物聯(lián)網(wǎng)誕生以來一直處于不斷探索與研究中,從最開始的設想階段到開始技術(shù)研發(fā)階段,具體的實驗階段,最后進行全面推廣。時至今日,物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍仍在不斷變化中,覆蓋范圍不再只是基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng),而是任何時刻、任何地點、任何物體之間的互聯(lián),除RFID技術(shù)外,傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能終端等技術(shù)將得到更加廣泛的應用。物聯(lián)網(wǎng)概念的深入及覆蓋范圍與時俱進,我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已貼上了“中國式”標簽,所有物品通過信息傳輸設備和互聯(lián)網(wǎng)連接,進行信息交換,實現(xiàn)智能化識別的管理。
在物聯(lián)網(wǎng)普及以后,用于動物、植物和機器、物品的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置的數(shù)量將遠遠超過手機的數(shù)量。物聯(lián)網(wǎng)的推廣將會成為推進經(jīng)濟發(fā)展的重要領域,美國權(quán)威咨詢機構(gòu)Forester預測,到2020年,世界上物物互聯(lián)的業(yè)務,跟人與人通信的業(yè)務相比,將達到30:1,因此,物聯(lián)網(wǎng)被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務。
可見物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的價值與前景。本文將分為兩個部分,分別介紹物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢以及物聯(lián)網(wǎng)應用于醫(yī)療領域展望。前者著重點在于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展趨勢,包括:存在的問題、國內(nèi)外的前景、政策層面的導向以及從技術(shù)層簡要闡述各項技術(shù)發(fā)展的未來空間等,而后者著重點在于物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療領域的應用,包括:物聯(lián)網(wǎng)對于醫(yī)療領域的意義、給醫(yī)療領域帶來的改變、未來醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)式的生活、對于醫(yī)療領域物聯(lián)網(wǎng)所帶來的革命性特征以及通過結(jié)合技術(shù)和政策講解未來人們的物聯(lián)網(wǎng)的生活方式。
一、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢
物聯(lián)網(wǎng)不僅是簡單意義上的物物相聯(lián),它在更深的層次上是一個全球性的生態(tài)系統(tǒng),在這個生態(tài)系統(tǒng)中,人類僅僅是其中非常小的一部分,但人類的參與是其中最重要的特征,參與的形式不再停留在基本的生存生活階段,而會過渡到更高級的感知自然、認知自然、理解自然、順應自然、利用自然的新階段。如果說互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展推動了人類對于自身的認識,那么物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將極大提升人類認識自然、認識自身的能力,為人類重新融入自然、應對各種地質(zhì)災害、各種自然挑戰(zhàn)提供保障,這些對于人類在地球上的長期生存、延續(xù)、發(fā)展具有重要意義。 (一)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)展望
從長期來看,物聯(lián)網(wǎng)不僅是應對經(jīng)濟危機,提升競爭力的有力工具,它更是人類發(fā)展的必然階段,它將以前破碎的互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、氣象、地質(zhì)等有機地連接起來形成一個巨大的智慧生態(tài)系統(tǒng),人們對它價值的認知才剛剛開始。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進步和產(chǎn)業(yè)的逐步成熟推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進入新的階段。聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷突破,如低功率廣域網(wǎng)(LPWAN)技術(shù)、5G技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、大數(shù)據(jù)整體技術(shù)、云計算等技術(shù)的發(fā)展與成熟,促進了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前,全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的模式將進行新的轉(zhuǎn)變,從一體化封閉模式向以水平環(huán)節(jié)為核心的開放模式轉(zhuǎn)變,不同行業(yè)分散的信息資源、用戶資源、設備資源及外部碎片化的開發(fā)資源整合集中。發(fā)展重心以圍繞物聯(lián)網(wǎng)平臺為主的多種方式產(chǎn)業(yè)布局形成產(chǎn)生生態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是不斷探索和更新的過程,技術(shù)改進和創(chuàng)新仍然是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎和支撐。 (二)物聯(lián)網(wǎng)應用發(fā)展趨勢
物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵性的技術(shù)包括:感知事物的傳感器節(jié)點技術(shù),聯(lián)系事物的組網(wǎng)和互聯(lián)技術(shù),判別事物位置的全球定位系統(tǒng),實現(xiàn)事物思考的應用技術(shù),以及提高事物性能的新材料技術(shù)。
在現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎上,為了進一步發(fā)展和應用物聯(lián)網(wǎng),需要突破物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵核心技術(shù),包括:傳感器技術(shù)、體系架構(gòu)共性技術(shù)、操作系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)融合關(guān)鍵技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)的應用需要智能化信息處理技術(shù)的支撐,主要需要針對大量的數(shù)據(jù)通過深層次的數(shù)據(jù)挖掘,并結(jié)合特定行業(yè)的知識和前期科學成果,建立針對各種應用的專家系統(tǒng)、預測模型、內(nèi)容和人機交互服務。專家系統(tǒng)利用業(yè)已成熟的某領域?qū)<抑R庫,從終端獲得數(shù)據(jù),比對專家知識,從而解決某類特定的專業(yè)問題。預測模型和內(nèi)容服務等基于物聯(lián)網(wǎng)提供的對物理世界精確、全面的信息,可以對物理世界的規(guī)律(如洪水、地震、藍藻)進行更加深入的認識和掌握,以做出準確的預測預警,以及應急聯(lián)動管理。人機交互與服務也體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)為人類服務的宗旨。人機交互提供了人與物理世界的互動接口。物聯(lián)網(wǎng)能夠為人類提供的各種便利也體現(xiàn)在服務之中。
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展從概念到技術(shù)研究、試點實驗階段,已經(jīng)取得了突破性進展。近年來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被應用到各行各業(yè),小到各種可穿戴產(chǎn)品、共享單車,大到汽車、工廠和樓宇,物聯(lián)網(wǎng)能使一切設備互聯(lián)并具備智慧。 隨著5G網(wǎng)絡的到來,以及智能手機、平板電腦等各類智能終端的普及,物聯(lián)網(wǎng)將滲透到各行各業(yè),促進產(chǎn)業(yè)變革,經(jīng)濟發(fā)展,為人民的美好生活提供更便捷的服務??梢韵胂笪磥淼奈锫?lián)網(wǎng)應用場景:在未來,當你坐著無人駕駛汽車出門,走進一家雜貨店,立刻就會有自動聲音問候您,它會記下您的姓名并提醒您買牛奶,因為自上次購物您已經(jīng)三天沒買了,而且,機器知道您要買哪種品牌,您多長時間買一次,您家有幾位家庭成員等,即使在打折優(yōu)惠期,您也無須再排長隊等候結(jié)賬。射頻識別技術(shù)靈敏標簽將會自動地生成您的賬單,您甚至不用將您購買的商品從您的購物車內(nèi)拿到收款臺上,您需要做的只是用信用卡付賬,然后離開。在未來,當你從冰箱中取出一罐可樂飲用時,冰箱會自動地讀取這罐可樂的物品信息,即刻通過網(wǎng)絡傳輸?shù)脚渌椭行暮蜕a(chǎn)廠商,于是第二天你就會從配送員的手中得到補充的商品。在未來,牛奶將告訴我們它什么時候會發(fā)酸,走丟的小狗能告訴主人它的位置。如果你愿意,可以知道你吃的牛肉是哪個農(nóng)場的哪頭牛身上的。你穿的鞋從出廠到你購買花了多少時間,中間經(jīng)過了哪些流通環(huán)節(jié)。在未來,你將再也不需要購買地鐵票、火車票和飛機票等。當你經(jīng)過這些車站的驗票處時,布置在這些地方的RFID閱讀器將讀取你手機上的RFID芯片中的信息,并自動地完成驗票工作。 二、物聯(lián)網(wǎng)應用于醫(yī)療領域展望 醫(yī)院患者管理: 使用RFID技術(shù)將患者姓名、年齡、血型、過敏史、親屬姓名、緊急聯(lián)系電話、既往病史等信息儲存在射頻腕帶中,掛號、就醫(yī)、取藥只需一刷就避免人為失誤,規(guī)范合理用藥,還可以與醫(yī)院HIS系統(tǒng)接駁,隨時從醫(yī)院遠端服務器調(diào)取病人完整病歷。此外針對病人,可以對床頭病人標識卡、住院服改進,對患者生命體征進行實時監(jiān)護;針對新生兒,運用RFID腕帶和母嬰識別系統(tǒng)避免他人抱錯和偷抱;針對重癥患者以及老年患者,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化的智能呼叫系統(tǒng)可以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。 醫(yī)務人員管理: 醫(yī)務人員的流動性大,在醫(yī)院重要點位設置固定RFID閱讀器讀取每個工作人員的RFID胸卡判斷其所在位置,從而實現(xiàn)人員室內(nèi)跟蹤,為調(diào)度醫(yī)務人員及時診療與救護提供支持。在此基礎上,集成門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)。防止外來人員隨便進入,以提高綜合管理能力。 醫(yī)療設備管理: 醫(yī)療設備管理的最終目的是使醫(yī)療設備處于良好的運行狀態(tài),確保醫(yī)院的社會、經(jīng)濟、技術(shù)效益最大化?;赗FID技術(shù)的醫(yī)療設備管理通過標簽植入,智能實現(xiàn)入庫出庫、科室管理、資產(chǎn)盤點、保修報損、防盜報警、能源消耗監(jiān)測與分析等功能。此外,還可以通過功能完備的信息系統(tǒng),實現(xiàn)設備定期維護保養(yǎng)以延長使用壽命,實現(xiàn)設備檔案電子化提升工作效率,實現(xiàn)設備使用監(jiān)管以確保設備利用率。 用血安全管理: 將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于血液管理,從獻血開始就將每個血袋上記錄獻血這基本信息和血液生物信息的RFID標簽,從而簡化血液篩選和儲存流程,提高血庫內(nèi)部處理效率,降低出錯率和血型配錯率。當然應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)于血液還存在一些其他聲音,例如標簽的電磁波對血液成分是否存在影響,RFID應用于用血安全其成本的投資回報過低等等,這些都是應用過程中的一些“瓶頸”問題。 醫(yī)藥、耗材供應管理:
通過應用物聯(lián)網(wǎng),各個行業(yè)發(fā)生了深刻變革,例如在農(nóng)業(yè)領域,提高了農(nóng)業(yè)智能化和精準化水平;在物流領域,支持多式聯(lián)運,構(gòu)建出了智能高效的物流體系;在污染源監(jiān)控和生態(tài)環(huán)境檢測等領域,提高了污染治理和環(huán)境保護水平;在醫(yī)療領域,積極推動了遠程醫(yī)療,還被應用于藥品流通、病患看護、電子病歷管理等方面,并且物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)的價值將繼續(xù)推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,促使生活和社會管理想智能化、精細化轉(zhuǎn)變。
醫(yī)療領域的信息化走過了20多年的歷程,在前端應用當中我們從單機應用、局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng),從現(xiàn)在來說要從原有的信息化的基礎上進一步進入物聯(lián)網(wǎng)的時代,要從實時、智能化、自動化、互聯(lián)互通的物聯(lián)網(wǎng)應用來適應醫(yī)療領域改革的需要。物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療領域的應用不僅僅是軟件之間的互通,更重要的是要對病人、醫(yī)護人員以及移動設備、醫(yī)療設備和保健設備等各類傳感設備動態(tài)聯(lián)通,實現(xiàn)對整個醫(yī)療環(huán)境的動態(tài)感知和更全面的互聯(lián)互通,逐步深入智能化。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療領域的應用潛力巨大,能夠幫助醫(yī)院實現(xiàn)對人的智慧化醫(yī)療和對物的智慧化管理工作,能夠滿足醫(yī)療健康信息、醫(yī)療設備與用品、公共衛(wèi)生安全的智能化管理與監(jiān)控等方面的需求,從而解決醫(yī)療平臺支撐薄弱、醫(yī)療服務水平整體較低、醫(yī)療安全生產(chǎn)隱患等問題。在物聯(lián)網(wǎng)市場中,醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)將成為僅次于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)第二大應用領域,2017年醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)預估達270億美元,其中占據(jù)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)份額最大的就是醫(yī)療設備市場。在2017醫(yī)療電子與器材產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇中,有專家指出,醫(yī)療產(chǎn)業(yè)是積極采用物聯(lián)網(wǎng)(Intenet of Things)技術(shù)的前幾大產(chǎn)業(yè)之一,有將近60%的醫(yī)療機構(gòu)已采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),采用后高達73%的人滿意其節(jié)省成本的效果,預估到2019年約有87%的醫(yī)療院所采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
隨著人們對健康的日益重視,醫(yī)療衛(wèi)生已經(jīng)成為RFID技術(shù)較早使用的行業(yè)之一。醫(yī)療機構(gòu)測試與采用RFID將有助于提高醫(yī)院的工作效率和保證病人的安全,在醫(yī)療機構(gòu)中采用RFID技術(shù)已是大勢所趨。RFID技術(shù)在醫(yī)療機構(gòu)中有著很多用途:運用實時定位系統(tǒng)對醫(yī)療器械跟蹤、病人流動管理以及門禁系統(tǒng)、醫(yī)院患者管理、醫(yī)務人員管理、醫(yī)療設備管理、用血安全管理、醫(yī)藥及耗材供應管理、醫(yī)療廢物管理、醫(yī)療冷鏈管理、遠程醫(yī)療等。
基于RFID技術(shù)的醫(yī)藥供應管理可以實現(xiàn)藥品裝配迅速、識別和杜絕仿冒藥品、減少不必要庫存、提高照單生產(chǎn)率、門診智能擺藥取藥等。在醫(yī)療器械、耗材的管理過程中,可以運用物聯(lián)網(wǎng)可視化技術(shù)在醫(yī)用耗材的采購、驗收、保管、使用及毀形等方面,進行全過程、全方位地實時監(jiān)控和管理。美國的MobileAspect公司的RFID解決方案已經(jīng)可以為藥品提供安全、準確、實時的跟蹤管理?;赗FID技術(shù)的藥柜會自動記錄藥品的存儲、使用情況。此外它還能記錄藥品的過期時間、分類號以及批號,并自動提醒藥品過期。MobileAsPets公司還計劃將此RFID系統(tǒng)與電子醫(yī)藥記錄系統(tǒng)和藥品交互數(shù)據(jù)庫結(jié)合起來,能夠自動識別病人并即時調(diào)出其電子醫(yī)療記錄。當醫(yī)生輸入患者ID,藥品柜打開,在醫(yī)生將一種藥品從藥品柜中取出時,系統(tǒng)會檢查藥品是否對該病人有害,如發(fā)現(xiàn)取錯藥的情況系統(tǒng)會自動發(fā)出警報。美國的Sun公司也發(fā)布了RFID藥品供應鏈管理方案,該方案主要解決兩個方面的問題:其一,基于EPC編碼技術(shù)的藥品防偽功能,唯一標識可以讓假冒偽劣品無處藏身;其二,基于RFID技術(shù)展開的全面的藥品供應鏈管理,提高藥品的配送效率等。
醫(yī)療廢物管理: 將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于醫(yī)藥廢物的管理,是近幾年研究的一個方向。采用RFID技術(shù)可標志每袋醫(yī)療垃圾廢物的科室(病區(qū))、種類、數(shù)量、重量,以及何時、何人送到周轉(zhuǎn)站。國外一些先進醫(yī)院通過對醫(yī)療垃圾的收取、稱重、運輸、焚燒等過程的數(shù)據(jù)進行收集和分析,避免醫(yī)療廢棄物的漏裝、遺失、丟棄,記錄規(guī)范整個流程的耗時,全程監(jiān)控醫(yī)療廢物轉(zhuǎn)運,確保醫(yī)療廢物被妥善運輸?shù)街付ǖ攸c。 醫(yī)院冷鏈管理: 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立醫(yī)院冷鏈的監(jiān)控和預警系統(tǒng),實時監(jiān)測醫(yī)療冷藏環(huán)境數(shù)據(jù)。在整個低溫冷藏藥品、血液、試劑、制劑等冷鏈管理過程中,應用RFID多功能傳感器的特性,無須人工操作,全程自動地記錄藥品溫度變化情況,并可實現(xiàn)不開箱讀取溫度數(shù)據(jù)。無論是同一地點還是多個地點,記錄實時準確地上傳至系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心,可實現(xiàn)醫(yī)用藥劑從倉儲、運輸?shù)浇K端的全程冷鏈管理。該系統(tǒng)可提高醫(yī)院藥品、試劑等的管理水平,減少藥品、試劑等的損壞與流失,降低醫(yī)療風險,提高安全管理水平。 遠程醫(yī)療系統(tǒng): 借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),醫(yī)生可及時獲取外院患者的血糖、血壓、睡眠等生命體征數(shù)值,并為病人做進一步治療方案等。馬里蘭大學開發(fā)的戰(zhàn)地遠程醫(yī)療系統(tǒng),由戰(zhàn)地醫(yī)生、通信設備車、衛(wèi)星通信網(wǎng)、野戰(zhàn)醫(yī)院和醫(yī)療中心組成。每個士兵都佩戴一只醫(yī)療手鐲,它能測試出士兵的血壓和心率等參數(shù)。另外還裝有一只GPS定位儀,當士兵受傷,可以幫助醫(yī)生很快找到他,并通過遠程醫(yī)療系統(tǒng)得到診斷和治療。遠程動態(tài)血壓監(jiān)護系統(tǒng),可以隨時隨地監(jiān)護血壓狀況。系統(tǒng)由動態(tài)血壓監(jiān)測儀、E+醫(yī)終端、醫(yī)生工作站、控制中心四部分組成,是依托無線遠程健康監(jiān)護平臺的信息采集與傳輸,對患者在某一時間的血壓進行自動采集與發(fā)送保存,如果患者血壓值超過預先設定值時,系統(tǒng)將自動向相關(guān)人員發(fā)送短信等報警提示,這對高血壓并發(fā)癥有著重要的臨床意義。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中國發(fā)展?jié)摿薮螅熬罢T人。在信息社會,對各種信息的獲取及處理要求快速、準確。在不久的將來,RFID標簽技術(shù)將和其他的識別技術(shù)一樣深入我們的生活、改善我們的生活。相比之下,RFID標簽應用管理和標準化工作迫在眉睫,應該在學習、借鑒國外的基礎上,建立具有中國知識產(chǎn)權(quán)與國際標準相兼容的一個RFID標簽的標準,這樣我們既保護了國家的利益,同時也能融入國際、經(jīng)濟市場的大循環(huán),綜合利用資源,共榮共贏。中國藥學會提供的數(shù)據(jù)顯示,在我國每年至少有20萬人因用錯藥、用藥不當而死亡,服食不達標藥品人數(shù)占用藥人數(shù)的11%~26%,日常急救病例的10%因用藥失誤引起。近年來,藥品安全問題頻頻發(fā)生,2006年我國就發(fā)生了幾起藥品叫停事件:衛(wèi)生部緊急叫停欣弗、國家食品藥品監(jiān)督管理局(SFOA)叫停魚腥草注射劑等,就是因為假冒偽劣藥品給人們的生命安全造成了傷害。在我國的藥品經(jīng)營質(zhì)量管理規(guī)范(GSP)、藥品生產(chǎn)管理規(guī)范(GMP)認證規(guī)范中也存在與美國PDMA中相類似的條款,但實際執(zhí)行的效果并不理想,以上兩例藥品質(zhì)量事件就是明證,由于缺乏對藥品流通過程的有效追溯,導致藥品的召回非常困難。
可穿戴式智能設備熱潮新起,不僅Apple、Google、百度等IT巨頭熱衷于此,而且英特爾、TI、美信等半導體廠商亦瞄準可穿戴設備的研發(fā)與創(chuàng)新,樂此不疲。目前,消費市場出現(xiàn)一股新趨勢——個人健身裝置。心率監(jiān)控器、可穿戴式健身追蹤器、可分析人體成分的體重計,用來量測和監(jiān)控個人化健身鍛煉和日常活動的選項。白天可以監(jiān)測人們的運動類型和運動量,晚上可以監(jiān)測睡眠狀態(tài)。此外,通過測量出身體多個部位的數(shù)據(jù)形成一套完整的智能醫(yī)療系統(tǒng)。
虛擬醫(yī)院是在數(shù)字化醫(yī)院(e-Hospital)的基礎上建設“以病人為中心”的臨床信息系統(tǒng)為應用核心的實體醫(yī)院,將醫(yī)院轉(zhuǎn)變?yōu)檫m應病人臨床需要的服務模式。數(shù)字化醫(yī)院遵循一系列國際標準或國家標準,如HL7、DICOM3.0、ICD-10等,通過寬帶網(wǎng)絡把數(shù)字化醫(yī)療設備、數(shù)字化醫(yī)學影像系統(tǒng)和數(shù)字化醫(yī)療信息系統(tǒng)等全部臨床業(yè)務過程納入數(shù)字化和網(wǎng)絡化,實現(xiàn)基于網(wǎng)絡的求醫(yī)、電子掛號、預約門診、預定病房、專家答疑、遠程會診、遠程醫(yī)務會議、新技術(shù)交流演示等服務。
未來,患者只要輕點鼠標,一個3D的虛擬網(wǎng)絡醫(yī)院就會呈現(xiàn)在電腦中,虛擬工作人員會帶領患者在網(wǎng)上導醫(yī)。虛擬醫(yī)院運用3D仿真技術(shù),將醫(yī)院內(nèi)部門診、科室、住院部、體檢中心等實體部分相結(jié)合,全面實現(xiàn)就醫(yī)過程的虛擬化,為患者提供優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡就醫(yī)服務。
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