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物聯(lián)網技術在醫(yī)院管理中的運用

2018-06-29 16:02 睿醫(yī)界

導讀:基于物聯(lián)網技術的智能化管理方法為醫(yī)院人員、物資的管理帶來極大方便,而且物聯(lián)網相關的技術為醫(yī)療技術水平的提高起到相應的促進作用。高校和相關企業(yè)的科研單位正在積極推進物聯(lián)網技術在醫(yī)療中的應用,“智慧醫(yī)療”的模式正不斷將現(xiàn)有的醫(yī)療資源用物聯(lián)網技術整合起來,體域網、智能穿戴設備等物聯(lián)網技術為未來醫(yī)學指出一個發(fā)展方向,并為醫(yī)療技術的發(fā)展奠定了基礎。物聯(lián)網技術可有效地解決醫(yī)院管理中存在的相關問題,但離大規(guī)模成熟應用仍有距離。

  基于物聯(lián)網技術的智能化管理方法為醫(yī)院人員、物資的管理帶來極大方便,而且物聯(lián)網相關的技術為醫(yī)療技術水平的提高起到相應的促進作用。高校和相關企業(yè)的科研單位正在積極推進物聯(lián)網技術在醫(yī)療中的應用,“智慧醫(yī)療”的模式正不斷將現(xiàn)有的醫(yī)療資源用物聯(lián)網技術整合起來,體域網、智能穿戴設備等物聯(lián)網技術為未來醫(yī)學指出一個發(fā)展方向,并為醫(yī)療技術的發(fā)展奠定了基礎。物聯(lián)網技術可有效地解決醫(yī)院管理中存在的相關問題,但離大規(guī)模成熟應用仍有距離。

  1、物聯(lián)網

  ITU從時間、地點和物體3個方面的連接指出了未來通信的發(fā)展,任何時間、任何地點、任何人擴展到任何物體的連接,即物聯(lián)網。物聯(lián)網從字面上是物物相連的互聯(lián)網,也是新一代信息技術的重要組成部分,包含2層含義:(1)終端擴展延伸到任何物體;(2)核心和基礎仍是互聯(lián)網,是互聯(lián)網基礎上的延伸和擴展。物聯(lián)網從整體功能看來,包括信號采集、傳輸和處理3個方面,分別對應終端傳感器、數(shù)據(jù)通信和信息處理技術。傳感器技術是物聯(lián)網發(fā)展的關鍵,無線傳感器網絡(wirelesssensornetwork,WSN)為物聯(lián)網早期的概念,通過對系統(tǒng)中物體狀態(tài)的感知為智能化管理提供可靠數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸可利用現(xiàn)有通信設施,當前的物聯(lián)網研究ZigBee、Wi-Fi等通信方式。在構建的物聯(lián)網應用中,還需要考慮的問題是對物體的有效識別,目前采用的解決辦法通常是RFID技術。RFID系統(tǒng)最大的優(yōu)點是減少了人工干預,可對物體、人等進行跟蹤識別。最基本的RFID系統(tǒng)包括標簽、閱讀器、無線3個部分。

  2、物聯(lián)網在醫(yī)院管理中的應用

  2.1智能呼叫系統(tǒng)

  醫(yī)護人員在患者就醫(yī)期間需要對患者的身體狀況進行實時的監(jiān)控,及時了解患者病情發(fā)展。當患者出現(xiàn)狀況時,通常是患者方通過呼叫器向護士站或是監(jiān)控中心進行呼救,醫(yī)護人員則是被動地響應患者需求。利用物聯(lián)網技術優(yōu)化的智能呼叫系統(tǒng)通過識別技術對患者進行標記,可以利用各類傳感器和傳輸網絡實時獲取患者身體狀況參數(shù),并通過監(jiān)控中心對患者的位置、身體狀況等進行監(jiān)控,醫(yī)護人員可實時掌握患者健康狀況從而做好治療方案。對于重癥患者以及老年患者的護理,智能呼叫系統(tǒng)將起到至關重要的作用,當患者出現(xiàn)突發(fā)事件時,智能呼叫器中的傳感器信號能夠觸發(fā)呼叫功能及時主動地向護士站或是監(jiān)控中心發(fā)出報警?;谖锫?lián)網技術的智能呼叫系統(tǒng)的特點在于將傳統(tǒng)被動的響應變?yōu)閷崟r主動的監(jiān)控,甚至可以通過對傳輸健康信息的分析提前對患者身體狀況進行預測,進而提前為可能出現(xiàn)的突發(fā)狀況做好準備。

  2.2醫(yī)療設備監(jiān)控

  醫(yī)療設備是醫(yī)院運作的基礎,對醫(yī)療設備運行狀況的監(jiān)測是工程人員和醫(yī)護人員共同的職責,尤其是大型設備或是流動性大的設備。

  (1)醫(yī)療設備集中管理中心。為方便臨床急救治療、降低醫(yī)院設備購買成本,目前很多醫(yī)院對呼吸機、監(jiān)護儀和注射泵等設備進行集中管理。醫(yī)療設備集中管理中心人員的職責主要是響應科室應急需求,為臨床科室提供必要的應急設備和技術支持。然而,當設備租借給科室后,工程人員通常無法獲知應急設備的使用狀況,如呼吸機、監(jiān)護儀是否存在長期閑置的情況,輸液泵和注射泵在科室之間是否會發(fā)生相互轉借,類似情況的發(fā)生會降低設備應有的應急價值,為應急設備的集中管理帶來困難。物聯(lián)網智能管理技術可以有效地解決應急設備動態(tài)監(jiān)控的問題,實時定位設備所在科室,掌握設備的狀況,使得醫(yī)療設備集中管理中心對應急設備的管理更加具有實效性。通過位置傳感器等實時將設備所在區(qū)域傳至集中管理中心,管理人員根據(jù)實際情況及時做出處理,當出現(xiàn)緊急情況時可調配科室暫時閑置的設備。應急設備在科室長期流動的監(jiān)控分析可為集中管理中心設備的選配、維護等提供有價值的信息,并指導今后租賃中心規(guī)模和人員的調整。

  (2)大型設備的監(jiān)控。醫(yī)療設備狀況和環(huán)境的監(jiān)控對設備的正常運行和維護起到重要的作用,尤其是對大型貴重設備的監(jiān)測或是設備所在地復雜導致工程人員不便直接監(jiān)控的情況。物聯(lián)網技術可通過在特定位置安置相應傳感器實時傳輸設備運行狀況及其環(huán)境參數(shù),如醫(yī)療設備內部溫度、振動頻率或是供氣室的氣體氣壓,工程人員或是操作設備的醫(yī)護人員根據(jù)實時傳送到控制平臺的信息獲得設備運行中的狀況。傳統(tǒng)的設備監(jiān)控平臺一般固定且不易擴展或升級,利用物聯(lián)網技術可根據(jù)需求設計專用的傳感器和搭建相對靈活的傳輸網絡,監(jiān)控模式可根據(jù)現(xiàn)有條件靈活選擇,如利用移動通信網絡將故障信息發(fā)送至手機。

  (3)科研設備的管理?;谖锫?lián)網技術的管理平臺在科研設備、耗材和試劑等物資的管理中也可發(fā)揮重要作用,不僅可以對各類數(shù)據(jù)進行靜態(tài)統(tǒng)計,而且可以動態(tài)跟蹤科研人員對物資的使用情況。實驗過程中設備運行狀態(tài)、耗材試劑的動態(tài)領發(fā)情況、設備預約占用時段內設備是否被有效合理地利用都可以通過物聯(lián)網管理平臺進行有效地管理。

  2.3智能倉庫

  隨著醫(yī)療設備和耗材規(guī)模的不斷增加,庫存規(guī)模也逐漸增大,傳統(tǒng)的人工查驗和登記方法越來越顯得力不從心。因此大型醫(yī)院提出了智能倉庫的概念。智能倉庫利用先進的傳感器技術對倉庫的環(huán)境參數(shù)、庫存量以及貨物的位置等信息進行采集,并搭建智物聯(lián)網中的通信環(huán)境任何時間?移動中?室內、室外?白天、黑夜任何地點?移動中?室外?室內(遠離計算機)?計算機旁?計算機之間?人與人(H2H),不用計算機?人與物(H2T),用設備?物與物(T2T)任何物體能網絡對數(shù)據(jù)進行傳輸,結合數(shù)據(jù)庫管理軟件實現(xiàn)貨物的定位、跟蹤、倉庫的巡檢、監(jiān)控,即智能倉庫。智能倉庫主要負責醫(yī)療設備物資的常規(guī)籌備、日常管理、存儲流通和優(yōu)化保障等工作。智能倉庫平臺的構建充分利用計算機信息技術、RFID和短距離無線通信技術,通過構建通信網絡,安置協(xié)調器、定位節(jié)點以及傳感器,并且研制多用途的電子卡片,實現(xiàn)批量醫(yī)療物資的管理。智能倉庫管理平臺的構建包括ZigBee網絡搭建、傳感器安置以及管理系統(tǒng)的構建。智能倉庫管理平臺可實時有效地實現(xiàn)常規(guī)化管理,如倉庫庫房物資出入庫和裝箱管理,物資的巡檢、盤點及環(huán)境參數(shù)檢測,遠程監(jiān)測監(jiān)控和自動巡查盤點,物資的現(xiàn)場快速自動定位搜索,物資抽組和優(yōu)化抽組管理,物資有效性和周轉工作的管理。智能倉庫不僅能夠實時監(jiān)測倉庫狀況,而且更重要的作用在于通過對倉庫數(shù)據(jù)的分析為倉庫的調整提供有價值的信息。智能倉庫對倉庫庫存量、環(huán)境參數(shù)和物資抽組等進行詳細的數(shù)據(jù)記錄和分析,得出相應優(yōu)化改進方案。以RFID技術、智能傳感器和ZigBee網絡技術為基礎提供的實時數(shù)據(jù)為智能化統(tǒng)計分析提供了強大的數(shù)據(jù)保障,當發(fā)現(xiàn)倉庫物資管理中的問題后,依據(jù)貨位規(guī)劃策略對整個倉庫進行全方位的合理規(guī)劃,根據(jù)實際情況不斷優(yōu)化倉庫管理策略,滿足醫(yī)療衛(wèi)生單位的要求。

  2.4無線體域網

  無線體域網(wirelessbodyareanetwork,WBAN)工作區(qū)域集中于人體附近,最大的有效通信距離約2m,對于使用者身體特征參數(shù)監(jiān)測和自動化治療提供保障,是新型普適醫(yī)療保健、疾病監(jiān)控和預防的解決方案?,F(xiàn)有WBAN設備原型的通信方式一般均采用超寬帶(ultrawideband,UWB)技術,具有超低功耗和高速數(shù)據(jù)傳輸潛力。體域網本質是小型的傳感網,利用附著于身體的各類傳感器采集生理特征參數(shù),通過合適的通信方式將信號傳至決策控制單元,然后由執(zhí)行單元采取相關的措施。WBAN技術在醫(yī)療中可大大減少醫(yī)護人員的工作量,能夠實時為患者提供幫助并且具有更加精確的治療效果。通過相關的傳感器可實現(xiàn)傳統(tǒng)人工診斷,可根據(jù)對血壓、脈搏和心率等參數(shù)的智能分析處理結果為患者智能化執(zhí)行相應操作,對需要長時間實時監(jiān)測重點患者的護理帶來很大幫助。體域網在特殊環(huán)境下人群的監(jiān)護具有更加深刻的意義,通常處于遠離醫(yī)護位置的危險環(huán)境中,如戰(zhàn)場中的戰(zhàn)士、火災救護現(xiàn)場的消防員。體域網的發(fā)展離不開智能穿戴設備的發(fā)展,無論是面向大眾的智能手表、手環(huán),還是實驗室中的智能衣服,都為體域網在健康監(jiān)測和疾病預防中的應用起到積極的促進作用。在醫(yī)療中,不同病癥的患者或者處于特殊狀態(tài)中的人群都可以利用智能穿戴設備進行全天候實時監(jiān)控和個性化診斷,為患者監(jiān)護提供科學有效的保障。

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    3、討論

  物聯(lián)網技術在醫(yī)院人員、物資的管理以及醫(yī)療技術的發(fā)展中有著重大的應用潛力,但是目前物聯(lián)網在醫(yī)院的應用仍處于探索階段,并未取得廣泛應用,原因有以下幾個方面:

  (1)應用需求層次較低。雖然國內出現(xiàn)了不少物聯(lián)網應用,但是現(xiàn)有的應用量不足以帶動產業(yè)發(fā)展,部分領域應用水平與工業(yè)化程度較低,市場風險較大,難以實現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展。某些醫(yī)院的管理仍處于傳統(tǒng)的手工操作或是信息化程度很低,對物聯(lián)網技術的需求很小,無法實現(xiàn)規(guī)?;?、成體制的應用。

  (2)行業(yè)標準不統(tǒng)一。由于發(fā)展水平和地域限制,世界范圍內物聯(lián)網的行業(yè)標準并不統(tǒng)一,不同廠商生產的設備通?;ゲ患嫒荨a槍δ骋会t(yī)療衛(wèi)生單位設計的物聯(lián)網產品,一般無法直接復制到其他單位或相關領域,兼容性較差。

  (3)數(shù)據(jù)處理方法尚需改進。如何在大數(shù)據(jù)中提取真正有用的信息,為后續(xù)處理提供有價值的數(shù)據(jù)是今后制約物聯(lián)網發(fā)展的一個因素。如果將物聯(lián)網系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只單純地用于記錄備案等用途,而不是深入挖掘其內在的信息為管理調整等提供深層次的信息,則無法發(fā)揮其真正的作用。

  (4)存在安全風險。物聯(lián)網系統(tǒng)主要通信部分多是無線通信方式,存在一定的安全風險。作為物聯(lián)網主要的識別技術,RFID也存在安全隱患,盡管其安全隱患目前并未引起較大的風險,但是隨著應用的深入和技術發(fā)展,RFID會逐步涉及到個人隱私和企業(yè)內部數(shù)據(jù),其安全問題勢必會提上議程。

  (5)作為物聯(lián)網發(fā)展的核心推動技術,傳感器技術還未得到充分的發(fā)展。隨著物聯(lián)網技術研究的深入,今后智能型傳感器將會與微型計算機技術相結合,納米級的生物傳感器可從人體體表甚至流動的血液中檢測健康狀況,真正將物聯(lián)網技術推向高度智能化并應用于各個領域。

  綜上所述,通過對物聯(lián)網技術以及在醫(yī)療中應用的研究可以發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網技術在醫(yī)院人員、物資智能化管理以及醫(yī)療水平提高等多方面存在很大的應用潛力,可有效改善我國目前的醫(yī)療狀況、提升醫(yī)療資源的使用效率。雖然物聯(lián)網技術現(xiàn)在并未在醫(yī)學中取得廣泛的應用,但是隨著科研層次的深入和水平的提高,各領域的協(xié)作不斷加強,物聯(lián)網技術必定在未來的醫(yī)療技術中發(fā)揮重要作用。