基于物联网的居民健康信息管理系统探究

姚琳　赵慧　姜涌

［摘 要］在《健康中国行动（2019—2030年）》实施的背景下，建设数字化居民健康管理信息系统可以实现居民健康档案、预防疾病、辅助诊疗的信息化、智能化。文章详细分析并研究基于物联网的健康信息管理系统的需求、功能、架构方案和关键技术，旨在完善社区医疗服务机制，提高社区医疗健康服务水平，同时也为开展相关研究提供参考。

［关键词］物联网；健康信息管理系统；社区

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2023.20.054

［中图分类号］R197.1；TP319［文献标识码］A［文章编号］1673-0194（2023）20-0171-03

1     研究背景

健康是人的基本需求，是经济社会发展的基础。习近平总书记在全国卫生与健康大会上强调“没有全民健康，就没有全面小康”，要把人民健康放在优先发展的战略地位，加快推进健康中国建设［1］。2019年出台的《健康中国行动（2019—2030年）》文件中指出，要尽快完成健康信息化服务体系和健康信息平台的建设工作，鼓励研发推广健康管理类人工智能和可穿戴设备，充分利用互联网技术，在保护个人隐私的前提下，对健康状态进行实时、连续监测，实现在线实时管理、预警和行为干预，运用健康大数据提高大众自我健康管理能力。充分利用移动网络信息化技术，帮助居民管理健康档案、预防疾病、辅助诊疗是健康信息管理系统建设的主要目标［2］。

健康信息管理系统是一种集成了医疗信息技术和健康管理技术的信息管理系统，旨在提供一个全面的、高效的健康信息管理和服务平台，以便医疗机构和个人用户更好地管理和使用健康數据，提高医疗服务质量和水平。随着工业物联网技术的发展，移动终端的便捷性愈发凸显，实时的网络连接、软件服务和硬件支撑为终端产品开发提供了基本保障。基于物联网的健康信息管理产品就是充分利用移动端的便捷特性，更好为用户提供实时监测和健康信息管理。

医疗物联网（Internet of Medical Things，IoMT）在医疗行业发挥了重要作用。依托物联网技术构建“智慧医疗”，可以为社区医疗服务领域带来4项便利：第一，医疗设备模块化，降低社区居民医疗支出，尤其是老年慢性病患者的医疗负担；第二，5G网络为远程医疗和自助医疗奠定基础，有利于医疗资源均衡配置，缓解医疗资源紧缺的压力；第三，有利于医疗信息在医疗卫生领域各参与主体间共享互通，提高诊疗效率；第四，有利于提升社区医疗服务水平，实现我国基层医疗服务现代化［3］。

2     基于物联网的健康信息管理系统需求分析

基于物联网的居民健康信息管理系统需要满足用户个性化需求、数据需求、服务需求和安全需求，以提供全面、高效、安全、可靠的健康信息管理和服务平台，促进广大居民健康意识提高和健康行为的改变［4］。具体内容包括以下几方面。

2.1   用户个性化需求

要根据用户的个人健康数据、疾病史和生活习惯等信息生成个人健康档案，提供个性化的管理服务和健康建议，如运动计划、指标控制、疾病预防等。

2.2   数据需求

要通过传感器和应用程序自动采集血压、心率、睡眠、运动等个人健康数据。然后对采集的数据进行管理，包括分类、整合、清洗和存储，同时支撑数据的导入和导出，便于下一步的数据分析。智能化的数据分析帮助用户了解自己的健康状况，发现潜在的健康问题和疾病风险，并提供相应的建议和预防措施。

2.3   服务需求

要与其他医疗系统和健康应用程序互联互通，以实现数据共享和协作，便于用户获得在线咨询、预约挂号、远程诊疗等医疗服务，还需要提供健康教育和咨询服务，帮助用户获取健康信息，提高健康素养。

2.4   安全需求

要具备高度的安全性和保密性，确保用户的个人隐私和健康数据不被泄露。系统需要采用多种安全措施，如用户身份验证、数据加密、安全备份等，保障用户数据的安全性和可靠性。

3     基于物联网的居民健康信息管理系统功能模块

基于物联网的健康信息管理系统使用各种传感器和应用程序监测、采集、传输及处理用户的健康数据，并为用户提供健康管理和疾病预防服务，主要功能模块包括健康监测、数据传输、数据处理与分析、健康管理模块（见图1）［5］。

健康监测模块：通过移动设备上的传感器监测指标，包括心率、步数、睡眠、血氧等，实时监测和采集人体生理和健康信息。

数据传输模块：通过无线通信技术（蓝牙、Wi-Fi、5G等）将健康数据传输到云端服务器进行处理和分析。

数据处理与分析模块：通过数据挖掘、机器学习等人工智能技术，对采集的健康数据进行分析和处理，预测疾病风险并制订个性化健康计划。

健康管理模块：为用户提供健康管理和疾病预防服务，包括健康建议、个性化健康计划和用药指导、在线咨询和问诊服务。

4     基于物联网的健康信息管理系统总体架构方案

总体架构通过统一顶层设计、网络规划，实现纵向应用与物联终端解耦，数据从源头统一标准，具备任意一层独立弹性扩容的能力。支持物联终端设备弹性插拔式的介入，业务应用弹性扩展，并提供物联网安全和网络连接可靠性，实现数字信息的泛在互联、高效通信。具体包括系统应用层、数字平台层、网络回传层、边缘网关层和终端传感层（见图2）［6-7］。

系统应用层：是用户和系统交互的界面，包括移动应用程序和其他用户界面。对用户来说，可以通过操作界面实现健康信息的采集、处理和管理，如注册账号、填写健康问卷、上传生理数据、查看个人健康报告等；对医护人员来说，可以管理数据、风险评估、开展远程诊疗、提供健康教育和咨询等服务。

数字平台层：是健康信息管理系统的“神经中枢”，可以实现系统网络管理、安全管理、物联管理三大基本功能。实现数据流量从终端到应用的按需流动，并提供开放和标准化的数据与接口。屏蔽健康信息管理系统终端的接入、协议、设备的复杂性；实现一网到底管理、运维、安全管控；开放接口，让数据服务器方便对接获取网络采集的医疗设备数据。

网络回传层：回传网络是健康信息系统的“神经网络”，主要保障物联网数据高效、可靠、安全的传输。基于5G移动网络平台，同时可采取VXLAN技术实现一网多业务承载，对不同的业务划分不同的虚拟子网，从而保障业务隔离安全可靠。

边缘网关层：边缘网关和感知接入层是健康信息管理系统的“神经末梢”，在整个系统中，感知接入层是决定系统易用性的关键一层，向下连接各种医疗传感设备进行智能交互，向上连接通信技术（Communication Technology，CT）网络（支持IT应用数据通信网络）。

终端传感层：系统终端层是健康信息管理网络的“末端传感”，负责将各终端采集到的信息转换为数字信息。从应用场景上主要分为智慧管理类的后勤物联终端、智慧医疗类医疗设备终端、智慧服务类的穿戴式终端和传感器。

5     终端采样设备接入关键技术

居民健康信息采集主要由社区卫生服务机构完成，在感知终端与通信网络接入之间仍然存在瓶颈问题亟待解决。一方面，在数据采集过程中，不同设备采用不同的通信与连接方式，如体征监控设备多采用RS232、RJ45；智能穿戴設备使用蓝牙、Wi-Fi；辅助医疗类多使用射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术等。不同的接入网关导致网络复杂、使用复杂、维护复杂等一系列问题。另一方面，物联网终端采集设备生态多样，多数终端设备从无线协议上只满足基本的联网功能，不具备高阶的通信特性。因此，物联网终端信息采集设备网络信号易受干扰，甚至中断。另外，为了满足更多业务需求（如健康科普视频播放），需要考虑大流量的并发访问。

考虑以上问题，将一网多频、无线融合接入技术与分布式零漫游技术引入终端数据采集设备网络接入。采用基于Wi-Fi 6/ Wi-Fi 7AP与物联网（Internet of Things，loT）多频融合技术实现ALL-in-One的无线站点；对于一些不具备联网能力但存在RS232调试接口的设备，利用Wi-Fi 6/ Wi-Fi 7CPE将 RS232转Wi-Fi 6/ Wi-Fi 7，从而实现有线设备“剪辫子”统一的无线接入网关，具备协同多个频段之间工作的能力，保障每个传感器都能可靠稳定通信。此外，可以利用分布式Wi-Fi通过基站（DAP）与分布式光电射频单元（ORU）和分布式天线单元组网的技术，实现零漫游、大带宽和超融合的无线网络，保障医疗业务稳定进行［8］。

6     结束语

建立居民健康信息管理系统，可以使社区医疗服务机构轻松具备完善的健康管理评估与服务的能力，同人工开展相关工作相比，节省大量的人力成本、时间成本和经济成本，同时可以让社区居民有被重视的感觉。网络带来的贴心服务不仅能提高居民的归属感和幸福感，激发其主动参与的积极性，更能确保健康管理服务的效果最大化。但是，建设完善的社区医疗服务任重道远，需要相关管理部门与医疗机构共同努力，提高广大居民的健康服务水平。

主要参考文献

［1］努兰别克·哈森别克，苑壮，崔婧涵，等.中国健康信息管理系统的现状与挑战［J］.人口与健康，2021（2）：29-32.

［2］肖碧波，黄锐奇，魏晓滨，等.基于医疗物联网的移动健康信息系统研究［J］.中国医疗器械信息，2021（18）：175-177.

［3］任斌，蒋昆，娄苗苗，等.一体化医疗物联网的建设框架与关键内容探讨［J］.中国医疗器械杂志，2022（6）：686-690，700.

［4］周梅，杨爱琼.新冠肺炎疫情下医院职工健康管理信息系统的构建［J］.中国现代医药杂志，2021（9）：91-92.

［5］李琳，谢莉萍，邹丽媛，等.新冠肺炎疫情下的医院职工健康管理信息系统建设探讨［J］.中国数字医学，2020（6）：47-49.

［6］柏杰，白亚哲，陈玲，等.军队人员健康管理信息系统构建［J］.解放军医院管理杂志，2019（7）：641-644.

［7］王宏宇，刘春秀.健康管理信息化服务平台构建与应用［J］.中国数字医学，2014（6）：110-112.

［8］周波，郑树军.基于物联网的医疗健康服务信息系统设计与实现［J］.科技资讯，2022（10）：16-18.

［收稿日期］2023-04-26

［基金项目］2022年辽宁省科学事业公益研究基金（软科学研究计划）项目“科技助力医疗惠民——基于云计算的医联体慢性病信息管理模式研究”（2022JH4/10100061）；2021年度辽宁省社会科学规划基金项目“辽宁省人口老龄化对数字经济发展的影响与对策研究”（L21BRK001）。

［作者简介］姚琳（1978— ），女，吉林松原人，硕士，讲师，主要研究方向：医疗信息化；姜涌（1980— ），男，山东烟台人，硕士，副教授，主要研究方向：医疗信息化（通信作者）。