物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在某智慧醫(yī)院的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

宋海軍， 李厚哲

(同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司，上海 200092)

0 引言

現(xiàn)代化醫(yī)院的重要標(biāo)志之一是數(shù)字化，《全國(guó)醫(yī)院信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范(試行)》(2018年)、GB 50314-2015《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》是數(shù)字化醫(yī)院設(shè)計(jì)的主要規(guī)范依據(jù)。

隨著醫(yī)院數(shù)字化與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)的結(jié)合，數(shù)字醫(yī)院正邁向智慧醫(yī)院，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更是其核心之一，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用是智慧醫(yī)院的重要組成部分。隨著國(guó)家及地方的政策支持、計(jì)算處理能力和無線技術(shù)微型化等信息技術(shù)的進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)、新應(yīng)用層出不窮，在醫(yī)療行業(yè)呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的選擇是實(shí)現(xiàn)智慧醫(yī)院建設(shè)的重要保證。

本文結(jié)合某智慧醫(yī)院智能化專項(xiàng)設(shè)計(jì)工程，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在智慧醫(yī)院建設(shè)中的設(shè)計(jì)方法以及應(yīng)用技術(shù)的選擇進(jìn)行討論。

1 醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)

根據(jù)GB/T 33474-2016《物聯(lián)網(wǎng)-參考體系結(jié)構(gòu)》，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要包括感知、網(wǎng)絡(luò)通信、應(yīng)用、公共技術(shù)等。在醫(yī)療工程，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持院內(nèi)醫(yī)療信息、設(shè)備信息、藥品信息、人員及管理信息的數(shù)字化采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸、共享等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)人的智能化醫(yī)療服務(wù)和對(duì)物的智能化管理，物聯(lián)網(wǎng)與醫(yī)療健康IT系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，即“醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)”。

在智慧醫(yī)院建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)通技術(shù)促進(jìn)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療設(shè)備大幅增加，隨著設(shè)備數(shù)量大幅增加和管理的需求，又進(jìn)一步促進(jìn)了支持采集和傳輸醫(yī)療級(jí)別數(shù)據(jù)的傳感器、物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)系統(tǒng)及軟件的進(jìn)步。

通過醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)，打通融合醫(yī)療信息系統(tǒng)、樓宇智能化系統(tǒng)，對(duì)臨床醫(yī)療、住院護(hù)理、患者服務(wù)、院內(nèi)固定資產(chǎn)、醫(yī)療設(shè)備、高值耗材、后勤物資、人力資源、建筑環(huán)境實(shí)現(xiàn)綜合智能化管理與監(jiān)控，通過傳感設(shè)備對(duì)患者、醫(yī)護(hù)人員以及移動(dòng)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)醫(yī)療環(huán)境的動(dòng)態(tài)感知，以智慧化管理手段滿足醫(yī)療項(xiàng)目的智慧化管理需求，提升醫(yī)療領(lǐng)域整體服務(wù)水平和能力。

然而，在項(xiàng)目建設(shè)中，須結(jié)合實(shí)際需求選擇適用的應(yīng)用系統(tǒng)，不應(yīng)“一哄而上”，盲目追求“大而全”。首先，搭建全覆蓋的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)。以Wi-Fi、ZigBee、4G/5G等網(wǎng)絡(luò)接入手段，為醫(yī)院內(nèi)部提供物到物、物到人的通信通道；通過服務(wù)平臺(tái)，為各應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的接口，滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)基礎(chǔ)服務(wù)的要求。第二，選擇實(shí)施較為簡(jiǎn)單、能立即產(chǎn)生效果的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)應(yīng)用先期進(jìn)行建設(shè)，并隨著醫(yī)療業(yè)務(wù)的完善，逐漸擴(kuò)展醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。第三，要進(jìn)一步擴(kuò)展和深化院內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，打造基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)和虛擬醫(yī)院等智慧醫(yī)院建設(shè)。

2 項(xiàng)目頂層設(shè)計(jì)

項(xiàng)目位于深圳市東部，某三甲綜合醫(yī)院的新建外科綜合樓工程，由門診、醫(yī)技、手術(shù)、住院、康復(fù)、藥房等功能科室組成，建筑面積約14.7萬m2，地上23 層，地下2 層，病床900張。院方希望按照醫(yī)療、健康、養(yǎng)老一體化的醫(yī)院模式建設(shè)，以本項(xiàng)目提升整個(gè)院區(qū)的醫(yī)療健康服務(wù)能力和水平，促進(jìn)全院區(qū)的智慧醫(yī)院轉(zhuǎn)型。

結(jié)合院方打造智慧醫(yī)院的設(shè)想，從基礎(chǔ)智能化設(shè)計(jì)入手，采用IPV6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以物聯(lián)網(wǎng)AP實(shí)現(xiàn)全院無線覆蓋，接入運(yùn)營(yíng)商的5G信號(hào)等；結(jié)合提升便民服務(wù)、工作便捷、管理便捷等需求，設(shè)置醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)管理平臺(tái)建設(shè)。

2.1 應(yīng)用選擇

通過調(diào)研掌握醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)現(xiàn)狀、了解醫(yī)院未來信息化建設(shè)需求，考察深圳南山醫(yī)院等高水平醫(yī)院建設(shè)情況，結(jié)合新技術(shù)、新產(chǎn)品及市場(chǎng)應(yīng)用情況，綜合考慮項(xiàng)目預(yù)算、建設(shè)周期等方面內(nèi)容，展開醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。圖1所示為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組成。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)組成

本項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的選擇主要包括：(1)靈活高效的無線入侵報(bào)警系統(tǒng)、可視化巡更系統(tǒng)、多方信號(hào)互聯(lián)互通的全網(wǎng)無線對(duì)講系統(tǒng)；(2)覆蓋全院，防止追逐性、暴力傷醫(yī)的醫(yī)護(hù)隨身報(bào)警系統(tǒng)；(3)覆蓋全院，創(chuàng)建電子圍欄的特殊病患防走失系統(tǒng)；(4)覆蓋全院，改善患者就診體驗(yàn)，提高醫(yī)院服務(wù)水準(zhǔn)，向患者提供和就診流程相結(jié)合的院內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)；(5)輸液過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)提醒輸液進(jìn)度，減輕護(hù)士工作壓力，提升護(hù)理工作效率的智能輸液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；(6)快速盤點(diǎn)、定位追蹤、能耗管理的醫(yī)療設(shè)備能效管理系統(tǒng)；(7)對(duì)應(yīng)急救治標(biāo)準(zhǔn)化流程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行時(shí)間監(jiān)控與管理的急救時(shí)間管理系統(tǒng)；(8)實(shí)現(xiàn)醫(yī)療廢棄物從源頭到運(yùn)輸?shù)墓芾砗捅O(jiān)管的醫(yī)療廢棄物管理系統(tǒng)；(9)利用醫(yī)護(hù)智能工卡進(jìn)行實(shí)時(shí)位置信息，實(shí)時(shí)上傳，大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)人員定位及管理的系統(tǒng)等。

2.2 分步設(shè)施

第一，先行部署必備的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用子系統(tǒng)，如醫(yī)護(hù)隨身報(bào)警、院內(nèi)導(dǎo)航、無線入侵報(bào)警等。第二，對(duì)于醫(yī)療資產(chǎn)管理、無線輸液、特殊病患防走失等系統(tǒng)，還可以在部分科室先行“試點(diǎn)”，然后再全院推廣。第三，預(yù)留急救時(shí)間管理、醫(yī)療廢棄物管理系統(tǒng)等，并可適應(yīng)新技術(shù)提升要求。第四，未來對(duì)接智慧城市建設(shè)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程社區(qū)醫(yī)療服務(wù)、3D虛擬醫(yī)院的智慧醫(yī)院建設(shè)。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同運(yùn)營(yíng)平臺(tái)

搭建物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同運(yùn)營(yíng)平臺(tái)(圖2)，將各子系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)一管理、信息資源共享，任何異常情況均可形成系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，制定預(yù)案排演應(yīng)對(duì)突發(fā)情況；平臺(tái)系統(tǒng)信息同時(shí)具備“大數(shù)據(jù)”特征，可通過各個(gè)子系統(tǒng)信息進(jìn)行信息采集、統(tǒng)計(jì)和分析，對(duì)于安全分析、管理決策做出數(shù)據(jù)支撐。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同運(yùn)營(yíng)平臺(tái)

通過統(tǒng)一服務(wù)窗口，基礎(chǔ)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)交換部署、邏輯運(yùn)算、應(yīng)用門戶等所有資源的利用。通過平臺(tái)的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)符合醫(yī)院應(yīng)用的多個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景彼此互聯(lián)互通，搭建物聯(lián)網(wǎng)智慧醫(yī)院的體系。

3 主要應(yīng)用系統(tǒng)簡(jiǎn)介

3.1 醫(yī)療設(shè)備能效管理系統(tǒng)

為醫(yī)療設(shè)備串接帶有功耗檢測(cè)功能的物聯(lián)網(wǎng)模塊，通過功耗波動(dòng)曲線判斷設(shè)備開機(jī)/待機(jī)/檢測(cè)等狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)醫(yī)務(wù)人員工作績(jī)效；自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析不同類別設(shè)備的利用效率和使用次數(shù)，為設(shè)備資源的合理調(diào)配以及采購(gòu)提供管理決策參考；通過大數(shù)據(jù)形成各自管理分析報(bào)表支撐決策，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備的投資使用率監(jiān)管；系統(tǒng)支持設(shè)定維修保養(yǎng)的預(yù)警時(shí)長(zhǎng)，根據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)工作時(shí)間預(yù)警，控制風(fēng)險(xiǎn)，規(guī)避醫(yī)療事故發(fā)生。

3.2 院內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)

門診大廳設(shè)置智能導(dǎo)航機(jī)，基于室內(nèi)定位技術(shù)，向患者提供和就診流程相結(jié)合的導(dǎo)航，提供按就診流程自動(dòng)導(dǎo)航、用戶自搜索導(dǎo)航、室內(nèi)位置分享、院外導(dǎo)診、反向?qū)ぼ嚨戎T多功能，為患者提供基于移動(dòng)端的院內(nèi)導(dǎo)航服務(wù)，動(dòng)態(tài)連續(xù)指引，對(duì)接動(dòng)態(tài)就診信息，猶如專人引導(dǎo)，有效提升患者就診效率，改善患者實(shí)際就診體驗(yàn)。

3.3 無線冷鏈管理系統(tǒng)

對(duì)醫(yī)院藥庫(kù)、檢驗(yàn)科、生化室、血庫(kù)、污染區(qū)等藥品監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用物聯(lián)網(wǎng)溫度傳感器實(shí)時(shí)掌握溫、濕度數(shù)據(jù)，主動(dòng)發(fā)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至物聯(lián)網(wǎng)基站，再發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集引擎，在冷鏈管理系統(tǒng)中通過實(shí)現(xiàn)圖形化展示，當(dāng)溫度異常時(shí)，可通過短信或郵件等方式告警。

3.4 手術(shù)器械追蹤系統(tǒng)

對(duì)每一把手術(shù)器械安裝RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院消毒供應(yīng)科對(duì)器械的實(shí)時(shí)管理，建立自動(dòng)化電子檔案，追蹤每一把器械的消毒流程，保證器械進(jìn)行完整嚴(yán)格的消毒。確保每一臺(tái)手術(shù)的所有器械在手術(shù)前和手術(shù)后的100%匹配，做到無丟失及定位管理。

3.5 醫(yī)療廢棄物管理系統(tǒng)

利用定位系統(tǒng)提供的準(zhǔn)確位置信息和醫(yī)療回收車或醫(yī)療廢棄袋上安裝 RFID 標(biāo)簽相結(jié)合，記錄工作人員在院內(nèi)收集、搬運(yùn)醫(yī)療廢棄物時(shí)是否遵循固定的路線，集中堆放于醫(yī)院專設(shè)的醫(yī)用廢棄物房?jī)?nèi)，密閉保存，防止污染周圍環(huán)境，確保疾控部門可直接的獲得第一手的醫(yī)用廢棄物管理信息。

4 結(jié)束語(yǔ)

醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)，展示了其在醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用的巨大潛力?！案兄】?、智慧醫(yī)療”是醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的效果，其核心作用是對(duì)醫(yī)療服務(wù)流程的有效重塑，以信息化技術(shù)突破醫(yī)療服務(wù)的時(shí)間、空間和資源的限制，提供醫(yī)療服務(wù)的創(chuàng)新模式。醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展帶來的影響，直觀地表現(xiàn)在更高的患者參與度、更佳的治療效果、更少的醫(yī)療錯(cuò)誤以及更好的患者體驗(yàn)上。