物联网技术在智慧医院建设中的应用探析构建

张斌

江苏省射阳县人民医院后勤保障科，江苏盐城 224300

新时期医院越来越重视加强信息化、数字化和智能化建设，以期打造功能更强大的智慧医院。当前，医院在智慧化建设过程中还存在诸多不足，如现有的技术信息固定点单一、组网方式单一、交互能力较差等，无法满足医院实际工作的需要。 推进医院的可持续发展，强调重新构造医院的组网方式， 持续提升医院的信息化程度，要能够实现信息化数据的高效化处理和共享利用，为医院业务开展、医疗卫生服务以及医院内部管理等提供支撑。 医院如何有效应用物联网技术、5G 通信技术网络、云计算技术以及人工智能等现代化技术，构建“管理、医疗、服务”于一体的智慧医院系统，实现医院的线上线下一体化和精细化管理， 是现代医院需要重点关注的问题、医院发展和管理工作的要点。

1 物联网技术和智慧资源建设相关概述

1.1 物联网技术

物联网主要指的是通过信息传感设备，按约定的协议，实现网络和万物的连接，物体借助信息传播媒介等，实现信息的有效交换和通信，物联网可以提供智能化识别、安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、远程控制、安全防范、调度指挥等功能，实现对“万物”的“管、控、营”一体化[1]。 物联网涉及到的技术比较多，最为关键的有三大技术，即传感器技术、RFID 标签、嵌入式系统技术等。感知层、网络层和应用层是物联网体系构架最基础的3 个层级；运营支撑系统、传感网络系统、业务应用系统、无线通信网系统等是物联网体系的重要组成部分。在不断发展中物联网技术在诸多行业和领域的智慧化建设方面得到了广泛应用，如医学领域借助物联网感知医学服务对象，实现各种数据的交换和无缝连接以及对医疗卫生保健服务的实时动态监控，连续跟踪管理和精准的医疗健康决策； 物联网在安防、污水处理行业、交通、电网等其他行业都得到了有效应用，且发挥着重要的作用。

1.2 智慧医院建设

所谓的智慧医院，就是科学利用互联网技术、智能技术等，将其应用到医疗卫生服务领域和医院的管理工作中，打造“互联网+医疗”，形成“挂号靠预约、就诊准点到、缴费全自助、复诊在线看、药品送到家、手续一站式”的全新就医格局。 主要包括三大领域的内容：①面向广大医务人员的“智慧医疗”， 强调加强医院的信息化建设，实现电子病历以及电子病历和影像、检验等系统的互联互通；②面向广大患者群体的“智慧服务”，如医院内部设置的一体机、自助机、手机结算、预约挂号、预约诊疗、信息提醒等，还包括患者看病治疗期间的一些衍生服务，如停车信息的推送、提示等，其目的主要是为了给广大患者群体提供更高效、方便和便捷的服务；③面向医院的“智慧管理”，如医院信息系统（hospital information system，HIS）、 医学图象档案管理和通信系统（picture archiving and communication system，PACS）和办公自动化系统（office automation，OA）等，以实现医院的精细化管控，尤其是精细化成本核算和管控[2]。

2 物联网技术在医院智慧化建设中的应用

加强资源信息化、数字化和智慧化建设是现代医院经营发展的新趋势，也是医院提高管理水平和医疗服务水平的重要举措。医院逐渐加大了这方面的重视程度和投入力度，结合医院发展以及业务实施、管理工作等的现实需要，构建医院业务软件、数字化医疗设备、网络平台三位一体的综合信息系统，以努力实现医院资源的整合、业务流程和管理流程的优化，提高医院工作的效率、管理水平和服务质量。 为有效解决“看病难”的问题，也强调加强智慧医院建设，构建“互联网+医疗”，科学有效利用互联网技术、物联网技术、5G 通信技术网络、云计算技术以及人工智能等现代化技术，构建“管理、医疗、服务”于一体的智慧医院系统，持续健全和完善医院的智慧网络系统构架，以实现医院的线上线下一体化和精细化管理；实现各种诊疗信息、医院管理信息数据的交换和无缝连接，实现信息化数据的快速收集、安全存储、有效传输和共享利用；实现对医疗卫生保健服务的实时动态监控、连续跟踪管理和精准医疗健康决策，推进医院可持续健康发展[3]。 在医院智慧网络系统构架的支撑下，广大患者群体可以更方便地查询健康档案、进行健康咨询、实施网络挂号和预约，也可以在移动终端上查询病历、检验检查结果，极大缩减了看病排队等候的时间；医生可以借助HIS、PACS 和OA 等随时调取电子病历，了解患者的实际情况，进而针对性地制订诊疗的方案；护士可以随时记录临床治疗情况及患者的病情变化情况等。一定程度上也有助于解决和处理医疗资源分配不均、医疗水平层次不齐、基础医疗发展不足、就医流程复杂、就医体验差等方面的问题，更好地凸显“以患者为中心”的核心，更好地整合和提供社会化的医疗资源和医疗服务，推进新时期医院创新和持续发展[4]。

3 基于物联网的智慧医院建设体系架构

一般而言，基于物联网的智慧医院建设体系架构主要结构可以分为4 个层级。

①感知层：这是物联网智慧医院系统构建最基础的层级，主要是借助传感网络识别物体，获取有关的数据信息。 该层级主要由各种传感器和传感器网络构成，包括条码、二维码和扫描器、无线射频识别装置（radio frequency identification，RFID）和解读器以及一些智能化采集设备和设施，如摄像头、全球定位系统（global positioning system，GPS）、红外传感器、激光扫描器、温度传感器等组成，并借助WIFI、超宽带等通信技术，广泛地获取与医院运行和管理、医疗服务有关的各项数据信息和图像。 而一些智能传感技术的科学应用，极大提高了传感器的安全可靠性和精确度，进而实现对医疗数据信息的有效采集，极大提高医院各项数据信息的采集能力[5]。

②网络层：该层级主要负责传递、处理感知层所获取到的数据信息， 主要由各种有线和无线通信网络、互联网、私有网络、云计算平台和网络管理系统等组成，其中物联网无线接入点（access point，AP） 有效地整合了RFID 阅读器和无线AP 功能， 以支撑有关数据信息的双频四通道接收和发送， 还可以及时地接收WIFI 等移动终端、RFID 标签等返回的各项信息，有效实现这些数据信息的整合， 为后期工作的开展提供支撑和服务；物联网接入控制器（access controller，AC）的应用，可以实现感知层有关数据信息和应用系统之间的有效转换、解析、封装和集成，实现这些数据信息的高效化、及时化和安全可靠性传递[6]。

③应用层：该层级功能作用的发挥强调科学利用物联网技术、数据挖掘技术、云计算技术等，并促使其有效结合起来，以满足医院信息化的需求，为智慧医院建设以及医院的智能化管理和服务提供支撑。主要以各项数据信息为支撑， 强调结合医院的实际情况和现实需要，构建一个更加系统完善的医院综合信息平台以及面向广大医务人员、广大患者群体和医院的“智慧医疗”“智慧服务”“智慧管理”应用平台，以有效提高医院的工作效率、管理水平，提供更优质、高质量的医疗服务。 该层级的构建要能够很好地满足现代医院的各项工作需要，满足智能管理、线上线下一体化、精细化管理等的现实需要，实现各种诊疗信息、医院管理信息数据的交换和无缝连接，并实现医院内部各项设备及人员的实时化监测和监控以及医疗卫生保健服务的实时动态监控、连续跟踪管理和精准的医疗健康决策[7]。

4 物联网技术在医院智慧化建设中的具体应用

4.1 医疗应用方面

强调基于物联网技术的应用， 面向广大医务人员，构建“智慧医疗”，为医护人员工作的开展提供支撑，提高其工作的效率。例如：①生命体征动态监护系统。临床上要求时刻关注患者的病情变化情况，时刻监测并详细地记录这方面的信息，如患者的体温、脉搏等生命体征，依靠传统人工的方式耗时比较长、效率不高，当患者群体数量多、测量任务繁重时，可能会出现医护人员不足的情况，受到的局限性比较大。 科学借助互联网技术构建生命体征动态监护系统，通过采用传感技术，可以实现患者生命体征数据（如体温、心率、血氧含量、呼吸频率等数据信息）的自动采集，并借助通信网络将这些数据信息及时传输至医疗数据中心，与患者的电子病历数据集成，医护人员在诊疗的时候，可以随时获取这些数据信息，进而提高其工作效率[8]。②智能床位监测系统。在患者的病床上安装物联网传感器， 如压力传感器等，并结合互联网技术、大数据技术和智能化技术，构建智能床位监测系统，可以实现患者心率、呼吸等变化情况，或者是其翻身、离床、睡眠质量等的实时监测，并动态化地采集和分析有关的数据信息。 结合患者的实际情况，针对性地设置一些指标和标准， 当出现异常情况时，系统能够及时发现并报警，进而有效地降低坠床、压疮等意外事件[9]。③镇痛泵管理系统。在医院的不断发展中强调为患者提供更优质的治疗体验，推广舒适医疗。 而且患者对于镇痛泵的需求也更大，但传统的镇痛泵应用有其局限性，主要还是麻醉科医生比较紧缺，患者群体又比较分散， 麻醉医生无法为其提供个体化的服务和治疗，一定程度上影响了医疗安全、患者就医体验等。借助物联网技术构建镇痛泵管理系统，一定程度上弥补了传统模式的缺陷。可以将医院各个病区的无线镇痛泵信息集中到中央信息处理设备，然后实现这些数据信息的统一处理和分析，医院的医护人员在了解这些信息的基础上，有助于实现实时监控和统一管理；在该系统平台，医院的麻醉科医生可以随时了解患者的情况，实时对自控镇痛患者进行管理和干预。 物联网技术的科学应用，极大优化和改进了医院的患者自控镇痛工作流程，有助于提高自控镇痛工作的质量，同时保障医疗安全[10]。

4.2 服务应用方面

强调基于物联网技术的应用， 面向广大患者群体，构建“智慧服务”系统，为广大患者群体提供更高效、方便和便捷的服务，解决患者“看病难”的问题，同时提高患者治疗体验感。例如：①智慧门诊就医体系。患者就医的流程相对比较复杂，包括挂号、就诊、缴费、做检查检验、取报告、取药等诸多环节，在传统的管理模式下这些环节耗时长， 严重影响了患者的就医效率和就医体验。基于物联网技术、5G 通信技术网络等先进技术的应用，构建智慧门诊就医体系，一定程度上完善和优化了医院的门诊就医流程。 在该系统的支撑下，患者可以在手机端进行网上预约挂号，并结合自己的实际情况，进行诊室预约和诊疗时间预约，还可以借助网络平台，如微信公众号、相应的APP 等和手机实现手机支付等，极大提高了患者就医效率。在就诊的过程中有关病历信息也可以自动生成，实现无纸化门诊电子病历，广大患者群体在手机上就可以便捷地查询健康档案、 进行健康咨询、查询病历和检验检查结果，如果需要纸质版报告，可以自行打印[11]。 ②智能输液监测系统。 临床上最常见的一种治疗手段就是静脉输液，借助物联网技术和智能化技术，构建智能输液监测系统，极大地弥补了传统的重力驱动输液系统中的不足和缺陷问题，在该系统的支撑下不需要护士和患者时刻监视输液液位，能实现患者输液时间、输液速度、液量变化等的实时监测，当输液结束时，或者是出现了异常情况，该系统会自动发出报警信号，提醒医护人员及时进行处理。 借助该系统可以实现病区所有患者输液全过程的实时化监督和监测，实现智能化和自动化监督管理，极大降低了因监视不到位或者是没有及时更换输液瓶等导致的一些医疗事故，也有助于降低护士的工作强度，使其有更多的时间去从事其他的工作，提高医院工作效率。 该系统的构建一定程度上转变和创新了医院的服务模式，在传统模式下都是患者被动呼叫医护人员，该系统的应用实现了医院医务人员的主动服务， 进而有助于提高患者对医院的满意度[12]。③婴儿防盗系统。 借助物联网技术等先进技术，构建一个更加完善的婴儿防盗系统，在很大程度上有助于降低和规避这类事件的发生。该系统在运行和使用过程中主要依靠的还是射频识别 （radio frequency identification，RFID） 技术， 在新生儿的身上佩戴无害且能够发射出RFID 射频信号的腕带， 将其作为新生儿身份的唯一识别，能有效避免报错婴儿的情况。 在婴儿防盗系统当中还应用到了定位系统、 远程控制系统和追踪管控系统，在该系统的支撑下可以实现婴儿所在位置的实时监控和追踪，并实现该系统和病区门禁系统等系统之间的有效连接，当出现异常情况时，系统能够及时发出报警，并自动化地启动门禁。 这种智能化的防控手段，有效地弥补了传统人防手段的不足和缺陷，极大保证了婴儿的安全，同时有助于减少因这类问题的存在导致的各种矛盾纠纷，使家庭更信赖医院[13]。

4.3 管理应用方面

强调基于物联网技术的应用，面向医院，构建“智慧管理”系统，如HIS、PACS、OA 等，以实现医院的精细化管控，有效提高医院管理的水平以及工作效率，通过高效化的管理，提高医院的医疗服务质量，降低医院成本，推进医院可持续健康发展[14]。 例如：①医疗废物追溯管理系统。 医院每天都会产生大量的医疗废物，对这些医疗废物的管理和处理涉及到的部门、 行业和领域比较多，需要各部门之间有效协调和配合，确保相关工作的规范化开展和实施，实现医疗废弃物的科学处理，避免造成不必要的风险和损失。 借助物联网技术，构建医疗废物追溯管理系统能更好地实现这一目标，在该系统的支撑下可以实现从废物产生直至终末处置全过程、各个阶段的严格监督和管控，并记录相关数据信息，包括工人登录、废物的产生科室、交接人和交接时间、废物分类、收集数量、废物称重、条形码打印、汇总报表等，在这一过程中规范了医疗废弃物的收运，提高了医院内部管理的水平[15]。 ②信息化成本管控系统。 在疾病诊断相关分类组（diagnosis related groups，DRG）支付下，医保支付不再与医疗服务项目挂钩，医院提供医疗服务的成本更高，涉及到的内容和事项更多，包括医院对患者的药品、耗材、检查等诸多方面的投入，强调医院实施精益成本管控和精细化管理，以有效降低其成本。 物联网和信息化技术的应用， 能够实现对医院成本的动态化追踪控制，监督各科室和环节工作的规范化开展，确保各科室规范化地使用物质和药品等[16]。 ③设备定位管理系统。医院的设备比较多，设备管理的难度比较大，借助物联网技术等先进技术， 构建完善的设备智能化管理系统，能为相关工作的开展提供支撑，实现医院设备的实时化监测和监控，较为方便和快速地收集设备运行中的各项参数，通过对监测信息的深入分析和挖掘，当设备出现故障和异常情况时，借助射频识别技术，能快速地找准异常部位、 判断问题的严重程度及可能造成的影响等，制订针对有效的维护和检修措施，减少因设备故障导致的问题[17]。 ④智能化安防和后勤管控系统。 医院还可以将物联网技术应用到冷链管理中，实现医院药品、血液等储存环境的全程监控和跟踪，确保其安全性；应用到安防管理工作中，通过人像识别、人脸识别和电子地图技术等，实现智能化安防管控；应用到后勤管控方面，实现对医院水、电、气、暖通等的智能化管控[18]。

5 结语

物联网在智慧医院建设中的应用对于一些大型医院的发展有着重要的作用，确保物联网技术功能及优势发展，是推进医院可持续发展的重要支撑。 基于物联网的智慧医院平台建设需要准确把握物联网技术及特点，综合考虑和分析新时期医院管理和服务的现实需要、医院各项业务的特点等，依托物联网技术和工具，构建智慧化、智能化、现代化的管理和服务平台，对医院的人、环境、物进行实时监测，记录好有关数据信息，以实现医院内部的统一管理和服务一体化，提高医院管理和服务的水平。