基于医疗物联网的移动健康信息系统研究

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。

3.结束语

移动医疗可为患者提供一个全新的医疗健康服务模式，通过借助无线移动设备，可让患者随时接受个性化诊疗服务。基于医疗物联网的移动健康信息系统，通过嵌入式移动信息工具，可实现对患者健康信息的共享，同时可最大程度减少医院在信息化建设的投入成本，有利于推动智慧医疗的建设和发展。