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医院数字化转型:物联网八大应用方向

时间:2024-5-6 19:08:01来源:本站原创作者:佚名点击:

物联网诞生以来一直处于不断探索与研究中,从最开始的设想阶段到开始技术研发阶段,具体的实验阶段,最后进行全面推广。时至今日,物联网的定义和范围仍在不断变化中,覆盖范围不再只是基于RFID技术的物联网,而是任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联,除RFID技术外,传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。物联网概念的深入及覆盖范围与时俱进,我国物联网的发展已贴上了“中国式”标签,所有物品通过信息传输设备和互联网连接,进行信息交换,实现智能化识别的管理。

在物联网普及以后,用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将远远超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的重要领域,美国权威咨询机构Forester预测,到2020年,世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30:1,因此,物联网被称为是下一个万亿级的通信业务。

可见物联网产业的价值与前景。本文将分为两个部分,分别介绍物联网产业的物联网发展趋势以及物联网应用于医疗领域展望。前者着重点在于物联网产业的整体发展趋势,包括:存在的问题、国内外的前景、政策层面的导向以及从技术层简要阐述各项技术发展的未来空间等,而后者着重点在于物联网在医疗领域的应用,包括:物联网对于医疗领域的意义、给医疗领域带来的改变、未来医疗物联网式的生活、对于医疗领域物联网所带来的革命性特征以及通过结合技术和政策讲解未来人们的物联网的生活方式。

一、物联网发展趋势

物联网不仅是简单意义上的物物相联,它在更深的层次上是一个全球性的生态系统,在这个生态系统中,人类仅仅是其中非常小的一部分,但人类的参与是其中最重要的特征,参与的形式不再停留在基本的生存生活阶段,而会过渡到更高级的感知自然、认知自然、理解自然、顺应自然、利用自然的新阶段。如果说互联网的发展推动了人类对于自身的认识,那么物联网的发展将极大提升人类认识自然、认识自身的能力,为人类重新融入自然、应对各种地质灾害、各种自然挑战提供保障,这些对于人类在地球上的长期生存、延续、发展具有重要意义。

从长期来看,物联网不仅是应对经济危机,提升竞争力的有力工具,它更是人类发展的必然阶段,它将以前破碎的互联网、工业、农业、气象、地质等有机地连接起来形成一个巨大的智慧生态系统,人们对它价值的认知才刚刚开始。

(一)物联网产业技术展望

随着物联网技术的进步和产业的逐步成熟推动物联网发展进入新的阶段。联网技术的不断突破,如低功率广域网(LPWAN)技术、5G技术、数据处理技术、大数据整体技术、云计算等技术的发展与成熟,促进了物联网产业的发展。目前,全球物联网发展的模式将进行新的转变,从一体化封闭模式向以水平环节为核心的开放模式转变,不同行业分散的信息资源、用户资源、设备资源及外部碎片化的开发资源整合集中。发展重心以围绕物联网平台为主的多种方式产业布局形成产生生态。物联网技术的发展是不断探索和更新的过程,技术改进和创新仍然是产业发展的基础和支撑。

物联网关键性的技术包括:感知事物的传感器节点技术,联系事物的组网和互联技术,判别事物位置的全球定位系统,实现事物思考的应用技术,以及提高事物性能的新材料技术。

在现有物联网技术的基础上,为了进一步发展和应用物联网,需要突破物联网关键核心技术,包括:传感器技术、体系架构共性技术、操作系统物联网与移动互联网、大数据融合关键技术。

物联网的应用需要智能化信息处理技术的支撑,主要需要针对大量的数据通过深层次的数据挖掘,并结合特定行业的知识和前期科学成果,建立针对各种应用的专家系统、预测模型、内容和人机交互服务。专家系统利用业已成熟的某领域专家知识库,从终端获得数据,比对专家知识,从而解决某类特定的专业问题。预测模型和内容服务等基于物联网提供的对物理世界精确、全面的信息,可以对物理世界的规律(如洪水、地震、蓝藻)进行更加深入的认识和掌握,以做出准确的预测预警,以及应急联动管理。人机交互与服务也体现了物联网为人类服务的宗旨。人机交互提供了人与物理世界的互动接口。物联网能够为人类提供的各种便利也体现在服务之中。

(二)物联网应用发展趋势

物联网的发展从概念到技术研究、试点实验阶段,已经取得了突破性进展。近年来,物联网技术被应用到各行各业,小到各种可穿戴产品、共享单车,大到汽车、工厂和楼宇,物联网能使一切设备互联并具备智慧。

通过应用物联网,各个行业发生了深刻变革,例如在农业领域,提高了农业智能化和精准化水平;在物流领域,支持多式联运,构建出了智能高效的物流体系;在污染源监控和生态环境检测等领域,提高了污染治理和环境保护水平;在医疗领域,积极推动了远程医疗,还被应用于药品流通、病患看护、电子病历管理等方面,并且物联网产生的海量数据的价值将继续推动物联网发展,促使生活和社会管理想智能化、精细化转变。

随着5G网络的到来,以及智能手机、平板电脑等各类智能终端的普及,物联网将渗透到各行各业,促进产业变革,经济发展,为人民的美好生活提供更便捷的服务。可以想象未来的物联网应用场景:在未来,当你坐着无人驾驶汽车出门,走进一家杂货店,立刻就会有自动声音问候您,它会记下您的姓名并提醒您买牛奶,因为自上次购物您已经三天没买了,而且,机器知道您要买哪种品牌,您多长时间买一次,您家有几位家庭成员等,即使在打折优惠期,您也无须再排长队等候结账。射频识别技术灵敏标签将会自动地生成您的账单,您甚至不用将您购买的商品从您的购物车内拿到收款台上,您需要做的只是用信用卡付账,然后离开。在未来,当你从冰箱中取出一罐可乐饮用时,冰箱会自动地读取这罐可乐的物品信息,即刻通过网络传输到配送中心和生产厂商,于是第二天你就会从配送员的手中得到补充的商品。在未来,牛奶将告诉我们它什么时候会发酸,走丢的小狗能告诉主人它的位置。如果你愿意,可以知道你吃的牛肉是哪个农场的哪头牛身上的。你穿的鞋从出厂到你购买花了多少时间,中间经过了哪些流通环节。在未来,你将再也不需要购买地铁票、火车票和飞机票等。当你经过这些车站的验票处时,布置在这些地方的RFID阅读器将读取你手机上的RFID芯片中的信息,并自动地完成验票工作。

二、物联网应用于医疗领域展望

医疗领域的信息化走过了20多年的历程,在前端应用当中我们从单机应用、局域网或互联网,从现在来说要从原有的信息化的基础上进一步进入物联网的时代,要从实时、智能化、自动化、互联互通的物联网应用来适应医疗领域改革的需要。物联网在医疗领域的应用不仅仅是软件之间的互通,更重要的是要对病人、医护人员以及移动设备、医疗设备和保健设备等各类传感设备动态联通,实现对整个医疗环境的动态感知和更全面的互联互通,逐步深入智能化。

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慧化医疗和对物的智慧化管理工作,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。在物联网市场中,医疗物联网将成为仅次于工业物联网第二大应用领域,2017年医疗物联网预估达270亿美元,其中占据医疗物联网份额最大的就是医疗设备市场。在2017医疗电子与器材产业国际高峰论坛中,有专家指出,医疗产业是积极采用物联网(Intenet of Things)技术的前几大产业之一,有将近60%的医疗机构已采用物联网技术,采用后高达73%的人满意其节省成本的效果,预估到2019年约有87%的医疗院所采用物联网技术。

随着人们对健康的日益重视,医疗卫生已经成为RFID技术较早使用的行业之一。医疗机构测试与采用RFID将有助于提高医院的工作效率和保证病人的安全,在医疗机构中采用RFID技术已是大势所趋。RFID技术在医疗机构中有着很多用途:运用实时定位系统对医疗器械跟踪、病人流动管理以及门禁系统、医院患者管理、医务人员管理、医疗设备管理、用血安全管理、医药及耗材供应管理、医疗废物管理、医疗冷链管理、远程医疗等。

医院患者管理:

使用RFID技术将患者姓名、年龄、血型、过敏史、亲属姓名、紧急联系电话、既往病史等信息储存在射频腕带中,挂号、就医、取药只需一刷就避免人为失误,规范合理用药,还可以与医院HIS系统接驳,随时从医院远端服务器调取病人完整病历。此外针对病人,可以对床头病人标识卡、住院服改进,对患者生命体征进行实时监护;针对新生儿,运用RFID腕带和母婴识别系统避免他人抱错和偷抱;针对重症患者以及老年患者,物联网技术优化的智能呼叫系统可以实时获取患者身体状况参数,并通过监控中心对患者的位置、身体状况等进行监控,医护人员可实时掌握患者健康状况从而做好治疗方案。

医务人员管理:

医务人员的流动性大,在医院重要点位设置固定RFID阅读器读取每个工作人员的RFID胸卡判断其所在位置,从而实现人员室内跟踪,为调度医务人员及时诊疗与救护提供支持。在此基础上,集成门禁系统、监控系统、考勤系统。防止外来人员随便进入,以提高综合管理能力。

医疗设备管理:

医疗设备管理的最终目的是使医疗设备处于良好的运行状态,确保医院的社会、经济、技术效益最大化。基于RFID技术的医疗设备管理通过标签植入,智能实现入库出库、科室管理、资产盘点、保修报损、防盗报警、能源消耗监测与分析等功能。此外,还可以通过功能完备的信息系统,实现设备定期维护保养以延长使用寿命,实现设备档案电子化提升工作效率,实现设备使用监管以确保设备利用率。

用血安全管理:

将物联网技术用于血液管理,从献血开始就将每个血袋上记录献血这基本信息和血液生物信息的RFID标签,从而简化血液筛选和储存流程,提高血库内部处理效率,降低出错率和血型配错率。当然应用物联网技术于血液还存在一些其他声音,例如标签的电磁波对血液成分是否存在影响,RFID应用于用血安全其成本的投资回报过低等等,这些都是应用过程中的一些“瓶颈”问题。

医药、耗材供应管理:

基于RFID技术的医药供应管理可以实现药品装配迅速、识别和杜绝仿冒药品、减少不必要库存、提高照单生产率、门诊智能摆药取药等。在医疗器械、耗材的管理过程中,可以运用物联网可视化技术在医用耗材的采购、验收、保管、使用及毁形等方面,进行全过程、全方位地实时监控和管理。美国的MobileAspect公司的RFID解决方案已经可以为药品提供安全、准确、实时的跟踪管理。基于RFID技术的药柜会自动记录药品的存储、使用情况。此外它还能记录药品的过期时间、分类号以及批号,并自动提醒药品过期。MobileAsPets公司还计划将此RFID系统与电子医药记录系统和药品交互数据库结合起来,能够自动识别病人并即时调出其电子医疗记录。当医生输入患者ID,药品柜打开,在医生将一种药品从药品柜中取出时,系统会检查药品是否对该病人有害,如发现取错药的情况系统会自动发出警报。美国的Sun公司也发布了RFID药品供应链管理方案,该方案主要解决两个方面的问题:其一,基于EPC编码技术的药品防伪功能,唯一标识可以让假冒伪劣品无处藏身;其二,基于RFID技术展开的全面的药品供应链管理,提高药品的配送效率等。

医疗废物管理:

将物联网技术应用于医药废物的管理,是近几年研究的一个方向。采用RFID技术可标志每袋医疗垃圾废物的科室(病区)、种类、数量、重量,以及何时、何人送到周转站。国外一些先进医院通过对医疗垃圾的收取、称重、运输、焚烧等过程的数据进行收集和分析,避免医疗废弃物的漏装、遗失、丢弃,记录规范整个流程的耗时,全程监控医疗废物转运,确保医疗废物被妥善运输到指定地点。

医院冷链管理:

利用物联网技术建立医院冷链的监控和预警系统,实时监测医疗冷藏环境数据。在整个低温冷藏药品、血液、试剂、制剂等冷链管理过程中,应用RFID多功能传感器的特性,无须人工操作,全程自动地记录药品温度变化情况,并可实现不开箱读取温度数据。无论是同一地点还是多个地点,记录实时准确地上传至系统的数据中心,可实现医用药剂从仓储、运输到终端的全程冷链管理。该系统可提高医院药品、试剂等的管理水平,减少药品、试剂等的损坏与流失,降低医疗风险,提高安全管理水平。

远程医疗系统:

借助物联网技术,医生可及时获取外院患者的血糖、血压、睡眠等生命体征数值,并为病人做进一步治疗方案等。马里兰大学开发的战地远程医疗系统,由战地医生、通信设备车、卫星通信网、野战医院和医疗中心组成。每个士兵都佩戴一只医疗手镯,它能测试出士兵的血压和心率等参数。另外还装有一只GPS定位仪,当士兵受伤,可以帮助医生很快找到他,并通过远程医疗系统得到诊断和治疗。远程动态血压监护系统,可以随时随地监护血压状况。系统由动态血压监测仪、E+医终端、医生工作站、控制中心四部分组成,是依托无线远程健康监护平台的信息采集与传输,对患者在某一时间的血压进行自动采集与发送保存,如果患者血压值超过预先设定值时,系统将自动向相关人员发送短信等报警提示,这对高血压并发症有着重要的临床意义。

物联网技术在中国发展潜力巨大,前景诱人。在信息社会,对各种信息的获取及处理要求快速、准确。在不久的将来,RFID标签技术将和其他的识别技术一样深入我们的生活、改善我们的生活。相比之下,RFID标签应用管理和标准化工作迫在眉睫,应该在学习、借鉴国外的基础上,建立具有中国知识产权与国际标准相兼容的一个RFID标签的标准,这样我们既保护了国家的利益,同时也能融入国际、经济市场的大循环,综合利用资源,共荣共赢。中国药学会提供的数据显示,在我国每年至少有20万人因用错药、用药不当而死亡,服食不达标药品人数占用药人数的11%~26%,日常急救病例的10%因用药失误引起。近年来,药品安全问题频频发生,2006年我国就发生了几起药品叫停事件:卫生部紧急叫停欣弗、国家食品药品监督管理局(SFOA)叫停鱼腥草注射剂等,就是因为假冒伪劣药品给人们的生命安全造成了伤害。在我国的药品经营质量管理规范(GSP)、药品生产管理规范(GMP)认证规范中也存在与美国PDMA中相类似的条款,但实际执行的效果并不理想,以上两例药品质量事件就是明证,由于缺乏对药品流通过程的有效追溯,导致药品的召回非常困难。

可穿戴式智能设备热潮新起,不仅Apple、Google、百度等IT巨头热衷于此,而且英特尔、TI、美信等半导体厂商亦瞄准可穿戴设备的研发与创新,乐此不疲。目前,消费市场出现一股新趋势——个人健身装置。心率监控器、可穿戴式健身追踪器、可分析人体成分的体重计,用来量测和监控个人化健身锻炼和日常活动的选项。白天可以监测人们的运动类型和运动量,晚上可以监测睡眠状态。此外,通过测量出身体多个部位的数据形成一套完整的智能医疗系统。

虚拟医院是在数字化医院(e-Hospital)的基础上建设“以病人为中心”的临床信息系统为应用核心的实体医院,将医院转变为适应病人临床需要的服务模式。数字化医院遵循一系列国际标准或国家标准,如HL7、DICOM3.0、ICD-10等,通过宽带网络把数字化医疗设备、数字化医学影像系统和数字化医疗信息系统等全部临床业务过程纳入数字化和网络化,实现基于网络的求医、电子挂号、预约门诊、预定病房、专家答疑、远程会诊、远程医务会议、新技术交流演示等服务。

未来,患者只要轻点鼠标,一个3D的虚拟网络医院就会呈现在电脑中,虚拟工作人员会带领患者在网上导医。虚拟医院运用3D仿真技术,将医院内部门诊、科室、住院部、体检中心等实体部分相结合,全面实现就医过程的虚拟化,为患者提供优质网络就医服务。

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