基于医疗物联网的移动健康信息系统研究

2021-04-02肖碧波黄锐奇魏晓滨莫彬朱锐生佛山市第三人民医院设备科广东佛山528041

中国医疗器械信息 2021年18期

肖碧波黄锐奇魏晓滨莫彬朱锐生佛山市第三人民医院设备科（广东佛山 528041）

内容提要：目的：结合物联网技术，提出医疗物联网的架构组成和建设思路，解决医院医疗服务问题。方法：研究物联网技术，在医院建设之初搭建相匹配的物联网环境，以提高医院管理能力和医疗服务质量。结果：医院所搭建的移动健康信息系统，由网络层、感知层和应用层三层架构组成，可实现患者体征参数与生命指征的自动获取和监测，为患者提供实时诊断分析。结论：基于医疗物联网的移动健康信息系统，可为实现智慧化保健医疗服务奠定基础。

近年来，我国社会经济发展迅速，人民生活水平不断提高，群众对健康需求越来越高，就医人群越来越多，医院规模也顺应时代要求不断扩大，医务人员工作量明显增多，加大了管理工作的难度。加上新医改的冲击，医院管理模式与结构均发生了重大改变，传统的医院管理模式已无法满足医院未来的发展需求。随着科学技术不断进步，物联网技术被广泛应用于各个行业中，在应用深度和广度上均处于不断提升的过程中[1]。为提高医院医疗服务质量，实现医院的现代化医疗模式，需将物联网技术合理应用于移动健康信息系统的设计和开发过程中，为患者就医提供便利，从而促进医院的长远发展。物联网技术在现代化医院医疗工作中的应用，不仅是优化医院医疗服务的重要途径，还是现代化医院管理工作创新的有效手段。基于医疗物联网，设计并开发出移动健康信息系统，不仅能满足患者对自身健康状况的关注需求，还能实现患者医疗信息的采集和共享，以提高医务人员工作效率，提高患者对医疗服务的满意度[2]。

1.移动健康信息系统关键技术及功能

1.1 关键技术

基于医疗物联网所构建的移动健康信息系统，其所用关键技术主要包括：（1）无线通信技术：该种技术是设计和开发系统所用的基础技术，可在无线网络环境下，解决各种不同网络对于系统的无缝访问，以实现对移动数据的采集、传输和共享，为医院医疗服务随时随地提供其所需要的信息；（2）微型传感技术：在医院所用的个人穿戴式传感装备中，就必须将微型传感器嵌入，以此使用微型传感技术；（3）中间件技术：为提高移动健康信息系统的兼容性，满足系统模块化和可拓展等要求，需使用到中间件技术，以实现对不同硬件平台的屏蔽，同时屏蔽异构信息系统的差异，促使信息系统可在不同系统上稳定、安全运行，以实现各种系统接口，如PACS、CIS和LIS等；（4）无线传感网络技术：各类技术在系统设计与开发中的实际应用包括WIFI、ZigBee、LoRa和RFID等；（5）嵌入式软硬件设计技术：为采集患者的生命体征参数，部分移动终端和传感设备，需将微控制系统嵌入。除此之外，医院的移动健康信息系统还涉及到信息安全保密、对象标识和网络通信干扰抑制等技术，医疗物联网的实际应用，主要体现于三个方面，即医疗处理过程移动化、可视化管理和临床信息数字化。

1.2 主要功能

基于医疗物联网的移动健康信息系统所包含的主要功能包括：（1）以微创或无创等方式，对患者的生命体征参数进行实时监测和提取，将相关数据信息通过可穿戴式数字化医疗传感网络，安全、准确传输至医疗信息中心，以突破时间和空间限制，实现交互式医疗健康服务；（2）具有常见疾病的生命健康数据采集功能，同时可为患者提供远程咨询和诊断等服务，可通过可穿戴式传感器及物联网技术，实现对多通道参数的获取和采集；（3）具有齐全的监控参数，可实现综合分析功能，不仅能对血压、呼吸、血氧和脉搏等生理参数进行动态监测，还能实现综合波形显示，进而对各种动力学实现分析功能；（4）移动健康信息系统与区域健康档案具有协同集成能力，可实现对患者就医全程管理的无缝连接，提高医疗服务工作效率和质量，有利于对患者进行终生健康管理；（5）将微处理系统嵌入到手持式终端设备中，可实现在日常条件下对患者生命体征的监测和显示，此外，医生、患者咨询、沟通等均可使用终端设备，为患者提供专业化分析报告，如血气分析等报告[3]；（6）可实现三级医院、社区与区域医疗中心的联合运转，对专家的健康建议进行实时收集，为安排转诊事宜提供便利；（7）移动健康信息系统可对患者进行标识定位管理，以实现对特殊患者的迅速查找，包括婴儿防盗、老年痴呆患者等，以便对患者及时干预。

2.基于医疗物联网的移动医疗健康信息系统架构

从本质上来说，物联网的特征可被归纳为三个方面，即智能处理、综合感知和可信传输。其中综合感知指使用各种信息采集设备，如摄像装置、RFID和传感器等，可突破时间与空间限制，对人员、医疗设备和其他物资等各项信息进行实时收集；可信传输指通过各种通信网络，对数据信息进行共享；智能处理则是从海量的信息数据中，对所需信息进行提取、分析和处理，支持控制分析、智能决策等[4]。本文所研究的移动健康信息系统的组织架构包括三层架构，即应用层、感知层和网络层，其中感知层主要是对医疗信息进行实时采集和提取，网络层包括无线网络和有线网络，应用层则由个人移动终端、中心服务器和患者健康终端设备等组成。

在医疗物联网的感知层中，一般包括多种传感器，如穿戴式传感器、移动传感器等，还涵盖了GPS定位系统和RFID阅读器等，主要用于对跟踪对象信息进行采集和标识。各种穿戴式设备则应用于人们日常生活当中，以收集患者的健康参数。通常情况下，穿戴式传感器均实现了小型化且低能耗特点，能够对患者的生理信号进行连续采集，如腕带传感器等，可对患者心跳、脉搏等进行动态监测，并通过无线网络对数据进行传输。目前，移动健康信息系统所采用的信息主要包括体温、血氧、血压和血糖等生理参数。网络层多涉及到无线通信网络和各种有线通信网络，如2GBPrs、Internet和TD-CDMA等[5]。网络层主要负责将感知层所采集到的患者信息，通过数据传输给应用层，并对其进行智能化处理。对于物联网网络层来说，其未来发展的主要方向就是各种通信网络的有机融合。应用层则是实现医疗卫生技术与物联网技术深度融合的关键，可实现临床医疗的智慧化管理，通过医疗物联网的数据分析和管理功能，可为患者提供个性化诊疗服务[6]。对于移动健康信息系统来说，其所具有的数据分析模块，可迅速帮助医护人员对监测对象的信息进行准确判断，进而满足医疗诊断的即时与及时方面的需求。医师可通过该系统终端，将患者医嘱内容输入到任何地方，包括用药频次、药品规格等，同时可随时根据个性化诊疗需要调整或取消医嘱，并对患者检查结果进行实时查看。此外，医护人员还可通过移动终端设备，对患者病历信息进行查询，以便及时、准确判断患者病情。患者使用手持式移动设备，可对患者生命体征进行动态监测，同时可实现医患之间的有效沟通。

通过以上分析可知，基于医疗物联网的移动健康信息系统，集成了无线网络技术、数据处理技术、移动计算技术等，可为患者提供远程移动传感、图像和声音等协同应用，以提高医疗诊断效率，促进医疗服务质量提高[7]。同时，通过可穿戴设备，实现对患者生命体征数据的实时采集，并实现信息传输。移动健康信息系统可为患者健康信息进行无线监测，同时提供移动护理的解决方案，借助物联网技术，可优化患者在临床医疗过程中的诊断和治疗，提高医院工作效率，增强医疗机构的核心竞争力。