基于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)健康信息系統(tǒng)研究

肖碧波 黃銳奇 魏曉濱 莫彬 朱銳生 佛山市第三人民醫(yī)院設(shè)備科 （廣東 佛山 528041）

內(nèi)容提要： 目的：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提出醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)組成和建設(shè)思路，解決醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)問題。方法：研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在醫(yī)院建設(shè)之初搭建相匹配的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，以提高醫(yī)院管理能力和醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。結(jié)果：醫(yī)院所搭建的移動(dòng)健康信息系統(tǒng)，由網(wǎng)絡(luò)層、感知層和應(yīng)用層三層架構(gòu)組成，可實(shí)現(xiàn)患者體征參數(shù)與生命指征的自動(dòng)獲取和監(jiān)測，為患者提供實(shí)時(shí)診斷分析。結(jié)論：基于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)健康信息系統(tǒng)，可為實(shí)現(xiàn)智慧化保健醫(yī)療服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

近年來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人民生活水平不斷提高，群眾對(duì)健康需求越來越高，就醫(yī)人群越來越多，醫(yī)院規(guī)模也順應(yīng)時(shí)代要求不斷擴(kuò)大，醫(yī)務(wù)人員工作量明顯增多，加大了管理工作的難度。加上新醫(yī)改的沖擊，醫(yī)院管理模式與結(jié)構(gòu)均發(fā)生了重大改變，傳統(tǒng)的醫(yī)院管理模式已無法滿足醫(yī)院未來的發(fā)展需求。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中，在應(yīng)用深度和廣度上均處于不斷提升的過程中[1]。為提高醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院的現(xiàn)代化醫(yī)療模式，需將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)合理應(yīng)用于移動(dòng)健康信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中，為患者就醫(yī)提供便利，從而促進(jìn)醫(yī)院的長遠(yuǎn)發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代化醫(yī)院醫(yī)療工作中的應(yīng)用，不僅是優(yōu)化醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)的重要途徑，還是現(xiàn)代化醫(yī)院管理工作創(chuàng)新的有效手段?；卺t(yī)療物聯(lián)網(wǎng)，設(shè)計(jì)并開發(fā)出移動(dòng)健康信息系統(tǒng)，不僅能滿足患者對(duì)自身健康狀況的關(guān)注需求，還能實(shí)現(xiàn)患者醫(yī)療信息的采集和共享，以提高醫(yī)務(wù)人員工作效率，提高患者對(duì)醫(yī)療服務(wù)的滿意度[2]。

1.移動(dòng)健康信息系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及功能

1.1 關(guān)鍵技術(shù)

基于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)所構(gòu)建的移動(dòng)健康信息系統(tǒng)，其所用關(guān)鍵技術(shù)主要包括：（1）無線通信技術(shù)：該種技術(shù)是設(shè)計(jì)和開發(fā)系統(tǒng)所用的基礎(chǔ)技術(shù)，可在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，解決各種不同網(wǎng)絡(luò)對(duì)于系統(tǒng)的無縫訪問，以實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和共享，為醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)隨時(shí)隨地提供其所需要的信息；（2）微型傳感技術(shù)：在醫(yī)院所用的個(gè)人穿戴式傳感裝備中，就必須將微型傳感器嵌入，以此使用微型傳感技術(shù)；（3）中間件技術(shù)：為提高移動(dòng)健康信息系統(tǒng)的兼容性，滿足系統(tǒng)模塊化和可拓展等要求，需使用到中間件技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同硬件平臺(tái)的屏蔽，同時(shí)屏蔽異構(gòu)信息系統(tǒng)的差異，促使信息系統(tǒng)可在不同系統(tǒng)上穩(wěn)定、安全運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)接口，如PACS、CIS和LIS等；（4）無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：各類技術(shù)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)中的實(shí)際應(yīng)用包括WIFI、ZigBee、LoRa和RFID等；（5）嵌入式軟硬件設(shè)計(jì)技術(shù)：為采集患者的生命體征參數(shù)，部分移動(dòng)終端和傳感設(shè)備，需將微控制系統(tǒng)嵌入。除此之外，醫(yī)院的移動(dòng)健康信息系統(tǒng)還涉及到信息安全保密、對(duì)象標(biāo)識(shí)和網(wǎng)絡(luò)通信干擾抑制等技術(shù)，醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用，主要體現(xiàn)于三個(gè)方面，即醫(yī)療處理過程移動(dòng)化、可視化管理和臨床信息數(shù)字化。

1.2 主要功能

基于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)健康信息系統(tǒng)所包含的主要功能包括：（1）以微創(chuàng)或無創(chuàng)等方式，對(duì)患者的生命體征參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和提取，將相關(guān)數(shù)據(jù)信息通過可穿戴式數(shù)字化醫(yī)療傳感網(wǎng)絡(luò)，安全、準(zhǔn)確傳輸至醫(yī)療信息中心，以突破時(shí)間和空間限制，實(shí)現(xiàn)交互式醫(yī)療健康服務(wù)；（2）具有常見疾病的生命健康數(shù)據(jù)采集功能，同時(shí)可為患者提供遠(yuǎn)程咨詢和診斷等服務(wù)，可通過可穿戴式傳感器及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多通道參數(shù)的獲取和采集；（3）具有齊全的監(jiān)控參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)綜合分析功能，不僅能對(duì)血壓、呼吸、血氧和脈搏等生理參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，還能實(shí)現(xiàn)綜合波形顯示，進(jìn)而對(duì)各種動(dòng)力學(xué)實(shí)現(xiàn)分析功能；（4）移動(dòng)健康信息系統(tǒng)與區(qū)域健康檔案具有協(xié)同集成能力，可實(shí)現(xiàn)對(duì)患者就醫(yī)全程管理的無縫連接，提高醫(yī)療服務(wù)工作效率和質(zhì)量，有利于對(duì)患者進(jìn)行終生健康管理；（5）將微處理系統(tǒng)嵌入到手持式終端設(shè)備中，可實(shí)現(xiàn)在日常條件下對(duì)患者生命體征的監(jiān)測和顯示，此外，醫(yī)生、患者咨詢、溝通等均可使用終端設(shè)備，為患者提供專業(yè)化分析報(bào)告，如血?dú)夥治龅葓?bào)告[3]；（6）可實(shí)現(xiàn)三級(jí)醫(yī)院、社區(qū)與區(qū)域醫(yī)療中心的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)專家的健康建議進(jìn)行實(shí)時(shí)收集，為安排轉(zhuǎn)診事宜提供便利；（7）移動(dòng)健康信息系統(tǒng)可對(duì)患者進(jìn)行標(biāo)識(shí)定位管理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊患者的迅速查找，包括嬰兒防盜、老年癡呆患者等，以便對(duì)患者及時(shí)干預(yù)。

2.基于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)醫(yī)療健康信息系統(tǒng)架構(gòu)

從本質(zhì)上來說，物聯(lián)網(wǎng)的特征可被歸納為三個(gè)方面，即智能處理、綜合感知和可信傳輸。其中綜合感知指使用各種信息采集設(shè)備，如攝像裝置、RFID和傳感器等，可突破時(shí)間與空間限制，對(duì)人員、醫(yī)療設(shè)備和其他物資等各項(xiàng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)收集；可信傳輸指通過各種通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行共享；智能處理則是從海量的信息數(shù)據(jù)中，對(duì)所需信息進(jìn)行提取、分析和處理，支持控制分析、智能決策等[4]。本文所研究的移動(dòng)健康信息系統(tǒng)的組織架構(gòu)包括三層架構(gòu)，即應(yīng)用層、感知層和網(wǎng)絡(luò)層，其中感知層主要是對(duì)醫(yī)療信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和提取，網(wǎng)絡(luò)層包括無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用層則由個(gè)人移動(dòng)終端、中心服務(wù)器和患者健康終端設(shè)備等組成。

在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的感知層中，一般包括多種傳感器，如穿戴式傳感器、移動(dòng)傳感器等，還涵蓋了GPS定位系統(tǒng)和RFID閱讀器等，主要用于對(duì)跟蹤對(duì)象信息進(jìn)行采集和標(biāo)識(shí)。各種穿戴式設(shè)備則應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中，以收集患者的健康參數(shù)。通常情況下，穿戴式傳感器均實(shí)現(xiàn)了小型化且低能耗特點(diǎn)，能夠?qū)颊叩纳硇盘?hào)進(jìn)行連續(xù)采集，如腕帶傳感器等，可對(duì)患者心跳、脈搏等進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，并通過無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。目前，移動(dòng)健康信息系統(tǒng)所采用的信息主要包括體溫、血氧、血壓和血糖等生理參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)層多涉及到無線通信網(wǎng)絡(luò)和各種有線通信網(wǎng)絡(luò)，如2GBPrs、Internet和TD-CDMA等[5]。網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)將感知層所采集到的患者信息，通過數(shù)據(jù)傳輸給應(yīng)用層，并對(duì)其進(jìn)行智能化處理。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層來說，其未來發(fā)展的主要方向就是各種通信網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合。應(yīng)用層則是實(shí)現(xiàn)醫(yī)療衛(wèi)生技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合的關(guān)鍵，可實(shí)現(xiàn)臨床醫(yī)療的智慧化管理，通過醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析和管理功能，可為患者提供個(gè)性化診療服務(wù)[6]。對(duì)于移動(dòng)健康信息系統(tǒng)來說，其所具有的數(shù)據(jù)分析模塊，可迅速幫助醫(yī)護(hù)人員對(duì)監(jiān)測對(duì)象的信息進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，進(jìn)而滿足醫(yī)療診斷的即時(shí)與及時(shí)方面的需求。醫(yī)師可通過該系統(tǒng)終端，將患者醫(yī)囑內(nèi)容輸入到任何地方，包括用藥頻次、藥品規(guī)格等，同時(shí)可隨時(shí)根據(jù)個(gè)性化診療需要調(diào)整或取消醫(yī)囑，并對(duì)患者檢查結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)查看。此外，醫(yī)護(hù)人員還可通過移動(dòng)終端設(shè)備，對(duì)患者病歷信息進(jìn)行查詢，以便及時(shí)、準(zhǔn)確判斷患者病情?；颊呤褂檬殖质揭苿?dòng)設(shè)備，可對(duì)患者生命體征進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)醫(yī)患之間的有效溝通。

通過以上分析可知，基于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)健康信息系統(tǒng)，集成了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、移動(dòng)計(jì)算技術(shù)等，可為患者提供遠(yuǎn)程移動(dòng)傳感、圖像和聲音等協(xié)同應(yīng)用，以提高醫(yī)療診斷效率，促進(jìn)醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量提高[7]。同時(shí)，通過可穿戴設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)患者生命體征數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并實(shí)現(xiàn)信息傳輸。移動(dòng)健康信息系統(tǒng)可為患者健康信息進(jìn)行無線監(jiān)測，同時(shí)提供移動(dòng)護(hù)理的解決方案，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可優(yōu)化患者在臨床醫(yī)療過程中的診斷和治療，提高醫(yī)院工作效率，增強(qiáng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的核心競爭力。

3.結(jié)束語

移動(dòng)醫(yī)療可為患者提供一個(gè)全新的醫(yī)療健康服務(wù)模式，通過借助無線移動(dòng)設(shè)備，可讓患者隨時(shí)接受個(gè)性化診療服務(wù)?；卺t(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)健康信息系統(tǒng)，通過嵌入式移動(dòng)信息工具，可實(shí)現(xiàn)對(duì)患者健康信息的共享，同時(shí)可最大程度減少醫(yī)院在信息化建設(shè)的投入成本，有利于推動(dòng)智慧醫(yī)療的建設(shè)和發(fā)展。