智慧醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)是當今醫(yī)療領(lǐng)域的一項重要技術(shù)革新,它將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與醫(yī)療健康領(lǐng)域相結(jié)合,為人們的健康提供了更加智能、便捷的解決方案。智慧醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),不僅提高了醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量和效率,還為人們的健康管理帶來了全新的體驗。
什么是醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)?醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Medical Things: IoMT)是通信網(wǎng)絡(luò)延伸到醫(yī)療場景下,通過感知和通信技術(shù),將各類傳感器、執(zhí)行器、基礎(chǔ)設(shè)施、醫(yī)療設(shè)備、各類智能化裝備與醫(yī)院信息系統(tǒng)聯(lián)接在一起,支持醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)院運營過程中的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、存儲和分析應用,從而實現(xiàn)醫(yī)療場景中人與物通信、物與物通信的網(wǎng)絡(luò)。在智慧醫(yī)院中,IoMT 實現(xiàn)任何時間、任何地點下,人、機、物等醫(yī)療生產(chǎn)要素的互聯(lián)互通,進行醫(yī)療數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理以滿足醫(yī)療智慧化的應用發(fā)展。在《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推動公立醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展的意見》以及《國家三級公立醫(yī)院績效考核操作手冊 (2023 版 )》的指引下,醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已被廣泛應用于應對常態(tài)化疫情、同質(zhì)化醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)院精細化運營等方面。然而,在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中,面臨的最大挑戰(zhàn)依然是碎片化、安全風險大、建設(shè)成本高、且缺乏全局和科學的規(guī)劃等難題。因此,對“醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)”這一智慧醫(yī)院的重要基礎(chǔ)設(shè)施沒有頂層的規(guī)劃與設(shè)計,導致許多孤島式的煙囪子系統(tǒng),碎片化的網(wǎng)絡(luò),難以支撐智慧醫(yī)院的持續(xù)演進與發(fā)展。如所有行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)一樣,從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng),聯(lián)接對象從 PC 機 / 手機,擴大到各種醫(yī)療設(shè)備和傳感器是最大變化,使得原有互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)無法完全適應。如何解決這些挑戰(zhàn),構(gòu)建面向未來智慧醫(yī)院不斷迭代和演進,構(gòu)建起滿足實時應用的日常醫(yī)療業(yè)務(wù)的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)實時、可靠、穩(wěn)定、安全、可管理可運營物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),是智慧醫(yī)院發(fā)展的重要基礎(chǔ)。近期,由醫(yī)療大數(shù)據(jù)應用技術(shù)國家工程研究中心、人工智能醫(yī)療器械研究與評價國家藥監(jiān)局重點實驗室、中國醫(yī)學裝備協(xié)會醫(yī)院物聯(lián)網(wǎng)分會聯(lián)合華為技術(shù)有限公司共同發(fā)布的《中國醫(yī)院醫(yī)療物聯(lián)感知網(wǎng)技術(shù)白皮書2.0》,對以上問題和挑戰(zhàn)予以了回應。本份白皮書在制定過程中結(jié)合了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推動公立醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展的意見》與《國家三級公立醫(yī)院績效考核操作手冊 2023版》的要求以及新技術(shù)的發(fā)展,分析了物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)驅(qū)動力和目前面臨的挑戰(zhàn),并以智慧醫(yī)院為目標提出了建設(shè)理念與價值主張,同時全面地闡述了建設(shè)方案和關(guān)鍵技術(shù),分析了典型應用場景帶來的收益效果。醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)關(guān)鍵斷點還是在海量物聯(lián)感知終端與通信網(wǎng)絡(luò)的之間的技術(shù)斷點。工信部《在物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動計劃(2021—2023 年)》中提到:物聯(lián)網(wǎng)是以感知技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為主要手段,同時也明確了圍繞短距通信技術(shù)、IPv6、感知技術(shù)等實現(xiàn)創(chuàng)新技術(shù)突破。以下將介紹在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)中感知網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)突破。
技術(shù)一:Wi-Fi一網(wǎng)多頻 無線融合接入在智慧醫(yī)院場景中,存在大量的醫(yī)療設(shè)備,這些醫(yī)療設(shè)備聯(lián)網(wǎng)采用了七國八制的通信與聯(lián)接方式:如生命體征類設(shè)備(如監(jiān)護儀、呼吸機等)接口為 RS232、RJ45 等;穿戴式醫(yī)療設(shè)備(動態(tài)心電監(jiān)護、手環(huán))有藍牙、Wi-Fi 等;輔助醫(yī)療類傳感器(輸液監(jiān)護、資產(chǎn)管理標簽等)采用藍牙、RFID 等。各類傳感器廠家提供了各自的接入網(wǎng)關(guān),進行有線或無線接入,導致醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)復雜,醫(yī)護人員使用復雜。面向智慧醫(yī)院的建設(shè),以及未來通信技術(shù)的演進,建議采用先進的 Wi-Fi 6/Wi-Fi 7 無線技術(shù)融合多種設(shè)備協(xié)議,進行一張網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè);實現(xiàn)全場景的物聯(lián)接入。對于現(xiàn)網(wǎng)大多醫(yī)療設(shè)備,不具備聯(lián)網(wǎng)能力,但往往具備RS232 調(diào)試串口,是可通過 Wi-Fi 6/Wi-Fi 7 CPE,將RS232 轉(zhuǎn) Wi-Fi 6/Wi-Fi 7,實現(xiàn)有線設(shè)備“剪辮子”,方便醫(yī)療設(shè)備移動共享;另外,新型的醫(yī)療設(shè)備當前正在向 Wi-Fi 聯(lián)網(wǎng)能力演進。
對于不斷增多的穿戴類設(shè)備,以及醫(yī)療輔助服務(wù)的傳感器可通過統(tǒng)一的無線接入網(wǎng)關(guān),一站式實現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備、移動監(jiān)護、物資管理、護理輔助全場景接入。同時,統(tǒng)一的無線接入網(wǎng)關(guān),具備協(xié)同多個頻段之間工作的能力,空口支持干擾避免,保障每個傳感器都能可靠的通信。技術(shù)二:分布式Wi-Fi零漫游技術(shù)
分布式 Wi-Fi 通過基站(DAP)與分布式光電射頻單元(ORU)和分布式天線單元組網(wǎng)的技術(shù),實現(xiàn)零漫游、大帶寬和三網(wǎng)超融合的醫(yī)院無線網(wǎng)絡(luò)。做到“一個 AP 一張網(wǎng),一個 IP 跑全院”,實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)登錄無切換、終端穩(wěn)定聯(lián)網(wǎng)、物理隔離的功能。除了以上兩種技術(shù),醫(yī)療物聯(lián)感知網(wǎng)在搭建的過程中還需要用到毫米波感知技術(shù)、醫(yī)療設(shè)備無感接入技術(shù)、安全準入與數(shù)據(jù)溯源技術(shù)、雙發(fā)選收與智能接入技術(shù)、SRv6智能骨干網(wǎng)技術(shù)、邊緣智能醫(yī)療數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)、端到端的安全通信技術(shù)、一網(wǎng)可視與智能運維技術(shù)。醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應用場景場景一:智慧院前急救“5G+ 醫(yī)療物聯(lián)感知網(wǎng)”模式對于智慧急救管理的作用尤為突出。
診前服務(wù):通過醫(yī)院智慧大腦實現(xiàn)醫(yī)療資源的統(tǒng)一調(diào)配優(yōu)化管理,結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)支付寶、微信、APP、電話、多功 能自助機等多種途徑的資源預約。診中服務(wù):通過物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合,實現(xiàn)就診服務(wù)的安全、有序、便捷;門診大廳出入口部署閘機識別患者健康碼信息、采集患者體溫、并獲取患者的預約科室狀態(tài),從而進行安全檢查和發(fā)熱篩查,并指引到對應的預約科室位置,進行一方面保障醫(yī)患安全,減少交叉感染。診后服務(wù):通過設(shè)立統(tǒng)一的客戶服務(wù)中心,結(jié)合醫(yī)院智慧大腦與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)醫(yī)患互動、滿意度調(diào)查,隨訪管理、健康 監(jiān)測、藥品配送、處方流轉(zhuǎn)、網(wǎng)約護士等服務(wù),滿足患者診后的各項需求,特別是對居家穿戴式設(shè)備的應用,實現(xiàn)居民健 康全閉環(huán)管理,使得居民受到更優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療與健康服務(wù),進一步提升患者與醫(yī)院的粘合度。智慧病房是普通病房的智慧化,通過可穿戴背心,手環(huán)等設(shè)備實時連續(xù)監(jiān)控患者生命體征,并通過智能分析,提前預測重大風險,為及時救助贏得寶貴的時間;智慧病房還包括患者跌倒檢測與定位,患者輸液監(jiān)控和輸液異常告警,醫(yī)療廢棄物管理,手衛(wèi)生管理等應用。醫(yī)療設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)大型影像設(shè)備運行日志數(shù)據(jù)、設(shè)備運行記錄、掃描參數(shù)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、標準化獲取,可用于設(shè)備成 本效益分析、精細化管理、預防性維護、臨床應用評價和智能診斷等。利用歷史數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)挖掘分析,建立預防性 維護機制及關(guān)鍵部件故障預警模型,可有效減少醫(yī)療設(shè)備故障及維護成本,預計每年可節(jié)省費用數(shù)百萬元。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智慧醫(yī)療注入了新的活力。通過實時監(jiān)測、遠程醫(yī)療、醫(yī)療設(shè)備互聯(lián)、大數(shù)據(jù)分析和智能醫(yī)療設(shè)備的創(chuàng)新應用,醫(yī)療領(lǐng)域迎來了全新的發(fā)展機遇。隨著技術(shù)的不斷進步,我們有理由期待,物聯(lián)網(wǎng)將為智慧醫(yī)療帶來更多創(chuàng)新,推動醫(yī)療服務(wù)朝著更加智能、高效和人性化的方向不斷發(fā)展。