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物联网技术在智能医疗的应用

2025China.cn   >2019年05月17日

  应对生齿布局高龄化所带来的长期照护需要,列国政府纷纷拟定政策,盼望利用Wi-Fi、蓝牙、3G、GPS及RFID等无线技术,架构起移动式医疗网络;且在远距照护等议题发酵下,也动员医疗产业结合物联网进入下一个崭新的应用阶段。

 

  一、物联网技术在智能医疗领域的重要应用

  物联网技术在智能医疗领域的重要应用技术,重要在于物资办理可视化技术、医疗信息数字化技术、医疗过程数字化技术三个方面。

  (一)医疗器械与药品的监控办理

  借助RFID技术,开端普遍应用在医疗机构物资办理的可视化技术,可以或许或许实现医疗器械与药品的临盆、配送、防伪、追溯,防止公共医疗平安成就,且实现药品追踪与设备追踪,可从科研、临盆、运动到应用过程的全方位实时监控,有用晋升医疗品格并低落办理本钱。

  根据世界卫生构造的报导,全球假药比例已经超过10%,出售额超过320亿元。中国药学会无关数据显示,咱咱咱们每一年至少有20万人死于用错药与用药不当,有11%~26%的不合格用药人数。和10%阁下的用药失误病例。因此,RFID技术在对药品与设备停止跟踪监测、整顿尺度医药用品市场中起到重要感化。

  详细来说,物联网技术在物资办理领域的应用偏向有如下几个方面:

  1、医疗设备与药品防伪。

  卷标依附在产品上的身份标识具有唯一性,难以复制,可以或许起到查询信息和防伪打假的感化,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,患者或病院可以或许将卷标的内容和数据库中的记载停止核对,便利地辨认假冒药品。

  2、全程实时监控。

  药品从科研、临盆、流畅到应用全体过程中,RFID标签都可停止全方位的监控。分外是出厂的时候,在产品自行主动包装时,装配在临盆线的读取器可以或许主动辨认每个药品的信息,传输到数据库,流畅的过程中可以或许随时记载中央信息,履行全线监控。

  3、医疗渣滓信息办理。

  颠末过程实现分歧病院、运输公司的合作,借助RFID技术树立一个可追踪的医疗渣滓追踪体系,实现对医疗渣滓运送到处理厂的全程跟踪,防止医疗渣滓的非法处理。

  (二)数字化病院

  物联网在医疗信息办理等方面具有宽广的应用远景。目前病院对医疗信息办理的需要重要会合在如下几个方面:身份辨认、样品辨认、病案辨认。此中,身份辨认重要包含病人的身份辨认、医生的身份辨认;样品辨认包含药品辨认、医疗器械辨认、化验品辨认等;病案辨认包含病况辨认、体征辨认等。

  详细应用分为如下几个方面:

  1、病患信息办理

  病人的家族病史、既往病史、各种检查、治疗记载、药物过敏等电子健康档案,可以或许为医生制定治疗计划供给帮助;医生和护士可以或许做到对病患性命体征、治疗化疗等实时监测信息,根绝用错药、打错针等现象,主动提醒护士停止发药、巡查等工作。

  2、医疗急救办理

  在伤员较多、无法获得家属联系、危重病患等分外环境下,借助RFID技术的靠得、高效的信息储存和检验办法,疾速实现病人身份确认,确定其姓名、年纪、血型、紧急联系电话、既往病史、家属等无关详细资料,实现入院挂号手续,为急救病患争取了治疗的宝贵光阴。

  分外救护车中装置3G视讯设备,病患在运送到病院的途中,急诊室可先了解病患的生理状况,争取黄金救援时机,如果地处偏远,甚至可采取远距医疗影像体系停止紧急抢救。

  3、药品存储。

  将RFID技术应用在药品的存储、应用、检核流程中,简化人工与纸本记载处理,防止缺货及便利药品召回,防止类似的药品名称、剂量与剂型之间发生混淆,强化药品办理,确保药品供给实时、准备。

  4、血液信息办理。

  将RFID技术应用到血液办理中,可以或许或许有用防止条形码容量小的弊端,可以或许或许实现非接触式辨认,削减血液净化,实现多偏向辨认,提高数据收集效力。

  5、药品制剂防误。

  颠末过程在取药、配药过程中加入防误机制,在处方开立、调剂、照顾护士给药、病人用药、药效追踪、药品库存办理、药品供货商进货、保留期限及保留环境条件等关键实现对药品制剂的信息化办理,确认病患应用制剂之种类、记载病人应用流向及保留批号等,防止用药疏失,病患用药平病

  6、医疗器械与药品追溯。

  颠末过程精确记载物品和患者身份,包含产品应用关键的基本信息、不良事件所触及的特定产品信息、可能发生同样品格成就产品的地区、成就产品所触及的患者、尚未应用的成就产品地位等信息,追溯到不良产品及相干病患,节制统统未投入应用的医疗器械与药品,为事故处理供给无力支撑。

  7、信息同享互联。

  颠末过程医疗信息和记载的同享互联,整归并构成一个发达的综合医疗网络。一方面颠末受权的医生可以或许或许翻查病人的病历、患史、治疗措施和保险明细。患者也可以或许或许自立抉择或更换医生、病院;另外一方面支撑州里、小区病院在信息上与中央病院实现无缝对接,能攻实时地获得专建议、支配转诊和接受培训等。

  8、重生儿防盗体系。

  将大型综合病院的妇产科或妇儿病院的母婴辨认办理、婴儿防盗办理、信道权限相结合,防止外来职员随意进出。分外,婴儿出身后也要给婴儿佩戴一个可以或许或许标示惟一性身份的“RFID腕带”,并使婴儿的信息和母亲的信息具有惟一对应性,要确定是不是抱错了婴儿,只需对比母婴的“RFID腕带”信息就可了,这就防止了婴儿抱错事件的发生。

  9、报警体系。

  颠末过程对病院医疗器械与病人的实时监控与跟踪,说明病人收回紧急求救信号,防止病人私自出走,防止贵重器件毁损或被盗,掩护温度敏感药品和试验室样本。

  (三)长途医疗监护

  长途医疗监护,重要是利用物联网技术,构建以患者为中央,基于危急重病患的长途会诊和中监护效劳体系。长途医疗监护技术的设计初衷是为了削减患者进病院和诊所的次数。

  根据美国疾病节制中央(CDC)2005年的申报,大约50%的美国人至少患有一种慢性疾病,他咱咱们的治疗用度占全美2万亿医疗支出的3/4以上。除了高额的高科技治疗和手术用度外,医生的例行检查、试验室检测和其余监护效劳支出大约有几十亿美元。

  跟着长途医疗技术的提高,高精尖传感器已经可以或许或许实现在患者的体域网(body-area)规模内实现有用同信,长途医疗监护的重点也逐渐从改良生活办法改变为实时供给救命信息、交换医疗计划。

  实际应用上,小区住民的无关健康信息可颠末过程无线和视频办法传送到后方,树立小我医疗档案,提高下层医疗效劳品格;允许医生停止虚构会诊,为下层病院供给大病院大专家的智力支撑,将优质医疗资源向下层医疗机构延长;构建临床案例的长途持续教育效劳体系等,晋升下层病院医务职员持续教育品格。

  1、RFID助白叟自力生活的应用。

  阿得雷德大学计算机科学家正在引导一个项目开拓新的RFID传感器体系,说明老年人对峙自力生活和平安看护。研究职员采纳RFID和传感器技术,主动辨认和监测说运动;可以或许或许确定小我的正常例行掩护,并在危险来临时,实时地供给帮助,在生齿老龄化的时代具有弘大的潜在价值。

  该体系的投入本钱较低,不存在隐私成就和密集的监测监控,被监控对象(老年人)也无须另外穿戴物品。

  2、智能轮椅的应用。

  智能轮椅的任务是平安、便捷地把用户送到偏向地,实现既定任务。在运动过程中,轮椅既必要接受用户的指令,又需结合环境信息启动自己避障、己降裙π?椋胍动机械人分歧的是,在应用过程中,轮椅与用户成为一个协同工作的体系。

  在运动过程中,轮椅既必要接受用户的指令,需结合环境信息启动自己避障、导航等功效模块,与移动机人分歧的是,在应用过程中,轮椅与用户成为一个协同工作的体系。这就请求在设计之初就把人这个因素纳入考虑傍边,所以,平安、舒适和容易操纵应成为智能轮椅设计中最重要的因素;应用者身体能力的差异决定了智能轮椅需被设计为一个功效多元化,能称心多种层次必要的电子体系,而模块化最能表现体系多功效化的特征,每个用户都能根据其自己残障范例和程度抉择适当的模块集成,且设计者可以或许或许在现有基础上颠末过程增添功效模块,很便利地对轮椅功效停止改良。

  智能轮椅的总功效可以或许或许分为如下几个子功效:环境感知及导航功效、节制功效、驱动功效和人机交互功效。颠末过程对智能轮椅的功效阐发和模块划分,再结合详细的研究内容和期望节制偏向,本体系重要由传感器模块、驱动节制模块和人机交互模块3部分构成。此中传感器模块重要有内部状况感知和内部环境感知两部分构成,颠末过程姿势传感器确定轮椅自己的位姿信息;颠末过程编码器的位移速率和距离获得自定位信息;视觉、超声波和接近开关重要卖力持续获得周围环境和障碍物的距离信息。驱动节制模块咱咱咱们采纳后轮驱动的办法,每个后轮设置设备摆设一个电动机,在节制器的操纵下实现电动轮椅的前进、后退和转向。人机交互接口由操纵杆和小我计算机接口数据输入两种办法,实现基本的人机交互功效。

  智能轮椅有2个自力的驱动轮,各自装备一个电机码盘。由2个电机码盘的实时检测数据构成为了里程计式的相对定位传感器,同时装置了倾角传感器和陀螺仪来测量轮椅外行进过程中的姿势状况。超声波传感器和接近开关被用于感知周围环境信息。为获得更大规模内的障碍物信息,本体系装备了8个红外传感器和8个超声波传感器。另外装置了一个CCD摄像头用于判断前方行进路程中的深度信息。

  可以或许或许仅仅依靠两个轮子实现车体的均衡。这个显著特征请求它有分外的布局,基本的设计思惟为:对峙两个轮子分离由自力的直流电动机驱动,而且在一条轴在线,车体的重心对峙在轮轴以上,应用检测车体倾斜角度的传感器实时地获得车体的姿势信息,机械人的处理器将传感器信号停止处理,按照一定的节制算法计算出节制量节制电动机的转速和转向,驱动机械人前进或后退,实现车体的均衡。

  智能轮椅采纳一个倾角传感器和一个陀螺仪的组合构成姿势传感器来检测车体平台的运行姿势。倾角传感器用来测量轮椅偏离竖直偏向的角度,陀螺仪用来测量角速率。

  3、移动医疗。

  颠末过程监测体温、心跳等一些性命体征,为每个客户树立一个包含该人体重、胆固醇含量、脂肪含量、蛋白质含量等信息的身体状况,实时阐发人体健康状况,并将生理指针资料回馈到小区、照顾护士人或相干医疗单位,实时为客户供给饮食调剂、医疗保健方面的建议,也可以或许为病院、研究院供给科研资料。

  4、RFID腕带的应用。

  在不久的未来,手机将变成每一小我的私家医生。

  大家估计都有亲身感受,在病院排队挂号是很常见的工作,等待和焦虑是人咱咱们脸上最常见的表情,这份苦有时会比病痛加倍折磨人。病人因为看病难叫苦不迭,而面对天天成千上万的门诊病患,病院也深感不堪重负。但在不久的未来,这些家改变。专家将“住进”手机,而手机则变成每一小我的私家医生,这是昨天中国生物医学工程学会副理事长,中国工程院院士俞梦孙给人咱咱们瞻望的健康物联网的远景。

  每一小我生病都想找专家看,但是专家很少,怎么能效劳统统的人呢?可是在未来这将变成实际。专家最重要的是经验,而这些经验往往是根据病人生病所得的资料指针累积而来的,如果可以或许把一个专家经验的数据库积聚起来,当这个数据库的参数足够丰富的时候,只要病人把自己生病的参数指针输入进来,数据库就会主动给病人看病,而这个数据库最终便是“机械人专家”。

  这些生涩的数据库可能很多市民都不明白,但是举例说明,如果一个专家专门看癌症,那么只要收集足够多的这个专家的治疗计划,这些治疗计划再结合病人的病理偏向,也就树立了一个专家的数据库模子,例如当有一万个白血病人的数据库指针被收集,那么这个数据库就有一万种对付白血病治疗的解决计划,也便是说一个通俗的白血病人,只要把各项化验参数输入这个数据库中,数据库就会主动根据以往的专家经验从而发生治疗计划,而这个治疗计划便是这个专家的日常治疗经验。如许的数据库最终将变成软件内置到机里,一旦生病,机中的软件将主动治疗,而如果碰到无法判断的环境后,专家将亲自出马颠末过程互联网对病人停止治疗。届时每个市民的机都邑是一个“机械私家医生”。

  5、GPS定位心脏病人的应用。

  每一小我都要树立自己的健康数据库。一名心脏病人,如果树立了数字健档蛋,一旦心率出现异常甚至高危,数据会立刻传回咱咱咱们的体系,颠末过程GPS定位,咱咱咱们可以或许帮助病人立刻拨打120,联系最近的病院停止救济。

  这是一个简略的物联网应用,但因此后每个市民的家中都邑有一个别检设备,市民只要把手掌放到这个设备上,然后设备就会收集血压,心跳,脉搏,体温等多种因素,而未来甚至一些简略的化验也能在设备上实现,这些数据收集以后将主动传递到病院的数据中央,一旦出现环境,医生会提醒入院进一步检查,或许就近采取救治措施。如果有必要,以后人咱咱们的体检可能是天天停止。

  6、看病只要“一卡、一腕带” 。

  每次进入地铁人咱咱们都觉得非常轻松,刷下卡就什么都解决了。

  在健康物联网中,看病也像坐地铁一样,只要一张卡就全体解决了。

  在医疗过程中,患者以身份证作为惟一的正当身份证明在特定的主动办卡机(读写器)上停止扫描,并存入一定数目的备用金,几秒钟主动办卡机就会天生一张“RFID就诊卡”(部捎τ糜晒的医保卡),实现挂号。患者持卡可间接到任何一个科室就诊,体系主动将该患者信息传输到相应科室医生的工作站上,在诊疗过程中,医生开具的检查、用药、治疗信息都将传输到相应的部分,患者只要持“RFID就诊卡”在相干部分的读写器上扫描一下就可停止检查、取药、治疗了,不再必要因划价、交费而往返奔波。就诊结束后,可持卡到免费处打印发票和用度清单。

  另外与“RFID就诊卡”对应的是住院应用的“RFID腕带”,此中包含患者姓名、性别、年纪、职业、挂号光阴、就诊光阴、诊断光阴、检查光阴、用度环境等信息。患者身份信息的获得无须工输入,而且资料可以或许或许用,确保了患者身份信息的惟一来源,防止工输入可能发生的错误,同时用掩护了数据的平安性。别的,腕带另有定位功效,佩戴腕带的人再也不能偷偷溜出病院了。

  当有人强制撤除“RFID腕带”或患者超出病院规定的规模时,体系会停止报警;佩戴带有监控性命体征(呼吸、心跳、血压、脉搏)的并设定“危急值”的“RFID腕带”,可24小时监控性命体征变更,当到达“危急值”时体系会立刻主动报警,从而使医护职员在第一光阴停止干预。而在医疗过程中,对患者停止的诸如检验、摄片、手术、给药等工作,均可以或许或许颠末过程“RFID腕带”确认患者的信息,并记载各项工作的起始光阴,确保各级各种医护及检查职员履行医嘱到位,不发生错误,从而对全体诊疗过程履行全程品格节制。

  患者可颠末过程“RFID腕带”在指定的读写器上随时查阅医疗用度的发生环境,并可自行打印用度结果,和医保政策、规章轨制、照顾护士指点、医疗计划、药品信息等内容,从而提高患者获得医疗信息的容易度和称心度。

  二、物联网在医疗照护应用上的技术难题

  目前物联网的医疗照护应用仍有几个技术难题必要解决:

  1. 静态组网与大规模网络中节点移动性办理:当监护体系扩大到小区、都邑甚至世界时,其网络规:氪螅而且监护节点与基站都具有一定的移动性。因此,必需设计一种合适的网络拓扑办理布局和节点移动性办理办法。

  2. 数据完备性与数据压缩:节点有时必要长达24小时的监测人体参数,所收集到的资料量大,而存储容量小,常采纳压缩算法来削减数据的存储与传输量,然而,传统数据的压缩算法本钱高不得当传感器节点。另外,压缩算法不能损坏原始数据,否则会构成误诊。

  3. 数据平安性:无线传感器网络节点采纳自构造办法构成网络,容自獾焦セ鳎的,病人的信息必要窃密。传感器节点计算能力相当有限,传统的平安和加密技术都不适用。因此,必需设计一种得当传感器节点的加算法。

  总之,智能医疗供给多种效劳,包含慢性疾病的长期治疗、预防和及早期检测三种偏向,透过物联网技术,其睁开到最终将会是树立一个连结病院内部到院外,甚至与病人相链接的体系。

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