物聯(lián)網(wǎng)如何助力醫(yī)療保健

Lucas Mearian 陳琳華

物聯(lián)網(wǎng)由具有唯一ID的小型計算設(shè)備組成，并通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接在一起以執(zhí)行特定的任務(wù)。在醫(yī)療保健領(lǐng)域，這可能意味著其可以監(jiān)控建筑物溫度、空氣流量、醫(yī)療設(shè)備，甚至是在醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)外患者的健康狀況。

由于具有獨立的通信數(shù)據(jù)能力，因此其可以消除人類與配置了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和中央數(shù)據(jù)存儲庫系統(tǒng)之間的直接人機交互，從而實現(xiàn)流程自動化，提高效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

Gartner在今年1月份發(fā)布了對511位美國企業(yè)IT經(jīng)理的調(diào)查報告。報告顯示，物聯(lián)網(wǎng)的采用正成為主流。在接受調(diào)查的受訪者中，有11%的人在醫(yī)療保健企業(yè)工作，86%的受訪者表示已為大多數(shù)業(yè)務(wù)部門配備了IoT架構(gòu)。

對年收入超過1億美元企業(yè)的調(diào)查顯示，79%的醫(yī)療保健提供商已在其生產(chǎn)流程中使用了物聯(lián)網(wǎng)。

醫(yī)療保健行業(yè)的首席信息官的物聯(lián)網(wǎng)預(yù)算與引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)部署的其他行業(yè)（包括制造、制藥、能源、零售和運輸）的預(yù)算持平。據(jù)Gartner的報告顯示，在醫(yī)療保健領(lǐng)域，過去兩年中物聯(lián)網(wǎng)每年的預(yù)算增長幅度為10%，下一財年的預(yù)算增長幅度為13%。

目前尚不清楚新冠肺炎疫情的大流行將如何改變物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療保健中的用途，但是市場研究機構(gòu)Juniper Research預(yù)測，未來遠程監(jiān)控功能的使用將會出現(xiàn)增長，以最大程度地減少公共互動。智能溫度計制造商Kinsa匯總了用戶的體溫和癥狀數(shù)據(jù)，以識別整個美國境內(nèi)可能爆發(fā)疫情的區(qū)域。

市場研究機構(gòu)IDC表示，在醫(yī)療保健行業(yè)中，物聯(lián)網(wǎng)部署發(fā)展最快的領(lǐng)域之一是醫(yī)療保健基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控。據(jù)IDC的《2019年全球物聯(lián)網(wǎng)調(diào)查》（對147位受訪者進行調(diào)查）顯示，在歐洲有29%的醫(yī)療保健設(shè)施正在嘗試將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備用于建筑監(jiān)控和管理，16%已經(jīng)進入生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中。

例如，具有Wi-Fi功能的智能恒溫器允許用戶編程和調(diào)整溫度設(shè)置，除外這些設(shè)備還可以進行自學(xué)習(xí)，并根據(jù)趨勢數(shù)據(jù)（通常是建筑物何時有人居住或無人居?。﹣碚{(diào)節(jié)溫度。

據(jù)IDC 的數(shù)據(jù)顯示，跟蹤溫度、員工手部衛(wèi)生狀況和患者在家中服藥情況的設(shè)備是歐洲最常用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

在醫(yī)院中，當(dāng)員工或患者在場時，智能燈泡以及走廊和房間移動傳感器可以進行通信。這些數(shù)據(jù)可用于調(diào)整建筑物中的環(huán)境控制。

當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)與實時定位服務(wù)（RTLS）結(jié)合在一起，醫(yī)院可以追蹤患者的地理空間信息。入院腕帶曾經(jīng)是紙制的，上面印有可識別個人身份的信息，現(xiàn)在這些腕帶中通常包含了極薄的物聯(lián)網(wǎng)芯片，可以通過低功耗藍牙實時傳輸患者的位置。

有時，在病人去醫(yī)院檢查后決定不做任何治療就離開了，這種情況并不罕見。有時，患者可能在現(xiàn)場，但是患者并不在指定的位置。Gartner高級研究主管Gregg Pessin說：“按照程序，患者應(yīng)當(dāng)在那里，但是實際上沒人知道他們在哪里。知道他們的位置可以節(jié)省大量時間和精力。”

如今，手腕帶和腳腕帶還可用于在產(chǎn)科病房中追蹤新生兒，從而防止嬰兒被盜。如果將帶有跟蹤設(shè)備的嬰兒從特定病房中移出，設(shè)備會提醒安全團隊，并自動或人工鎖定電梯和門口。

與人員結(jié)合在一起后，物聯(lián)網(wǎng)跟蹤芯片還可以跟蹤藥物和昂貴的醫(yī)院設(shè)備，以及從急救車、便攜式X射線機到輪椅在內(nèi)的所有東西。

醫(yī)療設(shè)備（包括可穿戴設(shè)備）引領(lǐng)潮流

目前，醫(yī)療設(shè)備正在引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)革命。生命體征監(jiān)護儀、心臟起搏器和連續(xù)血糖監(jiān)護儀（CGM）均可生成遙測數(shù)據(jù)，這些遙測數(shù)據(jù)可被自動上傳到患者的電子病歷（EMR）中，方便醫(yī)生進行更準(zhǔn)確的診斷和治療。

醫(yī)療診斷占據(jù)了醫(yī)院賬單的很大一部分，因此當(dāng)遠程監(jiān)控技術(shù)將醫(yī)療檢查程序從醫(yī)院轉(zhuǎn)移到患者家中時可以降低護理成本。

蘋果手表已成為最受歡迎的消費者健康監(jiān)控設(shè)備之一。

蘋果手表和Fitbit等可穿戴設(shè)備以及健康應(yīng)用程序有望成為該行業(yè)最賺錢的市場之一。摩根士丹利估計，根據(jù)蘋果手表的普及程度以及其健康功能（例如監(jiān)測心率和步伐）蘋果在醫(yī)療保健市場的銷售額到2021年將達到150億美元，到2027年將達到3130億美元。

自2018年全面上市以來，蘋果公司的Health Records移動患者健康記錄聚合器在醫(yī)院的測試中獲得了很高的贊譽。

據(jù)IDC的研究顯示，今年預(yù)計將有1/4的患者參加“ BYOD”（帶自己的數(shù)據(jù)）醫(yī)療保健方案。

美國賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的首席信息官Mike Restuccia說：“了解患者的所有相關(guān)數(shù)據(jù)是非常好的，例如他們的藥物、過敏史、問題清單、實驗室結(jié)果、放射學(xué)報告等。另一方面（對于臨床醫(yī)生而言），我面對的只是更多的數(shù)據(jù)，我需要篩選更多的數(shù)據(jù)?！保ㄔ撫t(yī)學(xué)院是蘋果應(yīng)用程序的12種原始測試版的測試者之一。）

Restuccia說：“我認(rèn)為這將是蘋果公司的下一個挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在有了這些原始數(shù)據(jù)，那么如何將其轉(zhuǎn)換為對臨床醫(yī)生更友好、更直觀的東西？目前還不包括醫(yī)生的記錄，這可能是件好事?！?/p>

蘋果Health Records功能基于現(xiàn)有的健康應(yīng)用程序（2014年在iOS 8上發(fā)布），其允許醫(yī)療機構(gòu)通過API連接到EMR系統(tǒng)，以標(biāo)準(zhǔn)格式與患者共享數(shù)據(jù)。

Epic Systems、Cerner、Athenahealth、Meditech和Allscripts等EMR供應(yīng)商與Apple合作，實現(xiàn)了與移動應(yīng)用程序的集成。當(dāng)患者下載蘋果健康應(yīng)用程序并選擇允許其健康數(shù)據(jù)從醫(yī)療保健提供者傳輸?shù)紸pple的Health Record時，該數(shù)據(jù)將被加密且不會離開Apple的網(wǎng)絡(luò)。

約翰·霍普金斯醫(yī)學(xué)院首席醫(yī)學(xué)信息官Peter Greene博士表示，現(xiàn)在有超過40萬名患者正在使用醫(yī)學(xué)院的門戶網(wǎng)站（由Epic的MyChart應(yīng)用程序提供支持），通過Apple的健康記錄訪問他們自己的EMR。

Gartner的Pessin說：“Fitbit或蘋果手表都是一種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，不過它們尚未經(jīng)過臨床評估，因此醫(yī)生還不能使用這些數(shù)據(jù)來做出決策。盡管如此，這些設(shè)備最終將會獲得FDA認(rèn)證，醫(yī)生也希望使用來自這些設(shè)備的數(shù)據(jù)?！?/p>

具有藍牙功能的體重秤和血壓袖帶，以及用于追蹤疾病或病癥癥狀的應(yīng)用程序會自動將更新發(fā)送給醫(yī)師，并允許他們追蹤患者對治療的反應(yīng)，從而無需進行多次隨訪。

可以定期測量患者體溫、血壓、脈搏和氧氣水平的醫(yī)院內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可減輕醫(yī)護人員的負(fù)擔(dān)。Pessin指出，更重要的是，這種自動化降低了人為錯誤地將數(shù)據(jù)輸入患者EMR的可能性。

Pessin 說：“做出醫(yī)療保健決定的醫(yī)生可以更準(zhǔn)確地了解患者的狀況。這也意味著醫(yī)療保健服務(wù)可以被更快更好地交付。迅速提供更準(zhǔn)確的信息意味著醫(yī)生能夠更快地做出反應(yīng)，患者的康復(fù)速度也會更快。這是關(guān)鍵，不過這是我們以后的目標(biāo)。”

蘋果公司的Health Records 功能是iOS 內(nèi)置的健康應(yīng)用程序的一部分。

IDC稱，在歐洲，醫(yī)療保健領(lǐng)域內(nèi)的十大物聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)部署包括溫度跟蹤、資產(chǎn)和庫存跟蹤與管理、員工手部衛(wèi)生、遠程監(jiān)控患者的健康狀況、用于健康和保健跟蹤的智能手表，以及提醒患者在家中按時服藥的智能藥盒。

根據(jù)Gartner的研究，醫(yī)院和患者使用的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將在未來8～10年內(nèi)成倍增長，其主要用途如下：

·追蹤慢性病。全球?qū)β圆〉倪h程監(jiān)控將從2018年每100人中才有一人使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增長到2028年每17人中就有一人。

·美國老年人護理和輔助生活設(shè)施將通過增加醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備優(yōu)化稀缺資源，相關(guān)設(shè)備從2018～2028年由每位居民1.5臺增加到12臺。

·醫(yī)院將在2018～2028年期間將其在全球范圍內(nèi)的跟蹤標(biāo)簽數(shù)量增加兩倍以上，以對資產(chǎn)和人員進行定位，提高資產(chǎn)利用率。

·讓非急診患者遠離急診室，減少不必要的昂貴住院費用，全球慢性病管理（占醫(yī)療保健支出的75%以上）的支出將從近110億美元增長到390億美元。

·供應(yīng)商將在2018～2028年間將全球范圍內(nèi)的輔助生活設(shè)備數(shù)量從80億增加到960億，從而讓患者在家中或患者在自己選擇地點生活時能夠得到技術(shù)輔助。

·為了讓患者能夠自由出行，同時減少醫(yī)療保健提供者的設(shè)備庫存，2018～2028年期間，全球運輸?shù)尼t(yī)療保健用物聯(lián)網(wǎng)物品中，40%以上將使用跟蹤標(biāo)簽。

據(jù)Gartner 的數(shù)據(jù)顯示，醫(yī)療保健提供商的物聯(lián)網(wǎng)支出將從2018 年的160 億美元增長到2028 年的近520 億美元，復(fù)合年增長率為12%。慢性病管理的收入增長最大，達到280 億美元;醫(yī)院衛(wèi)生監(jiān)測的增長率最高，復(fù)合年增長率為38%。

醫(yī)療保健物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的協(xié)同工作

Gartner在醫(yī)療保健中將物聯(lián)網(wǎng)稱為“醫(yī)療保健物聯(lián)網(wǎng)”（IoHT），該設(shè)備的范圍涵蓋臨床、設(shè)施、 以及通過智能技術(shù)進行聯(lián)接、通信和互操作的后端辦公機制。它們能夠感知并監(jiān)控患者和環(huán)境等對象的狀態(tài)或性能。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通常與一個或多個應(yīng)用程序集成在一起，以提供特定的功能，例如對住院患者進行臨床患者監(jiān)控。Pessin稱，醫(yī)療保健機構(gòu)還有許多其他的應(yīng)用程序，包括HVAC控制、血液和組織庫狀況監(jiān)控、物料管理和集中供應(yīng)庫存控制。

與單個物聯(lián)網(wǎng)傳感器或儀表的功能相比，最重要的是，設(shè)施的歷史趨勢數(shù)據(jù)或遠程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)能夠提供哪些東西。與醫(yī)生進行檢查相比，隨著時間的推移，它們可以更準(zhǔn)確地顯示患者的醫(yī)療狀況。

醫(yī)院設(shè)施管理也受益于發(fā)送到存儲庫的趨勢數(shù)據(jù)，該存儲庫收集了整個建筑物內(nèi)的空調(diào)、暖氣或用水情況。

使用Maximo 3D 數(shù)字孿生軟件查看的UCSF 精準(zhǔn)癌癥醫(yī)學(xué)大樓。

例如，智能恒溫器會不斷測量整個建筑物的溫度，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備則會為其打上時間戳。運動傳感器可檢測患者或工作人員何時在房間和走廊中，因此它們有能力將數(shù)據(jù)上傳到分析系統(tǒng)中，以繪制更大的歷史圖片，從而調(diào)整能源使用甚至改善患者護理。

Pessin 說：“這就是我要與客戶溝通的東西。我們擁有所有這些設(shè)備，但是我們忽略了一件事，那就是發(fā)生在醫(yī)院內(nèi)部的事情，它們能夠內(nèi)置數(shù)據(jù)和新的洞察力。情境感知對于醫(yī)療保健的未來至關(guān)重要?！?/p>

醫(yī)院的“數(shù)字孿生”正在改變設(shè)施管理

去年秋天，加利福尼亞大學(xué)舊金山分校（UCSF）的衛(wèi)生系統(tǒng)開設(shè)了一座新的18萬平方英尺的精準(zhǔn)癌癥醫(yī)學(xué)大樓（PCMB）。在建筑物建造之前，設(shè)施團隊與IBM Maximo合作，創(chuàng)建了PCMB的3D數(shù)字孿生模型，其中包含了6.3萬個“資產(chǎn)”或從建筑模型中導(dǎo)入的特定建筑物對象和設(shè)備。這些資產(chǎn)涵蓋了從HVAC過濾器、水暖閥門到電源插座、防火墻在內(nèi)的所有內(nèi)容，其中許多資產(chǎn)都帶有可監(jiān)控并發(fā)送警報的物聯(lián)網(wǎng)傳感器。

通過Autodesk的Revit建筑信息建模（BIM）軟件構(gòu)建的3D建筑渲染是計算機維護管理系統(tǒng)（CMMS）的一部分，該系統(tǒng)使得設(shè)施管理者可以通過一個單一的窗口即可查看所有資產(chǎn)并以分鐘為單位響應(yīng)正在發(fā)生故障的系統(tǒng)或是已發(fā)生故障的系統(tǒng)，而不是數(shù)小時或數(shù)天。

例如，設(shè)施管理員可以單擊資產(chǎn)，如建筑物屋頂上的大型空氣處理機，查看系統(tǒng)的過濾器，然后深入查看制造商的信息、RFI、AFI或某個過濾器組上的其他元數(shù)據(jù)。管理者還可以查看建筑物的所有其他系統(tǒng)或受濾網(wǎng)影響的區(qū)域。這些系統(tǒng)中的許多系統(tǒng)都帶有物聯(lián)網(wǎng)傳感器，可通過CMMS軟件進行聯(lián)接，并用于報告系統(tǒng)故障或潛在問題。

加利福尼亞大學(xué)舊金山分校設(shè)施執(zhí)行總監(jiān)Bruce Mace說，與一個建筑系統(tǒng)相關(guān)的信息非常多。建筑物管理員可以單擊特定的醫(yī)院空氣過濾器，然后跟著空氣流向上追蹤至屋頂?shù)呐艢怙L(fēng)扇，或跟著空氣流向下追蹤至其服務(wù)房間。

Mace說：“我可以沿著這條路線一直追蹤到某個房間排風(fēng)口的控制值。熱量、氣流和溫度等任何數(shù)據(jù)都通過數(shù)字孿生連接起來。隨著時間的流逝，所有這些屬性對于像我這樣的人來說都具有很高的價值?！?/p>

在3D BIM軟件之前，設(shè)施管理使用的是紙質(zhì)圖紙或二維AutoCAD。依托建筑物的數(shù)字孿生和CMMS軟件的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備報告包括了從振動傳感器、空氣計量表、水表到照明和恒溫器等各類數(shù)據(jù)。

Mace說：“包括水流量、熱量、溫度和空氣壓力在內(nèi)的所有數(shù)據(jù)都是我運營醫(yī)院所需的所有東西。這些數(shù)據(jù)可通過這個數(shù)字孿生，即物聯(lián)網(wǎng)進行聯(lián)接。然后我就可以開始安全地建造了?！?/p>

由于原裝的物聯(lián)網(wǎng)傳感器附帶的系統(tǒng)中存在大量潛在數(shù)據(jù)，因此設(shè)施管理和建造團隊必須在建筑項目合同階段對它們進行篩選，讓其僅占數(shù)字孿生元數(shù)據(jù)的10%，這樣更易于管理。

Mace說：“每個系統(tǒng)，比如內(nèi)部冷水系統(tǒng)都有一個建造模型。制造商將用該模型制造特定的管道。我們可以進入3D建筑模型當(dāng)中，并模擬發(fā)生漏水的情況，它們會告訴我們上層的隔離閥門在哪里，同時還會告訴我們當(dāng)打開隔離閥門阻止漏水時哪些房間會受到影響?！?/p>

Mace補充說：“過去，發(fā)現(xiàn)整個路線要花費數(shù)小時甚至數(shù)天，而現(xiàn)在我們可以在幾分鐘內(nèi)完成。節(jié)省下來的時間是一個天文數(shù)字?！?/p>

例如，設(shè)施管理團隊近期成功對手術(shù)室墻壁的漏水進行了隔離，漏水也并未導(dǎo)致手術(shù)室長時間的停用。設(shè)施管理團隊迅速找到了關(guān)閉水源的閥門，從而阻止了滲透到墻壁中的水污染手術(shù)室的情況。水管工到達后只需在漏水影響到的16英寸范圍內(nèi)的墻壁上切一個孔，就可以迅速進行修復(fù)了。第二天早晨手術(shù)室又恢復(fù)了使用。

Mace說：“過去，這可能需要兩天或三天。由于這些手術(shù)室每分鐘會產(chǎn)生一千美元成本，再加上病人護理的轉(zhuǎn)移，這將會產(chǎn)生巨大的影響。物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)通性所帶來的效率，使管理員能夠及時查看和收集數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)，并使用這些數(shù)據(jù)解決遇到的任何問題?！?/p>

當(dāng)系統(tǒng)不符合安全標(biāo)準(zhǔn)時，傳感器還可以向設(shè)施管理發(fā)出警報。例如，PCMB的藥房必須保持嚴(yán)格的正負(fù)空氣壓力，以確?；瘜W(xué)療法中使用的藥物不會受到污染。Maximo CMMS通過大樓的數(shù)字孿生接收來自氣壓傳感器的實時數(shù)據(jù)，當(dāng)傳感器達到壓力臨界時，它們就會向設(shè)施管理部門發(fā)出警報。

盡管能夠隔離管道破裂或監(jiān)控走廊溫度對于降低供暖成本非常有價值，但是Mace認(rèn)為“風(fēng)險規(guī)避”是PCMB數(shù)字孿生的最大優(yōu)勢。他說：“如果我能防止某人感染軍團菌或防止某人污染化學(xué)藥物，那么它們的風(fēng)險規(guī)避能力將大大超過我們以前所能做到的?！?h3>個人身份信息漏洞需高度關(guān)注

盡管物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療保健行業(yè)中被大量使用，但是這些設(shè)備所收集數(shù)據(jù)的安全性仍然令人擔(dān)憂。

Gartner的Pessin表示，他接到了許多醫(yī)療保健機構(gòu)的首席信息官和首席安全官的電話，他們都很擔(dān)心物聯(lián)網(wǎng)會通過醫(yī)療設(shè)備給組織機構(gòu)帶來安全威脅。

尤其是在美國，存在與HIPAA法律合規(guī)有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)安全和受保護的健康信息（PHI）問題，因為醫(yī)療保健中的許多物聯(lián)網(wǎng)都涉及患者。PHI是1996年HIPAA隱私法案中受保護的個人身份信息中的一個子集。

Pessin說：“如果要將某人的識別信息存儲在設(shè)備中，則必須保護該設(shè)備不受網(wǎng)絡(luò)罪犯的侵害，因為這對他們來說可能是有價值的信息?！?/p>

使用健康監(jiān)視器的醫(yī)院不僅要防止數(shù)據(jù)丟失，還要阻止黑客入侵設(shè)備，而不僅僅是保護設(shè)備本身中的信息。監(jiān)控器連接到醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)，并可用作進入病歷或會計后臺辦公室等其他內(nèi)容的入口點。

不幸的是，根據(jù)Gartner的說法，醫(yī)療保健機構(gòu)對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的采購、部署、管理和操作往往是在部門和企業(yè)這個層級展開的，從而造成了不必要的復(fù)雜性和風(fēng)險。

為了應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)項目帶來的安全性和合規(guī)性挑戰(zhàn)，醫(yī)療保健機構(gòu)應(yīng)將項目與當(dāng)前的集中式治理實踐結(jié)合起來。盡管物聯(lián)網(wǎng)在臨床網(wǎng)絡(luò)上屬于一個不同類型的邊緣或端點，但是它們?nèi)员仨氁袷胤梢?guī)定的安全性、隱私政策和程序。

“目前的情況是醫(yī)療設(shè)備尚無聯(lián)邦法律約束。雖然政府出臺了指導(dǎo)原則，但是沒有法律強制規(guī)定醫(yī)療設(shè)備制造商必須采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀Ｗo它們 FDA稱這樣做是個好主意，并給出了很多關(guān)于如何做的指南……但是還是沒有法律強制規(guī)定必須這樣做?！?/p>

本文作者Lucas Mearian為資深記者，長期關(guān)注金融IT服務(wù)（包括區(qū)塊鏈）、醫(yī)療保健信息技術(shù)以及移動性管理、安全、硬件和應(yīng)用等企業(yè)移動化問題。

原文網(wǎng)址

https：//www.computerworld.com/article/3529427/how-iot-is-becoming-the-pulse-of-healthcare.html？nsdr=true&page=2

據(jù)2019年Gartner 的一項調(diào)查顯示，3/4 的醫(yī)療保健提供商希望在3 年內(nèi)從物聯(lián)網(wǎng)項目中獲得財務(wù)回報。