物联网技术在智慧医疗

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1、2016-2017 学年第 2 学期物联网技术导论课程大作业作业题目：物联网技术在智慧医疗的应用专 业：嵌入式开发方向班级：1410091学号：141009122姓 名：李鲁豫任课教师：刘国梅日期：2017.4.18目录 CONTENT摘要一. 研究背景 1二. 研究现状 2三 . 关键技术 4四. 系统实例 54.1 病人身份匹配和监护管理系统 54.2 基于物联网技术的血液管理系统 74.3 医疗物联网和“简约的数字医疗” 9五. 应用前景 11参考文献 15摘要1999年，物联网概念由麻省理工学院提出，早期是指依托射频识 别( Radio Frequency Identification

2、 ,RFID )技术和设备，按约定 的通信协议与互联网的结合， 使物品信息实现智能化管理。 而医学物 联网，就是将物联网技术应用于医疗、健康管理、老年健康照护等领 域。医学物联网中的“物”，就是各种与医学服务活动相关的事物， 如健康人、亚健康人、病人、医生、护士、医疗器械、检查设备、药 品等等。医学物联网中的“联”，即信息交互连接，把上述“事物” 产生的相关信息交互、传输和共享。医学物联网中的“网”是通过把 “物”有机地连成一张“网”，就可感知医学服务对象、各种数据的 交换和无缝连接， 达到对医疗卫生保健服务的实时动态监控、 连续跟 踪管理和精准的医疗健康决策。那么什么是“感”、“知”、“行”

3、呢？“感”就是数据采集和 信息获得，比如， 连续监测高血压患者的人体特征参数、周边环境信 息、感知设备和人员情况等。“知”特指数据分析，如，高血压患者 连续的血压值测到之后，计算机会自动分析出他的血压状况是否正 常，如果不正常，就会生成警报信号， 通知医生知晓情况， 调整用药， 加以处理，这就是“行”。. 研究背景我国医疗卫生体系正从临床信息化走向区域医疗卫生信息化的 发展阶段物联网技术的出现满足了人民群众关注自身健康的需要推 动了医疗卫生信息化产业的发展。 物联网技术在医疗领域的应用潜力 巨大能够帮助医院实现对人的智能化医疗和对物的智能化管理工作 支持医院内部医疗信息、设备信息、药品信息、人

4、员信息、管理信息 的数字化采集、处理、存储、传输、共享等，实现物资管理可视化、 医疗信息数字化、医疗过程数字化、医疗流程科学化、服务沟通人性能够满足医疗健康信息、 医疗设备与用品、 公共卫生安全的智能 化管理与监控等方面的需求从而解决医疗平台支撑薄弱、 医疗服务水 平整体较低、医疗安全生产隐患等问题。. 研究现状全球主要发达国家十分关注物联网技术在医疗领域的信息化建 设。2004年2月美国 FDA采取大量实际行动促进 RFID的实施与推广 通过立法加强 RFID技术在药物在运输、销售、防伪、追踪体系的应 用。 2004年日本信息通信产业的主管机关总务省 (MIC) 提出 20062010年间

5、IT 发展任务 u-Japan 战略 。该战略的目的之一就是 希望通过信息技术的高度有效应用促进医疗系统的改革解决高龄少 子化社会的医疗福利等问题。 2006 年韩国确立了 u-Korea 战略其中 提到要建立无所不在的智能型社会让民众在医疗领域可以随时随地 享有智慧服务。 2008年底 IBM进一步提出了 智慧的医疗 概念设想 把物联网技术充分应用到医疗领域中实现医疗的信息互联、共享协 作、临床创新、 诊断科学以及公共卫生预防等并认为物联网技术在整 合的医疗平台、电子健康档案系统都将有广泛的应用。 2009年 10月 欧盟委员会以政策文件的形式对外发布了物联网战略提出要让欧洲 在基于互联网的

6、智能基础设施发展上领先全球除了通过 ICT 研发计 划投资 4亿欧元启动 90 多个研发项目提高网络智能化水平外于 2011 年2013年间每年新增 2亿欧元进一步加强研发力度，同时拿出 3 亿 欧元专款支持物联网相关公私合作短期项目建设其中也包括医疗项 目。我国政府也十分关注物联网技术在医疗领域的应用。 2008 年国 家出台了卫生系统十一五 IC 卡应用发展规划提出加强医疗行业 与银行等相关部门、 行业的联合推进医疗领域的 一卡通产品应用扩 大 IC 卡的医疗服务范围建立 RFID 医疗卫生监督与追溯体系推进医疗 信息系统建设加快推进 IC 卡与 RFID 电子标签的应用试点与推广工 作。

7、2009年4月6 生体制改革的意见。为了保证医改的成功 3 年内各级政府将投入 8500 亿元加大卫生系统信息化建设的推进力度尤其是 RFID技术的应 用推广。 2009年 5月 23RFID应用大会围绕医疗器械设备管理药品、血液、卫生材料等领域的RFID 应用展开了广泛的交流讨论。 在卫生信息化发展纲要 中 IC 卡和 RFID 技术被列入卫生部信息化建设总体方案之中。卫生部提出要加强 IC 卡和 RFID技术在医疗保健、公共卫生、药品、血液、卫生材料、医 疗器械的生产、配送、防伪、追溯等方面的应用要进一步推进个人大 容量智能卡在医疗领域的应用。目前相关部门正在加快制定 IC 卡医 疗信息标

8、准、格式标准、容量标准积极推进 IC 卡的区域化应用开展 异地就医刷卡结算实现医疗信息区域共享。三 . 关键技术国际电信联盟 (ITU) 把射频识别技术 (RFID) 、传感器技术、纳米 技术、智能嵌入技术视为物联网发展过程中的关键技术。其中 RFID 是物联网的构建基础和核心。中科院软件研究所孙利民提出我国应该着重发展以下关键技术 包括物体标识、体系架构、通信和网络、安全和隐私、服务发现和搜 索、软硬件、能量获取和存储、设备微型小型化、标准。在医疗卫生领域物联网的主要应用技术在于物资管理可视化技 术、医疗信息数字化技术、医疗过程数字化技术三个方面。四. 系统实例4.1 病人身份匹配和监护管理

9、系统随着 RFID的高速发展和其显而易见的技术优越性，医疗医药行业也越来越多的开始使用 RFID。医疗医药行业是一个严谨的，不允 许出错的行业，同时也是个追求高效率的行业，而这正是RFID的特性所在。该系统利用 RFID 技术可以实现对住院病人和医护人员的自动身份识别、人员定位、电子导医、生命体征信息自动采集监视、电 子化病房巡查、 出入安全控制等新型医务服务和管理功能， 包括以下 五个子系统：病人身份匹配系统、病人安全管理系统、病人实时定位 监视系统病人生命体征数据采集和监护系统和 RFID 病房管理系统。 病人身份匹配系统病人在入院时即通过入院注册系统登记身份信息， 佩戴唯一的电子标签腕带

10、。对于有源 RFID 标签，病人通过佩戴的电 子腕带标签发出的信息能够随时被覆盖的无线 RFID 探测网络侦测 到，由医护工作人员通过工作台电脑随时识别到不同位置的病人身份 信息。若采用无源电子标签作为载体， 则可以通过移动标签工作站来 检查比对标签身份准确性，由手持阅读器显示读取标签的身份信息。 病人安全管理系统利用 RFID电子标签的在线侦测和远距离读取识别 的特性，可以在病人腕带被非正常移除和脱落时提示监控台报警。 病 人在未经过许可授权而离开护理区域时，区域出入口的 RFID 探测器 将验证许可身份并向工作控制台报警提示， 防止病人在未经许可下离 开监护区域。病人实时定位监视系统在 R

11、FID探测网络的覆盖下，使 佩戴 RFID腕带的病人可以实时地处于医疗监护的状态下，为医院方 能够更好的根据病人活动情况提供医护关怀。根据最近 RFID 探测点 的位置和返回的探测到的 RFID腕带信息，可以随时了解在此区域附 近的病人信息， 根据需要由医护人员随时提供医护服务。 病人生命体 征数据采集和监护系统利用 RFID的数据转储和传输特性结合微型病 人体温测量探头，以及移动式体征监护设备，在 RFID接收器网络覆 盖下，可以进行在线的病人体征数据采集和监护管理， 使病人在无人 陪伴的场景下， 也可以接受到监护关怀， 随时为医护人员提供病人的 体征活动状况，及时处理应急救护需求。 RFI

12、D病房管理系统利用无 线网络覆盖和配置移动 RFID护士工作站，护理人员可以脱离护士台 的电脑工作站的羁绊， 在日常的移动工作中， 随时随地操作在线使用 信息管理设备，进行病人身份核对、资料调阅、位置跟踪、医护工作 记录等一系列现场任务操作，摆脱传统的纸质登记、核查操作方式， 实现移动现场医护操作管理， 提高工作质量和效率。 系统应用意义医 院中很多病人的流动性较大， 特征相似而难以区分， 而且对一些精神 和智障病人其本身的理解和表达能力欠缺， 如果不加以有效的标识往 往会造成错误识别而被误诊， 结果给事件所涉及的各方带来无可挽回 的巨大影响。 确实，病人在医院内因身份识别错误而导致错误诊治虽

13、 然很少但仍然存在， 可见现有的一些病人标识手段未能有效地防止事 故的发生，而该系统的应用可以很好的解决这个问题。4.2 基于物联网技术的血液管理系统血液，可以解决医疗上的大量问题， 而又是多种疾病传播的渠道。 由于血液的传染而引起和传播的疾病，诸如艾滋病、乙肝、丙肝等， 而许多问题都是因为不规范的血液采集， 血液存储和使用的混乱等引 起的。所以，血液的管理是一个不能出错的工作，但是在其中有许多 都是不可抗拒的因素。所以，保障血液的安全，加强血液的管理势在 必行。利用 RFID（无线射频识别技术， Radio Frequency Identification ）进行科学的管理，实现信息的交互与

14、处理。血液在 采集、存储和运输和使用的过程中，利用 RFID 技术和计算机技术进 行质量的实时监控、使整个产业链清晰透明，不受污染，质量得到实 时监控与互联跟踪，真正的实现血液管理的信息化，提高工作效率， 把科学安全的血液管理落实到实处。 首先，要献血者登记， 体检完后， 进行血液检测，然后确认没有问题，进行血液采集，将每一袋检验合 格的血液贴上相应的 RFID 标签，进行血液跟踪，包括血液在存放到 库房的安放位置，状况，包括和其他血库的调入调出，或者被医院使 用，都始终跟踪着唯一的 RFID 标签。系统应用意义减少血液的污染： 系统采用 RFID非接触式射频识别技术，免去了人工的接触，减少了

15、 血液的污染。有效的保证了用血的安全。实现科学的血液信息管理： 从血液采集， 到入库，最后到血液的使用等一系列环节中涉及的数据 信息特别多，包扩献血者的资料、血液类型和采集血液的时间、经手 人等大量的信息为血液的管理带来一定的困难，再加上血液的特殊 性，血液的容易变质和用血的安全性等问题。利用 RFID 标签可以实 时的记录每一个环节的信息，有效的避免了人为的失误引起的差错。 有效期自动提醒：当血液入库时，设置血液的有效期，当血液长时间 不用，如果到了有效期，系统会自动报警，提醒有效期已经到了，然 后工作人员可以很快的找到血液的位置， 进行处理， 时间设置可以自 由设置。多标签识别，提高工作效

16、率：为每一袋血液贴上 RFID标签 以后，利用 RFID读写器和天线的配合可以进行多标签的识别，免去人工的在计算机输入或者手工记录， 识别后可以实时的把数据传送到 系统管理中心，集中管理，减少错误，可预见的提高工作的效率。实 时的跟踪管理： RFID技术能有效的解决血液在存储和运输途中的情 况，质量的实时监控， 进行从血液采集到患者的使用， 全过程的管理。 采集后就贴上 RFID标签，标签内包含所有的血液信息，自此血液跟 踪开始，无论血液在库房，还是调拨移库，一直到最终患者的使用， 都能进行全过程的跟踪。4.3 医疗物联网和“简约的数字医疗”浙江大学医学院附属第一医院通过实施医疗物联网和” 简

17、约的数 字医疗”解决方案,标准化了医院管理 , 实现对医务工作人员以及医用 药品,器械的有效跟踪和管理 ; 优化了管理流程 ,让医生和护士可以更 简单的操作和使用网络 ,提升工作效率 ,减少出错率 ,最大可能的避免 医疗差错 . 通过使用 NETGEA医R 疗物联网架构，医院在此基础上将 逐步实现 ICU设备管理系统、 中心供应室质量追溯系统、 医疗垃圾管 理系统、医疗器械和贵重设备的跟踪 , 生命体征采集及监护系统、移 动库房物资管理系统等等。作为“ 863”, “十二五”医疗信息化改革 的重要成果检验基地， 浙江大学医学院附属第一医院首先计划全院医 疗物联网覆盖 ,通过两台互为冗余备份的

18、NETGEARWNAC9智50能5 无线 控制器及物联网 AP-WNDAP35建6 立起全院的医疗物联网基础架构。 同 时, 浙江大学医学院附属第一医院目前被卫生部指定为数字医疗指定 参观点的示范性工程。 随着物联网的不断壮大， NETGEA的R WNAC9505 也能够同步进行扩展， 实现未来上千台 AP的管理需求。两台 WNAC9505 的双机热备， 保障了全院物联网业务能够实时无间断地运行， 如下图 所示：基于业界领先的智能分布式 WLAN交换架构的 WNAC950无5 线控 制器具有强大灵活的无线用户接入及 Fit AP 管理能力。整机提供高 达 1024 台 Fit AP及 32K

19、无线用户管理能力。支持 802.11a/b/g/n 无 线协议 , 无线信道动态控制、射频功率自动调整、无线用户自动负载 分担、射频 RF和应用安全 / 控制手段、众多高级安全特性诸如 Web Portal,802.1x ，802.11i ，MAC地址、WAPI认证,非法 AP检测和阻止 , 防 IP 地址盗用 ,RF 攻击识别和防御 , 黑名单等等 , 以及为各类无线终 端提供完整的无线漫游，安全性以及整合服务。 Pro Safe 智能无线 控制器凭借其安全特性、 强大的处理性能和先进的功能特性而获得了非常好的口碑。 千兆 POE功能的 GS724TP交换机，直接通过以太网线 对 AP 提供

20、远程电力和数据传输，大大方便了布线施工。另外 ,AP”零 配置”的功能 ,AP 无需做任何配置 ,只要接插网线即可通过 AC获得相 应的 AP配置并正常运行 ; 物联网 APWNDAP35可6以提供同时的 WLAN的 2.4G 和 5G的无线信号接入 , 同时 WNDAP350-E内R置了 RFID阅读器， 可以提供无源 /有源 Tag,条码, 生命体症检测 , 等等诸多应用。目前医院已应用物联网 AP的系统：移动护理系统移动门诊输液 系统条码扫描系统。五 . 应用前景市场需求慢性病、 亚健康和老龄化的问题， 催生可穿戴设备的市 场需求。中国报告网移动医疗行业分析师指出， 移动医疗拥有巨大的

21、蓝海市场。首先是亚健康人群大幅增加。中国报告网调查发现， 35 岁至 65 岁的人群正在成为慢性病大军，其中超重和肥胖、血脂异常 和脂肪肝、高血压呈明显上升趋势，发病年龄日趋年轻化。疾病发生 之前通常有“生理异常”，通过移动医疗设备对亚健康指标的测量， 可以提早发现慢性病，有利于治疗。其次是老龄化加剧，空巢老人比 例增加。中国报告网研究指出， 预计 2020-2050 年中国进入加速老龄 化阶段。上世纪 60、年代是生育高峰， 70 这个阶段每年增加 620万 人，断加剧的老龄化趋到 2050年，老龄人口总量将超过 4 亿，老龄 化水平达到 30%。中国不断势是医疗保健增长的基础。空巢化趋势与

22、 独居老人增多， 空时监控的可穿戴智能够实现远程实时增加。 能医疗 设备需求量会不断增尤为需要指出的是， 导致能够实现远程人力成本 的上升会是导疗设备需求量增加的一个重要因素。 实时监控的可穿戴 智能医疗病年轻化，第三是慢性病患病时间长，服务需求大。在医疗 健康领域，国内的智能医疗设备生产商都在积极开拓远国远程健康管 理市疗、阿里巴巴的未来医院早已囊括了健康物场。 腾讯的微信智慧 医疗物联网所涉及的项目； 医疗平台合作已经医院开展慢性病患者远 程广东乐心医疗与医程指导管理项目。 互联的高速发展为医疗行业带 来了巨大的空在技术支撑方面，移动互空间，根据 IDC 大建设的 IT 系统发布的中国医疗

23、卫生十大 IT 趋势，移动医疗将成为 2013 年重点 建医疗、慢病监控、大数据综合解决方案等改之一。远程预约、远程 医改变现有的医疗健康服务模式。应用示范移动应用解决方案，可基本概括为：无线查房、移全球 医疗行业采用的移移动护理、药品和视频监控。可以管理和分发、条 形码病人标识带的应用、 无线语音、网络呼叫、视频会议和所有流程， 从住院登记、发放药品、输液、配液 / 配说，病人在医院经历过的所 配药中心、标本采集及处理、急救室 / 手术室，到出院结帐，都可以 用移动技术予以优化。 因为移动应用能够高度共享医院原有的信息系 统，并使系统更具移动性和灵活性，从而达到简化工作流程，提高整 体工作效

24、率的目的。 移动应用的另一个显著贡献是减少医疗差错。 在 对病人护理过程中， 有可能出现护理人员交接环节的失误， 以及在发 药、药品有效期管理、标本采集等执行环节的失误。据美国权威机构 的调查显示，每年有超过 1500 万例的药品误用事故在美国医院内发 生。为了避免这些失误， 就需要医护人员及时地得到和确认患者的医 疗信息，确保在正确的时间，对正确的病人，进行正确的治疗。发展前景让医疗服务“随手可得”移动医疗，改变了过去人们只 能前往医院“看病”的传统生活方式。无论在家里还是在路上，人们 都能够随时听取医生的建议， 或者是获得各种与健康相关的资讯。 医 疗服务，因为移动通信技术的加入，不仅将节

25、省之前大量用于挂号、 排队等候乃至搭乘交通工具前往的时间和成本， 而且会更高效地引导 人们养成良好的生活习惯， 变治病为防病。 为公立医院改革“添把火” 2010年 10月起，国家卫生部决定启动全国近百家医院和部分区域的 电子病历试点工作。 卫生部领导在公开场合表示， 建立和完善以电子 病历为核心的医院信息系统， 是公立医院改革试点工作的重要任务之 一。通信业的下一座“金矿”移动医疗对于移动运营商、医疗设备制 造商、芯片企业、应用开发商等通信产业链各个环节， 是一座“金矿”、 一项潜力极大的“朝阳产业”。咨询公司 Parks Associates 的数据 显示，仅美国市场，与无线配件、应用等相

26、关的移动医疗市场规模在 2011年有望翻一番，达到 13 亿美元。对于运营商，可以借助与 SP 的收益分成，变单纯的“管道工”为“智能管道”。对于医疗器材制 造商，无线宽带网络、 RFID芯片与传统诊疗设备的全新组合，让传 统诊疗设备跳动了一颗“智慧心”。美国的 GE公司 2009 年就研发了 一种手机式超声仪，在中国市场的前期测试中反响相当好， “就像现 在的血压仪、听诊器，医生手中拿到这个超声仪，可以一下提高好多 信息辅助诊断”。对于 SP们，智能手机的日益普及，也让他们在这 杯移动医疗的盛宴中分得一杯羹。中国有家医疗网站“好大夫”，在 线推出了完全免费的 iPhone 客户端。截至目前，

27、好大夫已经收入全 国 3100 多家正规医院、 26 万余位大夫，通过手机，可以检索到包括 所有常见疾病以及全国各地医院、 大夫的相关信息， 患者可浏览检索 到当地医院介绍、科室介绍等相关信息，也能查询到大夫的简历、出 诊时间等，甚至可以查看患者对该医生的打分评价。移动医疗在我国却受到一定的局限性： 3G网络的不给力、互联 网带宽限制的影响、 以及基层医院设备落后均不适合我们开展移动医 疗。国外移动医疗的发展是建立在私人医生的基础之上， 随便一个电 话，简单一个 email 就可以解决除手术外的常见疾病。 而我国患者群 基数很大， 尚处在一个看病难的时期。 国内医生每天的工作根本不可 能浪费在

28、接打电话、 收发邮件的时间上， 更不用说那些医学前辈需要 从新学习电脑了。 另外，国外的移动模式是建立在医生一对一的基础 上，患者预约排队能够相当的有秩序。 当然我国的医生也是一对一的 诊疗模式， 但前提是一个患者只有仅仅几分钟的诊疗时间。 当然我们 不能否认移动医疗带来的便利， 但是程序的开发者也当考虑我们身处 的环境。我们希望构建一个医者轻松，患者受益的和谐环境，但就目 前来说移动医疗只会越帮越忙。 总之一句话， 在没有解决患者就医难 的条件下，移动医疗，想说爱你真的不容易。参考文献1 王保云. 物联网技术研究综述 J. 电子测量与仪器 ,2009, 23(12):1-7.2 贾凯, 刘慧

29、,王保松.物联网在我国医药流通中的应用研究 J. 商业经济文荟 ,2005(5):50 51,40.3 孙雷.在我国建立医药 EPC 网络的构想 J. 物流科 技,2004,27 (11):76 78.4 刘建生,林自葵,王慧. 基于物联网的药品流通过程再造研究 J. 物流科技 ,2007,26(5):104 106.5 李兴鹤.基于RFID 的室内人员跟踪及药品防伪与管理的研究 D. 济南:山东大学 ,2006.6 PHILLIPST,KARYGIANNIST,KUHNR.Securitystandardsforthe RF1DmarketJ.Security&PrivacyMagazine

30、,2OO5,3(6):85 89.7 LUKai-cheng.ComputercryptographyD.Bering:TsinghuaUni- verstiy,1998.8 朱晓荣,齐丽娜,孙君,等.物联网泛在通信技术 M. 北京:人民 邮电出版社 ,2010.9 LOPEZN0RESM,PAZOS-ARIASJJ,GARCIA-DUQUEJ,eta1.In troducingsmartpackinginresidentialnetworkstoperventmedicine misuseC/ProcofIEEEInternationalSymposiumonConsumer Electronics.2008:1240-1247.10 王春飞. 浅谈医院药房信息化及自动化建设 J. 医疗卫生装 备 ,2007,28(6):40 41.11 LUKai-cheng.ComputercryptographyD.Bering:TsinghuaUni- verstiy,1998.任课老师评语：成绩：任课老师签名：