基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧醫(yī)療信息化關(guān)鍵技術(shù)研究

趙文鋒 賴曉軍 蘆蕾

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智慧醫(yī)療；信息化；多模態(tài)信息融合技術(shù)

21世紀(jì)，居民物質(zhì)生活水平得到了顯著提升，居民對醫(yī)療需求不斷增加，對醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量也提出了更高的要求。如何提升就醫(yī)效率、優(yōu)化服務(wù)質(zhì)量、控制醫(yī)療成本是各大醫(yī)院值得思考的問題。物聯(lián)網(wǎng)時代，智慧化醫(yī)療信息化建設(shè)是醫(yī)院發(fā)展大勢所趨。如今，數(shù)字化發(fā)展理念正在加速融人醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)，對于開展精準(zhǔn)醫(yī)療服務(wù)、確保醫(yī)療質(zhì)量安全有著重要的意義。隨著云計(jì)算、5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI智能等技術(shù)的發(fā)展，智慧醫(yī)療的應(yīng)用場景越來越多，同時催生了智能化產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級，其應(yīng)用前景廣闊，掌握智慧醫(yī)療信息化的關(guān)鍵技術(shù)對于智慧醫(yī)療的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。

1智慧醫(yī)療模式的內(nèi)涵

隨著數(shù)字化進(jìn)程的不斷加快，國內(nèi)公共醫(yī)療管理系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也被提上了日程。如今，國內(nèi)的醫(yī)療管理系統(tǒng)存在成本高、效率低、看病難等問題，這些醫(yī)療問題成為近年來社會關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，智慧醫(yī)療平臺應(yīng)運(yùn)而生，它將基于數(shù)字化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，用于解決醫(yī)療系統(tǒng)信息不暢、資源分配不均以及運(yùn)維監(jiān)控不全面等問題，全面提高醫(yī)療服務(wù)的智能化。智慧醫(yī)療模式下，診療程序更加方便、快捷，如手機(jī)“一鍵”預(yù)約掛號、線上繳費(fèi)結(jié)算、遠(yuǎn)程診斷病情。慢性病患者建立電子病歷，有利于病史管理，預(yù)防疾病發(fā)生[1]。不僅如此，智慧醫(yī)療在解決看病難問題中也發(fā)揮著重要的作用。智慧醫(yī)療能夠?yàn)猷l(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)提供豐富的醫(yī)療資源，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程會診，利用自助機(jī)取檢驗(yàn)結(jié)果，節(jié)省了診療時間?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”就醫(yī)方式讓越來越多的患者真切感受到“智慧醫(yī)療”帶來的便利。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧醫(yī)療模式的意義

2.1解決醫(yī)療資源分布不均的問題

智慧醫(yī)療模式的應(yīng)用，可解決醫(yī)療資源分布不均的問題。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，構(gòu)建智慧醫(yī)療不僅能夠提升醫(yī)院工作效率，而且能夠?qū)崿F(xiàn)信息交換與連接，以及對患者健康數(shù)據(jù)的信息化管理。一方面能夠?yàn)獒t(yī)護(hù)人員針對性治療提供便利，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)患者居家就醫(yī)，通過病歷數(shù)據(jù)動態(tài)評估與觀察，完成線上就診。將患者信息錄入檔案系統(tǒng)，進(jìn)行信息交換與共享，各醫(yī)院之間進(jìn)行合作、共享，可遠(yuǎn)程會診，使患者能夠與其他地區(qū)專家接觸，享受到頂尖醫(yī)療資源，有利于疾病診斷與治療[2]。智慧醫(yī)療對于偏遠(yuǎn)地區(qū)尤其是農(nóng)村地區(qū)患者來說無疑是一個福音，當(dāng)出現(xiàn)當(dāng)?shù)責(zé)o法解決的健康問題時，通過遠(yuǎn)程問診能夠向大城市醫(yī)療專家求助，保障患者生命健康。

2.2提升就診及醫(yī)院工作效率

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，醫(yī)院實(shí)現(xiàn)了智慧化管理，其信息化程度得到前所未有的增強(qiáng)，既推動了醫(yī)院的可持續(xù)發(fā)展，又提高了醫(yī)院現(xiàn)代化建設(shè)水平。通過搭建智慧醫(yī)療信息化平臺，能夠?qū)颊叩木驮\信息進(jìn)行詳細(xì)的記錄，同時可顯示醫(yī)生開具處方情況及診斷情況，在該平臺上進(jìn)行信息交換，能夠節(jié)省信息獲取時間及病歷查詢時間，減輕醫(yī)生的工作壓力，提高臨床診療工作效率[3]?；颊呔驮\、繳款及報銷等工作均可以在智慧醫(yī)療信息化平臺完成，節(jié)省了人力資源成本，方便了患者。

2.3保障醫(yī)療資源合理分配

智慧醫(yī)療模式涵蓋患者就診信息錄入、就診醫(yī)院及醫(yī)生信息查詢、診斷結(jié)果及化驗(yàn)結(jié)果查詢等。隨著人們物質(zhì)生活水平的提升，公眾健康意識不斷增強(qiáng)，當(dāng)出現(xiàn)健康問題時，更加傾向于尋找醫(yī)療水平較高的醫(yī)院，導(dǎo)致三甲醫(yī)院患者爆滿，部分醫(yī)院則門可羅雀。在目標(biāo)醫(yī)院就診時，由于人流量大，排隊(duì)時間長，引發(fā)“看病難”的問題，同時導(dǎo)致不必要的醫(yī)療資源浪費(fèi)。事實(shí)上，大部分疾病普通醫(yī)院的醫(yī)生也能夠有效完成問診，但由于患者對醫(yī)生能力不了解，缺乏信任，因此更愿意到三甲醫(yī)院就診。而智慧醫(yī)療模式下，醫(yī)生的簡介、科室、能力等信息均能夠在醫(yī)院官方網(wǎng)站呈現(xiàn)，以便患者調(diào)整就醫(yī)導(dǎo)向，解決了醫(yī)療資源浪費(fèi)的問題。

3基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧醫(yī)療系統(tǒng)架構(gòu)

3.1智慧醫(yī)療信息化平臺需求

智慧醫(yī)療模式下構(gòu)建的醫(yī)療信息平臺，充分利用數(shù)據(jù)信息存儲技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信傳輸技術(shù)，構(gòu)建了一個“閉環(huán)式”的健康管理模式，覆蓋業(yè)務(wù)面廣，包括醫(yī)療信息開發(fā)與存儲、遠(yuǎn)程問診、健康醫(yī)療等，該平臺構(gòu)建需求如下。（1）標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化是智慧醫(yī)療建設(shè)的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)可使得各系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兼容，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時應(yīng)保障采用統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)。（2）可操作性。智慧醫(yī)療面向患者，主要目的是為患者提供便利，因此信息化系統(tǒng)的構(gòu)建應(yīng)方便患者使用，操作簡單，各個年齡段人群均能夠掌握，滿足基本需求。（3）可拓展性。信息化系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)預(yù)留接口，便于后期維護(hù)或系統(tǒng)升級。（4）安全性是智慧醫(yī)療的核心問題，信息化系統(tǒng)包含患者的健康信息，屬于個人隱私，應(yīng)做好權(quán)限管理，進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，保障服務(wù)安全性。

3.2智慧醫(yī)療信息化平臺系統(tǒng)架構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧醫(yī)療信息化平臺包括五層結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)層主要管理對象為各項(xiàng)醫(yī)療設(shè)備、消毒器械、醫(yī)生等資源。感知層主要功能為信息數(shù)據(jù)的獲取，其中需要利用無線射頻識別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)等，涉及的信息包括患者健康信息、藥品存放記錄等。網(wǎng)絡(luò)層能夠保障信息的實(shí)時傳輸，目前所用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有4G網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)以及帶寬網(wǎng)絡(luò)等。應(yīng)用層可分為三個模塊，即智慧醫(yī)院、衛(wèi)生平臺、家庭健康。這些模塊是系統(tǒng)的核心部分，利用該系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控慢性病、傳染病患者情況，有利于慢性病管理。用戶層是個人、醫(yī)生、銀行利用客戶端完成信息交互，登錄后根據(jù)需求選擇相應(yīng)的服務(wù)，并能夠獲得相關(guān)信息。

4基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧醫(yī)療信息化關(guān)鍵技術(shù)的核心構(gòu)架

4.1多模態(tài)信息融合技術(shù)

各地區(qū)、各醫(yī)療機(jī)構(gòu)構(gòu)建的醫(yī)療信息化系統(tǒng)尚未制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，呈現(xiàn)出一定的差異性，信息模態(tài)問題時有發(fā)生。從信息表現(xiàn)形式上看，不同地區(qū)語言方式、內(nèi)容表達(dá)存在偏差．使信息融合難度升高。基于此，引進(jìn)多模態(tài)信息融合技術(shù)尤為必要。該技術(shù)主要目的是消除醫(yī)療系統(tǒng)不同的信息表現(xiàn)形式所造成的語義分歧，解決數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)共享在形式方面的矛盾，提升數(shù)據(jù)一致性，這不僅能夠提升信息處理效率，而且有利于信息共享與應(yīng)用。多模態(tài)數(shù)據(jù)融合是人工智能技術(shù)支持下的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，其立足于數(shù)據(jù)庫層面，將各層面數(shù)據(jù)通道打開，通過加工處理，形成可以識別、利用的有效信息。其關(guān)鍵技術(shù)如下。

（1）數(shù)據(jù)抽取，主要涉及患者病歷、檢驗(yàn)結(jié)果、醫(yī)囑等歷史數(shù)據(jù)，各數(shù)據(jù)源、接口以及增量數(shù)據(jù)等均支持，且保證在不增加工作負(fù)擔(dān)前提下，最大限度地縮短抽取數(shù)據(jù)的日寸間。

（2）數(shù)據(jù)融合與處理。EMPI患者主索引能夠提供匹配功能，完成患者就診信息的整合，能夠按照時間、就診類型等對患者信息進(jìn)行統(tǒng)一排序與管理。多模態(tài)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)可以有效融合患者的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，包括門診、急診及住院情況，可根據(jù)需要選擇患者歷次就診信息，將數(shù)據(jù)分類后進(jìn)行后期融合。OCR技術(shù)識別可通過對采集數(shù)據(jù)的自然語言處理，保障獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量，為科研工作提供數(shù)據(jù)支持。

（3）數(shù)據(jù)標(biāo)化與治理。獲得患者診斷、檢驗(yàn)、費(fèi)用等各項(xiàng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)后，可采用標(biāo)準(zhǔn)化編碼的方式進(jìn)行整合，將底層數(shù)據(jù)統(tǒng)一化，便于后期統(tǒng)計(jì)分析。針對數(shù)據(jù)不規(guī)范的情況，可采用預(yù)處理方式將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)存儲模式，結(jié)合既往病歷數(shù)據(jù)糾正發(fā)生的錯誤。

4.2醫(yī)療設(shè)備互聯(lián)通信技術(shù)

為提升健康信息、電子病歷的監(jiān)控水平及系統(tǒng)集成性，應(yīng)對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行全面分析，關(guān)注多源信息感知、異構(gòu)數(shù)據(jù)接口等，圍繞醫(yī)療、健康信息數(shù)據(jù)打造一個數(shù)據(jù)收集模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)備互通互聯(lián)，促進(jìn)信息融合。為解決信息數(shù)據(jù)收集問題，可采用行為感知技術(shù)、健康服務(wù)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完成信息的收集與傳送。醫(yī)療設(shè)備連接主要依賴無線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙，其能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)療設(shè)備的互聯(lián)與通信。設(shè)備的接人需要在網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議支持下完成，其中DHCP應(yīng)用最為普遍，不僅能監(jiān)測數(shù)據(jù)，還能傳輸片段性數(shù)據(jù)。另外，利用物聯(lián)網(wǎng)接口也能對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管控，使各醫(yī)療設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息融合，有利于信息透明傳送。

4.3信息保護(hù)與信息安全技術(shù)

部分患者疾病特殊，不希望被外人所了解，對個人隱私及診療數(shù)據(jù)要求保密。而當(dāng)前為保障各項(xiàng)學(xué)術(shù)活動及科研工作的順利開展，需要收集患者病歷數(shù)據(jù)，一旦發(fā)布在醫(yī)學(xué)期刊或網(wǎng)站上，將會增加患者個人隱私暴露風(fēng)險。智慧醫(yī)療時代，強(qiáng)調(diào)保護(hù)患者個人隱私。首先，對患者個人隱私數(shù)據(jù)可以采用干擾性處理方式，即不改變患者的信息特征，但采用匿名的方式或適當(dāng)修改無影響的數(shù)據(jù)，將其應(yīng)用于科研工作，能夠在保障數(shù)據(jù)應(yīng)用的同時，保護(hù)患者隱私。另外，要對患者信息查閱權(quán)利予以限制，只有被賦予權(quán)限的工作人員才能夠調(diào)取患者信息資料，從而保護(hù)患者信息安全。

4.4數(shù)據(jù)智能分析與處理技術(shù)

智慧醫(yī)療信息化平臺的建立提升了臨床診療工作效率，通過對數(shù)據(jù)的智能分析能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)與底層系統(tǒng)的匹配和連接，有利于數(shù)據(jù)交互與匯集，從而避免各組分出現(xiàn)信息錯亂。引入跨平臺接口，能夠使各組件實(shí)現(xiàn)可視化，并降低成本、節(jié)省日寸間。我國人口基數(shù)大，且隨著人口老齡化趨勢的加劇，醫(yī)療數(shù)據(jù)尤其是慢性病患者管理數(shù)據(jù)不斷增多，如何處理這些海量數(shù)據(jù)成為智慧醫(yī)療信息化建設(shè)的關(guān)鍵。在大數(shù)據(jù)、云延伸、人工智能和生命科學(xué)技術(shù)的支持下，可對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與篩選，摒棄無價值的數(shù)據(jù)，保存具有研究價值的信息，為科研提供參考。

4.5個性化智能推薦服務(wù)技術(shù)

該技術(shù)主要針對的是已經(jīng)存在于信息化管理系統(tǒng)中的患者．其通過收集患者相關(guān)診療信息，能夠掌握患者健康狀況，進(jìn)而提供個性化、專屬的醫(yī)療服務(wù)項(xiàng)目。其中，需要利用人工智能技術(shù)，其能夠保障醫(yī)療服務(wù)體系信息數(shù)據(jù)的完整性，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化治療，不僅能夠提升診療工作效率，而且能夠保障醫(yī)療技術(shù)的科學(xué)性。通過個性化定制服務(wù)，患者可獲得優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)，保障身體健康。隨著數(shù)據(jù)分析技術(shù)、自動識別技術(shù)的應(yīng)用，為患者就診提供便利的同時，也提升了醫(yī)療就診效率。

4.6跨域業(yè)務(wù)流程集成技術(shù)

針對不同地區(qū)醫(yī)療政策下醫(yī)療服務(wù)項(xiàng)目及流程的差異，智慧醫(yī)療強(qiáng)調(diào)不同區(qū)域之間加強(qiáng)業(yè)務(wù)協(xié)同，優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨域業(yè)務(wù)流程集成，減少管理的冗余環(huán)節(jié)，形成一個實(shí)用性強(qiáng)、能夠滿足大部分醫(yī)療系統(tǒng)操作需求的信息化管理體系，建設(shè)跨域流程整合平臺，打破技術(shù)壁壘，簡化管理流程，實(shí)現(xiàn)流程平臺的統(tǒng)一化管理，最大限度地減少差異化操作，降低人力資源成本，提高工作效率。

5結(jié)束語

作為醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的重大突破，智慧醫(yī)療將成為醫(yī)療機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)發(fā)展方向，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)，完成數(shù)據(jù)的采集、分析與處理，通過數(shù)據(jù)信息共享可打造數(shù)字化的健康服務(wù)、智能化的健康解決方案，具有廣闊的發(fā)展前景。本文結(jié)合智慧醫(yī)療信息化平臺建設(shè)需求及整體架構(gòu)，介紹了關(guān)鍵技術(shù)的核心要點(diǎn)，對于智慧醫(yī)療的優(yōu)化、改進(jìn)有著重要的意義。