最新：物联网概论第十四章 物联网在医疗保健领域的应用文档资料.ppt

目 录,医疗护理概述,医疗护理应用案例,学习目标,1）了解远程健康护理的特点2）了解远程健康护理涉及的相关技术,14.1医疗护理概述,健康产业发展趋势,据美国研究机构预测：健康产业高居21世纪全球十大产业机会之首，人们不仅重视疾病医疗，且越来越注重保健护理，越来越注重科学生活方式，积极改善生存环境，并将各种高科技手段应用于这一领域。,健康产业是又一个千亿级的大产业。,14.1医疗护理概述,人们不仅健康意识的日益增长，而且越来越多地将移动信息设备用于随时获取保健信息，以及身体适应性应用程序上。,将移动通信设备用于医病沟通的也越来越多。,将各种新型传感装置用于远程健康监测与护理上，特别是针对老年人的各项生理参数感测、构建无所不在的保健网络上，这将是物联网应用的一大领域。,14.1医疗护理概述,纵观全球，欧洲、美国、日本及我国等均已先后步入老龄化社会。,据新华社，1999年我国就进入国际公认的老龄化社会。最新统计显示，截至2008年底65岁及以上人口占全国总人口的8.3%；统计数据还显示：随着我国人口老龄化的加速，到本世纪中叶，老年人口数将从现在每9个人中有一个发展到每3个人中就有一个。,远程健康护理需求,因此，和世界老龄化国家一样，“银发族”健康护理服务产业将在我国迅速发展起来。,14.1医疗护理概述,早期由护士对居家病人作定期巡视，上门测量其各种生理数据，如血压、血糖、体重等。,老年人的健康护理已从住院治疗转向居家照料。,14.1医疗护理概述,泛在健康管理（U-Health management）体系,物联网在远程健康护理的发展，各国健康战略内容中都包括了老年人远程生理参数监控、多种生理参数收集、储存、分析与交换等远程监测与远程医护（tele-monitoring、tele-medicine）内容，利用信息化无所不在特点，将医护资源从医院和专业护理机构扩展到各个社区、家庭住所甚至办公场所，整合成覆盖社会的护理保健网络，形成以个人护理为中心的泛在健康管理（U-Health management）体系。,14.1医疗护理概述,伴随着社会竞争的日趋激烈、中年人的生存压力也在增加，生活节奏的加快，大众疾病也多以慢性居多，医疗需求也由治疗为主转为治疗与护理并重，由短期诊疗扩展到长效养护。,而信息技术进步，使各种监测仪器微型化、数字化、无线化，可以使各类人群的生理感知与品质得到极大改善，也减轻了医院和医疗保险机构的床位与财务压力、病人的开支也得以节省。,14.1医疗护理概述,当前进行的远程医疗试验中，多通过不同的传感器持续监测病人的日常身体状况，如异常可向医务人员和病人家属发出早期预警，否则，因未能及时发现病情变异而导致的住院治疗和昂贵的急诊抢救，不仅费用昂贵，而且会往往危及病人生命。,传感器的普及和数据联网,14.1医疗护理概述,在美国，仅仅通过对充血性心力衰竭患者进行监测管理，每年就能减少10亿美元的住院治疗和急诊费用。,14.1医疗护理概述,早期的远程医疗,早期的远程医疗是医护人员通过电话进行病况的沟通和医疗咨询指导的，但具有多样化特性的巨量医疗信息，包含文字、图片与影像等无法以电话沟通和描述。,14.1医疗护理概述,远程医疗（Telemedicine）新模式,物联网技术和医护人员的专业知识结合将生成各类应用，在远程护理、疑难杂症的诊断与保健康复中发挥重要作用，主导功能是各类生理状况实时监测、异常提示、风险报警、远程指导和康复教育，并能支持偏远区域和医护资源缺乏地区的医护服务，减小医护资源鸿沟；形成远程医疗（Telemedicine）的新模式。,医疗护理应用案例,案例一、普通老龄人看护与慢性病医护领域的应用,根据著名的研究机构弗若斯特沙利文公司调查，高龄者中，高血压症者数量最多，其次是气喘与慢性阻塞性肺炎（COPD）与气管炎，再其次是糖尿病和心脏病。这些多发病的控制最好是定时、甚至动态地对病员进行监测，以便其在发病初期能及时采取正确的对应措施，达到早期发现、及时治疗、降低发病风险、提升老人生活质量、降低社会整体治疗的成本之目标。,基本需求,医疗护理应用案例,远程护理应用系统,美国加州的“健康英雄网（Health Hero Network）”的“健康伴侣服务系统（Health Buddy System）”,荷兰菲利浦的“生命线服务（Lifeline Service）”个人紧急救援系统,医疗护理应用案例,健康伴侣服务系统,健康伴侣服务系统是在广泛采用人体生物指标动态监测传感设备的基础上，以无线组网方式构成网络，实时与医院及护理中心相联，对患者病情进行实时监测。,医疗护理应用案例,健康伴侣服务系统,系统在提高对病员护理水平的同时，又能从疾病管理、人体康复的角度为各类专科和综合医院，健康中心，政府卫生机构，疾病管理部门，制药公司和大学进行临床试验或研究。,医疗护理应用案例,系统技术架构,医疗护理应用案例,健康伴侣系统架构示意图,医疗护理应用案例,图中表明系统由决策支持工具、内容开发工具、健康管理程序、安全数据中心、临床信息数据库、监测工具等子系统组成，构成完整的病人家庭护理系统，对病人进行慢性病监测护理、同时可开展相关远程保健教育与咨询等服务。该系统组成一个泛在诊疗网络，将医护人员和各地病员动态联系起来。,医疗护理应用案例,诊疗信息数据库,系统的核心，它在严格的数据安全和个人隐私保密前提下，管理内容庞大的电子病历及动态增长的监测数据，出据各类诊疗和相关研究报告。,医疗护理应用案例,决策支持工具,-面向远端医护专业人员，用于疾病状态，疾病管理系统和广泛的患者群，借助医护物联网安全接收其护理区域中病员的生理监测数据，对其进行实时健康分析和风险评估，产生护理群体的一系列监护数据，供专业人员提高其临床诊疗质量与护理及时性，改善病员生活质量，经济合理地管理医疗费用。,医疗护理应用案例,内容开发工具,从系统后台来看，医务数据的特点是多样性、交互性与增长性，且个体性和群体性数据总量庞大，加上病历病案等历史性资料迅速累积，对数据管理有极高的要求，需用专业性很强的内容开发软件提供支持。,从病员前台来看，要能实现灵活性选择、个性化管理、简单化操作、及时化反应。,医疗护理应用案例,前端仪器与后台数据库通过物联网通信，就能使临床医生能编辑现有的卫生管理程序，或针对病员需求提交新监测方案；以满足他们护理的病人个体和群体的特殊性与一般性需要。,监测信号和数据均存入后台电子病历中，常规的标准化处理工具也被输入程序中，以跟踪病人的生理状况和临床医疗护理效果。,医疗护理应用案例,前端传感器,监测仪器群以“健康伴侣仪器”为中心，将多种专用生理指标传感监测仪组网而成。如血糖监测仪、峰值流量计、脉搏计、数字体重仪、血压计等。,医疗护理应用案例,通过各种前端生理指标感测仪器组成无线网动态收集病员的各种生理数据,医疗护理应用案例,对老年人及病员来说，各什监测仪器通过无线方式与“健康伴侣”相连，再由其发送到远端医护中心，健康伴侣是连接病人与医护人员间的数据界面，医护人员可根据病员的具体的慢性病情况，选择相应的仪器供其使用，帮助监测和评估病人的病情动态，可按具体病情设定个性化的监测程序，采集到的病人数据随即送回服务器进行处理。健康伴侣在收到各前端仪器的数据后，通过网络发送到医护机构的安全数据中心，应用程序对其进行快速参数分析以评估风险。病况的危急程度可通过颜色等级来反映，据此，监护人员可依据其来判断危险程度，以及是否需要通知医生前往处理等。,家庭监护环境,医疗护理应用案例,系统根据监测数据可提供趋势图及和病人报告，向病人和医护专业人员提供实时数据。后台服务者可以创建基于个性化的或常规监测报告，病况趋势和康复结果，也可针对某几种指标进行详细跟踪描述，出据相关报告等。,医疗护理应用案例,案例二、专用护理感测系统,针对中年人的专项传感监测系统，如睡眠、体重与智能提醒服药的系统等，这些专项应用也正日益普及。,医疗护理应用案例,医疗护理应用案例,失眠是困扰许多繁忙都市中年人的疾病,睡眠传感监测系统,美国Fitbit公司开发出一种微型健康监控系统，通过微型传感器来监控使用者每日的活动及睡眠质量，数据通过无线网上传至远端管理平台，并将其处理后转换为一般人可判读的数据，传输范围大约2550英呎，使用者可每日上网了解自己的情况，并可与其他朋友的相关情况及标准值进行比较。,医疗护理应用案例,体重跟踪传感监控系统,饮食不节制、营养不均衡是众多“现代病”之一，许多人体重超标均系于此。,医疗护理应用案例,美国一家BodyTrace公司推出“个人体重追踪服务”，主要包含BodyTrace eScale以及BodyTrace WebSite两部分。前者是一台无线数字体重称，可将量测的体重自动上传至BodyTrace网站。而“个人体重追踪服务”网站，设计为专为个人服务平台。用户个人可在专业下制订“减重计划”、“运动规划”、“食谱”等；同时该网站独特的营销策略又使其很容易形成一个减肥社区，用户可将自己的上述计划等公开给朋友、家人或同事，希望他们加入自己的计划并提供交流与督促。,医疗护理应用案例,智能药罐,美国波士顿的VITALITY公司，在2009年开发出一款可提醒病人吃药的“智慧型药罐”，其盖子会通过闪灯、播放音乐、拨打家庭电话等方式来提醒病人该按时吃药，并每周发电子邮件给护理师、保姆或家庭成员，还能出据一份经医师确认的服药报告，且自动生成添加药物的处方签给药房。,医疗护理应用案例,智能热水瓶,日本象印公司出于感知独居老人活动是否正常的目的，考虑到他们饮食、服药等都要用水，于是通过对老年人一日用水情况的感测，就可大致知其起居活动是否正常。于是，开发出一种无线连网的传感热水瓶。,医疗护理应用案例,智能热水瓶,医疗护理应用案例,图下部表其服务模式，用户可租用这种名为i-Pot的感知热水瓶，以无线方式连接到一个虚拟的“DoPa”网上，后端服务器可对热水瓶的使用情况按正常模型进行感测与比对，并对感受到的使用热水瓶的数据进行统计分析后，将结果发送到老人子女家属、医护人员的手机、电脑或影像电话中。,医疗护理应用案例,图的上部表示，i-pot热水瓶会自动将其通电、给水、保温等状态记录下来，并与正常的使用频率、使用量、时间分布等数据进行比对，然后根据统计分析后作出判断，并将结果以邮件、短信等形式一天两次发给其子女。而家人也可随时上DoPa网观察老人的状况。而当智能热水瓶感测到老人用水喝茶行为有异常时，就会立刻通知相关人员上线察看。,医疗护理应用案例,智能手杖,德国弗朗和费研究所研发出一种智能手杖“i-Stick”，其中有水平传感器，RFID识别感测器、无线通信装置等。,由于手杖是许多老年人的随身用品，如当其处于倾倒状态时，传感器会感测到手杖处于失衡状态。先发出声音通知老人将其捡起来，但如手杖超过一定时间仍处于不平衡状态时，则可判断使用此拐杖的老年人跌倒了，该拐杖就会自动通知救护车或指定的相关亲戚前来救助。,医疗护理应用案例,居家老年人起居感测系统,在美国，子女普遍与老人分居。高龄老人不仅饮食需要关注，且其生活起居也多需照顾。,美国波特兰的Oatfield Estates 公司研发的智能护理环境系统，运用红外线与无线射频传感技术，可全天感测老年人的作息，其家人和医护人员也能通过网页和手机等途径了解其居家活动状况。,医疗护理应用案例,居家起居感测系统示意,医疗护理应用案例,在老人家中的枕边、起居室、衣服上等安装上无线感应器，就在家中形成一个感测环境。当老人行动时，这些传感器就能感测到相关信号，系统就可得知老人的活动状态。通过这一智能护理环境的跟踪，可分析老人的社交行为、进出房间频率、独居时间、体重状态等，是否处于不安状态等。一旦系统感知并分析比对到老人的生活起居有异常时，就能自动报警并通知其家属和医护人员。,医疗护理应用案例,案例三、身域网的概念与技术要求,前面介绍的系统，其前端仍为各种探测分析仪器，尽管其已在微型化上作了很大改良，但仍呈一定的形状和体积，使用时、特别是如需全天监测时就有多种不便。,医疗护理应用案例,进一步的改进就朝着将各种前端传感设备柔软化、贴身化、一体化方向发展，形成能穿戴的“身体传感器网络”、或“无线身域网”。,身域网概念,医疗护理应用案例,无线身域网（Wireless Body Area Network,WBAN）通过近程无线网络，将一批小型移动式传感器互相连接起来，这些装置可穿戴在人体上，持续将监测到的生理参数和运动数据发送出去。,无线身域网,医疗护理应用案例,身域网原形示意,医疗护理应用案例,图中，E+W代表三维心电图仪、P为胸导联心电图仪、B为呼吸传感仪器、R为参照传感点。呼吸通过压阻式传感器监测，心跳通过内外侧电极探测。,这些设备，通过无线通信将数据从身体传送到家庭基站，再转发到医院，护理中心诊所或其他地方。,医疗护理应用案例,身域网技术要求,（1）互操作性（2）支持GPRS等移动通信网络（3）系统设备（3）系统和设备级的安全（4）传感器验证（5）数据一致性,医疗护理应用案例,身域网技术目前正处于起步阶段，各国正在广泛研究，一旦被接受并普及后将在医疗护理领域产生突破、并特别对如糖尿病、哮喘和心脏病患者的护理能起重要作用。,医疗护理应用案例,案例四、微机电系统在身体检查中的应用,MEMS技术在医疗器械的应用是国际研究的前沿之一，其成果之一就是MEMS检验胶囊，用于肠胃道疾病检验。,医疗护理应用案例,工作原理,病人先穿上检查专用的背心，然后口服如感冒胶囊大小的智能胶囊，其尺寸仅为13.027.9 mm，吞服方便，借助消化道的蠕动使之运动，其中的微型摄像机透过胶囊对消化道壁进行摄像，并通过无线数字信号传输给对图像进行记录仪存储，医生通过影像工作站来观察病人消化道，能在半个小时内做出诊断。智能胶囊最后自行排出体外，整个过程中，病人无创伤、无痛苦、无交叉感染，同时容易耐受、无需镇静剂，同时彩色图像清晰。,医疗护理应用案例,微机电系统（MEMS）应用特点,第一是微创，使设备对人体的损伤尽可能小；第二是智能化，将感测、计算机与通信技术等综合应用；第三是一次性使用，减少交叉感染的风险；第四是医疗设备要高精度，测试结果准确，医生容易确诊。,医疗护理应用案例,案例五，欧洲家庭护理创新应用计划,欧盟于2004年提出名为“Ten-Care”的家庭护理示范信息应用计划。旨在整合信息技术与公众生活结合，为全欧共享信息科技的效益。该计划以用户为导向，目标锁定在老年人、慢性病患者、社会急救服务、偏远地区居民、医疗知识需求者、罕见病患者等。,医疗护理应用案例,（1）需求界定（2）市场调查（3）制订研发架构（4）建立应用原型（5）启动应用综合实验（6）扩展应用综合原型（7）扩展应用综合实验（8）应用推广（9）商务规划（10）项目管理,欧盟家庭护理计划内容,医疗护理应用案例,实施试点,德国以“德国家庭护理示范性信息应用计划”作为其中的一项子应用参与实验，地区为伊谢尔伦（Iserlohn）的农村。,预计完成的目标：一是改善各个护理中心、门诊机构、社会服务部门中工作者之间的移动通讯与信息传输；二是提升当地居民医疗服务质量，进而提供个人化服务。具体分为两项子系统。,医疗护理应用案例,总体而言，德国伊谢尔伦的家庭护理信息应用计划获得了成功，不仅提升了当地家庭护理服务质量，更通过信息科技产品与应用，让护理服务更加贴近用户需求，达到了将远程和移动医护等相关高技术变成“日常科技（every-day technology）”的应用目标。,效果评估,