现代医院物联网建设探讨

文｜南京工业大学 陆伟良 贾利涛中国电子科技集团公司第28研究所 杜成章

1 引言

物联网被正式列为国家新兴战略性产业以来，在国内的发展受到了前所未有的关注，将物联网技术应用到医院的建设中，可以极大地促进现代医院的信息化建设。通过物联网实现医院对人的智能化医疗和对物的智能化管理工作，不仅解决了医疗业务平台支持薄弱、医疗服务水平整体较低、医疗安全生产隐患等问题，还可以提高工作效率、提升服务品质、提高医疗质量等，推动医疗服务进入到新时期，现代医院物联网和智慧医疗建设将应运而生。

2 物联网概述

2.1 物联网的起源

物联网的应用最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机。1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首次提出物联网这个概念。2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2005年国际电信联盟正式提出物联网的概念。2009年温家宝总理提出“感知中国”的构想，并随后将物联网正式列为国家新兴战略性产业。

2.2 物联网相关概念

物联网：把所有物品通过射频识别（RFID）和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。

无线传感器网络：由若干具有无线通信能力的传感器节点组织构成的网络。

泛在网络：无所不在的网络。

2.3 各概念之间的辨析

传感器网络和物联网其实是一个概念，两种不同的表述，其实质都是依托于各种信息设备，来实现物理世界和信息世界的无缝融合。可以认为“物联网”和“传感网”都是以传感器、RFID等客观世界标识、感知技术，借助于无线传感器网络、互联网、移动网等实现人与物理世界的信息交互。而泛在网是面向泛在应用的各种异构网络的集合，且更强调跨网之间的信息聚合与应用。

3 物联网应用模式、技术框架及核心技术

3.1 物联网应用模式

物联网是通信网络的应用延伸，是信息网络的一种增值应用。目前比较典型的应用包括水电行业无线远程自动抄表系统、智慧城市系统、智能交通系统、危险源和家居监控系统、产品质量监管系统等，物联网主要应用类型如表1所示。

物联网与其说是一个网络，不如说是一个业务集合体，是由类型各异、应用千姿百态的业务网络组成的一个互联网络。

3.2 物联网技术框架

物联网主要由以下三部分组成，如图1所示。

表1 物联网主要应用类型

（1）物件通过传感或（和）执行设备联网，构成传感/控制网。

（2）互联网协议栈（包括TCP/IP网络平台、互联网应用协议）。

（3）基于Web浏览器应用。

物联网的组成如图2所示。

3.3 物联网核心技术

3.3.1 感知层技术

（1）传感器网络技术：该技术将具有无线通信与计算能力的微小传感器节点，通过Ad-Hoc方式连接起来，各节点能根据环境的变化自主地完成网络自适应组织和信息的传递；节点间多采用多跳方式进行通信，传感器网络的信息通过接入网关传递到承载网络。

（2）射频识别技术：射频识别（RFID）系统主要包括标签、阅读器（含天线）、中间件。RFID是通过电磁耦合原理来实现通信，方式上有主动式、被动式和半主动式。由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四部分组成。RFID现在和移动信息化实现了有机结合，有助于物流、资金流、信息流的三流合一，应用范围广泛。

（3）两化融合：工业化与信息化融合是未来发展的方向。

3.3.2 网络层技术

（1）接入网关技术：接入网关完成应用末梢各节点信息的组网控制和信息汇集以及完成向末梢节点下发信息等转发功能。由于末梢各节点的组网和通信协议往往不同，在相当长的时间里，接入网关还起到私有协议和标准协议的转化功能。

（2）IPv6技术：IPv6所拥有的地址容量达到2128个，是IPv4的约8×1028倍，基本满足地球上每个物体都能连入互联网的需求。同时，IPv6使用更小的路由表，增强了对组播和对流的支持，增加了对自动配置的支持。

（3）ONS技术：域名解析服务（DNS）是将一台计算机定位到因特网的某一具体地点的服务。在物联网里，对象名解析服务（ONS）是一个自动的网络服务系统，提供把一个物体定位到物联网的某一具体地点的服务。

3.3.3 应用层技术

（1）情景感知技术：情景感知（Contextaware）技术赋予物联网中的物体检测和感知它所处环境或状态变化的能力。该技术可以帮助各智能系统更好地跟踪环境和状态变化，以提供优化的服务。

（2）云计算技术：云计算是分布式计算和网格计算的发展和商业的实现。该技术把分散在各地的高性能计算机用高速网络连接起来，以Web界面接受各地科学工作者提出的计算请求，并将之分配到合适的节点上运行。对于用户，可以像使用水电一样地使用隐藏在物联网背后的计算和存储资源，强大而方便。

4 物联网在现代医院的应用

4.1 物联网在医院应用的意义

通过信息化手段实现远程医疗与自助医疗，有利于缓解医疗资源紧缺的压力；有利于提升医疗服务现代化水平；降低患者就医成本，是医疗资源有效利用；有效优化医院业务流程，提高医院工作效率和质量，提升医院形象；能有效管理、分析和利用门诊患者的一般信息，提高患者满意度；有利于提升医院的管理水平，合理分配资源。

4.2 物联网在医院的应用领域

（1）重点人群识别和管理

重点人群包括医院员工与部分重点关注的患者。应用范围主要有员工一卡通管理、患者一卡通管理、母婴配对及婴幼儿防盗。

（2）重点设备及物品管理

利用物联网技术可将医疗资产日常管理活动与医疗资产管理系统有效地整合在一起，从而达到实物信息与系统信息的实时同步，在紧急情况下迅速找到各项医疗资产的目的。应用范围包括医疗资产及医疗设备管理、特殊药品管理、药品分发管理、血液管理、医疗废弃物管理。

（3）重点区域监控和管理

重点区域监控和管理主要包括水、电、气、空调节能传感、消防监控、手术室监控、ICU监控。

（4）医疗信息数字化管理

医疗信息数字化管理包括病患实时动态监护、病房医护工作移动信息化。

（5）医疗过程数字化管理

医疗过程数字化管理包括冷藏药品运输温湿度检测/追溯、门诊急救管理、门诊就诊流程优化、门诊分诊叫号、无线门诊输液、社区医疗及移动健康监护。

5 建设医院物联网的要点

5.1 医院物联网总体建设思路

通过物联网实现医院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、医疗信息数字化、医疗过程数字化、医疗流程科学化，从而解决医疗业务平台支持薄弱、医疗服务水平整体较低、医疗安全生产隐患等问题。

5.2 医院物联网总体建设内容

（1）物理平台建设

从物联网总体结构上分三个层次建设，即建设医院物联网M2M平台、网络层建设、物联网终端建设。

（2）应用功能建设

物联网在医院应用上主要从三个方面进行建设：基于物联网技术重构以患者为中心的医疗服务提供体系；基于物联网实现医疗行为的数字化、智能化、人性化；基于物联网实现医院内固定资产和移动设备的管理。

（3）医院物联网建设步骤

建设医院物联网应用可以按如下路径来逐步建设：搭建物联网基础服务平台—建设物联网基础应用—扩展医院物联网应用，建设全数字化、智能化的医院—建设远程健康监护应用。

6 物联网应用于智慧医疗领域展望

我国目前正处在医疗改革的关键时刻，旧的医疗体制以及医疗保障制度已经不能适应当前社会发展的需要，群众“看病难、看病贵”已成为大家的核心议题。人口结构老龄化发展趋势，致使疾病和预防控制从原来的以传染病及其防治为主，转变到目前的慢性非传染性疾病及其预防为主的模式。医学模式也由原来的“3P”模式，发展到更加注重公民和社会参与的“4P”模式，即预测性（Predictive）、 预防性（Preventive）、个性化（Personalized）和参与性（Participatory）。重心下移、关口前移、强化个人责任成为现代医疗保健服务模式的特征，未来数字卫生工程技术的趋势将更加向基层社区和个人参与方向发展，更加贴近个人的工作和生活本身。个人健康信息采集终端将融合在家庭和工作岗位，在重视信息收集的基础上更加注重信息的反馈和互动，一种实时的健康环境将成为可能。

据卫生部的统计，2008年中国健康医疗市场规模已超过1万亿元人民币，如果按照本世纪前10年中国健康医疗市场年均超过 10%的速度增长，预计到2020年中国将会成为全球仅次于美国的第二大医疗市场。但目前中国医疗产业占GDP 的5.5 % ，而美国这一比例达15 .5%，其他欧美国家都在8 %～10%之间。

物联网在智慧医疗领域有着非常广阔的应用前景，因为它可以通过各种传感设备、扫描和追溯对于患者的身份、药品和食品进行管理，这种技术对于整个医疗安全和提升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。

医疗领域的信息化走过了20年的历程，在前端应用当中，我们从单机应用、局域网或互联网进一步进入物联网的时代，要从实时、智能化、自动化、互联互通的应用来适应医疗领域改革的需要。物联网在智慧医疗领域的应用，不仅仅是软件之间的互通，更重要的是要通过这种技术，将患者、医护人员以及移动设备、医疗设备和保健设备等传感设备动态地连接起来，实现对整个医疗环境的更透彻的感知和更全面的互联互通，医院物联网和智慧医疗在中国将应运而生，大有前途。

1 孙虹，陆伟良.中国医院建设指南[M]，第十章：医院物联网.北京：研究出版社，2012年新版

2 陆伟良.实用医院智能化系统工程[M]. 南京：东南大学出版社，2012

3 陆伟良.物联网技术在建筑智能化系统应用探索[J].智能建筑科技，2010

4 谢秉正，陆伟良.绿色智能建筑工程技术[M].南京：东南大学出版社，2006

5 田景熙.物联网概论[M].南京：东南大学出版社，2010