物联网在医疗场景下的应用

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Linjx 发表于 2023/08/03 15:25:24 2023/08/03
【摘要】 随着科技的不断发展,医疗行业也在不断变革,各个医院都在加速数字化转型,建设智慧医院,实现远程医疗,患者自助,医疗大数据分析等能力,提升医疗服务水平;建设电子病历系统实现医疗信息的共享和传递,便于医疗机构之间的协同工作。物联网在医疗改革大浪潮中扮演了一个重要的角色,通过感知、通讯和云技术,实现医疗数据采集、传输、处理、存储、分析及应用,以满足医疗服务和医院运营为目标的人与物,物与物通信的网络,...

随着科技的不断发展,医疗行业也在不断变革,各个医院都在加速数字化转型,建设智慧医院,实现远程医疗,患者自助,医疗大数据分析等能力,提升医疗服务水平;建设电子病历系统实现医疗信息的共享和传递,便于医疗机构之间的协同工作。物联网在医疗改革大浪潮中扮演了一个重要的角色,通过感知、通讯和云技术,实现医疗数据采集、传输、处理、存储、分析及应用,以满足医疗服务和医院运营为目标的人与物,物与物通信的网络,实现医疗业务的"万物感知,万物互联",消除信息孤岛和数据碎片化,提高医护工作效率和病患的就医体验。

医疗物联网典型架构

医疗物联网应该通过统一顶层设计、统一网络规划、分层次架构实现纵向应用、网络、物联终端分层解耦,打破传统烟囱式的设计。每一层具备标准的接口,具备独立弹性扩容的能力。同时可支持物联终端弹性插拔式的接入,业务应用弹性扩展,实现数字信息的泛在互联,高效通信。其网络架构可分为物联终端层、物联边缘计算网关和医疗物联骨干网、平台层和应用层。
医疗物联网典型架构图
物联终端层
物联终端层是医疗物联网络的“末端传感”。医疗物联终端从应用场景上主要分为:智慧医疗类的Wi-Fi CPE终端,智慧管理类的后勤物联终端,如资产标签、输液检测器等,智慧服务类的穿戴式终端,如智能手环、患者腕表等。这些终端可以部署在不同的网络环境中,有室内也有室外,有固定的也有移动的,种类多样,协议各异,如Wi-Fi、RFID、ZigBee、蓝牙等,可灵活接入物联网络。
物联边缘计算网关
物联边缘计算网关是医疗物联网络的“神经末梢”。边缘网关是决定整个解决方案易用性的关键一层,为海量的物联终端提供接入,或者与其他物联终端、物联网关联动,实现接收指令或发送数据等。其中Wi-Fi 6物联融合AP作为感知接入设备,提供高速率、高连接数、低延迟的Wi-Fi组网能力,同时支持IoT能力扩展,可额外提供RFID、ZigBee、蓝牙等多种无线协议融合接入的能力,实现无线接入基站All-in-One,降低部署复杂度,通过干扰避免技术实现各个射频之间干扰最小,通信质量最优,达到多种无线终端可靠共存,有效节约建设成本。智能边缘数据采集网关作为边缘网关,内置的医疗数据采集软件实现“设备指令”到“医疗信息物模型”的转换,屏蔽不同医疗设备数据采集接口协议的差异,从而让医疗设备与应用之间互通更简单高效,实现边缘智能。
医疗物联骨干网
医疗物联骨干网是医疗物联网络的“神经网络”,主要用于保障物联数据高效、可靠、安全的传输。本着经济性原则,骨干网通常是多业务融合承载的,可采用VLAN技术实现一网多业务承载,对不同的业务划分不同的虚拟子网保障业务隔离安全可靠,同时支持全量数据在网络中的加密传输,支持多种安全协议,如CAPWAP(Control And Provisioning of Wireless Access Points,无线接入点控制与供应), MACsec(MAC security,MAC安全策略)、IPsec(Internet Protocol Security,因特网协议安全)等,充分保障数据安全。
平台层
平台层是医疗物联网络的“神经中枢”。实现网络管理、安全管理、物联管理三大功能。平台层对整个医疗物联网进行全网管理、控制、分析,屏蔽南向物联网的接入、协议、设备的差异性并提供开放的接口和标准化数据给应用,让北向应用可方便的对接获取设备采集的医疗数据。
应用层
应用层是整个医疗物联网络的“大脑”,主要由各类物联应用如病房护理监测、生命体征监测,输液监护,资产管理等和医院自有的医疗业务系统组成。应用层通过联接使能平台的北向接口,无需关心物联终端的联接方式和使用的协议类型等,只需从联接使能平台获取相关设备数据或者运维所需的数据即可实现全网物联应用与医疗应用业务,提升医护工作效率和病患满意度。

医疗物联网典型应用

当前,医疗物联网解决方案已经在各大医院得到广泛应用,以下是对一些常见的医疗物联网应用的简单介绍
输液监护
医护人员先通过PDA手持设备经由病区的无线网络完成病床的输液信息收集,然后在输液监护系统中生成与床位相对应的报警器号及其他相关信息,最后通过物联网AP经医院内网把病患的输液进度信息同步显示在监控屏上,实时监测输液的状态。该系统还可以监测输液滴速情况,并可在输液完毕时自动终止,帮助医护人员及时准确、高效地完成对病人输液监管的任务。输液监护系统大大节约了医护人员对输液巡检和记录的工作时间,简化了护理工作。
生命体征监测
生命体征监测系统通过电子体温贴等硬件传感器,自动采集病患等体征数据,降低医护人员和患者直接接触频率,从而减少传染情况的发生。体温贴等体征检测系统的物联网传感器获取病患生命体征数据后,通过蓝牙、RFID等协议,将信息上传至物联网AP,再由物联网AP通过回传网络将数据传输至物联网中间件平台,物联网中间件平台通过内网将数据发送至护士台的护理看板进行数据呈现。
资产管理
医院资产按照价值可以分为易耗资产(低值易耗品,如口罩、药水等)、普通资产(常用的医疗设备,如呼吸机等)和贵重资产(大型医疗设备,如核磁共振设备等)。医院可按照资产分类采用不同的办法进行管理。

  • 易耗资产通过粘贴无源的RFID标签,采用扫码枪做日常盘点,扫码枪通过扫描资产标签并通过医疗物联网将资产出入库等信息快速录入到资产管理系统。
  • 普通资产通过粘贴有源的RFID标签实时上报位置信息到资产管理系统,医护人员在寻找资产的时候,可以通过资产管理系统方便地查询到该资产的位置。同时通过电子围栏对资产进行监控,防止资产在未被允许的情况下移动到非法区域。
  • 贵重资产通过RFID或蓝牙电磁标签可监控设备的开关机时间、使用时长、电源、电流等信息,以便综合评估设备的使用率。
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