我國(guó)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)及其發(fā)展應(yīng)用

王之晨，馮靖祎

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院 醫(yī)工信息部，浙江 杭州 310003

引言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、醫(yī)療科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、人民生活質(zhì)量的提升以及計(jì)劃生育政策等因素的影響，我國(guó)人口老齡化趨勢(shì)日益加劇[1]。老齡化將給醫(yī)療資源的供給和分配帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。此外，人民生活節(jié)奏的加快、運(yùn)動(dòng)的缺乏、飲食習(xí)慣的變化等加劇了慢性病的上升趨勢(shì)，導(dǎo)致了長(zhǎng)期用藥及疾病管理成本的產(chǎn)生，造成了國(guó)家醫(yī)療開始的增加。與此同時(shí)，“看病難、看病貴、看病繁”問(wèn)題日益突出，已成為我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)急需解決的難題[2]。

2017年1月，國(guó)務(wù)院頒布《“十三五”深化醫(yī)藥衛(wèi)生制度改革規(guī)劃》，明確提出發(fā)展智慧健康產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)與健康服務(wù)深度融合，為健康產(chǎn)業(yè)植入“智慧之芯”[3-4]。物聯(lián)網(wǎng)作為智慧健康產(chǎn)業(yè)的核心驅(qū)動(dòng)和關(guān)鍵基礎(chǔ)，是一種由計(jì)算設(shè)備、機(jī)械、數(shù)字機(jī)器組成并且相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，每一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都會(huì)具備通用唯一識(shí)別碼，并具有傳輸數(shù)據(jù)至網(wǎng)絡(luò)的能力，無(wú)需人與人或是人與設(shè)備的交互。物聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)實(shí)世界數(shù)字化，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的方式傳輸和處理數(shù)據(jù)，為云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)提供了強(qiáng)有力的支持，從而為解決“看病難、看病貴、看病繁”提供了新的手段，對(duì)全面推進(jìn)健康中國(guó)建設(shè)的目標(biāo)具有重要的意義[5-6]。

本文介紹了以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)[7]，其充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)療資源的科學(xué)合理分配以及優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的下沉，為分級(jí)診療的實(shí)現(xiàn)提供強(qiáng)有力的工具，并且實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，從而更有效地利用區(qū)域內(nèi)的資源。

1 智慧醫(yī)療系統(tǒng)概述

1.1 智慧醫(yī)療概述

2009年，IBM公司提出了通過(guò)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算將現(xiàn)實(shí)世界和信息世界相連接，從而達(dá)到互聯(lián)化、物聯(lián)化、智能化的“智慧地球”戰(zhàn)略，希望通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用，使人類擁有更科學(xué)的日常生活和生產(chǎn)的管理模式，并且可以實(shí)現(xiàn)更動(dòng)態(tài)的精細(xì)化管理方式，提高資源的分配利用效率和生產(chǎn)力水平[8]。

作為“智慧地球”的重要組成部分之一，智慧醫(yī)療是指通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療信息的共享、連通，建立統(tǒng)一、高效、實(shí)時(shí)、互通的疾病研究、預(yù)防、診斷、治療體系，從而讓患者或者健康人群在不受空間與時(shí)間限制的情況下，實(shí)時(shí)地得到及時(shí)的、便捷的、公平的醫(yī)療及健康服務(wù)[8]。智慧醫(yī)療系統(tǒng)是基于現(xiàn)有的公共衛(wèi)生信息平臺(tái)，利用物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)，通過(guò)將各級(jí)公共衛(wèi)生系統(tǒng)的信息進(jìn)行整合，形成集指揮、應(yīng)急、管理監(jiān)督為一體的信息網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)患者與醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)院、公共衛(wèi)生組織之間的高度協(xié)同，逐步實(shí)現(xiàn)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)整體的信息化[9]。

1.2 智慧醫(yī)療系統(tǒng)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)況

作為世界范圍內(nèi)的先行者，早于20世紀(jì)70年代，美國(guó)就開始了醫(yī)療信息化的建設(shè)，并采取了如頒布《健康保險(xiǎn)流通與責(zé)任法案》（Health Insurance Portability and Accountability，HIPPA）、發(fā)布總統(tǒng)行政令成立醫(yī)療信息技術(shù)國(guó)家協(xié)調(diào)員辦公室以及頒布《經(jīng)濟(jì)和臨床健康信息技術(shù)法案》（Health Information Technology for Economic and Clinical Health，HITECH）等方式，通過(guò)“胡蘿卜”+“大棒”的方法推動(dòng)醫(yī)療信息化的發(fā)展。同期，歐盟、日本與韓國(guó)也相繼提出了促進(jìn)信息技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)醫(yī)療信息化建設(shè)的發(fā)展方針。美國(guó)智慧醫(yī)療系統(tǒng)的建設(shè)，經(jīng)歷了從自發(fā)建設(shè)到政策推廣的轉(zhuǎn)變，以2009年為分水嶺，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)HITECH法案，提出了有效使用（Meaningful Use，MU）概念，并設(shè)置明確的獎(jiǎng)罰措施，以推廣智慧醫(yī)療系統(tǒng)[10]。MU被分為三個(gè)階段，分別為：著重于醫(yī)療數(shù)據(jù)獲取和存儲(chǔ)的第一階段、強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)在醫(yī)院部門間共享和交互的第二階段、以及大力發(fā)展區(qū)域信息互聯(lián)互通的第三階段[11]。并且，通過(guò)美國(guó)醫(yī)療信息與管理系統(tǒng)學(xué)會(huì)（Healthcare Information and Management Systems Society，HIMSS）建立的針對(duì)醫(yī)療信息化在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的建設(shè)和應(yīng)用水平評(píng)價(jià)模型，來(lái)評(píng)估醫(yī)療機(jī)構(gòu)在每個(gè)階段的發(fā)展程度，其中HIMSS的4級(jí)對(duì)應(yīng)第一階段的要求，5～6級(jí)對(duì)應(yīng)第二階段的要求，7級(jí)對(duì)應(yīng)第三階段的要求。在2015年，美國(guó)大型醫(yī)院HIMSS等級(jí)5的普及率已達(dá)到67%，而至2018年，基礎(chǔ)智慧醫(yī)療系統(tǒng)在美國(guó)大型醫(yī)院的普及率已超過(guò)95%。隨著智慧醫(yī)療系統(tǒng)的普及，美國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生支出總額占GDP比重增長(zhǎng)趨勢(shì)得到了有效的控制。

1.3 智慧醫(yī)療系統(tǒng)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)況

我國(guó)智慧醫(yī)療系統(tǒng)起步于2004年，相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，起步較晚，其發(fā)展歷程如圖1所示?，F(xiàn)階段，中國(guó)智慧醫(yī)療系統(tǒng)的建設(shè)正在逐步從收支管理為主的醫(yī)院信息化初級(jí)階段過(guò)渡到以臨床信息為主的高級(jí)階段[12]。智慧醫(yī)療系統(tǒng)的研究與運(yùn)用逐漸往深層次發(fā)展，開始從早先側(cè)重于經(jīng)濟(jì)方面的運(yùn)行管理，延伸至臨床應(yīng)用和管理決策的方面[12]，穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)了從“以費(fèi)用為中心”向“以患者為中心”的轉(zhuǎn)變[13]。目前，大部分醫(yī)院已經(jīng)開展了智慧醫(yī)療系統(tǒng)建設(shè)，大多數(shù)以醫(yī)院信息系統(tǒng)（Hospital Information System，HIS）為主。HIS的應(yīng)用基本成熟并逐步拓展應(yīng)用。臨床信息系統(tǒng)（Clinical Information System，CIS）、醫(yī)療影像儲(chǔ)傳系統(tǒng)、放射科信息系統(tǒng)等系統(tǒng)應(yīng)用逐漸成熟并得到推廣，但是整合難度較大，目前發(fā)展緩慢。相較于國(guó)外，國(guó)內(nèi)智慧醫(yī)療系統(tǒng)尚有較大的差距，根據(jù)2020中華醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)大會(huì)上披露的數(shù)據(jù)，2019年，我國(guó)三級(jí)醫(yī)院電子病歷平均應(yīng)用水平為3.11級(jí)，二級(jí)醫(yī)院平均應(yīng)用水平為1.59級(jí)，且截至2019年，國(guó)內(nèi)通過(guò)五級(jí)及以上的醫(yī)療機(jī)構(gòu)只有85家，并且，全國(guó)醫(yī)院智慧服務(wù)評(píng)級(jí)平均分僅為0.33級(jí)，而美國(guó)通過(guò)HMISS等級(jí)5級(jí)及以上的醫(yī)院，在2017年的占比就已高達(dá)70%。并且，由于國(guó)內(nèi)智慧醫(yī)療投資總體規(guī)模較低，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異和醫(yī)院的級(jí)別不同，導(dǎo)致信息化發(fā)展不均衡，中小型醫(yī)院以及農(nóng)村醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的智慧醫(yī)療建設(shè)尚處于起步階段。此外，國(guó)內(nèi)智慧醫(yī)療領(lǐng)域起步較晚，智慧醫(yī)療供應(yīng)商呈小、多、散和低水平競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)象還沒(méi)有得到根本性的轉(zhuǎn)變，這導(dǎo)致了不同提供商的系統(tǒng)之間對(duì)接難，信息化整合程度和使用效率低、數(shù)據(jù)的錄入耗時(shí)長(zhǎng)、平臺(tái)重復(fù)建設(shè)等問(wèn)題。

圖1 中國(guó)智慧醫(yī)療系統(tǒng)發(fā)展歷程

1.4 智慧醫(yī)療系統(tǒng)國(guó)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)

隨著智慧醫(yī)療在國(guó)內(nèi)的逐步推廣，醫(yī)院產(chǎn)出的數(shù)據(jù)呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)提出了更高的要求。通過(guò)云端對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行管理具有按需分配的特點(diǎn)，云技術(shù)已可以將存儲(chǔ)資源、服務(wù)器等虛擬化，為不斷增長(zhǎng)的醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理需求提供了解決方案。同時(shí)，由于國(guó)內(nèi)醫(yī)療行業(yè)區(qū)域發(fā)展不平衡不充分，并且相較于發(fā)達(dá)國(guó)家醫(yī)院的信息化建設(shè)投入在年度總預(yù)算中的比例，國(guó)內(nèi)大部分醫(yī)院都有不小的差距，并且投入增長(zhǎng)緩慢[14]，見(jiàn)圖2。因此，智慧醫(yī)療系統(tǒng)會(huì)逐漸向區(qū)域性發(fā)展，以區(qū)域內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)三甲醫(yī)院為中心，以輻射的方式連接區(qū)域內(nèi)所有醫(yī)院及公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源下沉。此外，智慧醫(yī)療系統(tǒng)的發(fā)展將為未來(lái)抗擊、預(yù)防突發(fā)公共衛(wèi)生事件提供重要的方式和手段，同時(shí)對(duì)提升落后地區(qū)醫(yī)療服務(wù)水平和質(zhì)量有著重大的幫助。

圖2 2009—2020年中國(guó)公立醫(yī)院信息化投入占總預(yù)算比例

2 智慧醫(yī)療系統(tǒng)特點(diǎn)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)醫(yī)療模式，有互聯(lián)互通、協(xié)作性、預(yù)防性、普及性、激發(fā)創(chuàng)新性以及可靠性等特點(diǎn)。

2.1 互聯(lián)互通

智慧醫(yī)療系統(tǒng)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，將醫(yī)院電子病歷、各類醫(yī)療器械及傳感器等收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)患者數(shù)據(jù)持續(xù)性的記錄?；颊呖梢宰灾鬟x擇更換醫(yī)生或者醫(yī)院，并且經(jīng)過(guò)授權(quán)的醫(yī)生能夠隨時(shí)查閱患者的病歷、病史、治療措施和保險(xiǎn)細(xì)則[15]。

2.2 協(xié)作性

智慧醫(yī)療系統(tǒng)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的數(shù)據(jù)采集和通信，保證了系統(tǒng)的兼容性和拓展性[16]，以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間對(duì)醫(yī)療信息與醫(yī)療資源的共享，解決了信息孤島的問(wèn)題[17]。

2.3 預(yù)防性

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的捕獲、感知、測(cè)量和傳遞，智慧醫(yī)療可以通過(guò)邊緣計(jì)算、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析和人工智能等方式快速地對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而更快地發(fā)現(xiàn)重大病癥或者公共衛(wèi)生事件的征兆，并及時(shí)響應(yīng)和處理。

2.4 普及性

導(dǎo)致國(guó)內(nèi)“看病難、看病貴、看病繁”問(wèn)題的主要原因是醫(yī)療資源不平衡，患者由于對(duì)基層醫(yī)療水平的不信任[18]，偏好去大城市尋求優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源，這種行為普遍化加劇了優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的短缺，反過(guò)來(lái)又消耗和制約了大城市的優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源下沉。智慧醫(yī)療系統(tǒng)通過(guò)將一個(gè)區(qū)域內(nèi)的醫(yī)療資源進(jìn)行整合，讓鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院和社區(qū)醫(yī)院無(wú)縫地連接到中心醫(yī)院[19]，以便可以實(shí)時(shí)地獲取專家建議、安排轉(zhuǎn)診和接受訓(xùn)練，讓患者在基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)就能獲得權(quán)威診斷，更好地讓優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源下沉，幫助推動(dòng)建立科學(xué)、合理、有序的分級(jí)診療機(jī)制[20]。

2.5 激發(fā)創(chuàng)新性

智慧醫(yī)療系統(tǒng)采用了大量高新技術(shù)，在降低醫(yī)療工作者的壓力的同時(shí)，也給予了創(chuàng)新的工具。新科技的應(yīng)用可以進(jìn)一步推動(dòng)臨床創(chuàng)新和研究，提升知識(shí)和過(guò)程處理能力。

2.6 可靠性

智慧醫(yī)療系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，獲取海量醫(yī)療數(shù)據(jù)，通過(guò)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的支持，不僅可以讓醫(yī)生能夠搜索、分析和應(yīng)用大量數(shù)據(jù)來(lái)支持診斷，也可以確保患者的數(shù)據(jù)安全。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)框架

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層4層架構(gòu)[2,21-22]，見(jiàn)圖3。

圖3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)總體框架

3.1 感知層

感知層實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的識(shí)別感知、信息采集，是物理世界和信息世界的重要橋梁。感知層包括負(fù)責(zé)感知、識(shí)別的感知終端以及負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)的終端傳輸模塊。作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，感知終端對(duì)環(huán)境、人和物的監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)采集，為精細(xì)化管理提供了重要支撐。

3.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，把數(shù)據(jù)從感知層傳輸至平臺(tái)層。網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂胶蛥f(xié)議又分為數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。主流的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議可以分為四類：近距離通信、遠(yuǎn)距離蜂窩通信、遠(yuǎn)距離非蜂窩通信和有線通信，每種主流數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的優(yōu)劣勢(shì)，見(jiàn)表1。通過(guò)對(duì)各協(xié)議優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)的理解，可更好地選擇適用特定協(xié)議的環(huán)境，如NFC協(xié)議可用于門禁管理系統(tǒng)等。

表1 物聯(lián)網(wǎng)中使用的主流數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議

3.3 平臺(tái)層

平臺(tái)層，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備和資產(chǎn)的“管、控、營(yíng)”一體化服務(wù)[23]，主要滿足設(shè)備、數(shù)據(jù)和運(yùn)營(yíng)三個(gè)方面。平臺(tái)層的運(yùn)用能真正體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的解決方案，既向下連接和管理感知層，又向上提供開發(fā)能力和統(tǒng)一接口[23]。智慧醫(yī)療系統(tǒng)的平臺(tái)層自下而上分別為預(yù)處理平臺(tái)和數(shù)據(jù)平臺(tái)，感知層獲取的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層傳輸之后到達(dá)各區(qū)域的邊緣網(wǎng)關(guān)，邊緣網(wǎng)關(guān)具有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選以及預(yù)處理的能力，即邊緣計(jì)算。邊緣計(jì)算指利用靠近數(shù)據(jù)源的邊緣地帶來(lái)完成的運(yùn)算程序[24]。通過(guò)感知層設(shè)備獲取信息之后，邊緣網(wǎng)關(guān)對(duì)實(shí)時(shí)、短周期數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以及優(yōu)化，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和脫敏，減少上傳至霧計(jì)算和云計(jì)算平臺(tái)的無(wú)用數(shù)據(jù)[25]。霧計(jì)算指將感知層的數(shù)據(jù)傳輸至區(qū)域性分散布置，具有存儲(chǔ)器的運(yùn)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析和處理。邊緣計(jì)算適合對(duì)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和智能化處理，能夠更好地支持本地業(yè)務(wù)及時(shí)處理執(zhí)行[26]。平臺(tái)層的合理運(yùn)用可以很好地解決大量數(shù)據(jù)上傳導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)塞車現(xiàn)象，并且在本地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選與儲(chǔ)存，也可以保證醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性以及對(duì)云計(jì)算平臺(tái)的有效利用[27]。

3.4 應(yīng)用層

通過(guò)對(duì)平臺(tái)層數(shù)據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行應(yīng)用的平臺(tái)即為應(yīng)用層，應(yīng)用層的對(duì)象為終端用戶，即醫(yī)療機(jī)構(gòu)、個(gè)人、家庭、政府、企業(yè)和銀行等。智慧醫(yī)療的應(yīng)用層根據(jù)對(duì)象和范圍分為三個(gè)環(huán)境，即家庭健康管理、區(qū)域健康管理和智慧醫(yī)院管理。家庭健康管理可以通過(guò)使用可穿戴設(shè)備以及家用醫(yī)療設(shè)備等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)老年人的實(shí)時(shí)健康管理；區(qū)域健康管理可以通過(guò)將區(qū)域內(nèi)的各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、健康服務(wù)機(jī)構(gòu)和其他公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)接和醫(yī)療資源的共享，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)公共衛(wèi)生信息的管理和智能遠(yuǎn)程醫(yī)療；智慧醫(yī)院管理通過(guò)對(duì)醫(yī)療設(shè)備、患者病房、院內(nèi)資源、財(cái)務(wù)系統(tǒng)等進(jìn)行統(tǒng)一化的管理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療工作者的負(fù)擔(dān)減輕以及對(duì)患者服務(wù)的提升。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)應(yīng)用

4.1 家庭健康管理系統(tǒng)

以物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線互聯(lián)的技術(shù)為基礎(chǔ)，智慧醫(yī)療系統(tǒng)得以從醫(yī)療機(jī)構(gòu)擴(kuò)展到個(gè)人和家庭中。并且，隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，微型、低功耗、高精度的無(wú)線傳感器從而普及，各類可穿戴式、非接觸式健康監(jiān)測(cè)設(shè)備在個(gè)人和家庭中逐漸得以推廣[28]。

其中各類高度集成的可穿戴設(shè)備可以實(shí)時(shí)地收集個(gè)人健康數(shù)據(jù)，并且通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)終端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)儲(chǔ)存及分析。通過(guò)各類可穿戴設(shè)備的組合，構(gòu)成專注于個(gè)人健康的智慧醫(yī)療系統(tǒng)。通過(guò)傳感器獲取的真實(shí)世界數(shù)據(jù)與電子病歷相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)院內(nèi)與院外的全周期健康管理，同時(shí)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控的方式，能夠及時(shí)對(duì)個(gè)人的健康狀況進(jìn)行預(yù)警、診斷與治療[28]。例如，通過(guò)結(jié)合監(jiān)測(cè)血壓、血氧、肌電圖等生理參數(shù)的智能手環(huán)和睡眠監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)控個(gè)人睡眠問(wèn)題，一旦睡眠監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)到睡眠呼吸暫停，且血氧濃度低于警戒值，智能手環(huán)便會(huì)發(fā)出警報(bào)，并自動(dòng)記入個(gè)人睡眠檔案中，當(dāng)睡眠呼吸暫停發(fā)生逐漸頻繁時(shí)，便會(huì)通過(guò)手機(jī)推送就醫(yī)提醒，并在確認(rèn)就醫(yī)之后，賦予所預(yù)約的醫(yī)生訪問(wèn)個(gè)人睡眠記錄的權(quán)限，方便醫(yī)生更好地進(jìn)行診斷[29]。

各類非接觸式傳感器的普及，讓以家庭為單位的健康監(jiān)測(cè)成為可能。通過(guò)對(duì)以跌倒監(jiān)控器、家用血壓計(jì)、嬰兒呼吸監(jiān)測(cè)儀、非接觸睡眠監(jiān)測(cè)儀等為代表的非接觸式傳感器的設(shè)置，并結(jié)合可穿戴設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭成員的各項(xiàng)健康指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。例如，通過(guò)跌倒傳感器、聲音傳感器以及邊緣網(wǎng)關(guān)相結(jié)合的方式，可以很好地監(jiān)控老人跌倒情況，一旦老人跌倒或呼救，傳感器通過(guò)視覺(jué)深度、陀螺儀、聲音分析等方式檢測(cè)到后立即傳輸至網(wǎng)關(guān)，并經(jīng)由網(wǎng)關(guān)連通至老人所在地社區(qū)的衛(wèi)生服務(wù)信息系統(tǒng)以及最近的醫(yī)院急救系統(tǒng)，以最快的速度為老人提供急救措施。

家庭健康管理通過(guò)對(duì)可穿戴技術(shù)與非接觸式傳感器技術(shù)的運(yùn)用，以及與區(qū)域醫(yī)療系統(tǒng)的互通互聯(lián)，提供了一種不受時(shí)間與空間限制，且不影響個(gè)人生活質(zhì)量的實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)方案，對(duì)老年人的看護(hù)以及慢性病的預(yù)防和治療有著十分重要的意義。

4.2 醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)

基于對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用以及智慧醫(yī)療系統(tǒng)互聯(lián)互通特點(diǎn)的利用，醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)在智慧醫(yī)院管理中占據(jù)重要地位。隨著科技的快速發(fā)展，現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備呈現(xiàn)大型化、超小型化、運(yùn)行高速化、功能高級(jí)化、自動(dòng)化、復(fù)雜化等發(fā)展趨勢(shì)。復(fù)雜的高度集成醫(yī)療設(shè)備在維修和維護(hù)方面為醫(yī)院帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)[30]。在醫(yī)療設(shè)備的種類和數(shù)量不斷上升的前提下，傳統(tǒng)的醫(yī)療設(shè)備管理模式已經(jīng)無(wú)法滿足對(duì)醫(yī)療設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、精細(xì)化管理和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)管理等需求，這些都是現(xiàn)代醫(yī)院管理中亟待解決的問(wèn)題。

智慧醫(yī)療系統(tǒng)中的醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、唯一器械標(biāo)識(shí)（Unique Device Identification，UDI）以及全球標(biāo)準(zhǔn)1（Globe Standard 1，GS1）等為基礎(chǔ)[31]，根據(jù)醫(yī)療設(shè)備是否依靠能源發(fā)揮其功能，對(duì)醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行管理?；贕S1標(biāo)準(zhǔn)的UDI由器械標(biāo)識(shí)靜態(tài)信息以及生產(chǎn)標(biāo)識(shí)動(dòng)態(tài)信息（Application Identifier，PI）兩部分組成[32]，主要囊括了醫(yī)療設(shè)備的名稱、廠家、規(guī)格、包裝、生產(chǎn)日期、失效日期、批號(hào)和序列號(hào)等基本信息。因在醫(yī)療器械使用過(guò)程中產(chǎn)生的信息，如供應(yīng)商信息、購(gòu)置時(shí)間、醫(yī)院內(nèi)編碼、購(gòu)置科室、購(gòu)置原因及用途、設(shè)備負(fù)責(zé)人、設(shè)備位置、使用記錄、維護(hù)及維修信息等，可稱為使用信息[33]。醫(yī)療設(shè)備的基礎(chǔ)信息和使用信息是醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[34]。

對(duì)于無(wú)源醫(yī)療設(shè)備，如手術(shù)刀、注射器等醫(yī)療耗材，通過(guò)將耗材本身的UDI以及醫(yī)院管理系統(tǒng)生成的編碼相對(duì)應(yīng)，耗材入庫(kù)時(shí)直接使用RFID電子標(biāo)簽承載關(guān)鍵信息，對(duì)內(nèi)通過(guò)RFID技術(shù)識(shí)別耗材在院內(nèi)流轉(zhuǎn)的全部過(guò)程，對(duì)外通過(guò)UDI對(duì)耗材進(jìn)行物資溯源，從而實(shí)現(xiàn)醫(yī)用耗材的自動(dòng)化無(wú)人管理[35]。而對(duì)于有源醫(yī)療設(shè)備的管理，利用設(shè)備運(yùn)行時(shí)流通的電流，通過(guò)將由單片機(jī)、電流傳感器與信號(hào)傳輸模塊組成的監(jiān)測(cè)模塊安裝在設(shè)備電源插頭處的方式，來(lái)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況，并實(shí)時(shí)將運(yùn)行情況傳輸至附近邊緣網(wǎng)關(guān)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，然后在經(jīng)由網(wǎng)關(guān)傳輸至院內(nèi)醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)中的設(shè)備在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)中。在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)通過(guò)整合所有同類設(shè)備的運(yùn)行狀況，進(jìn)行單個(gè)設(shè)備與所有設(shè)備使用狀況的參考比較，并建立科學(xué)有效的醫(yī)療設(shè)備使用狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從而預(yù)測(cè)設(shè)備的生命周期[35]；并且，通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)，來(lái)預(yù)測(cè)設(shè)備易損件剩余的可使用時(shí)間，并以進(jìn)度條的方式來(lái)顯示，當(dāng)設(shè)備易損件接近剩余壽命并會(huì)觸發(fā)預(yù)警。

醫(yī)療設(shè)備管理系統(tǒng)以流程優(yōu)化為核心，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段和智能化設(shè)施設(shè)備，讓醫(yī)用耗材、有源設(shè)備等產(chǎn)品在供應(yīng)、分揀、配送、監(jiān)測(cè)、維修等環(huán)節(jié)的效率有了長(zhǎng)足提升，并且為管理人員提供了科學(xué)合理地醫(yī)學(xué)設(shè)備購(gòu)置、使用和維護(hù)方案，從而顯著降低醫(yī)院管理的各方面成本，并能有效地提升醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。

4.3 區(qū)域健康管理系統(tǒng)

通過(guò)整合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲取的健康數(shù)據(jù)，并利用智慧醫(yī)療系統(tǒng)互聯(lián)互通的特性建立的區(qū)域健康管理系統(tǒng)，是連接區(qū)域內(nèi)的醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)基本業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和共享平臺(tái)，是不同系統(tǒng)間進(jìn)行信息整合的基礎(chǔ)和載體[36]。

區(qū)域健康管理系統(tǒng)作為智慧醫(yī)療系統(tǒng)中連接個(gè)人與醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的橋梁，以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和共享機(jī)制為基礎(chǔ)，以健康檔案為核心，將個(gè)人、家庭、醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)提供機(jī)構(gòu)、公共衛(wèi)生專業(yè)機(jī)構(gòu)、衛(wèi)生行政部門等有機(jī)聯(lián)合在一起，從而更好地解決“信息煙囪”和“信息孤島”的問(wèn)題[37]，并且大大提高公共衛(wèi)生相關(guān)部門的管理能力和應(yīng)急反應(yīng)速度。例如，在面對(duì)傳染病或公共衛(wèi)生事件初期時(shí)，疾病預(yù)防控制中心可以實(shí)時(shí)獲取醫(yī)院、基層衛(wèi)生服務(wù)機(jī)構(gòu)、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)組織中的疾病個(gè)案信息[38]，并通過(guò)大數(shù)據(jù)分析所在區(qū)域內(nèi)的傳染病情況，同時(shí)，通過(guò)完善的實(shí)時(shí)傳染病上報(bào)機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)傳染病的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警預(yù)報(bào)。而當(dāng)處于傳染病或疫情爆發(fā)階段時(shí)，疾病控制中心以及突發(fā)公共衛(wèi)生事件處置機(jī)構(gòu)可以與運(yùn)營(yíng)商合作，利用RFID、GPS、Wi-Fi等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，快速定位傳染源、確定傳播途徑、找到密切接觸者，并且統(tǒng)一調(diào)度區(qū)域內(nèi)的醫(yī)療資源，通過(guò)全流程的統(tǒng)一管理，將傳染病帶來(lái)的傷害降到最低。

區(qū)域健康管理系統(tǒng)將各層級(jí)、各領(lǐng)域之間的組織機(jī)構(gòu)相連接，提供了一個(gè)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)公共衛(wèi)生信息的實(shí)時(shí)共享，從而為提高醫(yī)療服務(wù)效率、服務(wù)質(zhì)量、醫(yī)療服務(wù)的可及性[38]，降低醫(yī)療成本及降低醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)提供有力的手段。

5 總結(jié)與展望

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)通過(guò)對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)有效的收集，通過(guò)邊緣計(jì)算、霧計(jì)算完成數(shù)據(jù)的預(yù)處理及篩選，再經(jīng)由云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)完成對(duì)醫(yī)療數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)及研究，最后以網(wǎng)絡(luò)為載體，實(shí)時(shí)傳輸和共享處理結(jié)果。智慧醫(yī)療系統(tǒng)的普及可以有效提高優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源利用率、降低人民就醫(yī)時(shí)間和成本、改變受時(shí)間和空間限制的傳統(tǒng)就醫(yī)模式、減輕人口老齡化對(duì)醫(yī)療系統(tǒng)帶來(lái)的壓力，并且有利于促進(jìn)傳統(tǒng)診療模式從治療到預(yù)防的轉(zhuǎn)變?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)將為人民帶來(lái)了優(yōu)質(zhì)的就醫(yī)體驗(yàn)、為醫(yī)療工作者了減輕工作負(fù)擔(dān)、為公共衛(wèi)生組織提升了管理效率，是減輕人口老齡化壓力、推動(dòng)健康中國(guó)建設(shè)的重要手段。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)將會(huì)成為人民日常生活中不可或缺的一部分。然而，健康數(shù)據(jù)一致性標(biāo)準(zhǔn)的缺失、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的不一致等問(wèn)題人仍是智慧醫(yī)療系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中亟需解決的難題，只有通過(guò)政府和社會(huì)各界人士的共同協(xié)作，才會(huì)為智慧醫(yī)療系統(tǒng)鋪平發(fā)展的道路。