智慧医疗的关键技术有哪些_智慧医疗技术运用实例

国际金属加工网 2018年05月31日

智慧医疗通过更深入的智能化、更全面的互联互通、更透彻的感知和度量,实现医生、患者以及各医疗机构之间的高度协作,达到医疗信息的高度移动与共享,真正实现以患者为中心。本文首先介绍了智慧医疗的体系架构,其次阐述了智慧医疗的五大 关键技术及架构,最后介绍了智慧医疗技术运用实例。

智慧医疗的关键技术有哪些_智慧医疗技术运用实例

智慧医疗体系架构

1、应用服务平台

智慧医疗卫生应用服务平台主要由智慧医疗公众访问平台构成,通过居民健康自助门户搭建一个以用户为中心的一体化居民健康服务体系,对居民的健康状况,疾病发生发展和康复的全过程实现监测与评估,从而提供健康咨询和自我健康管理等服务。还可通过手机等移动终端设备获取个人电子健康档案/电子病历,实现日常的医疗咨询以及健康和用药提醒等。

2、应用支撑云平台

1)服务平台层

服务平台层主要包括智慧云服务平台和智慧云数据中心。智慧云服务平台是医疗行业的一体化平台,以服务的方式完成医疗卫生机构的数据采集、交换、整合,通过提供统一的基础服务实现以“居民健康档案为核心,以电子病历为基础,慢性病防治为重点,决策分析为保证”的智慧云服务,实现医疗机构的互联互通,建立智慧医疗数据中心; 智慧云数据中心是在统一的核心数据框架建立的前提之下,基于国家标准进行建设的,能够完成医疗机构相关信息的汇聚整合,支撑居民健康信息的共享。同时,通过对海量医疗数据的挖掘、分析,辅助管理者进行有效决策。

2)基础支撑体系

基础支撑体系主要由运行支撑平台和基础设备组成。运行支撑平台处于承上启下的位置由两大部分组成;一是基础中间件,提供资源虚拟化中间件、应用服务中间件、数据库中间件: 二是运行支撑服务,其通过向下实现对基础设施的有机整合,提供云计算和云存储功能,解决分散资源的集中管理以及集中资源的分散服务问题, 有效支撑各类感知资源和数据实现面向服务的按需聚合应用,支撑高效能海量数据的分析处理。基础设备层主要包括服务器、存储设备、交换机等。

3、基础设施平台

基础设施平台主要由智慧感知层和医疗卫生专网组成。其中,智慧医疗卫生感知层涉及不同种类的传感器及传感网关,实现对医疗卫生对象的识别与医疗卫生资源的采集。医疗卫生网络主要采取运营商统筹、专线接入以及Internet经VPN接入等三种接入方式。同时,在充分考虑与智慧城市其他领域网络的融合性、共享性和安全性等问题的情况下,实现整个智慧城市网络的传输与统一 管 理。

4、标准规范体系

标准规范体系是智慈医疗建设的基础工作,也是进行信息交换与共享的基本前提。在遵循“统一规范、统一代码、统一接口“的原则下进行智慧医疗建设,通过规范的业务梳理和标准化的数据定义,要求系统建设必须严格遵守既定的标准和技术路线,从而实现多部门(单位)、多系统、多技术、以及异构平台环境下的信息互联互通,确保整个系统的成熟性、拓展性和适应性,规避系统建设的风险。主要包括: 智慧医疗卫生标准体系、电子健康档案以及电子病历数据标准与信息交换标准、智慧医疗卫生系统相关机构管理规定、居民电子健康档案管理规定、医疗卫生机构信息系统介入标准、医疗资源信息共享标准、卫生管理信息共享标准、标准规范体系管理等建设内容。

5、安全保障体系

智慧医疗主要从六个方面建设安全防护体系,包括物理安全、网络安全、主机安全、应用安全、数据安全和安全管理,为智慧医疗卫生系统安全防护提供有力技术支持。通过采用多层次、多方面的技术手段和方法,实现全面的防护、检测、响应等安全保障措施,确保智慧医疗体系整体具备安全防护、监控管理、测试评估、应急响应等能力

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智慧医疗的关键技术

1、物联网技术

国际电信联盟(ITU )把RFID技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术视为物联网发展过程中的关键技术网。在医疗卫生领域,物联网的主要应用技术在于物资管理可视化技术、医疗信息数字化技术、医疗过程数字化技术三个方面。例如,借助于医疗物联网技术实现即时监测和自动数据采集以及远程医疗监护; 借助RFID标识码,利用移动设备管理系统,在无线网络条件下直接进入系统实时完成设备标识、定位、管理、监控, 实现大型医疗设备的充分利用和高度共享,大幅度降低医疗成本; 同时,运用物联网技术可以实现患者、血液以及医护管理等的信息智能化。

2、云计算技术

云计算是网格计算、分布式计算、网络存储、虚拟化等传统计算机和网络技术发展融合的产物,也是一种新兴的共享基础架构“。医疗行业的云计算中,病人的电子医疗记录或检验信息都存储在中央服务器中,病人的信息和相关资料可以全球存取, 医护人员从因特网激活的设备上实时获取资料。它的超大规模、虚拟化、 多用户、高可靠性、 高可扩展性改变了医疗卫生行业信息化方式,极大的降低了医疗行业信息系统建设成本,对医疗机构改善患者个性化服务质量提供强有力的支撑,实现智慧医疗以患者为中心的理念和更深入的智能化。

3、移动计算技术

移动计算技术是指移动终端通过无线通信与其他移动终端或固定计算设备进行有目的信息交互5。移动计算帮助完成对医疗机构内部网络传感器获得的信息进行语义理解、推理和决策,达到无论何时何地,只要需要,就可以通过某种设备访问所需要的信息,实现智能控制。移动计算为远地移动对象的检测与预警、数据的快速传送提供支撑,为医护人员的急救赢得时间。

4、数据融合技术

数据融合技术是指充分利用不同时间与空间的多传感器信息,采用计算机对按时序获得的若干观测信息,在一定准则下加以自动分析、综合、支配和使用,获得对被测对象的一致性解释与描述,以完成所需的决策和评估任务而进行的信息处理技术同。以医学图像为例,在临床诊断、治疗、手术导航中,将各种模式的图像进行配准和融合,提供互补的医学信息; 实现功能图像与形态图像的融合,精准功能障碍区的解剖位置和实现功能/结构关系的评估与研究。对源自多传感器的不同时刻的目标信息或同一时刻的多目标信息综合处理,协调优化,大大提高医疗系统的智能化与信息化水平。

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智慧医疗技术架构

智慧医疗技术架构共分为三层,分别为应用层、网络层、终端及感知延伸层。

一、应用层

应用层根据医疗健康业务场景分为七个系统模块:

1、业务管理系统,包括医院收费和药品管理系统;

2、电子病历系统,包括病人信息、影像信息;

3、临床应用系统,包括计算机医生医嘱录入系统(CPOE)等;

4、慢性疾病管理系统;

5、区域医疗信息交换系统;

6、临床支持决策系统;

7、公共健康卫生系统。

二、网络层

网络层包括有线网络和无线网络,有线方式可支持以太网、串口通信和现场总线等方式,无线方式可支持WiFi、移动网、RFID、蓝牙。网关在网络层与感知延伸层之间进行数据存储和协议转换,并通过接入网发送,具有对业务终端的控制管理能力。

三、感知延伸层

终端及感知延伸层指的是为医疗健康监测业务提供硬件保证的各类传感器终端。针对不同的应用,这些传感器终端可以组成相应的传感器网络,如心电监测传感器、呼吸传感器、血压传感器、血糖传感器、GPS和摄像头等设备。

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物联网技术在智慧医疗领域的应用

物联网技术在医疗领域的应用,能够帮助医院实现对人的智慧化医疗和对物的智慧化管理工作,从而使“智慧医疗”得以实现和推广。

物联网技术在智慧医疗中的用途

目前物联网技术在医疗行业中有多方面的用途,其基本内容包括:

(1)人员管理智能化

实现对患者的监护跟踪安全系统,病人流动管理、出入控制与安全;婴儿安全管理系统、医护人员管理系统。加强出入婴儿室和产妇病房人士的管理,对控婴管理、母亲与护理人员身份的确认,在偷抱或误抱时及时发出报警,同时可对新生婴儿身体状况信息进行记录和查询,确认掌握新生婴儿安全。

(2)医疗过程智能化

依靠物联网技术通信和应用平台,实现包括实时付费以及网上诊断、网上病理切片分析、设备的互通等,以及挂号、诊疗、查验、住院、手术、护理、出院、结算等智能服务。

(3)供应链管理智能化

药品、耗材、器械设备等医疗相关产品在供应、分拣、配送等各个环节的供应链管理系统。依靠物联网技术,实现对医院资产、血液、医院消毒物品等的管理。产品物流过程涉及很多企业不同信息,企业需要掌握货物的具体地点等信息,从而做出及时反应。在药品生产上,通过物联网技术实施对生产流程、市场的流动以及病人用药的全方位的检测。

(4)医疗废弃物管理智能化

可追溯化是用户可以通过界面采集数据、提炼数据、获得管理功能,并进行分析、统计、报表,以做出管理决策,这也为企业提供了一个数据输入、导入、上载的平台。

(5)健康管理智能化

实行家庭安全监护,实时得到病人的全面医疗信息。而远程医疗和自助医疗,信息及时采集和高度共享,可缓解资源短缺、资源分配不均的窘境,降低公众医疗成本。

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技术运用实例

1、RFID技术实现输液防差错

输液是当前医疗活动的重要组成部分,工作量大,业务繁忙琐碎,一旦出现差错,就可能危及病人的安全。因此,应该在药品的调配与发放过程中,充分利用物联网技术减少不规范操作带来的安全隐患,以及纠正医疗差错等一系列问题。

输液防差错系统包括射频发射器、射频接收器、患者腕带、控制中心装置;射频发射器设置在患者的药物上,射频接收器通过唯一的射频信号与射频发射器无线对应连接。

每位患者入院时匹配一只患者腕带,并由控制中心装置自动编号并记录患者各种信息,且产生唯一的射频信号。在患者后续治疗过程中,每一项药物或治疗措施,以及患者各种检查采样标本均采用同一主编号。

配置中心配药或科室为患者增加药物时,每项药物均嵌入射频发射器。

当医护人员取出药物为患者治疗时,在射频信号的接收范围内,患者腕带上的射频接收器接收药物上的射频发射器发出的信号,自动核对识别相应患者信息,判断药物是否正确,防止错误治疗。

若射频接收器发现药物的射频信号匹配正确,则立刻发出声音提示医务人员正确;若射频接收器发现药物的射频信号不匹配,即非该患者的药物,则立刻发出警报声提示错误,并通知控制中心装置。医护人员可采取相应措施补救。

通过射频信号核对技术可从根本上解决配药—储存—治疗过程中的失误,从而减少医疗事故的发生,也减轻医护人员的压力及缓和医患矛盾;通过高度集成的信息化管理措施和先进的物联网技术,能够使整个医疗过错一目了然,条理分明,并且每一步都上传至控制中心,留下记录证据;通过控制中心进行数据联网,并形成大数据,通过大数据对患者自身信息和治疗过程的对比总结出相应的经验,用来辅助以后的治疗。

2、基于物联网技术的护士工作站

每个护士站病床多、护士少,在没有实现各护士站的集中监控管理情况下,护士站在处理效率、安全保障以及资源优化配置等方面存在诸多缺陷。

利用物联网技术,可以实现对住院病人和医护人员的自动身份识别、人员定位、电子导医、生命体征信息自动采集监视、电子化病房巡查、出入安全控制等新型医务服务和管理功能,包括以下五个子系统:病人身份匹配系统、病人安全管理系统、病人实时定位监视系统病人生命体征数据采集和监护系统和物联网病房管理系统。病人身份匹配系统在病人入院时即通过入院注册系统登记身份信息,佩戴唯一的电子标签腕带。对于有源物联网标签,病人通过佩戴的电子腕带标签发出的信息能够随时被覆盖的无线物联网探测网络侦测到,由医护工作人员通过工作台电脑随时识别到不同位置的病人身份信息。

病人安全管理系统利用物联网电子标签的在线侦测和远距离读取识别的特性,可以在病人腕带被非正常移除和脱落时提示监控台报警。病人在未经过许可授权而离开护理区域时,区域出入口的物联网探测器将验证许可身份并向工作控制台报警提示,防止病人在未经许可下离开监护区域。

病人实时定位监视系统在物联网探测网络的覆盖下,使佩戴物联网腕带的病人可以实时地处于医疗监护的状态下,为医院方能够更好的根据病人活动情况提供医护关怀。根据最近物联网探测点的位置和返回的探测到的物联网腕带信息,可以随时了解在此区域附近的病人信息,根据需要由医护人员随时提供医护服务。

病人生命体征数据采集和监护系统利用物联网的数据转储和传输特性结合微型病人体温测量探头,以及移动式体征监护设备,在物联网接收器网络覆盖下,可以进行在线的病人体征数据采集和监护管理,使病人在无人陪伴的场景下,也可以接受到监护关怀,随时为医护人员提供病人的体征活动状况,及时处理应急救护需求。

物联网病房管理系统利用无线网络覆盖和配置移动物联网护士工作站,护理人员可以脱离护士台的电脑工作站的羁绊,在日常的移动工作中,随时随地操作在线使用信息管理设备,进行病人身份核对、资料调阅、位置跟踪、医护工作记录等一系列现场任务操作,摆脱传统的纸质登记、核查操作方式,实现移动现场医护操作管理,提高工作质量和效率。


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