物联网在医药卫生领域的应用综述.docx

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1、物联网在医疗卫生领域的应用综述邵华浙江中医药大学摘要：本文着重分析了物联网在医疗卫生领域的应用，探讨了其发展现状和存在问题，最后对物联网在医疗卫生领域的应用作出未来展望。关键字：物联网；医疗卫生；FRID一、引言随着信息技术的发展，物联网在医疗领域的应用逐渐由过去的的幕后走到台前，越来越多的医疗领域的企业开始关注部署物联网。所谓“物联网”，指的就是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置嵌入到世界的各种物体、设施和环境中与、通信网、广电网以及各种接入网和专用网结合起来而形成的一个巨大网络1。可以说物联网在卫生领域有着非常广阔的应用前景，因为

2、它可以通过各种传感设备、扫描和追述对于病人的身份进行管理，对药品和食品进行管理，这种技术对于我们整个的医疗安全和提升我们的医疗服务的质量是一个很好的技术支撑。通过这个技术优势我们可以实现智能化的识别定位、跟踪、监控和管理。“智慧医疗”、“物联网医院”、“FRID移动护理系统”等等成为时下最热门的物联网在医疗卫生领域的信息化应用。2011年4月19日，“第三届中国物联网RFID发展年会”在南京隆重召开，来自卫生部信息办副主任高燕婕，就物联网技术在医疗领域的应用等话题与记者进行了交流。高燕婕指出，物联网是这几年国家的战略性的新兴产业，国家金卡办特别是在前瞻性和预测性方面又走对了一个非常重要的发展方

3、向，2004年在国家金卡工程办公室的领导下，我们开始宣传物联网和RFID，经过这么多年的努力，成为了国家的新的新兴产业的热点，并且写入了政府工作报告2。二、物联网信息产业经过多年的高速发展，经历了计算机、互联网与移动通信网两次浪潮，2000年后开始步入疲软阶段。在此背景下,物联网概念的提出立即得到全球的热捧 ,被称为世界信息产业第三次浪潮 ,代表了下一代信息发展技术。2.1、物联网的标准定义2010年 ,我国的政府工作报告所附的注释中对物联网有如下说明:物联网是指通过信息传感设备 ,按照约定的协议 ,把任何物品与互联网连接起来 ,进行信息交换和通讯 ,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的

4、一种网络3。2.2、物联网的体系结构物联网的技术体系结构基本分为感知层、网络层、应用层三个大层次 ,如图 1所示。感知层相当于人体的皮肤和五官、网络层相当于人体的神经中枢和大脑、应用层相当于人的社会分工。感知层包括二维标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、终端、传感器网络，主要是识别物体和采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能管理中心。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。应用层是物联网与行业专业技术深度融合，与行业需求相结合，实现行业智能化，类似人的社会分工，最终构成人类社会

5、。2.3、物联网的应用领域物联网概念被提出后 ,各个行业和领域利用当前的技术和网络各自开始发展了 ,如智能家居、智能交通、智能电网、工业监控、智能医疗、城市设施、物流供应等物联网应用，都已经成功的给社会带来的巨大利益。三、网联网在医疗卫生领域的应用前景物联网在医疗卫生领域有着非常广阔的应用前景。物联网的关键技术FRID（射频识别技术）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术其在医疗卫生领域的发展潜力巨大，通过各种传感设备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

6、信息数字化、医疗过程数字化、医疗流程科学化、服务沟通人性化，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。3.1、远程医疗远程医疗监护，主要是利用物联网技术，构建以患者为中心，基于危急重病患的远程会诊和持续监护服务体系。远程医疗监护技术的设计初衷是为了减少患者进医院和诊所的次数。根据美国疾病控制中心（CDC）2005年的报告，大约50%的美国人至少患有一种慢性疾病，他们的治疗费用占全美2万亿医疗支出的3/4以上4。除了高额的高科技治疗和手术费用外，医生的例行检查、实验室检测和其他监护服务

7、支出大约有几十亿美元。随着远程医疗技术的进步，高精尖传感器已经能够实现在患者的体域网（body-area）范围内实现有效同信，远程医疗监护的重点也逐步从改善生活方式转变为及时提供救命信息、交流医疗方案。目前有关技术主要包括：专为生物医学信号分析而设计的超低功率DSP、低采样速率/高分辨率的ADC、低功耗/超宽带射频、MEMS能量收集器。3.1.1、农村和社区远程医疗5将农村、社区居民的有关健康信息通过无线和视频方式传送到后方，建立个人医疗档案，提高基层医疗服务质量；允许医生进行虚拟会诊，为基层医院提供大医院大专家的智力支持，将优质医疗资源向基层医疗机构延伸；构建临床案例的远程继续教育服务体系等

8、，提升基层医院医务人员继续教育质量。如图2所示图表 23.1.2、移动医疗通过监测体温、心跳等一些生命体征，为每个客户建立一个包括该人体重、胆固醇含量、脂肪含量、蛋白质含量等信息的身体状况，实时分析人体健康状况，并将生理指标数据反馈到社区、护理人或相关医疗单位，及时为客户提供饮食调整、医疗保健方面的建议，也可以为医院、研究院提供科研数据。监控的对象不一定是病人，可以是常人。各种传感器可以把测量数据通过无线方式传送到专用的监护仪器或者各种通信终端上，如PC、手机、PDA等。3.2、疾病控制通过各种传感设备，可以实时采集并监控受灾地区的卫生环境指标，控制灾后各种流行疾病蔓延。也可以对SARS等急性

9、传染病患者基于传感技术的医疗监测、跟踪定位、防脱逃。一旦出现紧急情况，通过互联网，我们就可以快速有效的进行控制和处理。3.3、药品生产、流通、医疗器械智能化管理借助物资管理的可视化技术，可以实现医疗器械与药品的生产、配送、防伪、追溯，避免公共医疗安全问题，实现医疗器械与药品从科研、生产、流动到使用过程的全方位实时监控。3.3.1、医疗设备与药品防伪RFID标签依附在产品上的身份标识具有唯一性，难以复制，可以起到查询信息和防伪打假的作用，将是假冒伪劣产品一个非常重要的查处措施。例如，把药品信息传送到公共数据库中，患者或医院可以将标签的内容和数据库中的记录进行核对，方便地识别假冒药品6。3.3.2

10、、全程实时监控药品从科研、生产、流通到使用整个过程中，RFID标签都可进行全方位的监控。特别是出厂的时候，在产品自行自动包装时，安装在生产线的读取器可以自动识别每个药品的信息，传输到数据库，流通的过程中可以随时记录中间信息，实施全线监控。通过药品运送及储存环境条件监控，可达成运送及环境条件监控，确保药品品质。当出现问题时，也可以根据药品名称、品种、产地、批次及生产、加工、运输、存储、销售等信息，实施全程追溯。3.3.3、医疗垃圾信息管理通过实现不同医院、运输公司的合作，借助RFID技术建立一个可追踪的医疗垃圾追踪系统，实现对医疗垃圾运送到处理厂的全程跟踪，避免医疗垃圾的非法处理。目前，日本已经

11、展开了这方面的研究，并取得了较好的效果。3.4、数字化医院物联网在医疗信息管理等方面具有广阔的应用前景。目前医院对医疗信息管理的需求主要集中在以下几个方面：身份识别、样品识别、病案识别。其中，身份识别主要包括病人的身份识别、医生的身份识别，样品识别包括药品识别、医疗器械识别、化验品识别等，病案识别包括病况识别、体征识别等4。3.4.1、病患信息管理病人的家族病史、既往病史、各种检查、治疗记录、药物过敏等电子健康档案，可以为医生制定治疗方案提供帮助；医生和护士可以做到对病患生命体征、治疗化疗等实时监测信息，杜绝用错药、打错针等现象，自动提醒护士进行发药、巡查等工作7。3.4.2、医疗急救管理在伤

12、员较多、无法取得家属联系、危重病患等特殊情况下，借助RFID技术的可靠、高效的信息储存和检验方法，快速实现病人身份确认，确定其姓名、年龄、血型、紧急联系电话、既往病史、家属等有关详细资料，完成入院登记手续，为急救病患争取了治疗的宝贵时间。目前该技术在美国Wellford hall治疗中心已经得到应用。3.4.3、药品存储将RFID技术应用在药品的存储、使用、检核流程中，简化人工与纸本记录处理，防止缺货及方便药品召回，避免类似的药品名称、剂量与剂型之间发生混淆，强化药品管理，确保药品供给及时、准备。3.4.4、血液信息管理将RFID技术应用到血液管理中，能够有效避免条形码容量小的弊端，可以实现非

13、接触式识别，减少血液污染，实现多目标识别，提高数据采集效率。3.4.5、药品制剂防误通过在取药、配药过程中加入防误机制，在处方开立、调剂、护理给药、病人用药、药效追踪、药品库存管理、药品供货商进货、保存期限及保存环境条件等环节实现对药品制剂的信息化管理，确认病患使用制剂之种类、记录病人使用流向及保存批号等，避免用药疏失，病患用药安全。3.4.6、医疗器械与药品追溯通过准确记录物品和患者身份，包括产品使用环节的基本信息、不良事件所涉及的特定产品信息、可能发生同样质量问题产品的地区、问题产品所涉及的患者、尚未使用的问题产品位置等信息，追溯到不良产品及相关病患，控制所有未投入使用的医疗器械与药品，为

14、事故处理提供有力支持。我国于2007年首先试验建立了植入性医疗器械与患者直接关联的追溯系统，系统使用GSI标准标识医疗器械，并在上海地区的医院广泛应用。3.4.7、信息共享互联通过医疗信息和记录的共享互联，整合并形成一个发达的综合医疗网络。一方面经过授权的医生可以翻查病人的病历、患史、治疗措施和保险明细，患者也可以自主选择或更换医生、医院；另一方面支持乡镇、社区医院在信息上与中心医院实现无缝对接，能攻实时地获取专家建议、安排转诊和接受培训等。3.4.8、新生儿防盗系统将大型综合医院的妇产科或妇儿医院的母婴识别管理、婴儿防盗管理8、通道权限相结合，防止外来人员随意进出，为婴儿采用一种切实可靠防止

15、抱错的保护。3.4.9、报警系统通过对医院医疗器械与病人的实时监控与跟踪，帮助病人发出紧急求救信号，防止病人私自出走，防止贵重器件毁损或被盗，保护温度敏感药品和实验室样本。四、物联网在我国医疗卫生领域的应用现状及问题4.1、RFID在医疗卫生领域应用的现状对于RFID技术在医疗和护理领域的应用,中国政府对技术的发展前景和迫切性及必要性也十分关注。早在2004年,国家金卡办与卫生部共同在全国七个省市就已开展了物联网 RFI D 技术的宣传。2008年,国家提出了加强医疗和银行等相关行业的联合,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,加快推进 IC卡和 RFID技术的应用试点和

16、推广等工作9。2009年 4月,国务院颁布了关于深化医药卫生体制改革的意见。同时提出了要加大卫生系统信息化建设发展力度, 特别是RFID技术的应用。同年 5月,卫生部再次提出要加强IC卡和 RFID技术在医疗保健、公共卫生和药品管理、防伪等应用,加快制定IC卡医疗信息标准,积极推进IC卡的区域化应用, 实现医疗信息区域共享等。 4.2、存在的问题任何新技术的应用都很可能是一把双刃剑。虽然智能化、 行动化的医疗系统能大大提高了医疗服务的质量,优化管理流程, 但是在实施过程中也有发现一些问题并需要进一步研究改进, 使移动医疗更加完善。4.2.1、个人隐私的泄露物联网医疗信息共享面临信息安全与隐私泄

17、露等带来的更多的威胁, 若不能同步的解决,物联网技术在移动医疗护理系统中就得不到真正快速的发展。4.2.2、治疗、护理行为执行时间的正确性和真实性反映有所欠缺计算机系统若不能正确的记录每一条医嘱,以及遗漏执行某项医嘱等, 一定程度上存在医疗安全隐患。4.2.3、对治疗、护理查对制度执行的支持欠缺远程医疗，移动护理系统存在患者身份识别差错的危险, 也无法识别治疗单抄错等情况。特别是对于昏迷、有精神障碍或者新生儿等的查对存在一定隐患。4.2.4、尚无统一标准, 存在安全隐患10除了 RFID设备的高成本外, 标准不健全也是限制物联网技术在医疗领域大展拳脚障碍。RFID对一些人体植入式设备, 例如心

18、脏起搏器会否产生安全隐患, RFID低频信号所产生的一些反应,包括不适当的起搏频率,改变起搏率,高电压冲击和设备重新编程等,也是制约 RFID在该领域大规模应用的主要原因之一。4.2.5、应用成本较高支持医疗物联网所需的人力物力很大，限制了物联网的快速发展。六、网联网在医疗卫生领域应用的未来展望目前国际物联网标准工作组已发布 RFID标准来要求 RFID厂商严格遵守。同时植根于 RFID芯片领域多年的芯片厂商对 RFID医疗应用非常看好,针对医疗应用, 许多芯片厂商还专门推出了超低功耗 RFID医疗解决方案, 用于医疗设备和药品的管理,获得了用户的青睐11-12。在安全方面, 部分专家已经考虑

19、提供业务处理所需要的特有的密码算法支持, 同时采用地址加扰等安全技术,以保证片内密钥等敏感信息的安全存储且不被读出到片外。防止物理解剖攻击、 旁路攻击( SPA /DPA )、 电流、 电压等常见物理攻击方式,也做了很多研究工作。因此, 基于 RFID在医疗管理上的技术优势,以及各界对该技术的良好预期, 相信专注此领域的业者必定会有所斩获。利用物联网技术构建电子医疗体系, 可以给医疗服务领域带来更多的便利。要提高医疗服务现代化水平,不仅要提高对患者的高精尖的医疗人才的服务, 同时还要通过相应的手段来提高医护人员自身的服务能力。通过物联网技术可以大幅度降低成本,使医疗监护设备无线化,目的是使患者

20、能够得到更加方便快捷的低成本高质量的服务, 最终的目标是使有限的卫生资源得到充分的利用, 使医疗资源最大化,使大家能够共享优质医疗资源。希望在下十二五期间, 能够推进物联网在医疗卫生领域的应用,为患者提供更加安全更加有效的医疗卫生服务。参考文献1 沈崇德.物联网在医疗卫生领域的应用及其发展趋势. 2 高燕婕.卫生领域物联网应用发展规划与机遇.3 薛青.智慧医疗:物联网在医疗卫生领域的应用j. 信息化博览,2010年第5期4叶帆.农村个人医疗远程助理(物联网应用). 5 贾凯，刘慧，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年 第5 期6 公安部第三研究所物联网技术研发中

21、心.物联网技术在智慧医疗服务和医院管理中的应用7物联网在医疗卫生领域的广泛应用8 智能医疗：物联网在医疗卫生领域应用 9 潘媛媛. 物联网技术在医疗护理系统中的应用j. 实用医院临床杂志 2011年3月第8卷第2期10 高燕婕.利用物联网技术提供更加安全有效的医疗卫生服务j.计算机安全，2011.0311 Wu NC, NystromaMA, Lina TR.Challenges to global RFID adoption J .Technovation, 2006 , 26( 12 ): 1317-132312 DrKF.RFID Handbook: Fundamentals and Applicationsions Contact less Smart Cards , Radio Frequency Identification and Near-Field Commun icationM.Third Edition.UK: Wiley,2010