(yīng)用，未來(lái)的疾病監(jiān)控和預(yù)測(cè)系統(tǒng)將更加完善、便捷。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是一種聚合性復(fù)雜系統(tǒng)，其體系架構(gòu)包括3個(gè)層面，分別是感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層主要涉及傳感器、RFID、硬件技術(shù)、電源和能量存儲(chǔ)等技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)層主要涉及網(wǎng)絡(luò)通信、信息處理等技術(shù)；應(yīng)用層則涉及搜索引擎技術(shù)、軟件和算法技術(shù)、數(shù)據(jù)和信號(hào)處理等技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)過(guò)程中，每個(gè)層面的技術(shù)會(huì)相互交錯(cuò)、相輔相成，為構(gòu)建數(shù)字化智能醫(yī)療云平臺(tái)提供技術(shù)保障。

2.3.1 傳感器技術(shù)

傳感器是收集信息的主要設(shè)備，也是各種信息處理系統(tǒng)獲取信息的重要途徑。在醫(yī)療衛(wèi)生方面，眾多檢測(cè)儀器都采用傳感器，利用傳感器技術(shù)收集患者的相關(guān)信息進(jìn)行檢測(cè)，以便確診病情。隨著微加工技術(shù)和納米技術(shù)的進(jìn)步，以及傳感器與計(jì)算機(jī)技術(shù)的緊密結(jié)合，傳感器的功能將更全面，更智能化。

2.3.2 RFID技術(shù)

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）是一種非接觸性的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。用來(lái)為各種物品建立唯一的身份識(shí)別，是物聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)之一。一套完整的RFID系統(tǒng)有電子標(biāo)簽、閱讀器、中間件和應(yīng)用系統(tǒng)組成。根據(jù)功能可分為EAS系統(tǒng)、便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，物流控制系統(tǒng)和定位系統(tǒng)。

EAS系統(tǒng)是一種設(shè)置在物品出入口的RFID技術(shù)，以控制物品的合法出入。在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，常用于控制醫(yī)療器械和設(shè)備的使用，防止物品丟失或浪費(fèi)，避免因?yàn)檫z失造成財(cái)產(chǎn)損失，為醫(yī)療物資的管理提供安全保障。

便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)依靠數(shù)據(jù)采集器采集RFID標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)，再通過(guò)無(wú)線電波數(shù)據(jù)傳輸方式實(shí)時(shí)向主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)RFID標(biāo)簽識(shí)別病人和管理電子病歷，為查詢(xún)病人信息、既往病史和病歷、快速就診、入院登記等流程節(jié)約了時(shí)間，提高了效率。

物流控制系統(tǒng)可管理和查詢(xún)藥品、血液、醫(yī)療垃圾信息，對(duì)藥品生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、存儲(chǔ)和銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)都能全程監(jiān)控，出現(xiàn)問(wèn)題還可以追溯全過(guò)程。血液的采集、使用，醫(yī)療垃圾的運(yùn)送全過(guò)程都能進(jìn)行追蹤、監(jiān)控。

定位系統(tǒng)適用于醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員和患者的定位追蹤。防止未授權(quán)人員非法進(jìn)入醫(yī)院部分科室和病房。同時(shí)能應(yīng)對(duì)病人出現(xiàn)的緊急情況。

2.3.3 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)技術(shù)融合了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)和電子應(yīng)用技術(shù)，并與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合。在醫(yī)療服務(wù)行業(yè)中，嵌入式系統(tǒng)為醫(yī)療儀器設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用提供先進(jìn)的技術(shù)支持，所以在醫(yī)療儀器中的應(yīng)用普及率極高。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)療云平臺(tái)功能

數(shù)字化的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)主要在于“物”和“網(wǎng)”，其中的“物”包括醫(yī)生、護(hù)士、病人、醫(yī)療器械和醫(yī)療設(shè)備等醫(yī)療對(duì)象；“網(wǎng)”則是基于標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)療流程；“聯(lián)”即為互通，指信息交互[2]。在醫(yī)療數(shù)字化時(shí)代，不再單純的將應(yīng)用軟件進(jìn)行連接，更重要的是將病人、醫(yī)護(hù)人員、移動(dòng)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、保健設(shè)備以及各種各樣的傳感器進(jìn)行互聯(lián)?；谖锫?lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)療云平臺(tái)才能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)院對(duì)人的智能化醫(yī)療和對(duì)物的智能化管理。

3.1 物資管理

醫(yī)療物資管理主要包括手術(shù)器械管理、醫(yī)療設(shè)備管理、消毒包管理以及醫(yī)療垃圾信息管理。采用先進(jìn)的條碼技術(shù)和RFID技術(shù)，為器械包、醫(yī)療設(shè)備、消毒包配一個(gè)RFID標(biāo)簽，基于RFID技術(shù)可實(shí)時(shí)跟蹤器械包的使用、定位醫(yī)療設(shè)備、監(jiān)控消毒包的發(fā)放和使用流程。通過(guò)RFID的感應(yīng)追蹤，為醫(yī)療物資的安全管理提供保障，為醫(yī)療事故的界定提供依據(jù)，對(duì)于出現(xiàn)的感染事故可以進(jìn)行事后追溯，追究涉事工作人員的責(zé)任。同樣，可以借助RFID技術(shù)建立可追蹤的醫(yī)療垃圾處理系統(tǒng)，避免醫(yī)療垃圾的違規(guī)處理。

3.2 藥品管理

由于藥品的特殊性，為保證藥品的合法來(lái)源與合理用藥，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將銷(xiāo)售的藥品貼上RFID標(biāo)簽，對(duì)藥品供應(yīng)鏈進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，出現(xiàn)問(wèn)題亦能追溯源頭。在醫(yī)療供應(yīng)鏈中，為防止假藥流入市場(chǎng)，可將藥品信息采用云存儲(chǔ)的方式進(jìn)行存儲(chǔ)，方便患者或醫(yī)院利用云平臺(tái)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行比對(duì)，有效地識(shí)別假冒偽劣藥品。

3.3 醫(yī)療信息管理

醫(yī)療信息管理包括血液信息管理和病人信息管理。采用RFID應(yīng)用系統(tǒng)，能對(duì)病人身份進(jìn)行確認(rèn)，利用RFID醫(yī)療卡能查看病人的詳細(xì)資料，幫助病人快速登記和獲取病歷，為就診服務(wù)節(jié)省了時(shí)間。血液信息在醫(yī)療系統(tǒng)中也可以使用RFID技術(shù)提供唯一標(biāo)識(shí)，受到RFID系統(tǒng)的全程監(jiān)控和跟蹤，從血液的采集、調(diào)動(dòng)到使用記錄都清晰明確，保證血液信息的正確性、完整性。

搭建基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)療云平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)信息共享互聯(lián)，在不同的信息提供者和使用者之間實(shí)現(xiàn)醫(yī)療信息交換和共享，并可以快速提供給被授權(quán)的醫(yī)務(wù)人員和相關(guān)人員使用，方便患者就診，給醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)生和患者之間帶來(lái)便利。

3.4 醫(yī)療健康管理

醫(yī)療健康管理主要包括醫(yī)療急救、人員定位及監(jiān)控、就診卡、嬰兒防盜、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)和個(gè)人保健服務(wù)。醫(yī)療急救通過(guò)基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)療云平臺(tái)，借助RFID技術(shù)，可高效地進(jìn)行信息傳送、存儲(chǔ)和檢驗(yàn)并快速精確定位，為病患爭(zhēng)取治療時(shí)間。采用腕式RFID標(biāo)簽可以持續(xù)定位和追蹤病患、醫(yī)護(hù)等工作人員，有效應(yīng)對(duì)緊急情況。云平臺(tái)的使用，讓持有RFID標(biāo)簽醫(yī)療就診卡的患者能隨時(shí)查詢(xún)自身的醫(yī)療就診記錄，同時(shí)方便醫(yī)生或醫(yī)護(hù)人員隨時(shí)讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，使病人得到良好照顧和精確診斷。在嬰兒防盜上使用RFID技術(shù)建立唯一的身份識(shí)別號(hào)，產(chǎn)科病房出入口放置RFID閱讀器，以防止嬰兒被盜。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字化醫(yī)療平臺(tái)幫助醫(yī)生遠(yuǎn)程會(huì)診病患和持續(xù)監(jiān)護(hù)患者，對(duì)重病患者能做到及時(shí)安排入院，及時(shí)預(yù)防疾病，更好地為病人服務(wù)。醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)還能通過(guò)傳感器智能采集個(gè)人生理和運(yùn)動(dòng)信息，通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行評(píng)估分析、監(jiān)控個(gè)人健康狀態(tài)，給予健康提示、報(bào)警以及緊急救援等服務(wù)。

3.5 遠(yuǎn)程急救

構(gòu)建遠(yuǎn)程急救醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)新的院前急救模式。該平臺(tái)能突破時(shí)空、地域的限制，實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)共享、多場(chǎng)合同時(shí)監(jiān)控，有效地支撐整個(gè)網(wǎng)內(nèi)的急救運(yùn)作過(guò)程，保證優(yōu)勢(shì)醫(yī)療資源持續(xù)地為急救網(wǎng)絡(luò)提供技術(shù)支持。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)療云平臺(tái)利用物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算相互結(jié)合的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，為現(xiàn)代化的數(shù)字醫(yī)療建設(shè)提供了便利和效率，為醫(yī)療機(jī)構(gòu)帶來(lái)了優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。將醫(yī)院、醫(yī)療健康管理服務(wù)機(jī)構(gòu)和個(gè)人通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和Web應(yīng)用連接起來(lái)，形成全連接的數(shù)字化醫(yī)療云服務(wù)平臺(tái)，為用戶隨時(shí)隨地提供各種數(shù)字化醫(yī)療與健康服務(wù)信息。未來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)將在醫(yī)療衛(wèi)生和保健領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用。

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