張宇鋒 張更路
摘 要:物聯(lián)網(wǎng)是無(wú)線(xiàn)通信與傳感技術(shù)的綜合應(yīng)用,通過(guò)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng),可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模全時(shí)或?qū)崟r(shí)設(shè)備狀態(tài)和生命體征監(jiān)測(cè)。中國(guó)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的興起已逾9年,但對(duì)其很少有系統(tǒng)性的研究。文章總結(jié)歸納了國(guó)內(nèi)關(guān)于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的研究文獻(xiàn),闡述了醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的概念與興起過(guò)程、組成醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系、醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的模式與具有代表性的研究等三方面內(nèi)容。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);醫(yī)療;應(yīng)用;可穿戴設(shè)備
中圖分類(lèi)號(hào):TP39;R-05;TN929.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-1302(2019)01-00-04
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)的概念在2005年《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》中正式提出,此后,美國(guó)、中國(guó)、日本等將發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)列為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的重要內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)最初的概念是基于射頻識(shí)別(RFID)、傳感器、小型化等技術(shù)將所有物體從感官和智能相連接。在國(guó)外,通常用具體的技術(shù)指代物聯(lián)網(wǎng),如機(jī)器通信(Machine to Machine,M2M)、傳感網(wǎng)絡(luò)等,或者使用“智慧地球”(Smarter Planet)。在國(guó)內(nèi),物聯(lián)網(wǎng)通常被定義為將具備智能末端設(shè)備和貼上RFID的實(shí)體通過(guò)無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、應(yīng)用集成,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,采用適當(dāng)?shù)男畔踩U蠙C(jī)制,提供安全可控乃至個(gè)性化的管理和服務(wù)功能,實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、安全、環(huán)保的管理、控制、運(yùn)營(yíng)一體化。
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用,最早由歐洲物聯(lián)網(wǎng)研究項(xiàng)目組于2009年的《物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線(xiàn)圖》中提出了醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展藍(lán)圖:帶有RFID傳感器功能的手機(jī)得到普遍使用,基于它們可以采集病人狀態(tài)、醫(yī)療參數(shù)和藥品配送信息的功能,可以建立起更加完善、便捷的疾病監(jiān)控和預(yù)測(cè)系統(tǒng);隨著傳感器技術(shù)的進(jìn)步、廉價(jià)而內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)通信和遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)備大范圍應(yīng)用,可以以更高水平測(cè)量和監(jiān)視人體生命體征;植入人體的無(wú)線(xiàn)可標(biāo)識(shí)設(shè)備被廣泛使用,以記錄人們的健康情況;可食用和降解的芯片被越來(lái)越多地應(yīng)用到人體內(nèi)部,未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)將通過(guò)它們幫助和引導(dǎo)病人完成各種治療。中國(guó)在2009年成立了中關(guān)村物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,2012年,工業(yè)和信息化部發(fā)布《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》正式開(kāi)展智能醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用示范工程,包括藥品流通和醫(yī)院管理、以人體生理和醫(yī)學(xué)參數(shù)采集及分析為切入點(diǎn),面向家庭和社區(qū)開(kāi)展遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)。在物聯(lián)網(wǎng)“十三五”規(guī)劃中,明確提出了“基于可穿戴設(shè)備的遠(yuǎn)程健康管理、老人看護(hù)等”。
遠(yuǎn)程醫(yī)療、移動(dòng)醫(yī)療、可穿戴設(shè)備等是近年來(lái)興起的醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè),2016年移動(dòng)醫(yī)療用戶(hù)規(guī)模達(dá)到2.94億,遠(yuǎn)程醫(yī)療市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到61.5億元。得益于我國(guó)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的戰(zhàn)略規(guī)劃,這些以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的行業(yè)始終處于高速發(fā)展中?,F(xiàn)在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)有了一定數(shù)量的成熟應(yīng)用,但物聯(lián)網(wǎng)解決方案還存在效益不明顯、缺乏一體化等問(wèn)題,制約了物聯(lián)網(wǎng)的推廣與應(yīng)用。
目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜述沒(méi)有關(guān)于醫(yī)療應(yīng)用方向的討論。明確醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的概念、研究現(xiàn)狀、面臨的困難與發(fā)展趨勢(shì),對(duì)制訂醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展策略、測(cè)算智能醫(yī)療的效益、進(jìn)行廣泛深入的管理和經(jīng)濟(jì)學(xué)研究具有重要意義。本文查詢(xún)歸納了醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)所運(yùn)用的基礎(chǔ)技術(shù),詳細(xì)介紹了具有代表性的產(chǎn)品和具體研究情況,為進(jìn)行醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的深入研究奠定基礎(chǔ)。
1 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方式由之前基于射頻識(shí)別的感知網(wǎng)絡(luò),發(fā)展到現(xiàn)今綜合了微機(jī)電、智能傳感器、無(wú)線(xiàn)通信、移動(dòng)終端等領(lǐng)域的新成果。物聯(lián)網(wǎng)從底層到上層分別具有設(shè)備管理、連接管理、應(yīng)用使能和業(yè)務(wù)分析等主要功能。利用通用功能和接口開(kāi)發(fā)適用不同行業(yè)的應(yīng)用,降低投入成本,提高開(kāi)發(fā)效率。平臺(tái)服務(wù)商大多面向單層功能,如專(zhuān)于設(shè)備管理、通信管理等。當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)由IT企業(yè)聯(lián)合上下游產(chǎn)業(yè)鏈,提供通信層和設(shè)備層的硬件服務(wù),以IoT平臺(tái)為接口,使醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)可以專(zhuān)注于業(yè)務(wù)層。而醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)則逐漸傾向于智能終端+軟件平臺(tái)的開(kāi)發(fā)路線(xiàn),將設(shè)備層、通信層和業(yè)務(wù)層結(jié)合起來(lái)。物聯(lián)網(wǎng)細(xì)分領(lǐng)域見(jiàn)表1所列。
1.1 設(shè)備層技術(shù)
設(shè)備層通過(guò)傳感器采集信息,經(jīng)過(guò)計(jì)算處理與接口協(xié)議傳輸。新型傳感器技術(shù)包括傳感器技術(shù)、傳感器微型化/芯片化技術(shù)、傳感器陣列和多傳感參數(shù)復(fù)合的集成技術(shù)、傳感器數(shù)字化和智能化技術(shù)等[1]。被醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)大量應(yīng)用的成熟傳感器技術(shù)分為5類(lèi)。
(1)傳感器
利用此類(lèi)傳感器可以直接獲得所需的光、電、震動(dòng)、壓力、溫度等物理信號(hào),將測(cè)量的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)進(jìn)行傳輸。在設(shè)計(jì)上有兩種實(shí)現(xiàn)方式:一種是將傳感器與芯片集成并封裝,制作成薄片,這種傳感器體積小,但耗電難以補(bǔ)充;另一種采用單片機(jī)等對(duì)傳感器進(jìn)行控制,制成可穿戴設(shè)備或手持設(shè)備,通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到應(yīng)用層。目前應(yīng)用越來(lái)越多的是智能傳感器,與傳統(tǒng)傳感器相比,其集成了儲(chǔ)存、計(jì)算、數(shù)據(jù)傳輸功能,具有綜合體積小、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。
(2)射頻識(shí)別(RFID)
通常使用無(wú)源射頻識(shí)別標(biāo)簽作為物體或人的身份標(biāo)識(shí),利用射頻讀取器對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行掃描,可以獲得標(biāo)簽內(nèi)儲(chǔ)存的信息。電子標(biāo)簽識(shí)別范圍最大可達(dá)十幾米,無(wú)需機(jī)械接觸或光學(xué)掃描,在管理流程中可以自動(dòng)完成信息交互,能夠記錄物品的基本信息。在管理中,實(shí)現(xiàn)射頻識(shí)別標(biāo)簽的重復(fù)利用是主要考慮的問(wèn)題。RFID技術(shù)在物流行業(yè)已經(jīng)有成熟的運(yùn)用模式。
射頻識(shí)別技術(shù)另一種普及的應(yīng)用是將標(biāo)簽封裝在PVC材質(zhì)中制成非接觸式集成電路卡(IC卡),用于身份認(rèn)證和付費(fèi)。IC卡的讀取距離小于10 mm。近場(chǎng)通訊(NFC)源于RFID,具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸能力,能夠完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)交互和安全認(rèn)證,被用于移動(dòng)支付。
(3)圖形碼
圖形碼包含條形碼和二維碼。條形碼是將寬度不等的多個(gè)黑條和空白按照一定的編碼規(guī)則排列,用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識(shí)符。一張條形碼包含的信息可以包含字母,但通常是數(shù)量小于30的十進(jìn)制字符,需要提前編碼,給物品賦予獨(dú)有的數(shù)字代號(hào)。
鑒于條形碼信息量小的缺點(diǎn),采用在圖形區(qū)域內(nèi)以黑白相間的點(diǎn)表達(dá)二進(jìn)制信息的形式,通過(guò)編碼規(guī)則,內(nèi)容最多可以包含數(shù)百個(gè)字符。二維碼技術(shù)有PDF417,QR碼等,QR碼已經(jīng)普及到支付領(lǐng)域。
圖形碼是投入成本最低的一種技術(shù),被廣泛應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域。通過(guò)掃描圖形碼可以縮減記錄數(shù)據(jù)的時(shí)間成本,但需由人工操作,不利于融入自動(dòng)網(wǎng)絡(luò),易于被攝像頭識(shí)別,機(jī)器人技術(shù)發(fā)展后應(yīng)用場(chǎng)景可能會(huì)更加廣闊。
(4)圖像識(shí)別技術(shù)
近幾年,隨著模糊算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步,人臉識(shí)別、動(dòng)作捕捉等功能被成功應(yīng)用。通過(guò)攝像頭捕捉的畫(huà)面進(jìn)行算法分析,可以對(duì)監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)進(jìn)行判別,該技術(shù)已被應(yīng)用于老年人、嬰幼兒看護(hù)領(lǐng)域。
(5)其他傳感器技術(shù)
此外,還有可以檢測(cè)基因序列的基因芯片,可以檢測(cè)特定化學(xué)物質(zhì)濃度的化學(xué)傳感器等,目前多制造成小型終端設(shè)備用于專(zhuān)業(yè)的醫(yī)療檢測(cè)。生物傳感器的研制常依托于生物技術(shù)的進(jìn)步與新發(fā)現(xiàn),專(zhuān)業(yè)性強(qiáng),成本高,在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用中使用較少。
1.2 通信層技術(shù)
通信層多使用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)技術(shù)。
(1)短距離局域網(wǎng)技術(shù)
ISM(Industrial Scientific Medical,ISM)頻段是國(guó)際規(guī)定的免費(fèi)通信頻段,共有12個(gè)頻率范圍,其中2.4 GHz頻段是各國(guó)共同用于短矩通訊的頻段。此外,美國(guó)地區(qū)流行915 MHz通信頻段,歐洲地區(qū)流行868 MHz通信頻段。根據(jù)通信協(xié)議的區(qū)別,分為不同標(biāo)準(zhǔn)。
無(wú)線(xiàn)保真技術(shù)(Wireless Fidelity,WiFi)覆蓋范圍可達(dá)100 m,傳輸速度快、質(zhì)量高,但耗電高,需要外接電源。
ZigBee,IEEE802.15.4協(xié)議的代稱(chēng),具有協(xié)議簡(jiǎn)單、傳輸速率低、功耗小、傳輸距離近、成本低、可以大規(guī)模自組網(wǎng)絡(luò)(達(dá)60 000個(gè))等特點(diǎn)。ZigBee由于其多跳網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),導(dǎo)致通信時(shí)延難以確定,實(shí)時(shí)通信需求不易滿(mǎn)足。
Bluetooth,藍(lán)牙5.0版本在之前低功耗、短距離、安全性高、穩(wěn)定、傳輸速率適中、低延遲的基礎(chǔ)上,提高了傳輸速率和通信距離,也可以結(jié)合WiFi進(jìn)行室內(nèi)精度小于1 m的定位。藍(lán)牙的不足之處是只能進(jìn)行一對(duì)一傳輸,無(wú)法遙控操作。藍(lán)牙的商業(yè)化程度很高,已經(jīng)成為移動(dòng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè),具有通用化的優(yōu)勢(shì)。目前市場(chǎng)上有99%的可穿戴設(shè)備使用藍(lán)牙。
短矩通信產(chǎn)業(yè)依托強(qiáng)制認(rèn)證的封閉模式發(fā)展,由產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟把控產(chǎn)業(yè)內(nèi)各方供應(yīng)商按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)提供產(chǎn)品,以保證互聯(lián)互通。
(2)廣域網(wǎng)通信技術(shù)
長(zhǎng)距離通信技術(shù)將智能傳感器直接接入廣域網(wǎng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)由全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)發(fā)展而來(lái),通過(guò)基站的移動(dòng)通信服務(wù)將傳感器設(shè)備連接入廣域網(wǎng)。利用3G和4G技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)覆蓋廣、成本低、低功耗、海量連接的目標(biāo)。目前已經(jīng)有了商用NB-IoT芯片,距離大范圍普及需要進(jìn)一步降低成本。NB-IoT采用授權(quán)頻譜,需要購(gòu)買(mǎi)運(yùn)營(yíng)商的通信服務(wù),在中國(guó)得到了華為、移動(dòng)、電信等運(yùn)營(yíng)商的廣泛推行。隨著5G試點(diǎn)的應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)延遲將小于10 ms,對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、傳輸速度、反應(yīng)時(shí)間要求高的應(yīng)用,如遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)器人等會(huì)迎來(lái)新的發(fā)展。
超遠(yuǎn)距離長(zhǎng)距通信(Long Range, LoRa)的通信距離大于15 km,耗電低,易部署,成本低,工作于非授權(quán)頻段,可以通過(guò)搭建網(wǎng)關(guān)覆蓋城市較大范圍。LoRa的缺點(diǎn)是信息傳輸質(zhì)量較窄帶物聯(lián)網(wǎng)差。
1.3 其他技術(shù)
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)中,業(yè)務(wù)層專(zhuān)注于醫(yī)療過(guò)程的功能實(shí)現(xiàn),需要考慮到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)性能、用戶(hù)行為等多方面影響,提供健康管理服務(wù)。當(dāng)前,業(yè)務(wù)層提供設(shè)備和軟件服務(wù),軟件收集設(shè)備采集到的信息,根據(jù)算法提供易于被理解的信息或?qū)?shù)據(jù)發(fā)送給醫(yī)療機(jī)構(gòu)輔助診斷,并將數(shù)據(jù)、建議和通知發(fā)送給用戶(hù)。
支撐層作為軟件功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),平臺(tái)、可視化、設(shè)備管理在計(jì)算機(jī)技術(shù)中已經(jīng)有了成型的方案;用于分布式儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的區(qū)塊鏈技術(shù)被嘗試用于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存中;新興的線(xiàn)上醫(yī)療企業(yè)則嘗試將大數(shù)據(jù)分析運(yùn)用于數(shù)據(jù)處理中。安全技術(shù)是重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域,醫(yī)療領(lǐng)域的信息泄露事件偶爾發(fā)生,安全解決方案集成于系統(tǒng)平臺(tái),當(dāng)前條件下標(biāo)準(zhǔn)缺乏,數(shù)據(jù)安全無(wú)法得到保障。為了存儲(chǔ)和處理物聯(lián)網(wǎng)收集到的海量信息,還需要部署更大規(guī)模的服務(wù)器。
云計(jì)算可以降低物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)成本。云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的軟件服務(wù),用戶(hù)不必將軟件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在自己的電腦中,可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng),由云計(jì)算公司進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果返回。通過(guò)云計(jì)算的使用,可以降低數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn),將部署服務(wù)器的成本變?yōu)楦鶕?jù)云服務(wù)器的使用量向云計(jì)算公司付費(fèi)。
2 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用分為數(shù)字醫(yī)院建設(shè)和基于可穿戴設(shè)備的健康管理兩個(gè)方向。
數(shù)字化醫(yī)院的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用包括護(hù)理管理、固定資產(chǎn)動(dòng)態(tài)管理、后勤管理等方面。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以收集醫(yī)院運(yùn)行過(guò)程中的信息,簡(jiǎn)化信息核對(duì)流程,目前已經(jīng)普及了基于IC卡的就診卡、以掌上電腦為工具的移動(dòng)護(hù)士站等。醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)的直接經(jīng)濟(jì)效益不明顯,系統(tǒng)建設(shè)成本較高,所以我國(guó)一些醫(yī)院并不熱衷于數(shù)字化建設(shè)?,F(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品多是為解決特定挑戰(zhàn)所設(shè)計(jì),難以滿(mǎn)足大多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)功能的需要。物聯(lián)網(wǎng)與醫(yī)療的深度融合與規(guī)模化利用需要一套成熟的一體適用的解決方案。
現(xiàn)有的可穿戴設(shè)備集成了部分手機(jī)功能和部分檢測(cè)功能??纱┐髟O(shè)備的檢測(cè)范圍包括睡眠狀況、體脂、血壓、心率、體溫、血氧、血糖等。
2.1 護(hù)理管理
移動(dòng)護(hù)士站是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要方向,主要用于生命體征采集、信息錄入、身份識(shí)別、護(hù)理流程智能控制。
陳璇[2]在2017年闡述了兒童醫(yī)院中一卡通在掛號(hào)繳費(fèi)與費(fèi)用查詢(xún)上的應(yīng)用,通過(guò)PDA掃描條形碼或二維碼,實(shí)現(xiàn)醫(yī)療過(guò)程中患者和藥物的核對(duì),同時(shí)可以利用移動(dòng)設(shè)備查詢(xún)患者的醫(yī)療信息。該系統(tǒng)在2015年投入使用。
陳玲等[3]在2018年介紹了一種智能病區(qū)管理系統(tǒng),包括體征監(jiān)測(cè)、輸液管理、移動(dòng)護(hù)理三部分。采用可以將數(shù)據(jù)通過(guò)WiFi上傳至HIS的體征采集儀,系統(tǒng)會(huì)24小時(shí)根據(jù)醫(yī)囑定時(shí)采集血壓、脈搏和體溫,生成動(dòng)態(tài)檢測(cè)報(bào)告,并打印。系統(tǒng)根據(jù)輸液流速計(jì)算輸液時(shí)間,顯示輸液進(jìn)程并提醒護(hù)士做好準(zhǔn)備。移動(dòng)護(hù)理功能分為兩部分,一部分是基于掌上電腦的醫(yī)囑查詢(xún)、護(hù)理過(guò)程記錄和標(biāo)本、藥物確認(rèn),另一部分是在系統(tǒng)中根據(jù)所記錄的護(hù)理數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)護(hù)理質(zhì)量控制、工作量記錄和耗材管理。
程譽(yù)朝等[4]于2017年設(shè)計(jì)了基于ZigBee的具有呼叫醫(yī)護(hù)人員救助功能和身份識(shí)別的腕帶,集成了單片處理器、充電電池、通信模塊和按鈕,按下腕帶上的呼叫按鈕后,醫(yī)護(hù)人員會(huì)收到呼救人的身份信息并快速施救。
郭娟等[5]在2017年開(kāi)發(fā)了利用攝像頭監(jiān)測(cè)靜脈滴注,并通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制輸液器滴速和止斷的系統(tǒng),該系統(tǒng)可以自動(dòng)控制或根據(jù)PDA進(jìn)行操作。
在智能護(hù)理應(yīng)用中,對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和供電的需求進(jìn)一步提高,輸液管理、呼叫腕帶等基于專(zhuān)用設(shè)備的應(yīng)用模式目前還不成熟。
2.2 固定資產(chǎn)動(dòng)態(tài)管理
固定資產(chǎn)的管理通過(guò)為物體貼上圖形碼標(biāo)簽或RFID標(biāo)簽確定每臺(tái)設(shè)備的身份,通過(guò)傳感器記錄物品和設(shè)備的狀態(tài)。我國(guó)正在確立醫(yī)療器械唯一標(biāo)識(shí),進(jìn)一步推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)在固定資產(chǎn)管理中的應(yīng)用。
成鵬飛等[6]在2016年研究了基于RFID的手術(shù)室管理系統(tǒng),分別為身份識(shí)別、毒麻藥品追蹤、醫(yī)療器械監(jiān)控與核算、血液管理、使用記錄等,分析了其系統(tǒng)架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方式。RFID芯片目前還不能植入醫(yī)療器械與耗材中,否則基于物聯(lián)網(wǎng)的管理運(yùn)營(yíng)將獲得極大進(jìn)步。
2.3 后勤管理
王偉等[7]在2016年利用傳感器測(cè)量醫(yī)用氣體供應(yīng)系統(tǒng)的壓力、液位、流量、溫度、重量等信息,通過(guò)嵌入式系統(tǒng)預(yù)處理信息傳遞至服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)了對(duì)醫(yī)用氣體供應(yīng)的監(jiān)控。
李志成等[8]在2016年申請(qǐng)了基于物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療廢棄物處理專(zhuān)利。利用傳感器、RFID等記錄從廢棄物產(chǎn)生到銷(xiāo)毀過(guò)程的全部信息,傳到云平臺(tái)監(jiān)管。
2.4 可穿戴設(shè)備
可穿戴設(shè)備被視為實(shí)現(xiàn)智能生活與智能健康的解決方案,現(xiàn)在已有包括手環(huán)、手表、腕帶、眼鏡、頭帶、鞋等多種產(chǎn)品。可穿戴設(shè)備需要由更強(qiáng)的功能和精準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù),這是大部分產(chǎn)品所沒(méi)有的。2008年美國(guó)開(kāi)始出現(xiàn)智能手環(huán)等可穿戴設(shè)備,2009年通用研發(fā)的Vscan視診儀將超聲檢查儀器設(shè)計(jì)到手機(jī)大小,取代了聽(tīng)診器成為醫(yī)生診斷的基本工具,推動(dòng)了檢測(cè)儀器的便攜化。目前美國(guó)具有代表性的產(chǎn)品是Google公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的無(wú)創(chuàng)測(cè)血糖隱形眼鏡,現(xiàn)階段正進(jìn)行FDA臨床驗(yàn)證。
中國(guó)可穿戴設(shè)備于2013年開(kāi)始大量發(fā)售,一般采集體征信息后,需要傳至手機(jī)進(jìn)行處理,信息的準(zhǔn)確性還需要進(jìn)一步檢驗(yàn)。
沈雪微[9]在2015年研究了通過(guò)可穿戴設(shè)備采集老人運(yùn)動(dòng)、生理信息,基于極限學(xué)習(xí)機(jī)算法識(shí)別老人摔倒行為,實(shí)現(xiàn)通知與求救功能。史慶云等設(shè)計(jì)了利用溫濕度監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、音頻對(duì)比技術(shù)對(duì)嬰兒進(jìn)行監(jiān)護(hù)的系統(tǒng),獲取嬰兒哭鬧與排泄信息。
黃辰等[10]在2017年開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程睡眠信息采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng),利用傳感器采集對(duì)象處于睡眠狀態(tài)下的圖像、肌肉收縮、腦波、聲音等生理信息,通過(guò)WiFi和基站傳輸至服務(wù)器應(yīng)用端,記錄數(shù)據(jù)并監(jiān)測(cè)。
范晨燦[11]在2013年設(shè)計(jì)了基于藍(lán)牙4.0傳輸、采集和處理心電信號(hào)的芯片。
張春典等[12]在2017年發(fā)明了由柔性材料包裹的電路板測(cè)量體溫?cái)?shù)據(jù),通過(guò)藍(lán)牙傳至手機(jī)體溫貼。該體溫貼可以每10 s上傳一次體溫?cái)?shù)據(jù),采集時(shí)長(zhǎng)達(dá)10 h。目前比較成熟的應(yīng)用模式如利用體溫測(cè)量與生理信息進(jìn)行備孕管理。
可穿戴設(shè)備的研發(fā)目標(biāo)在于使用戶(hù)獲得自身的健康信息,促進(jìn)健康水平的提高?,F(xiàn)有的可穿戴設(shè)備存在檢測(cè)指標(biāo)項(xiàng)目少、同質(zhì)化高的問(wèn)題。美國(guó)無(wú)線(xiàn)醫(yī)療倡導(dǎo)者埃里克·托普在2016年發(fā)起了一項(xiàng)研究,旨在明確慢性病患者了解自己的健康狀況后對(duì)健康的改善是否有影響。經(jīng)過(guò)半年的對(duì)照試驗(yàn),結(jié)果觀察組和對(duì)照組沒(méi)有表現(xiàn)出明顯差異,表明得知自身健康狀況對(duì)改善健康無(wú)任何影響??纱┐髟O(shè)備的應(yīng)用需要關(guān)注用戶(hù)體征信息,對(duì)其進(jìn)行保健指導(dǎo)、醫(yī)療建議。
3 結(jié) 語(yǔ)
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字醫(yī)院建設(shè)和健康管理中的應(yīng)用已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,能夠?qū)崿F(xiàn)全程實(shí)時(shí)的智能化監(jiān)測(cè)。但在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)部署過(guò)程中,不同的醫(yī)療機(jī)構(gòu)沒(méi)有統(tǒng)一的解決方案,增加了部署成本。在可穿戴設(shè)備方面,如何根據(jù)個(gè)人體征信息提供健康服務(wù)尚缺少經(jīng)驗(yàn)。如何通過(guò)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)提高醫(yī)院效益,通過(guò)基于可穿戴設(shè)備的健康管理改善人們的健康水平,是未來(lái)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)研究的重點(diǎn)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]王剛.涉及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的32類(lèi)關(guān)鍵共性技術(shù)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2011,1(7):10-12.
[2]陳璇.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在兒童醫(yī)院的應(yīng)用[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2017,7(8):63-64.
[3]陳玲,侯詩(shī)箐,任博,等.醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)在病區(qū)臨床護(hù)理中的應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志,2018,39(2):43-46.
[4]程譽(yù)朝,莊波,余學(xué)海.一種基于ZigBee技術(shù)的醫(yī)用腕帶[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2017,7(7):48-49.
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[8]李志成,嚴(yán)亮,劉磊.一種物聯(lián)網(wǎng)源頭精細(xì)化管理醫(yī) 療廢物的系統(tǒng)和方法[P].中國(guó)專(zhuān)利:CN105809215A.2016-07-27.
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[10]黃辰,王時(shí)繪,張龑?zhuān)?一種物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程睡眠信息采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[P].中國(guó)專(zhuān)利:CN206481329U.2017-09-08.
[11]范晨燦. 基于藍(lán)牙4.0傳輸?shù)腁ndroid手機(jī)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)[D].杭州:浙江大學(xué),2013.
[12]張春典,戴星燦,王鋒.可充電式柔性超薄智能體溫貼及其制作方法[P].中國(guó)專(zhuān)利:CN106618512A.2017-05-10.