基于物聯(lián)網(wǎng)的居民健康信息管理系統(tǒng)探究

姚琳　趙慧　姜涌

［摘 要］在《健康中國行動（2019—2030年）》實施的背景下，建設(shè)數(shù)字化居民健康管理信息系統(tǒng)可以實現(xiàn)居民健康檔案、預(yù)防疾病、輔助診療的信息化、智能化。文章詳細分析并研究基于物聯(lián)網(wǎng)的健康信息管理系統(tǒng)的需求、功能、架構(gòu)方案和關(guān)鍵技術(shù)，旨在完善社區(qū)醫(yī)療服務(wù)機制，提高社區(qū)醫(yī)療健康服務(wù)水平，同時也為開展相關(guān)研究提供參考。

［關(guān)鍵詞］物聯(lián)網(wǎng)；健康信息管理系統(tǒng)；社區(qū)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2023.20.054

［中圖分類號］R197.1；TP319［文獻標識碼］A［文章編號］1673-0194（2023）20-0171-03

1? ? ?研究背景

健康是人的基本需求，是經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎(chǔ)。習近平總書記在全國衛(wèi)生與健康大會上強調(diào)“沒有全民健康，就沒有全面小康”，要把人民健康放在優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位，加快推進健康中國建設(shè)［1］。2019年出臺的《健康中國行動（2019—2030年）》文件中指出，要盡快完成健康信息化服務(wù)體系和健康信息平臺的建設(shè)工作，鼓勵研發(fā)推廣健康管理類人工智能和可穿戴設(shè)備，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在保護個人隱私的前提下，對健康狀態(tài)進行實時、連續(xù)監(jiān)測，實現(xiàn)在線實時管理、預(yù)警和行為干預(yù)，運用健康大數(shù)據(jù)提高大眾自我健康管理能力。充分利用移動網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)，幫助居民管理健康檔案、預(yù)防疾病、輔助診療是健康信息管理系統(tǒng)建設(shè)的主要目標［2］。

健康信息管理系統(tǒng)是一種集成了醫(yī)療信息技術(shù)和健康管理技術(shù)的信息管理系統(tǒng)，旨在提供一個全面的、高效的健康信息管理和服務(wù)平臺，以便醫(yī)療機構(gòu)和個人用戶更好地管理和使用健康數(shù)據(jù)，提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量和水平。隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，移動終端的便捷性愈發(fā)凸顯，實時的網(wǎng)絡(luò)連接、軟件服務(wù)和硬件支撐為終端產(chǎn)品開發(fā)提供了基本保障。基于物聯(lián)網(wǎng)的健康信息管理產(chǎn)品就是充分利用移動端的便捷特性，更好為用戶提供實時監(jiān)測和健康信息管理。

醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Medical Things，IoMT）在醫(yī)療行業(yè)發(fā)揮了重要作用。依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建“智慧醫(yī)療”，可以為社區(qū)醫(yī)療服務(wù)領(lǐng)域帶來4項便利：第一，醫(yī)療設(shè)備模塊化，降低社區(qū)居民醫(yī)療支出，尤其是老年慢性病患者的醫(yī)療負擔；第二，5G網(wǎng)絡(luò)為遠程醫(yī)療和自助醫(yī)療奠定基礎(chǔ)，有利于醫(yī)療資源均衡配置，緩解醫(yī)療資源緊缺的壓力；第三，有利于醫(yī)療信息在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域各參與主體間共享互通，提高診療效率；第四，有利于提升社區(qū)醫(yī)療服務(wù)水平，實現(xiàn)我國基層醫(yī)療服務(wù)現(xiàn)代化［3］。

2? ? ?基于物聯(lián)網(wǎng)的健康信息管理系統(tǒng)需求分析

基于物聯(lián)網(wǎng)的居民健康信息管理系統(tǒng)需要滿足用戶個性化需求、數(shù)據(jù)需求、服務(wù)需求和安全需求，以提供全面、高效、安全、可靠的健康信息管理和服務(wù)平臺，促進廣大居民健康意識提高和健康行為的改變［4］。具體內(nèi)容包括以下幾方面。

2.1? ?用戶個性化需求

要根據(jù)用戶的個人健康數(shù)據(jù)、疾病史和生活習慣等信息生成個人健康檔案，提供個性化的管理服務(wù)和健康建議，如運動計劃、指標控制、疾病預(yù)防等。

2.2? ?數(shù)據(jù)需求

要通過傳感器和應(yīng)用程序自動采集血壓、心率、睡眠、運動等個人健康數(shù)據(jù)。然后對采集的數(shù)據(jù)進行管理，包括分類、整合、清洗和存儲，同時支撐數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出，便于下一步的數(shù)據(jù)分析。智能化的數(shù)據(jù)分析幫助用戶了解自己的健康狀況，發(fā)現(xiàn)潛在的健康問題和疾病風險，并提供相應(yīng)的建議和預(yù)防措施。

2.3? ?服務(wù)需求

要與其他醫(yī)療系統(tǒng)和健康應(yīng)用程序互聯(lián)互通，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)作，便于用戶獲得在線咨詢、預(yù)約掛號、遠程診療等醫(yī)療服務(wù)，還需要提供健康教育和咨詢服務(wù)，幫助用戶獲取健康信息，提高健康素養(yǎng)。

2.4? ?安全需求

要具備高度的安全性和保密性，確保用戶的個人隱私和健康數(shù)據(jù)不被泄露。系統(tǒng)需要采用多種安全措施，如用戶身份驗證、數(shù)據(jù)加密、安全備份等，保障用戶數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。

3? ? ?基于物聯(lián)網(wǎng)的居民健康信息管理系統(tǒng)功能模塊

基于物聯(lián)網(wǎng)的健康信息管理系統(tǒng)使用各種傳感器和應(yīng)用程序監(jiān)測、采集、傳輸及處理用戶的健康數(shù)據(jù)，并為用戶提供健康管理和疾病預(yù)防服務(wù)，主要功能模塊包括健康監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理與分析、健康管理模塊（見圖1）［5］。

健康監(jiān)測模塊：通過移動設(shè)備上的傳感器監(jiān)測指標，包括心率、步數(shù)、睡眠、血氧等，實時監(jiān)測和采集人體生理和健康信息。

數(shù)據(jù)傳輸模塊：通過無線通信技術(shù)（藍牙、Wi-Fi、5G等）將健康數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫朔?wù)器進行處理和分析。

數(shù)據(jù)處理與分析模塊：通過數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習等人工智能技術(shù)，對采集的健康數(shù)據(jù)進行分析和處理，預(yù)測疾病風險并制訂個性化健康計劃。

健康管理模塊：為用戶提供健康管理和疾病預(yù)防服務(wù)，包括健康建議、個性化健康計劃和用藥指導(dǎo)、在線咨詢和問診服務(wù)。

4? ? ?基于物聯(lián)網(wǎng)的健康信息管理系統(tǒng)總體架構(gòu)方案

總體架構(gòu)通過統(tǒng)一頂層設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，實現(xiàn)縱向應(yīng)用與物聯(lián)終端解耦，數(shù)據(jù)從源頭統(tǒng)一標準，具備任意一層獨立彈性擴容的能力。支持物聯(lián)終端設(shè)備彈性插拔式的介入，業(yè)務(wù)應(yīng)用彈性擴展，并提供物聯(lián)網(wǎng)安全和網(wǎng)絡(luò)連接可靠性，實現(xiàn)數(shù)字信息的泛在互聯(lián)、高效通信。具體包括系統(tǒng)應(yīng)用層、數(shù)字平臺層、網(wǎng)絡(luò)回傳層、邊緣網(wǎng)關(guān)層和終端傳感層（見圖2）［6-7］。

系統(tǒng)應(yīng)用層：是用戶和系統(tǒng)交互的界面，包括移動應(yīng)用程序和其他用戶界面。對用戶來說，可以通過操作界面實現(xiàn)健康信息的采集、處理和管理，如注冊賬號、填寫健康問卷、上傳生理數(shù)據(jù)、查看個人健康報告等；對醫(yī)護人員來說，可以管理數(shù)據(jù)、風險評估、開展遠程診療、提供健康教育和咨詢等服務(wù)。

數(shù)字平臺層：是健康信息管理系統(tǒng)的“神經(jīng)中樞”，可以實現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理、安全管理、物聯(lián)管理三大基本功能。實現(xiàn)數(shù)據(jù)流量從終端到應(yīng)用的按需流動，并提供開放和標準化的數(shù)據(jù)與接口。屏蔽健康信息管理系統(tǒng)終端的接入、協(xié)議、設(shè)備的復(fù)雜性；實現(xiàn)一網(wǎng)到底管理、運維、安全管控；開放接口，讓數(shù)據(jù)服務(wù)器方便對接獲取網(wǎng)絡(luò)采集的醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)回傳層：回傳網(wǎng)絡(luò)是健康信息系統(tǒng)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，主要保障物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)高效、可靠、安全的傳輸?；?G移動網(wǎng)絡(luò)平臺，同時可采取VXLAN技術(shù)實現(xiàn)一網(wǎng)多業(yè)務(wù)承載，對不同的業(yè)務(wù)劃分不同的虛擬子網(wǎng)，從而保障業(yè)務(wù)隔離安全可靠。

邊緣網(wǎng)關(guān)層：邊緣網(wǎng)關(guān)和感知接入層是健康信息管理系統(tǒng)的“神經(jīng)末梢”，在整個系統(tǒng)中，感知接入層是決定系統(tǒng)易用性的關(guān)鍵一層，向下連接各種醫(yī)療傳感設(shè)備進行智能交互，向上連接通信技術(shù)（Communication Technology，CT）網(wǎng)絡(luò)（支持IT應(yīng)用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)）。

終端傳感層：系統(tǒng)終端層是健康信息管理網(wǎng)絡(luò)的“末端傳感”，負責將各終端采集到的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。從應(yīng)用場景上主要分為智慧管理類的后勤物聯(lián)終端、智慧醫(yī)療類醫(yī)療設(shè)備終端、智慧服務(wù)類的穿戴式終端和傳感器。

5? ? ?終端采樣設(shè)備接入關(guān)鍵技術(shù)

居民健康信息采集主要由社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)機構(gòu)完成，在感知終端與通信網(wǎng)絡(luò)接入之間仍然存在瓶頸問題亟待解決。一方面，在數(shù)據(jù)采集過程中，不同設(shè)備采用不同的通信與連接方式，如體征監(jiān)控設(shè)備多采用RS232、RJ45；智能穿戴設(shè)備使用藍牙、Wi-Fi；輔助醫(yī)療類多使用射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)等。不同的接入網(wǎng)關(guān)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、使用復(fù)雜、維護復(fù)雜等一系列問題。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)終端采集設(shè)備生態(tài)多樣，多數(shù)終端設(shè)備從無線協(xié)議上只滿足基本的聯(lián)網(wǎng)功能，不具備高階的通信特性。因此，物聯(lián)網(wǎng)終端信息采集設(shè)備網(wǎng)絡(luò)信號易受干擾，甚至中斷。另外，為了滿足更多業(yè)務(wù)需求（如健康科普視頻播放），需要考慮大流量的并發(fā)訪問。

考慮以上問題，將一網(wǎng)多頻、無線融合接入技術(shù)與分布式零漫游技術(shù)引入終端數(shù)據(jù)采集設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接入。采用基于Wi-Fi 6/ Wi-Fi 7AP與物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，loT）多頻融合技術(shù)實現(xiàn)ALL-in-One的無線站點；對于一些不具備聯(lián)網(wǎng)能力但存在RS232調(diào)試接口的設(shè)備，利用Wi-Fi 6/ Wi-Fi 7CPE將 RS232轉(zhuǎn)Wi-Fi 6/ Wi-Fi 7，從而實現(xiàn)有線設(shè)備“剪辮子”統(tǒng)一的無線接入網(wǎng)關(guān)，具備協(xié)同多個頻段之間工作的能力，保障每個傳感器都能可靠穩(wěn)定通信。此外，可以利用分布式Wi-Fi通過基站（DAP）與分布式光電射頻單元（ORU）和分布式天線單元組網(wǎng)的技術(shù)，實現(xiàn)零漫游、大帶寬和超融合的無線網(wǎng)絡(luò)，保障醫(yī)療業(yè)務(wù)穩(wěn)定進行［8］。

6? ? ?結(jié)束語

建立居民健康信息管理系統(tǒng)，可以使社區(qū)醫(yī)療服務(wù)機構(gòu)輕松具備完善的健康管理評估與服務(wù)的能力，同人工開展相關(guān)工作相比，節(jié)省大量的人力成本、時間成本和經(jīng)濟成本，同時可以讓社區(qū)居民有被重視的感覺。網(wǎng)絡(luò)帶來的貼心服務(wù)不僅能提高居民的歸屬感和幸福感，激發(fā)其主動參與的積極性，更能確保健康管理服務(wù)的效果最大化。但是，建設(shè)完善的社區(qū)醫(yī)療服務(wù)任重道遠，需要相關(guān)管理部門與醫(yī)療機構(gòu)共同努力，提高廣大居民的健康服務(wù)水平。

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［收稿日期］2023-04-26

［基金項目］2022年遼寧省科學(xué)事業(yè)公益研究基金（軟科學(xué)研究計劃）項目“科技助力醫(yī)療惠民——基于云計算的醫(yī)聯(lián)體慢性病信息管理模式研究”（2022JH4/10100061）；2021年度遼寧省社會科學(xué)規(guī)劃基金項目“遼寧省人口老齡化對數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的影響與對策研究”（L21BRK001）。

［作者簡介］姚琳（1978— ），女，吉林松原人，碩士，講師，主要研究方向：醫(yī)療信息化；姜涌（1980— ），男，山東煙臺人，碩士，副教授，主要研究方向：醫(yī)療信息化（通信作者）。