IoT物联网技术在智能医疗的应用

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为应对人口结构老龄化带来的长期护理需求,世界各国政府都制定了政策,希望利用Wi-Fi、蓝牙、3G、GPS、RFID等物联网技术构建移动医疗网络。而在远程医疗等问题的发酵下,也带动医疗行业结合物联网进入下一个全新的应用阶段。

物联网技术在智能医疗领域的主要应用技术主要在于三个方面:物资管理的可视化技术、医疗信息的数字化技术和医疗流程的数字化技术。

IoT物联网技术在智能医疗的应用

I .医疗器械和药品的监测和管理

借助RFID技术,广泛应用于医疗机构物资管理的可视化技术,可以实现医疗器械和药品的生产、配送、防伪和可追溯,避免公共医疗安全问题,实现药品跟踪和设备跟踪。可以实时监控从科研、生产、流向使用的全过程,有效提升医疗质量,降低管理成本。

根据世界卫生组织的报告,全球假药比例已经超过10%,销售额超过320亿元。根据中国药学会的数据,每年至少有20万人死于错误和不当用药,不合格的吸毒者占11% ~ 26%。以及约10%的用药错误案例。因此,RFID技术在跟踪和监控药品和设备、整顿和规范医疗用品市场方面发挥着重要作用。

具体来说,物联网技术在物资管理领域的应用方向包括以下几个方面:

1.医疗器械和药品的防伪

贴在产品上的标签身份唯一,不易复制,能起到信息查询和防伪的作用。查处假冒伪劣产品将是一项非常重要的措施。例如,如果将药品信息传输到公共数据库,患者或医院可以将标签的内容与数据库中的记录进行核对,以便于识别假药。

2.全程实时监控

在药品研发、生产、流通、使用的整个过程中,RFID标签可以全方位监控。特别是出厂时,产品自动包装时,安装在生产线上的阅读器可以自动识别每种药品的信息,传输到数据库,随时记录流通过程中的中间信息,从而对整个生产线进行监控。

3.医疗废物信息管理

通过不同医院和运输公司的合作,借助RFID技术建立可追溯的医疗废物跟踪系统,可以跟踪医疗废物运输到处理厂的全过程,避免医疗废物的非法处理。

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二、数字化医院

物联网在医疗信息管理中具有广阔的应用前景。目前医院对医疗信息管理的需求主要集中在以下几个方面:身份识别、样本识别、病历识别。其中,鉴定主要包括对患者和医生的鉴定;样品鉴定包括药物鉴定、医疗器械鉴定、化学鉴定等。病历识别包括疾病识别、体征识别等。应用程序分为以下几个方面:

1.患者信息管理

患者的家族病史、既往病史、各种检查、治疗记录、药物过敏等电子健康档案可以帮助医生制定治疗方案;并且医生护士可以实时监控病人的生命体征、治疗和化疗情况,防止用错药和针,自动提醒护士配药和做检查。

2.医疗急救管理

在伤员较多、无法与家属取得联系、危重患者等特殊情况下,借助RFID技术可靠高效的信息存储和检测手段,可以快速确认患者身份,确定其姓名、年龄、血型、急诊联系电话、既往病史、家庭成员等相关细节,完成入院登记手续,为急诊患者赢得宝贵的救治时间。

特别是在救护车上安装3G视频设备。当病人被运送到医院时,急诊室可以首先了解病人的生理状况,争取抢救的黄金时机。如果位于偏远地区,它甚至可以采取远程医疗成像系统进行紧急救援。

3.药物储存

RFID技术应用于药品储存、使用和验证过程中,简化了人工和纸质记录处理,防止缺货,方便药品召回,避免相似药品名称、剂量和剂型混淆,加强药品管理,保证药品供应及时、准备。

4.血液信息管理

将RFID技术应用于血液管理,可以有效避免条形码容量小的缺点,实现非接触式识别,减少血液污染,实现多目标识别,提高数据采集效率。

5.药物制剂的错误预防

通过在取药和发药过程中增加防错机制,可以实现药品制剂在处方开具、调剂、护理管理、患者用药、药效跟踪、药品库存管理、药品供应商采购、保质期和保存环境条件等方面的信息化管理。,以便确认患者使用的制剂类型,记录患者使用的流程并保存批号等。,避免用药错误,确保患者用药安全。

6.医疗器械和药品的可追溯性

通过准确记录货物和患者身份,包括产品使用环节的基本信息、不良事件涉及的具体产品信息、相同质量问题产品可能发生的区域、问题产品涉及的患者、未使用问题产品的位置等信息,可以追溯不良产品和相关患者,控制所有未使用的医疗器械和药品,为事故处理提供有力支持。

7.信息共享和互联

通过医疗信息和病历的共享和互联,整合形成发达的综合医疗网络。一方面,授权医生可以查看患者的病历、病史、治疗措施和保险明细。患者也可以自主选择或更换医生和医院;另一方面,支持乡镇和社区医院实现与中心医院在信息上的无缝对接,可以实时获取专家咨询、安排转诊、接受培训。

8.新生儿防盗系统

结合大型综合医院妇产科或妇儿医院的母婴识别管理、婴儿防盗管理、通道权限,防止外人随意进出。尤其是在宝宝出生后,需要佩戴一个可以标记宝宝唯一身份的“RFID腕带”,让宝宝的信息与妈妈的信息有唯一的对应关系。要确定婴儿是否抱错了地方,只需要对比母亲和婴儿的“RFID腕带”的信息,就可以避免抱错婴儿的情况发生。

9.报警系统

通过对医院医疗设备和患者的实时监控和跟踪,显示患者发出紧急求救信号,防止患者私自离开,防止贵重设备被损坏或被盗,保护温度敏感药物和实验室样本。

IoT物联网技术在智能医疗的应用

第三,远程医疗监控

远程医疗主要是利用物联网技术,构建以危重患者为基础,以患者为中心的远程会诊和持续护理服务体系。远程医疗监控技术最初被设计用来减少去医院和诊所的病人数量。

根据美国疾病控制中心(CDC)2005年的报告,约50%的美国人患有至少一种慢性病,其治疗费用占美国2万亿医疗费用的3/4以上。除了高科技治疗和手术的高成本,医生还花费数十亿美元用于常规检查、实验室测试和其他监测服务。

随着远程医疗技术的进步,高精度的传感器已经能够实现患者体域网内的有效通信,远程医疗监护的重点也逐渐从改善生活方式转变为及时提供救命信息和交换医疗方案。

在实践中,可以通过无线和视频将社区居民的健康信息传输到后方,建立个人医疗档案,提高基层医疗服务质量。允许医生进行虚拟会诊,从大医院和专家为基层医院提供智力支持,将优质医疗资源延伸到基层医疗机构;构建临床病例远程继续教育服务体系等。,提高基层医院医务人员继续教育质量。

1.应用RFID帮助老年人独立生活

阿德莱德大学的计算机科学家正在领导一个项目,开发一种新的RFID传感器系统,这表明老年人可以独立生活,安全地照顾自己。研究人员利用RFID和传感器技术自动识别和监控人类活动;能够确定个体正常的日常维护,并在危险来临时及时提供帮助,具有很大的潜在价值。

系统投入成本低,不存在隐私问题和密集监控,被监控对象(老人)不需要佩戴其他物品。

2.智能轮椅的应用

智能轮椅的任务是安全、方便地将使用者送到目的地,并完成设定的任务。轮椅在运动的过程中,不仅需要接受用户的指令,还需要结合环境信息启动自身的避障、导航等功能模块。与移动机器人不同,轮椅和使用者在使用过程中成为一个协作系统。

轮椅在运动的过程中,不仅需要接受用户的指令,还需要结合环境信息启动自身的避障、导航等功能模块。与移动机器人不同,轮椅和使用者在使用过程中成为一个协作系统。这就要求在设计之初就要考虑到人,所以安全、舒适、易操作应该是智能轮椅设计中最重要的因素。使用者身体能力的差异决定了智能轮椅需要设计成具有多种功能的电子系统,能够满足各种层次的需求。模块化最能体现系统的多功能特点。每个用户可以根据自己的残疾类型和程度选择合适的模块集成,设计者可以在现有基础上通过添加功能模块方便地改进轮椅功能。

智能轮椅的整体功能可以分为以下几个子功能:环境感知和导航功能、控制功能、驱动功能和人机交互功能。通过对智能轮椅的功能分析和模块划分,结合具体的研究内容和预期的控制目标,本系统主要由三部分组成:传感器模块、驱动控制模块和人机交互模块。传感器模块主要由内部状态感知和外部环境感知两部分组成,轮椅本身的姿态信息由姿态传感器确定。通过编码器的位移速度和距离获得自身定位信息;视觉、超声波、接近开关主要负责持续获取周围环境和障碍物的距离信息。控制模块:我们采用后轮驱动,每个后轮都装有电机,可以在控制器的控制下实现电动轮椅的前进、后退和转向。人机界面由两种方式组成:操作杆和个人计算机界面数据输入,实现基本的人机交互功能。

智能轮椅有两个独立的驱动轮,每个驱动轮都装有电机码盘。里程表式相对定位传感器由两个电机码盘的实时检测数据组成,安装倾角传感器和陀螺仪测量轮椅行驶过程中的姿态状态。超声波传感器和接近开关用于感知周围的环境信息。为了获得更大范围的障碍物信息,该系统配备了8个红外传感器和8个超声波传感器。此外,还安装了CCD摄像头,用于判断前方道路的深度信息。

车身的平衡只需要两个轮子就能完成。这一显著特征要求它具有特殊的结构。基本设计思路是:保持两个由独立DC电机驱动的车轮在同一轴线上,保持车身重心在车轴上方。检测车体倾斜角度的传感器可以实时得到车体的姿态信息。机器人的处理器会对传感器信号进行处理,按照一定的控制算法计算出控制量来控制电机的转速和转向,驱动机器人前进或后退来完成车身的平衡。

智能轮椅利用倾角传感器和陀螺仪的组合构成姿态传感器来检测车体平台的运行姿态。倾角传感器用于测量轮椅偏离垂直方向的角度,陀螺仪用于测量角速度。

3.移动医疗

通过监测一些生命体征,如体温、心跳等,为每一位服务对象建立一个身体状况,包括该人的体重、胆固醇含量、脂肪含量、蛋白质含量等信息,实时分析人体健康状况,并将生理指标数据反馈给社区、护理人员或相关医疗单位,为服务对象提供及时的饮食调整和医疗保健建议,也为医院和科研院所提供科研数据。

4.RFID腕带的应用

在不久的将来,手机将成为每个人的私人医生。

估计大家都有切身体会。在医院排队挂号是一件很平常的事情。等待和焦虑是人们脸上最常见的表情,这种痛苦有时比痛苦更折磨人。由于患者看病难投诉多,医院每天数千门诊患者不堪重负。但在不久的将来,这一切都将改变。专家将“住进”手机,手机将成为每个人的私人医生。这是中国生物医学工程学会副理事长、中国工程院院士于昨天给人们描绘的健康物联网前景。

每个人生病都想看专家,但专家很少。他们怎么能为所有人服务呢?但这将在未来成为现实。专家的经验是最重要的,而这些经验往往是根据患者病情所获得的数据指针而积累起来的。如果能够积累一个专家经验的数据库,当这个数据库的参数足够丰富时,只要患者输入自己的患病参数指针,数据库就会自动对患者进行治疗,这个数据库最终就是一个“机器人专家”。

这些简陋的数据库可能很多市民都不了解,但比如某个专家专门研究癌症,那么只要收集到足够多的这个专家的治疗方案,再将这些治疗方案与患者的病理指标相结合,就会建立起一个专家数据库模型。例如,当收集了10000个白血病患者的数据库指针时,这个数据库中就有10000个白血病治疗的解决方案。也就是说,对于一个普通的白血病患者,只要把实验室参数输入这个数据库,数据库就会根据过去的专家经验自动生成一个治疗方案,这个治疗方案就是这个专家的日常治疗经验。这样的数据库最终将成为手机内置的软件。一旦生病,手机里的软件会自动给你治疗。如果你遇到不可预知的情况,专家会通过互联网亲自为你的病人治疗。届时,每个公民的手机都将是“机器私人医生”。

5.GPS在心脏病患者定位中的应用

每个人都应该建立自己的健康数据库。如果心脏病患者建立了数字健康档案,一旦心率出现异常甚至高危,数据会立即传回我们的系统。通过GPS定位,我们可以帮助患者立即拨打120,并联系最近的医院寻求援助。

这是一个简单的物联网应用,但在未来,每个公民的家中都会有一台体检设备。市民只要把手掌放在这个设备上,设备就会采集血压、心跳、脉搏、体温等因素。未来,甚至一些简单的测试都可以在设备上完成。这些数据采集后会自动传输到医院的数据中心。如有情况,医生会提示入院进一步检查或就近采取治疗措施。如果有必要的话,将来人们可能每天都要体检。

6.看病只要“一卡一腕带”。

每次进地铁都觉得很轻松。刷卡之后,一切就迎刃而解了。

在健康物联网中,看病就像坐地铁一样,一张卡就能解决所有问题。

在医疗过程中,患者在特定的自动刷卡机(读写器)上扫描身份证作为唯一合法身份证明,并存入一定的备用金。几秒钟后,自动卡机会生成一张“RFID医疗卡”(也可以使用专用医保卡)完成挂号。患者可以凭卡直接到任何科室就诊,系统会自动将患者的信息传输到相应科室医生的工作站。在诊疗过程中,医生开具的检查、用药、治疗信息会传到相应的科室,患者用RFID医疗卡扫描相关科室的读写器就可以检查、取药、治疗,再也不用因为定价、支付而来回奔波。治疗结束后,你可以用你的卡在收费站打印发票和费用清单。

此外,“RFID医疗卡”对应医院使用的“RFID腕带”,包含患者姓名、性别、年龄、职业、挂号时间、就医时间、诊断时间、检查时间、费用等信息。患者身份信息的获取不需要人工输入,数据可以加密,保证了患者身份信息的唯一来源,避免了人工输入可能带来的错误,同时加密维护了数据的安全性。此外,腕带具有定位功能,佩戴腕带的人无法再偷偷溜出医院。

当有人强行取下“RFID腕带”或患者超出医院规定的范围时,系统会报警;佩戴监测生命体征(呼吸、心跳、血压、脉搏)并设置“临界值”的RFID腕带,可以24小时监测生命体征的变化。当达到临界值时,系统会立即自动报警,以便医护人员第一时间介入。在医疗过程中,可以通过“RFID腕带”确认患者的信息,进行检查、摄片、手术、给药等工作,并记录每项工作的开始时间,确保各级各类医护、检验人员执行医嘱到位、不出差错,实现诊疗质量的全过程控制。

患者可通过RFID腕带随时在指定读写器上查询医疗费用发生情况,并可打印医疗费用结果、医保政策、规章制度、护理说明书、医疗计划、药品信息等。从而提高患者获取医疗信息的便利性和满意度。

IoT物联网技术在智能医疗的应用

四。物联网在医疗保健应用中的技术问题

目前,物联网的医疗保健应用还有几个技术问题需要解决:

1.大规模网络中的动态组网和节点移动性管理。

当监测系统扩展到社区、城市乃至全国时,其网络规模巨大,监测节点和基站都具有一定的移动性。因此,必须设计合适的网络拓扑管理结构和节点移动性管理方法。

2.数据完整性和数据压缩

有时,节点需要监测人体参数长达24小时,采集的数据量大,但存储容量小。压缩算法通常用于减少数据存储量和传输量。然而,传统的数据压缩算法由于成本高而不适合传感器节点。另外,压缩算法不能破坏原始数据,否则会造成误诊。

3.数据安全

无线传感器网络节点自组织形成网络,容易受到攻击。另外,患者信息需要保密。传感器的计算能力相当有限,因此传统的安全和加密技术并不适用。因此,有必要设计一种适用于传感器节点的加法算法。

简而言之,智能医疗提供多种服务,包括慢性病的长期治疗、预防和早期发现三个方向。通过物联网技术,它的发展最终将是建立一个连接医院内部和医院外部的系统,甚至是和患者的链接。

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