国内外物联网技术在养老护理领域的应用与展望

国内外物联网技术在养老护理领域的应用与展望

陈四清

(岳阳职业技术学院护理学院，湖南岳阳414000)

关键词〔〕互联网；养老护理

中图分类号〔〕R473.2〔文献标识码〕A〔

基金项目：湖南省科技厅课题(No.S2011C2043)

第一作者：陈四清(1965-),男,教授，主要从事护理教学与社区护理研究。

老年人的生活随着年龄的增大自理能力日益弱化，而中国特有的“421式”家庭结构，使传统的养老模式越来越满足不了老年人的需求〔1〕，采用先进物联网技术为老年人提供良好和健康的护理服务，加快实现健康老龄化，是养老服务与养老产业发展的方向。本文就物联网技术在养老护理领域的应用与展望进行综述。

1物联网的概念及应用

20世纪末，在无线网络、硬件及传感设备发展的基础上，1995年比尔盖茨最早提出了物联网的概念〔2〕，但大多数IT人士和通讯公司当时重视的是人与人之间的联系，没有意识到物与物、人与物之间的联系。进入21世纪，射频识别与电子标签应用(RFID)技术和物品编码技术得到快速的发展，使事物之间的联系成为可能，通讯公司也看见物联网技术隐藏的巨大市场空间和广阔的行业应用前景，2005年后联合国国际电信联盟(ITU)正式提出了“物联网”的概念，包括所有物品任何时刻、任何地点之间互联，无所不在的网络和无所不在的计算〔3〕。物联网的概念也随着技术不断地完善而演变〔4〕，现在一般定义为将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，具体来说，物联网就是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，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、监控和管理的一种网络〔5〕，物联网的架构体系和关键技术主要包括射频识别技术、传感器技术、网络通信技术和云计算等〔6〕，利用这些技术，各行业领域将把芯片与感应器装备嵌入油网、电网、水网、公路网、医护网、家用电器等物体中，进行数据传输、信息交换和通讯，再与宽带传输网整合成统一的基础设施，将物品与物品、人与物品连接成网，构造成一个覆盖世界上万事万物的“系统网”。

2物联网技术在养老护理中的应用

2.1在居家养老护理中的应用美国是最早进入老龄化社会的国家，也是物联网技术的主导和先行国家。美国人口的居住不是以社区单元的形式，而主要是以独楼独居的形式，因此，美国的养老方式是以居家养老为主的〔7〕。美国物联网的发展一开始并没有完善的战略和规划，而是凭借技术研发与创新，新产品的推广与应用，逐步形成了发达的物联网框架。在居家养老方面，美国最早并成功使用机器人与视频技术、RFID技术。最初的机器人顶部装载有摄像机，依靠机器人的室内可移动性和摄像机的可拍可视性，将获得的图像通过A/D转换器、ZigBee技术处理，通过互联网发送到子女手机，以监测老年人的生活起居情况。现在的机器人除监护功能外还具有抱起老年人、支撑老年人自己走路、帮助排泄、看管痴呆症病人的功能。2003年，沃尔玛和美国国防部力推RFID技术，目前美国RFID技术专利申请的问题占全球的53%〔8〕，在居家养老方面，将电子标签嵌入老年人日常生活使用的物品中或是老年人日常的穿着中，对身体的一些健康指标进行时时监控，根据这些电子标签反馈的信息进行分析和判断，当身体健康指标出现严重问题时，由物联网信息平台发出警告，警告同时发送给医院和子女的手机，这样为救护老年人的生命带来宝贵的时间。

日本是最早将物联网技术用于生活领域的，早在上世纪80年代，日本就将芯片技术用于各种遥控器中方便居家生活，如无线电视遥控器、无线幕布帘控制器、无线调光器等。日本和韩国物联网的快速发展是建立在其科学的发展战略(“u-japan”、“u-Korea”)和合理的产业领域，2008年日本总务省提出u-japan Xict政策包涵的3个领域，其中就有生活领域，“生活(人)Xict”〔9〕，旨在通过物联网的建设，为民众创造食衣住行育乐各方面无所不在的便利生活服务，在居家养老领域，成功地将芯片植入技术与ZigBee网络技术相结合，有力地促进物联网技术在居家养老的应用，如家中装配的无线烟雾探测器，芯片探测到烟雾达到一定浓度后，网络系统会自动报警；居家老年人腰间装配的无线跌倒探测器，只要一跌倒，机器就会发出“有人摔倒”的语音提示，并且连接到网络服务中心，随后服务中心将迅速派人前往老年人家查看情况。近年来，日本将物联网与互联网对结，对老年人居家护理开展远程监控，如老年人在上厕所时，智能厕所能够检查老年人的尿液、量血压、体重和脂肪，所测数据直接传送社区卫生服务中心的老年人健康档案，一旦数据异常，就会立即启动“远程医疗”。

我国物联网技术用于居家护理主要是2009年以后，特别是东南地区发展速度快。在国外成熟技术的引进、推广与应用、新产品的研发上也初见成效。2010年南京启动“南大苏福特——国际商用机器公司(IBM)智慧养老项目”在全国率先系统引进了国外物联网的新进技术如：在老年人房间地板中植入电子芯片、在灶台上安装温度传感器、在厨房安装无线烟雾探测器等，并在南京市鼓楼区全面开始试点〔10〕。深圳波创科技是最早提出无线智能居家概念的国内物联网技术研发企业，李冬等〔11〕开发适合我国居家老人的跌倒检测装置“安康宝”，在江苏无锡沁园新村社区应用，很快在无锡市其他社区推广。2010年波创推出首个智能居家电子竞技俱乐部(EHOME)，包括智能网关系统、信息家电与灯光控制系统、智能照明控制系统、居家综合布线系统，具有系统兼容性、扩展性、可升级性〔12〕，让老年人尽享智能化的居家护理服务，在江苏、浙江部分家庭和养老机构得到应用，目前正在广泛推广使用。

2.2在机构养老护理的应用发达国家的养老机构大多为“医护型”的专业养老机构，集医护、养老为一体，其物联网技术的应用得益于医学物联网的发展〔13，14〕。现代医学物联网在患者、医务人员、医疗设备的管理，在用血安全、医药供应、医疗废物处置、信息收集与管理、呼救等专业领域已无所不在〔15〕。

2.2.1老年人健康监测物联网技术在人的健康监测可追溯到二战期间美国大兵使用的单兵生命体征监测系统(WPSM)，用它收集士兵的体温、血压、呼吸、承受压力的情况、睡眼情况、身体的姿势、所能承受的工作强度等生命体征信号，将士兵的身体信息及时报告给指挥官。60年代美国进入老龄化社会，大批的“医护型”老年机构应运而生，各城市养老机构大多以“安乐居”而命名，如旧金山华北岸区的三藩市安乐居是全美最完善的，它是集医院、养老院、诊所、健康中心与家庭服务为一体的老年人综合服务保健机构〔16〕。凭借其在芯片、软件、高端应用集成等领域的技术优势，成功地开发了电子秤、人体脂肪分析仪、电子体温计、血压计和心率监测仪等传感设备，养老机构对老年人的各项生理和病理指标进行监测。

2.2.2老年人定位与跟踪借助RFID技术，利用物联网对老年人的行踪进行定位与跟踪，是老年病医院和养老机构在物联网应用中最成功的范例。上世纪90年代中期，美国宾州的医院和安乐居通过物联网技术对院内的患者进行定位与跟踪，使得医院和安乐居的床位利用率从原来的50%左右提高到85%以上〔17〕。德国新维德的约瑟夫埃克笔老年人护理中心配备的Wi-Fi实时定位系统，被监护对象只需截上Ekahau的Wi-Fi腕带，它防水，带双色LED信号灯和呼叫按钮，除了通过个人的报警触发紧急开关外，还可通过工作人员配备的B4Wi-Fi寻呼机，发送警报发现事故和监护对象的位置〔18〕，该设备与系统的应用，有效地帮助养老机构进行患者跟踪与管理，从而减轻护理人员的劳动强度，提高养老机构的工作效率。

2.2.3老年人生活环境远程监护房间装备的无线网络摄像机和传感器，可以建立远程看护系统，它包括网络摄像机、各种无线传感器、报警系统、控制系统和客户端等组成部分。网络摄像机安放在老年人居住场所的合适地点，可以支持单向或双向语音和视频交互，帮助医护人员及时了解老年人的生活和病症状态，控制器将现场采集的视频图像、语音信息及其他数据经过数字压缩后，进行本地存储并通过网络进行传输。

2.2.4老年人药品管理一方面可以将药品名称、品种、产地、批次及生产加工、运输、存储、销售等环节的信息存于电子标签中，当出现问题时，可以追溯销售与使用的全过程，从而有效地识别假冒药品。另一方面，在老年人房间，医生所开的每一种药品均被配上一个RFID标签，标签中除了记录药品名称外，还记录用法与用量和服用时间，老年人拿取药品后，可再由RFID阅读器读取药品所附的RFID标签，提示用药时间与用量，如果拿错药，则及时给予提醒。

借鉴国外经验，一大批“医护型”养老机构正在我国各大中型城市涌现：一方面，过去隶属于民政部门的养老机构，基础建设日趋完善，配套了各种医护保健、娱乐设施；另外方面依靠市场动作，新建了大批具有医院管理模式的专业性养老机构。我国物联网技术在养老护理领域的应用：如智能医疗系统在住房内部布置一定数量的传感器节点，这些节点可以实时监测住房内的温度、光度等环境信息，同时在病人身上安装射频传感标签，实时采集连续的生命数据，如病人体温、血压、脉搏等，还能实现病人的物理定位。

3物联网技术用于养老产业发展的展望

物联网技术本身就一项庞大的系统工程，欧洲《Internet of Things in 2020》报告分析物联网的发展将经历4个阶段：RFID广泛应用、互联网时代、半智能化、全智能化，目前世界物联网技术处于初期阶段。尽管我国物联网发展在最近几年取得了重大进展，如传感器网络硬件节点研究、网络软件与平台的研究、网络标准的制订取得了初步的成效〔18〕，但在居家养老、机构养老领域的应用才刚刚起步，许多利用物联网相关养老技术仍在开发测试阶段，离不同系统之间融合，物与物之间的普遍链接的远期目标还存在一定差距。我国物联网技术应用于养老产业的发展要借鉴他国的经验，又充分利用我国自主的技术和人才优势，根据我国养老产业的特点宏观布局，科学规划，积极参与物联网技术的标准化制订，促进物联网技术的智能化、网络化和实用性。

3.1宏观战略规划要学习日本和欧盟的经验，制订物联网发展的战略规划〔20〕，使物联网发展上升到国家战略的高度。养老产业在我国与物联网技术处于同步发展时期，国家相关部门要组织人力、物力集中力量首先编制好养老产业物联网发展规划，统筹安排和布局各地区物联网建设，避免重复建设、少走弯路。

3.2标准建设尽管我国已成为传感网标准制定的四大主导国之一，但其他标准制订，特别是养老物联网技术标准制订还很薄弱，国外的RFID标准如EPCglobal AEMglobal ISO UID等已在中国“圈地”〔21〕。中国应抓住时机，鼓励和支持养老企业积极参与标准化工作，推动我国具有自主知识产权的技术成为国际标准。同时统筹协调国际标准、国家标准、养老行业标准、地区标准，进一步优化资源配置。

3.3微电子化、数字化传感技术充分利用好中国各部属高校的科研、人才和物联网技术资源，加大研发投入，突破核心关键技术，如：新型的传感器技术如光纤传感和微电子机构系统(MEMS)技术，使传感器体积更小、重量更轻、功耗更低，且更有精准化、安全化、数字化的特点；RFID技术要克服其抗干扰性较差，有效距离很小的限制，向高频方向发展〔22〕。

3.4网络化、智能化医院的网络化建设初见成效，如2007年英国就建成了全球最大的国家医疗服务网络(NHS)，能够将全国的医院和上百万名员工连接起来，可以将病历在不同医院之间迅速转移，而且能时时传输动态图像〔23〕。借鉴医院网络化的经验，拓展居家与养老机构之间的物联网络，将人体和房间的各种传感设备通过智能局域无线传感网与宽带、固话和3G无线网融合〔24〕，实现对老年人生活状态和身体状态智能化的远程实时在线监控、动态交互和管理等功能。但同时要兼顾网络的安全性，防止恶意操作，掌握和控制老年人和同老年人联系的子女的信息〔25〕。

3.5适用性物联网及相关产品大多具有高科技含量，其研发成本高，目前我国主要存在于经济发达地区、高端别墅、私人豪宅、“医护型”养老机构使用，对于普通老年人还是没有条件去享受的奢侈品。降低研发成本，开发适用、廉价、安全的养老产品将是未来物联网技术发展的重点。

物联网被视为继计算机、互联网和移动通信网络之后的第三次信息产业浪潮，对整个国家的经济社会发展和我国养老服务水平提升有着重大意义，只要科学谋划，合理布局，认真研究，及时推广应用，它将成为推动养老产业升级和发展的引擎，养老产业也将成为以物联网产业发展为重点的新兴战略产业，成为国家和地区振兴经济把握未来经济发展命脉的重要抓手。

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(编辑杜娟)