物聯(lián)網技術在智能醫(yī)療的應用有哪些？
應對人口結構高齡化所帶來的長期照護需求，各國政府紛紛擬定政策，希望利用Wi-Fi、藍牙、3G、GPS及RFID等物聯(lián)網技術，架構起移動式醫(yī)療網絡;且在遠距照護等議題發(fā)酵下，也帶動醫(yī)療產業(yè)結合物聯(lián)網進入下一個嶄新的應用階段。
物聯(lián)網技術在智能醫(yī)療領域的主要應用技術，主要在于物資管理可視化技術、醫(yī)療信息數(shù)字化技術、醫(yī)療過程數(shù)字化技術三個方面。
一、醫(yī)療器械與藥品的監(jiān)控管理
借助RFID技術，開始廣泛應用在醫(yī)療機構物資管理的可視化技術，可以實現(xiàn)醫(yī)療器械與藥品的生產、配送、防偽、追溯，避免公共醫(yī)療安全問題，且實現(xiàn)藥品追蹤與設備追蹤，可從科研、生產、流動到使用過程的全方位實時監(jiān)控，有效提升醫(yī)療質量并降低管理成本。
根據(jù)世界衛(wèi)生組織的報導，全球假藥比例已經超過10%，銷售額超過320億元。中國藥學會有關數(shù)據(jù)顯示，我們每年至少有20萬人死于用錯藥與用藥不當，有11%～26%的不合格用藥人數(shù)。
以及10%左右的用藥失誤病例。因此，RFID技術在對藥品與設備進行跟蹤監(jiān)測、整頓規(guī)范醫(yī)藥用品市場中起到重要作用。
具體來說，物聯(lián)網技術在物資管理領域的應用方向有以下幾個方面：
1、醫(yī)療設備與藥品防偽
卷標依附在產品上的身份標識具有唯一性，難以復制，可以起到查詢信息和防偽打假的作用，將是假冒偽劣產品一個非常重要的查處措施。例如，把藥品信息傳送到公共數(shù)據(jù)庫中，患者或醫(yī)院可以將卷標的內容和數(shù)據(jù)庫中的記錄進行核對，方便地識別假冒藥品。
2、全程實時監(jiān)控
藥品從科研、生產、流通到使用整個過程中，RFID標簽都可進行全方位的監(jiān)控。特別是出廠的時候，在產品自行自動包裝時，安裝在生產線的讀取器可以自動識別每個藥品的信息，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，流通的過程中可以隨時記錄中間信息，實施全線監(jiān)控。
3、醫(yī)療垃圾信息管理
通過實現(xiàn)不同醫(yī)院、運輸公司的合作，借助RFID技術建立一個可追蹤的醫(yī)療垃圾追蹤系統(tǒng)，實現(xiàn)對醫(yī)療垃圾運送到處理廠的全程跟蹤，避免醫(yī)療垃圾的非法處理。
二、數(shù)字化醫(yī)院
物聯(lián)網在醫(yī)療信息管理等方面具有廣闊的應用前景。目前醫(yī)院對醫(yī)療信息管理的需求主要集中在以下幾個方面：身份識別、樣品識別、病案識別。
其中，身份識別主要包括病人的身份識別、醫(yī)生的身份識別;樣品識別包括藥品識別、醫(yī)療器械識別、化驗品識別等;病案識別包括病況識別、體征識別等。具體應用分為以下幾個方面：
1、病患信息管理
病人的家族病史、既往病史、各種檢查、治療記錄、藥物過敏等電子健康檔案，可以為醫(yī)生制定治療方案提供幫助;醫(yī)生和護士可以做到對病患生命體征、治療化療等實時監(jiān)測信息，杜絕用錯藥、打錯針等現(xiàn)象，自動提醒護士進行發(fā)藥、巡查等工作。
2、醫(yī)療急救管理
在傷員較多、無法取得家屬聯(lián)系、危重病患等特殊情況下，借助RFID技術的可靠、高效的信息儲存和檢驗方法，快速實現(xiàn)病人身份確認，確定其姓名、年齡、血型、緊急聯(lián)系電話、既往病史、家屬等有關詳細資料，完成入院登記手續(xù)，為急救病患爭取了治療的寶貴時間。
尤其救護車中安裝3G視訊設備，病患在運送到醫(yī)院的途中，急診室可先了解病患的生理狀況，爭取黃金救援時機，如果地處偏遠，甚至可采取遠距醫(yī)療影像系統(tǒng)進行緊急搶救。
3、藥品存儲
將RFID技術應用在藥品的存儲、使用、檢核流程中，簡化人工與紙本記錄處理，防止缺貨及方便藥品召回，避免類似的藥品名稱、劑量與劑型之間發(fā)生混淆，強化藥品管理，確保藥品供給及時、準備。
4、血液信息管理
將RFID技術應用到血液管理中，能夠有效避免條形碼容量小的弊端，可以實現(xiàn)非接觸式識別，減少血液污染，實現(xiàn)多目標識別，提高數(shù)據(jù)采集效率。
5、藥品制劑防誤
通過在取藥、配藥過程中加入防誤機制，在處方開立、調劑、護理給藥、病人用藥、藥效追蹤、藥品庫存管理、藥品供貨商進貨、保存期限及保存環(huán)境條件等環(huán)節(jié)實現(xiàn)對藥品制劑的信息化管理，確認病患使用制劑之種類、記錄病人使用流向及保存批號等，避免用藥疏失，病患用藥安全。
6、醫(yī)療器械與藥品追溯
通過準確記錄物品和患者身份，包括產品使用環(huán)節(jié)的基本信息、不良事件所涉及的特定產品信息、可能發(fā)生同樣質量問題產品的地區(qū)、問題產品所涉及的患者、尚未使用的問題產品位置等信息，追溯到不良產品及相關病患，控制所有未投入使用的醫(yī)療器械與藥品，為事故處理提供有力支持。
7、信息共享互聯(lián)
通過醫(yī)療信息和記錄的共享互聯(lián)，整合并形成一個發(fā)達的綜合醫(yī)療網絡。一方面經過授權的醫(yī)生可以翻查病人的病歷、患史、治療措施和保險明細?；颊咭部梢宰灾鬟x擇或更換醫(yī)生、醫(yī)院;另一方面支持鄉(xiāng)鎮(zhèn)、小區(qū)醫(yī)院在信息上與中心醫(yī)院實現(xiàn)無縫對接，能攻實時地獲取專家建議、安排轉診和接受培訓等。
8、新生兒防盜系統(tǒng)
將大型綜合醫(yī)院的婦產科或婦兒醫(yī)院的母嬰識別管理、嬰兒防盜管理、信道權限相結合，防止外來人員隨意進出。尤其，嬰兒出生后也要給嬰兒佩戴一個可以標示惟一性身份的“RFID腕帶”，并使嬰兒的信息和母親的信息具有惟一對應性，要確定是不是抱錯了嬰兒，只需對比母嬰的“RFID腕帶”信息就可了，這就避免了嬰兒抱錯事件的發(fā)生。
9、報警系統(tǒng)
通過對醫(yī)院醫(yī)療器械與病人的實時監(jiān)控與跟蹤，說明病人發(fā)出緊急求救信號，防止病人私自出走，防止貴重器件毀損或被盜，保護溫度敏感藥品和實驗室樣本。
三、遠程醫(yī)療監(jiān)護
遠程醫(yī)療監(jiān)護，主要是利用物聯(lián)網技術，構建以患者為中心，基于危急重病患的遠程會診和持續(xù)監(jiān)護服務體系。遠程醫(yī)療監(jiān)護技術的設計初衷是為了減少患者進醫(yī)院和診所的次數(shù)。
根據(jù)美國疾病控制中心(CDC)2005年的報告，大約50%的美國人至少患有一種慢性疾病，他們的治療費用占全美2萬億醫(yī)療支出的3/4以上。除了高額的高科技治療和手術費用外，醫(yī)生的例行檢查、實驗室檢測和其他監(jiān)護服務支出大約有幾十億美元。
隨著遠程醫(yī)療技術的進步，高精尖傳感器已經能夠實現(xiàn)在患者的體域網(body-area)范圍內實現(xiàn)有效同信，遠程醫(yī)療監(jiān)護的重點也逐步從改善生活方式轉變?yōu)榧皶r提供救命信息、交流醫(yī)療方案。
1、RFID助老人獨立生活的應用
阿得雷德大學計算機科學家正在領導一個項目開發(fā)新的RFID傳感器系統(tǒng)，說明老年人保持獨立生活和安全看護。研究人員采用RFID和傳感器技術，自動識別和監(jiān)測人的活動;能夠確定個人的正常例行維護，并在危險來臨時，及時地提供幫助，在人口老齡化的時代具有巨大的潛在價值。
該系統(tǒng)的投入成本較低，不存在隱私問題和密集的監(jiān)測監(jiān)控，被監(jiān)控對象(老年人)也無須另外穿戴物品。
2、智能輪椅的應用
智能輪椅的任務是安全、便捷地把用戶送到目的地，完成既定任務。在運動過程中，輪椅既需要接受用戶的指令，又需結合環(huán)境信息啟動自身避障、導航等功能模塊，與移動機器人不同的是，在使用過程中，輪椅與用戶成為一個協(xié)同工作的系統(tǒng)。
在運動過程中，輪椅既需要接受用戶的指令，又需結合環(huán)境信息啟動自身避障、導航等功能模塊，與移動機器人不同的是，在使用過程中，輪椅與用戶成為一個協(xié)同工作的系統(tǒng)。這就要求在設計之初就把人這個因素納入考慮之中，所以，安全、舒適和容易操作應成為智能輪椅設計中最重要的因素;使用者身體能力的差異決定了智能輪椅需被設計為一個功能多元化，能滿足多種層次需要的電子系統(tǒng)，而模塊化最能體現(xiàn)系統(tǒng)多功能化的特征，每個用戶都能根據(jù)其自身殘障類型和程度選擇適當?shù)哪K集成，且設計者可以在現(xiàn)有基礎上通過增添功能模塊，很方便地對輪椅功能進行改進。
智能輪椅的總功能可以分為以下幾個子功能：環(huán)境感知及導航功能、控制功能、驅動功能和人機交互功能。通過對智能輪椅的功能分析和模塊劃分，再結合具體的研究內容和期望控制目標，本系統(tǒng)主要由傳感器模塊、驅動控制模塊和人機交互模塊3部分組成。其中傳感器模塊主要有內部狀態(tài)感知和外部環(huán)境感知兩部分構成，通過姿態(tài)傳感器確定輪椅自身的位姿信息;通過編碼器的位移速度和距離獲得自定位信息;
視覺、超聲波和接近開關主要負責持續(xù)獲得周圍環(huán)境和障礙物的距離信息。驅動控制模塊我們采用后輪驅動的方式，每一個后輪配置一個電動機，在控制器的操作下實現(xiàn)電動輪椅的前進、后退和轉向。人機交互接口由操作桿和個人計算機接口數(shù)據(jù)輸入兩種方式，實現(xiàn)基本的人機交互功能。
智能輪椅有2個獨立的驅動輪，各自配備一個電機碼盤。由2個電機碼盤的實時檢測數(shù)據(jù)構成了里程計式的相對定位傳感器，同時安裝了傾角傳感器和陀螺儀來測量輪椅在行進過程中的姿態(tài)狀態(tài)。超聲波傳感器和接近開關被用于感知周圍環(huán)境信息。為獲取更大范圍內的障礙物信息，本系統(tǒng)配備了8個紅外傳感器和8個超聲波傳感器。另外安裝了一個CCD攝像頭用于判斷前方行進路程中的深度信息。
能夠僅僅依靠兩個輪子完成車體的平衡。這個顯著特征要求它有特殊的結構，基本的設計思想為：保持兩個輪子分別由獨立的直流電動機驅動，并且在一條軸在線，車體的重心保持在輪軸以上，使用檢測車體傾斜角度的傳感器實時地獲取車體的姿態(tài)信息，機器人的處理器將傳感器信號進行處理，按照一定的控制算法計算出控制量控制電動機的轉速和轉向，驅動機器人前進或后退，完成車體的平衡。
智能輪椅采用一個傾角傳感器和一個陀螺儀的組合構成姿態(tài)傳感器來檢測車體平臺的運行姿態(tài)。傾角傳感器用來測量輪椅偏離豎直方向的角度，陀螺儀用來測量角速度。
3、移動醫(yī)療
通過監(jiān)測體溫、心跳等一些生命體征，為每個客戶建立一個包括該人體重、膽固醇含量、脂肪含量、蛋白質含量等信息的身體狀況，實時分析人體健康狀況，并將生理指針資料回饋到小區(qū)、護理人或相關醫(yī)療單位，及時為客戶提供飲食調整、醫(yī)療保健方面的建議，也可以為醫(yī)院、研究院提供科研資料。
4、RFID腕帶的應用
在不久的將來，手機將變成每個人的私人醫(yī)生。
大家估計都有親身感受，在醫(yī)院排隊掛號是很常見的事情，等待和焦慮是人們臉上最常見的表情，這份苦有時會比病痛更加折磨人。病人因為看病難叫苦不迭，而面對每天成千上萬的門診病患，醫(yī)院也深感不堪重負。但在不久的將來，這些都會改變。專家將“住進”手機，而手機則變成每個人的私人醫(yī)生，這是昨天中國生物醫(yī)學工程學會副理事長，中國工程院院士俞夢孫給人們展望的健康物聯(lián)網的前景。
每個人生病都想找專家看，但是專家很少，怎么能服務所有的人呢?可是在未來這將變成現(xiàn)實。專家最重要的是經驗，而這些經驗往往是根據(jù)病人生病所得的資料指針累積而來的，如果能夠把一個專家經驗的數(shù)據(jù)庫積累起來，當這個數(shù)據(jù)庫的參數(shù)足夠豐富的時候，只要病人把自己生病的參數(shù)指針輸入進來，數(shù)據(jù)庫就會自動給病人看病，而這個數(shù)據(jù)庫最終就是“機器人專家”。
這些生澀的數(shù)據(jù)庫可能很多市民都不明白，但是舉例說明，如果一個專家專門看癌癥，那么只要收集足夠多的這個專家的治療方案，這些治療方案再結合病人的病理指標，也就建立了一個專家的數(shù)據(jù)庫模型，例如當有一萬個白血病人的數(shù)據(jù)庫指針被收集，那么這個數(shù)據(jù)庫就有一萬種對于白血病治療的解決方案，也就是說一個普通的白血病人，只要把各項化驗參數(shù)輸入這個數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫就會自動根據(jù)以往的專家經驗從而產生治療方案，而這個治療方案就是這個專家的日常治療經驗。
這樣的數(shù)據(jù)庫最終將變成軟件內置到手機里，一旦生病，手機中的軟件將自動治療，而如果遇到無法判斷的情況后，專家將親自出馬通過互聯(lián)網對病人進行治療。屆時每個市民的手機都會是一個“機器私人醫(yī)生”。
5、GPS定位心臟病人的應用
每個人都要建立自己的健康數(shù)據(jù)庫。一位心臟病人，如果建立了數(shù)字健康檔案，一旦心率出現(xiàn)異常甚至高危，數(shù)據(jù)會立即傳回我們的系統(tǒng)，通過GPS定位，我們可以幫助病人立即撥打120，聯(lián)系最近的醫(yī)院進行救助。
這是一個簡單的物聯(lián)網應用，但是以后每個市民的家中都會有一個體檢設備，市民只要把手掌放到這個設備上，然后設備就會采集血壓，心跳，脈搏，體溫等多種因素，而未來甚至一些簡單的化驗也能在設備上完成，這些數(shù)據(jù)采集以后將自動傳遞到醫(yī)院的數(shù)據(jù)中心，一旦出現(xiàn)情況，醫(yī)生會提示入院進一步檢查，或者就近采取救治措施。如果有需要，以后人們的體檢可能是每天進行。
6、看病只要“一卡、一腕帶”
每次進入地鐵人們都覺得非常輕松，刷下卡就什么都解決了。
在健康物聯(lián)網中，看病也像坐地鐵一樣，只要一張卡就全部解決了。
在醫(yī)療過程中，患者以身份證作為惟一的合法身份證明在特定的自動辦卡機(讀寫器)上進行掃描，并存入一定數(shù)量的備用金，幾秒鐘自動辦卡機就會生成一張“RFID就診卡”(也可使用由專用的醫(yī)?？?，完成掛號。患者持卡可直接到任何一個科室就診，系統(tǒng)自動將該患者信息傳輸?shù)较鄳剖裔t(yī)生的工作站上，在診療過程中，醫(yī)生開具的檢查、用藥、治療信息都將傳輸?shù)较鄳牟块T，患者只要持“RFID就診卡”在相關部門的讀寫器上掃描一下就可進行檢查、取藥、治療了，不再需要因劃價、交費而往返奔波。就診結束后，可持卡到收費處打印發(fā)票和費用清單。
另外與“RFID就診卡”對應的是住院使用的“RFID腕帶”，其中包括患者姓名、性別、年齡、職業(yè)、掛號時間、就診時間、診斷時間、檢查時間、費用情況等信息?；颊呱矸菪畔⒌墨@取無須手工輸入，而且資料可以加密，確保了患者身份信息的惟一來源，避免手工輸入可能產生的錯誤，同時加密維護了數(shù)據(jù)的安全性。此外，腕帶還有定位功能，佩戴腕帶的人再也不能偷偷溜出醫(yī)院了。
當有人強制拆除“RFID腕帶”或患者超出醫(yī)院規(guī)定的范圍時，系統(tǒng)會進行報警;佩戴帶有監(jiān)控生命體征(呼吸、心跳、血壓、脈搏)的并設定“危急值”的“RFID腕帶”，可24小時監(jiān)控生命體征變化，當達到“危急值”時系統(tǒng)會立即自動報警，從而使醫(yī)護人員在第一時間進行干預。而在醫(yī)療過程中，對患者進行的諸如檢驗、攝片、手術、給藥等工作，均可以通過“RFID腕帶”確認患者的信息，并記錄各項工作的起始時間，確保各級各類醫(yī)護及檢查人員執(zhí)行醫(yī)囑到位，不發(fā)生錯誤，從而對整個診療過程實施全程質量控制。
患者可通過“RFID腕帶”在指定的讀寫器上隨時查閱醫(yī)療費用的發(fā)生情況，并可自行打印費用結果，以及醫(yī)保政策、規(guī)章制度、護理指導、醫(yī)療方案、藥品信息等內容，從而提高患者獲取醫(yī)療信息的容易度和滿意度。
四、物聯(lián)網在醫(yī)療照護應用上的技術難題
目前物聯(lián)網的醫(yī)療照護應用仍有幾個技術難題需要解決：
1、動態(tài)組網與大規(guī)模網絡中節(jié)點移動性管理
當監(jiān)護系統(tǒng)擴展到小區(qū)、城市甚至全國時，其網絡規(guī)模巨大，并且監(jiān)護節(jié)點與基站都具有一定的移動性。因此，必須設計一種合適的網絡拓撲管理結構以及節(jié)點移動性管理方法。
2、數(shù)據(jù)完整性與數(shù)據(jù)壓縮
節(jié)點有時需要長達24小時的監(jiān)測人體參數(shù)，所采集到的資料量大，而存儲容量小，常采用壓縮算法來減少數(shù)據(jù)的存儲與傳輸量，然而，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的壓縮算法成本高不適合傳感器節(jié)點。另外，壓縮算法不能損壞原始數(shù)據(jù)，否則會造成誤診。
3、數(shù)據(jù)安全性
無線傳感器網絡節(jié)點采用自組織方式組成網絡，容易受到攻擊，此外，病人的信息需要保密。傳感器節(jié)點計算能力相當有限，傳統(tǒng)的安全和加密技術都不適用。因此，必須設計一種適合傳感器節(jié)點的加算法。
總之，智能醫(yī)療提供多種服務，包括慢性疾病的長期治療、預防和及早期檢測三種方向，透過物聯(lián)網技術，其發(fā)展到最終將會是建立一個連結醫(yī)院內部到院外，甚至與病人相鏈接的系統(tǒng)。