2016-2017學年第2學期物聯網技術導論課程大作業 作業題目： 物聯網技術在智慧醫療的應用 專 業： 嵌入式開發方向 班 級： 1410091 學 號： 141009122 姓 名： 李魯豫 任課教師： 劉國梅 日 期： 2017.4.18 目錄CONTENT 摘要一.研究背景1二.研究現狀2三.關鍵技術4四.系統實例54.1病人身份匹配和監護管理系統54.2基于物聯網技術的血液管理系統74.3醫療物聯網和“簡約的數字醫療”9五.應用前景11參考文獻15摘要1999年，物聯網概念由麻省理工學院提出，早期是指依托射頻識別（Radio Frequency Identification ,RFID）技術和設備，按約定的通信協議與互聯網的結合，使物品信息實現智能化管理。而醫學物聯網，就是將物聯網技術應用于醫療、健康管理、老年健康照護等領域。醫學物聯網中的“物”，就是各種與醫學服務活動相關的事物，如健康人、亞健康人、病人、醫生、護士、醫療器械、檢查設備、藥品等等。醫學物聯網中的“聯”，即信息交互連接，把上述“事物”產生的相關信息交互、傳輸和共享。醫學物聯網中的“網”是通過把“物”有機地連成一張“網”，就可感知醫學服務對象、各種數據的交換和無縫連接，達到對醫療衛生保健服務的實時動態監控、連續跟蹤管理和精準的醫療健康決策。那么什么是“感”、“知”、“行”呢？“感”就是數據采集和信息獲得，比如，連續監測高血壓患者的人體特征參數、周邊環境信息、感知設備和人員情況等?！爸碧刂笖祿治?，如，高血壓患者連續的血壓值測到之后，計算機會自動分析出他的血壓狀況是否正常，如果不正常，就會生成警報信號，通知醫生知曉情況，調整用藥，加以處理，這就是“行”。1. 研究背景我國醫療衛生體系正從臨床信息化走向區域醫療衛生信息化的發展階段物聯網技術的出現滿足了人民群眾關注自身健康的需要推動了醫療衛生信息化產業的發展。物聯網技術在醫療領域的應用潛力巨大能夠幫助醫院實現對人的智能化醫療和對物的智能化管理工作支持醫院內部醫療信息、設備信息、藥品信息、人員信息、管理信息的數字化采集、處理、存儲、傳輸、共享等，實現物資管理可視化、醫療信息數字化、醫療過程數字化、醫療流程科學化、服務溝通人性化能夠滿足醫療健康信息、醫療設備與用品、公共衛生安全的智能化管理與監控等方面的需求從而解決醫療平臺支撐薄弱、醫療服務水平整體較低、醫療安全生產隱患等問題。2. 研究現狀全球主要發達國家十分關注物聯網技術在醫療領域的信息化建設。2004年2月美國FDA采取大量實際行動促進RFID的實施與推廣通過立法加強RFID技術在藥物在運輸、銷售、防偽、追蹤體系的應用。2004年日本信息通信產業的主管機關總務省(MIC)提出20062010年間IT發展任務u-Japan戰略。該戰略的目的之一就是希望通過信息技術的高度有效應用促進醫療系統的改革解決高齡少子化社會的醫療福利等問題。2006年韓國確立了u-Korea戰略其中提到要建立無所不在的智能型社會讓民眾在醫療領域可以隨時隨地享有智慧服務。2008年底IBM進一步提出了智慧的醫療概念設想把物聯網技術充分應用到醫療領域中實現醫療的信息互聯、共享協作、臨床創新、診斷科學以及公共衛生預防等并認為物聯網技術在整合的醫療平臺、電子健康檔案系統都將有廣泛的應用。2009年10月歐盟委員會以政策文件的形式對外發布了物聯網戰略提出要讓歐洲在基于互聯網的智能基礎設施發展上領先全球除了通過ICT研發計劃投資4億歐元啟動90多個研發項目提高網絡智能化水平外于2011年2013年間每年新增2億歐元進一步加強研發力度，同時拿出3億歐元?？钪С治锫摼W相關公私合作短期項目建設其中也包括醫療項目。我國政府也十分關注物聯網技術在醫療領域的應用。2008年國家出臺了衛生系統十一五IC卡應用發展規劃提出加強醫療行業與銀行等相關部門、行業的聯合推進醫療領域的一卡通產品應用擴大IC卡的醫療服務范圍建立RFID醫療衛生監督與追溯體系推進醫療信息系統建設加快推進IC卡與RFID電子標簽的應用試點與推廣工作。2009年4月6日中共中央、國務院發布了關于深化醫藥衛生體制改革的意見。為了保證醫改的成功3年內各級政府將投入8500億元加大衛生系統信息化建設的推進力度尤其是RFID技術的應用推廣。2009年5月23日衛生部首次召開了衛生領域RFID應用大會圍繞醫療器械設備管理藥品、血液、衛生材料等領域的RFID應用展開了廣泛的交流討論。在衛生信息化發展綱要中IC卡和RFID技術被列入衛生部信息化建設總體方案之中。衛生部提出要加強IC卡和RFID技術在醫療保健、公共衛生、藥品、血液、衛生材料、醫療器械的生產、配送、防偽、追溯等方面的應用要進一步推進個人大容量智能卡在醫療領域的應用。目前相關部門正在加快制定IC卡醫療信息標準、格式標準、容量標準積極推進IC卡的區域化應用開展異地就醫刷卡結算實現醫療信息區域共享。3. 關鍵技術國際電信聯盟(ITU)把射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術視為物聯網發展過程中的關鍵技術。其中RFID是物聯網的構建基礎和核心。中科院軟件研究所孫利民提出我國應該著重發展以下關鍵技術包括物體標識、體系架構、通信和網絡、安全和隱私、服務發現和搜索、軟硬件、能量獲取和存儲、設備微型小型化、標準。在醫療衛生領域物聯網的主要應用技術在于物資管理可視化技術、醫療信息數字化技術、醫療過程數字化技術三個方面。 4. 系統實例4.1病人身份匹配和監護管理系統隨著RFID的高速發展和其顯而易見的技術優越性，醫療醫藥行業也越來越多的開始使用RFID。醫療醫藥行業是一個嚴謹的，不允許出錯的行業，同時也是個追求高效率的行業，而這正是RFID的特性所在。該系統利用RFID技術可以實現對住院病人和醫護人員的自動身份識別、人員定位、電子導醫、生命體征信息自動采集監視、電子化病房巡查、出入安全控制等新型醫務服務和管理功能，包括以下五個子系統：病人身份匹配系統、病人安全管理系統、病人實時定位監視系統病人生命體征數據采集和監護系統和RFID病房管理系統。病人身份匹配系統病人在入院時即通過入院注冊系統登記身份信息，佩戴唯一的電子標簽腕帶。對于有源RFID標簽，病人通過佩戴的電子腕帶標簽發出的信息能夠隨時被覆蓋的無線RFID探測網絡偵測到，由醫護工作人員通過工作臺電腦隨時識別到不同位置的病人身份信息。若采用無源電子標簽作為載體，則可以通過移動標簽工作站來檢查比對標簽身份準確性，由手持閱讀器顯示讀取標簽的身份信息。病人安全管理系統利用RFID電子標簽的在線偵測和遠距離讀取識別的特性，可以在病人腕帶被非正常移除和脫落時提示監控臺報警。病人在未經過許可授權而離開護理區域時，區域出入口的RFID探測器將驗證許可身份并向工作控制臺報警提示，防止病人在未經許可下離開監護區域。病人實時定位監視系統在RFID探測網絡的覆蓋下，使佩戴RFID腕帶的病人可以實時地處于醫療監護的狀態下，為醫院方能夠更好的根據病人活動情況提供醫護關懷。根據最近RFID探測點的位置和返回的探測到的RFID腕帶信息，可以隨時了解在此區域附近的病人信息，根據需要由醫護人員隨時提供醫護服務。病人生命體征數據采集和監護系統利用RFID的數據轉儲和傳輸特性結合微型病人體溫測量探頭，以及移動式體征監護設備，在RFID接收器網絡覆蓋下，可以進行在線的病人體征數據采集和監護管理，使病人在無人陪伴的場景下，也可以接受到監護關懷，隨時為醫護人員提供病人的體征活動狀況，及時處理應急救護需求。RFID病房管理系統利用無線網絡覆蓋和配置移動RFID護士工作站，護理人員可以脫離護士臺的電腦工作站的羈絆，在日常的移動工作中，隨時隨地操作在線使用信息管理設備，進行病人身份核對、資料調閱、位置跟蹤、醫護工作記錄等一系列現場任務操作，擺脫傳統的紙質登記、核查操作方式，實現移動現場醫護操作管理，提高工作質量和效率。系統應用意義醫院中很多病人的流動性較大，特征相似而難以區分，而且對一些精神和智障病人其本身的理解和表達能力欠缺，如果不加以有效的標識往往會造成錯誤識別而被誤診，結果給事件所涉及的各方帶來無可挽回的巨大影響。確實，病人在醫院內因身份識別錯誤而導致錯誤診治雖然很少但仍然存在，可見現有的一些病人標識手段未能有效地防止事故的發生，而該系統的應用可以很好的解決這個問題。4.2基于物聯網技術的血液管理系統血液，可以解決醫療上的大量問題，而又是多種疾病傳播的渠道。由于血液的傳染而引起和傳播的疾病，諸如艾滋病、乙肝、丙肝等，而許多問題都是因為不規范的血液采集，血液存儲和使用的混亂等引起的。所以，血液的管理是一個不能出錯的工作，但是在其中有許多都是不可抗拒的因素。所以，保障血液的安全，加強血液的管理勢在必行。利用RFID（無線射頻識別技術，Radio Frequency Identification）進行科學的管理，實現信息的交互與處理。血液在采集、存儲和運輸和使用的過程中，利用RFID技術和計算機技術進行質量的實時監控、使整個產業鏈清晰透明，不受污染，質量得到實時監控與互聯跟蹤，真正的實現血液管理的信息化，提高工作效率，把科學安全的血液管理落實到實處。首先，要獻血者登記，體檢完后，進行血液檢測，然后確認沒有問題，進行血液采集，將每一袋檢驗合格的血液貼上相應的RFID標簽，進行血液跟蹤，包括血液在存放到庫房的安放位置，狀況，包括和其他血庫的調入調出，或者被醫院使用，都始終跟蹤著唯一的RFID標簽。系統應用意義減少血液的污染：系統采用RFID非接觸式射頻識別技術，免去了人工的接觸，減少了血液的污染。有效的保證了用血的安全。實現科學的血液信息管理：從血液采集，到入庫，最后到血液的使用等一系列環節中涉及的數據信息特別多，包擴獻血者的資料、血液類型和采集血液的時間、經手人等大量的信息為血液的管理帶來一定的困難，再加上血液的特殊性，血液的容易變質和用血的安全性等問題。利用RFID標簽可以實時的記錄每一個環節的信息，有效的避免了人為的失誤引起的差錯。有效期自動提醒：當血液入庫時，設置血液的有效期，當血液長時間不用，如果到了有效期，系統會自動報警，提醒有效期已經到了，然后工作人員可以很快的找到血液的位置，進行處理，時間設置可以自由設置。多標簽識別，提高工作效率：為每一袋血液貼上RFID標簽以后，利用RFID讀寫器和天線的配合可以進行多標簽的識別，免去人工的在計算機輸入或者手工記錄，識別后可以實時的把數據傳送到系統管理中心，集中管理，減少錯誤，可預見的提高工作的效率。實時的跟蹤管理：RFID技術能有效的解決血液在存儲和運輸途中的情況，質量的實時監控，進行從血液采集到患者的使用，全過程的管理。采集后就貼上RFID標簽，標簽內包含所有的血液信息，自此血液跟蹤開始，無論血液在庫房，還是調撥移庫，一直到最終患者的使用，都能進行全過程的跟蹤。4.3醫療物聯網和“簡約的數字醫療”浙江大學醫學院附屬第一醫院通過實施醫療物聯網和”簡約的數字醫療”解決方案,標準化了醫院管理,實現對醫務工作人員以及醫用藥品,器械的有效跟蹤和管理;優化了管理流程,讓醫生和護士可以更簡單的操作和使用網絡,提升工作效率,減少出錯率,最大可能的避免醫療差錯.通過使用NETGEAR醫療物聯網架構，醫院在此基礎上將逐步實現ICU設備管理系統、中心供應室質量追溯系統、醫療垃圾管理系統、醫療器械和貴重設備的跟蹤,生命體征采集及監護系統、移動庫房物資管理系統等等。作為“863”,“十二五”醫療信息化改革的重要成果檢驗基地，浙江大學醫學院附屬第一醫院首先計劃全院醫療物聯網覆蓋,通過兩臺互為冗余備份的NETGEARWNAC9505智能無線控制器及物聯網AP-WNDAP356建立起全院的醫療物聯網基礎架構。同時,浙江大學醫學院附屬第一醫院目前被衛生部指定為數字醫療指定參觀點的示范性工程。隨著物聯網的不斷壯大，NETGEAR的WNAC9505也能夠同步進行擴展，實現未來上千臺AP的管理需求。兩臺WNAC9505的雙機熱備，保障了全院物聯網業務能夠實時無間斷地運行，如下圖所示：基于業界領先的智能分布式WLAN交換架構的WNAC9505無線控制器具有強大靈活的無線用戶接入及Fit AP管理能力。整機提供高達1024臺Fit AP及32K無線用戶管理能力。支持802.11a/b/g/n無線協議,無線信道動態控制、射頻功率自動調整、無線用戶自動負載分擔、射頻RF和應用安全/控制手段、眾多高級安全特性諸如Web Portal,802.1x，802.11i，MAC地址、WAPI認證,非法AP檢測和阻止,防IP地址盜用,RF攻擊識別和防御,黑名單等等,以及為各類無線終端提供完整的無線漫游，安全性以及整合服務。Pro Safe智能無線控制器憑借其安全特性、強大的處理性能和先進的功能特性而獲得了非常好的口碑。千兆POE功能的GS724TP交換機，直接通過以太網線對AP提供遠程電力和數據傳輸，大大方便了布線施工。另外,AP”零配置”的功能,AP無需做任何配置,只要接插網線即可通過AC獲得相應的AP配置并正常運行;物聯網APWNDAP356可以提供同時的WLAN的2.4G和5G的無線信號接入,同時WNDAP350-ER內置了RFID閱讀器，可以提供無源/有源Tag,條碼,生命體癥檢測,等等諸多應用。目前醫院已應用物聯網AP的系統：移動護理系統移動門診輸液系統條碼掃描系統。5. 應用前景市場需求慢性病、亞健康和老齡化的問題，催生可穿戴設備的市場需求。中國報告網移動醫療行業分析師指出，移動醫療擁有巨大的藍海市場。首先是亞健康人群大幅增加。中國報告網調查發現，35歲至65歲的人群正在成為慢性病大軍，其中超重和肥胖、血脂異常和脂肪肝、高血壓呈明顯上升趨勢，發病年齡日趨年輕化。疾病發生之前通常有“生理異?！?，通過移動醫療設備對亞健康指標的測量，可以提早發現慢性病，有利于治療。其次是老齡化加劇，空巢老人比例增加。中國報告網研究指出，預計2020-2050年中國進入加速老齡化階段。上世紀60、年代是生育高峰，70這個階段每年增加620萬人，斷加劇的老齡化趨到2050年，老齡人口總量將超過4億，老齡化水平達到30%。中國不斷勢是醫療保健增長的基礎。空巢化趨勢與獨居老人增多，空時監控的可穿戴智能夠實現遠程實時增加。能醫療設備需求量會不斷增尤為需要指出的是，導致能夠實現遠程人力成本的上升會是導療設備需求量增加的一個重要因素。實時監控的可穿戴智能醫療病年輕化，第三是慢性病患病時間長，服務需求大。在醫療健康領域，國內的智能醫療設備生產商都在積極開拓遠國遠程健康管理市療、阿里巴巴的未來醫院早已囊括了健康物場。騰訊的微信智慧醫療物聯網所涉及的項目；醫療平臺合作已經醫院開展慢性病患者遠程廣東樂心醫療與醫程指導管理項目。互聯的高速發展為醫療行業帶來了巨大的空在技術支撐方面，移動互空間，根據IDC大建設的IT系統發布的中國醫療衛生十大IT趨勢，移動醫療將成為2013年重點建醫療、慢病監控、大數據綜合解決方案等改之一。遠程預約、遠程醫改變現有的醫療健康服務模式。應用示范移動應用解決方案，可基本概括為：無線查房、移全球醫療行業采用的移移動護理、藥品和視頻監控?？梢怨芾砗头职l、條形碼病人標識帶的應用、無線語音、網絡呼叫、視頻會議和所有流程，從住院登記、發放藥品、輸液、配液/配說，病人在醫院經歷過的所配藥中心、標本采集及處理、急救室/手術室，到出院結帳，都可以用移動技術予以優化。因為移動應用能夠高度共享醫院原有的信息系統，并使系統更具移動性和靈活性，從而達到簡化工作流程，提高整體工作效率的目的。移動應用的另一個顯著貢獻是減少醫療差錯。在對病人護理過程中，有可能出現護理人員交接環節的失誤，以及在發藥、藥品有效期管理、標本采集等執行環節的失誤。據美國權威機構的調查顯示，每年有超過1500萬例的藥品誤用事故在美國醫院內發生。為了避免這些失誤，就需要醫護人員及時地得到和確認患者的醫療信息，確保在正確的時間，對正確的病人，進行正確的治療。發展前景讓醫療服務“隨手可得”移動醫療，改變了過去人們只能前往醫院“看病”的傳統生活方式。無論在家里還是在路上，人們都能夠隨時聽取醫生的建議，或者是獲得各種與健康相關的資訊。醫療服務，因為移動通信技術的加入，不僅將節省之前大量用于掛號、排隊等候乃至搭乘交通工具前往的時間和成本，而且會更高效地引導人們養成良好的生活習慣，變治病為防病。為公立醫院改革“添把火”2010年10月起，國家衛生部決定啟動全國近百家醫院和部分區域的電子病歷試點工作。衛生部領導在公開場合表示，建立和完善以電子病歷為核心的醫院信息系統，是公立醫院改革試點工作的重要任務之一。通信業的下一座“金礦”移動醫療對于移動運營商、醫療設備制造商、芯片企業、應用開發商等通信產業鏈各個環節，是一座“金礦”、一項潛力極大的“朝陽產業”。咨詢公司Parks Associates的數據顯示，僅美國市場，與無線配件、應用等相關的移動醫療市場規模在2011年有望翻一番，達到13億美元。對于運營商，可以借助與SP的收益分成，變單純的“管道工”為“智能管道”。對于醫療器材制造商，無線寬帶網絡、RFID芯片與傳統診療設備的全新組合，讓傳統診療設備跳動了一顆“智慧心”。美國的GE公司2009年就研發了一種手機式超聲儀，在中國市場的前期測試中反響相當好，“就像現在的血壓儀、聽診器，醫生手中拿到這個超聲儀，可以一下提高好多信息輔助診斷”。對于SP們，智能手機的日益普及，也讓他們在這杯移動醫療的盛宴中分得一杯羹。中國有家醫療網站“好大夫”，在線推出了完全免費的iPhone客戶端。截至目前，好大夫已經收入全國3100多家正規醫院、26萬余位大夫，通過手機，可以檢索到包括所有常見疾病以及全國各地醫院、大夫的相關信息，患者可瀏覽檢索到當地醫院介紹、科室介紹等相關信息，也能查詢到大夫的簡歷、出診時間等，甚至可以查看患者對該醫生的打分評價。移動醫療在我國卻受到一定的局限性：3G網絡的不給力、互聯網帶寬限制的影響、以及基層醫院設備落后均不適合我們開展移動醫療。國外移動醫療的發展是建立在私人醫生的基礎之上，隨便一個電話，簡單一個email就可以解決除手術外的常見疾病。而我國患者群基數很大，尚處在一個看病難的時期。國內醫生每天的工作根本不可能浪費在接打電話、收發郵件的時間上，更不用說那些醫學前輩需要從新學習電腦了。另外，國外的移動模式是建立在醫生一對一的基礎上，患者預約排隊能夠相當的有秩序。當然我國的醫生也是一對一的診療模式，但前提是一個患者只有僅僅幾分鐘的診療時間。當然我們不能否認移動醫療帶來的便利，但是程序的開發者也當考慮我們身處的環境。我們希望構建一個醫者輕