物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫療設備的應用

導讀:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫療設備的應用。隨著(zhù)各種物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的導入,“智慧醫療”也在漸漸的被實(shí)現。本文探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、以醫療設備的概述,研究了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫療設備的應用。 

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概述 

物聯(lián)網(wǎng)是伴隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展而衍生出來(lái)的,它是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎,并將互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了延伸和拓展,實(shí)現了物與物之間信息的溝通和交流,簡(jiǎn)單理解就是物與物之間存在聯(lián)系的互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)利用電子通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),通過(guò)傳感器將信號傳輸給控制器,實(shí)現對機器智能化的遠程控制。它與互聯(lián)網(wǎng)既有聯(lián)系,又有不同,它是互聯(lián)網(wǎng)的延伸,同時(shí)又兼容了互聯(lián)網(wǎng)的資源及應用,它又是獨立的?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)利用二維碼、RFID等對對象個(gè)體予以區分,并從中獲得對象的信息,進(jìn)行分析決策,控制、改變其行為,達到預期的效果,實(shí)現智能化管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分為三類(lèi)[1]:(1)RFID的應用,利用網(wǎng)絡(luò )、數據庫等技術(shù),在監管對象的身上嵌入RFID智能標簽,就可以構成一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)。(2)傳感器的應用,在監管對象的周?chē)惭b上傳感器節點(diǎn),實(shí)現對監管對象信息的收集、傳輸、控制。(3)M2M的應用,主要是針對的是人與機器人之間、機器人與機器人之間相互的控制。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,短距離的移動(dòng)接收器鑲嵌在醫療器械中,通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現物體的信息交換,先進(jìn)、簡(jiǎn)單、便捷、安全是其最大的特點(diǎn)。 

2醫療設備的概述 

醫療設備是不單指應用實(shí)體,更包括了所需要的計算機軟件。醫療設備,通?？杀蝗藗儦w納為三大類(lèi):(1)即診斷設備類(lèi)(X射線(xiàn)診斷設備、超聲診斷設備、內窺鏡檢查設備、核醫學(xué)設備等);(2)治療設備類(lèi)(病房護理設備、手術(shù)設備、放射治療設備、核醫學(xué)治療設備、激光設備、透析治療設備等);(3)輔助設備類(lèi)(消毒滅菌設備、制冷設備、中心吸引及供氧系統、醫用數據處理設備、醫用錄像攝影設備等)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫療設備中的各種應用,有效地推進(jìn)醫療智能化管理,醫療信息數字化技術(shù)、醫療過(guò)程數字化技術(shù)。既幫助醫院實(shí)現了數字化管理,減輕勞動(dòng)強度,提高設備管理的效率和使用率,也使廣大的老百姓足不出戶(hù)就可以享受到遠程醫療的便利,解決看病難,看病貴的醫療現狀,響應“大病進(jìn)醫院,小病進(jìn)社區,合理使用醫療資源”。 

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫療設備的應用 

3.1智能化設備管理 

在設備層加裝RFID、紅外感應、全球定位系統等信息感知載體、傳感設備,將物品與物品,物品與網(wǎng)絡(luò )相連接,進(jìn)行信息的交換和通信,利用醫院現有的網(wǎng)絡(luò )設備收集信息,在應用層實(shí)現對信息集中處理。設備的出廠(chǎng)信息在RFID電子標簽內存儲(如身份識別,出廠(chǎng)時(shí)間,批號,廠(chǎng)商和原始設置等),電子標簽會(huì )被安裝在醫療設備上,運送至目的地后由設備管理科統一錄入管理系統。RFID閱讀器會(huì )在可讀取的范圍內搜尋設備,并與發(fā)現的設備建立連接。然后會(huì )由RFID自動(dòng)向閱讀器發(fā)送無(wú)線(xiàn)信號,閱讀器接收到這些信號后進(jìn)行解碼,數據流通過(guò)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)數發(fā)送到后臺的終端電腦上,完成最終的信號處理。應用層上可根據實(shí)際的系統需求細分功能模塊,分階段性完成管理系統的功能開(kāi)發(fā)、驗證和導入。例如安全管控系統,當設備出現故障或超出使用范圍時(shí),設備可實(shí)現預警功能,提示信息將第一時(shí)間經(jīng)由網(wǎng)絡(luò )傳送給醫護人員,確保設備的安全使用。設備使用率及維護管理系統,方便的將設備使用、維護記錄上傳到數據平臺,科學(xué)的評估和管理設備的使用情況[2]。 

3.2無(wú)線(xiàn)醫療監測系統 

(1)遠程監護和家庭護理。遠程監護和家庭護理設備,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是對被監測對象的生理參數進(jìn)行監測,并在意外發(fā)生時(shí)實(shí)施緊急救助?？墒占梭w生理參數的傳感器,移植到人體內的生活傳感器共同形成的一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),是物聯(lián)網(wǎng)的重要感知和組成部分。此類(lèi)型的代表性產(chǎn)品有很多,常見(jiàn)的有嬰兒監控、老人生命體征家庭監控、帕金森患者的等監控系統。遵循物聯(lián)網(wǎng)的通用三層架構,即感知層,傳輸層和應用層。被監測對象的生理信號或環(huán)境信息(如腦電圖,心電圖,肌電圖,體溫,血壓,人體活動(dòng)加速度信號)通過(guò)傳感器節點(diǎn)獲取,經(jīng)由傳輸層與外部的網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信,終端設備接收、存儲、分析感知數據,執行規定的用戶(hù)程序。傳輸層的鏈接可以是短距離網(wǎng)絡(luò )也可以是遠程網(wǎng)絡(luò )。應用層則包含了數據庫服務(wù)器、醫療事物管理服務(wù)器、各種專(zhuān)用的醫療分析設備、多種移動(dòng)通信終端和醫生[3]。(2)移動(dòng)醫療設備?？纱┐麽t療設備,顧名思義,就是可隨時(shí)隨地的檢測身體指標(血壓監測、血氧飽和度、體溫、心跳、睡眠活動(dòng)等人體生命體征)的產(chǎn)品。它可以方便地幫助人們了解自身的健康狀況,及早的發(fā)現和治療“亞健康”?？纱┐髟O備,因其便攜性和智能性成為監測人體體征的首選,產(chǎn)品種類(lèi)越來(lái)越豐富,市場(chǎng)占有率也逐年增長(cháng)。除了常見(jiàn)的運動(dòng)手環(huán)外,另有專(zhuān)為癲癇病人設計的智能手環(huán),幫助預測癲癇的發(fā)作,并在發(fā)病時(shí)發(fā)出警報;女性智能內衣,通過(guò)溫度傳感器對癌癥做日常檢測;背部治療儀;疼痛緩解儀等。(3)RFID手環(huán)。在過(guò)去的很多年中,醫院門(mén)診系統通常都使用一次性的紙質(zhì)打印手環(huán),上面手寫(xiě)或者打印條碼,顯示病人名字和入院信息,在診斷治療過(guò)程中,通過(guò)掃描手環(huán)上條碼或者人工查看手環(huán)信息進(jìn)行核對。這種傳統的方式不但影響就醫的效率,并且出現失誤的幾率很大。利用RFID手環(huán)可以讓醫護人員減少人員信息核對環(huán)節,同時(shí)以RFID標簽為基礎在檢驗環(huán)節采取自助獲取化驗單,提高了就醫的私隱性和安全性。RFID在住院系統中的應用更幫助醫生借助讀卡器查詢(xún)患者的檢查進(jìn)度,對比患者的病情變化,有效的進(jìn)行會(huì )診和擬定治療方案。此外,RFID手環(huán)在院前急救、醫療跟蹤等領(lǐng)域,也被廣泛應用。 

4結語(yǔ) 

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用可以有效的減少醫療機構的運營(yíng)成本,提高運行效率。物聯(lián)網(wǎng)結構簡(jiǎn)單,維護方便,軟、硬件均不復雜,不會(huì )帶來(lái)額外的負擔,且易于應用。但其發(fā)展任需面臨和解決幾個(gè)方面問(wèn)題:(1)信息完全與隱私的問(wèn)題:移動(dòng)無(wú)線(xiàn)、wifi是否會(huì )被入侵,患者的信息是否會(huì )被泄露,個(gè)人的隱私資料該如何被保護。(2)數據標準化:不同技術(shù)、不同原理的傳感器是否會(huì )造成同一生理指標的不同測量數值,如果沒(méi)有統一的行業(yè)標準,數據的測量是否出現較大的誤差等。雖然這些不利于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫療領(lǐng)域的發(fā)展,但是我們應該看到,物聯(lián)網(wǎng)被越來(lái)越多的人認可。物聯(lián)網(wǎng)在醫療領(lǐng)域的應用前景是不可限量的,物聯(lián)網(wǎng)與傳統醫療的結合為人類(lèi)提供更安全、更有效的醫療衛生服務(wù),迎來(lái)惠及全社會(huì )的“智慧醫療”;“智慧醫療”也進(jìn)一步推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。 

物聯(lián)網(wǎng)數據的特點(diǎn)、市場(chǎng)發(fā)展現狀與前景

現在，我們的冰箱可以告訴我們牛奶不多了，我們的門(mén)鈴可以記錄我們的訪(fǎng)客，我們的音箱系統也可以“意外”地在網(wǎng)上訂購玩具，而這些在十年前似乎是不可想象的。然而，我們現在正處于物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，在這里，這些設備已經(jīng)普及開(kāi)來(lái)，并且幾乎無(wú)處不在。 

物聯(lián)網(wǎng)通常是指將網(wǎng)絡(luò )添加到以前未啟用網(wǎng)絡(luò )的日常物品或設備。正如物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )始企業(yè)Nest的創(chuàng )始人Tony Fadell評論的那樣，物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)標志是在“不受歡迎”的，有時(shí)又很“實(shí)用”的設備上工作（比如煙霧探測器、門(mén)鈴和其他傳感器），并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接添加前所未有的功能。 

雖然消費者物聯(lián)網(wǎng)因智能音箱、電視和家用電器的普及而備受關(guān)注，但隨著(zhù)企業(yè)利用網(wǎng)絡(luò )跟蹤昂貴資產(chǎn)并優(yōu)化物流和制造，物聯(lián)網(wǎng)也已經(jīng)進(jìn)入了廣泛的企業(yè)中。 

物聯(lián)網(wǎng)在設備數量、產(chǎn)生收入和產(chǎn)生數據方面的增長(cháng)令人震驚，但大多數預測都預計增長(cháng)還會(huì )加速。預計2020年連網(wǎng)設備的數量將增長(cháng)至500億臺，預計到2025年，物聯(lián)網(wǎng)銷(xiāo)售的年收入將達到1.6萬(wàn)億美元以上。 

但或許最值得注意的是，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數據量預計到2020年將達到4.4 ZB，而2013年僅為0.1 ZB。

在深入研究數據之前，值得花一點(diǎn)時(shí)間闡明我們認為哪些是物聯(lián)網(wǎng)設備，以及哪些不是。在本文中，我們采用的定義是，即傳統上不連接到網(wǎng)絡(luò )的設備（“啞”設備），但現在已連接到網(wǎng)絡(luò )，從而啟用了一組新的應用。 

例如，即使智能手機和電腦支持互聯(lián)網(wǎng)，我們也不認為它們是物聯(lián)網(wǎng)設備，因為它們“傳統上”就是這樣。另一方面，在本文中，支持互聯(lián)網(wǎng)的烤箱將被視為物聯(lián)網(wǎng)設備，因為該設備通常沒(méi)有連接互聯(lián)網(wǎng)。 

考慮到這個(gè)定義，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的增長(cháng)速度到底有多快？任何市場(chǎng)預測機構都有許多相互競爭的統計數據和預測，但所有這些數據和預測都表明增長(cháng)速度非?？?，甚至可能加速。 

根據寬帶和電視提供商行業(yè)協(xié)會(huì )（NCTA）的數據顯示，到2020年，連網(wǎng)設備的安裝數量預計將增長(cháng)到500億臺以上，比2012年增長(cháng)近500%。 

幾乎每一個(gè)市場(chǎng)預測都顯示，該行業(yè)在未來(lái)十年將增長(cháng)到萬(wàn)億美元以上。市場(chǎng)研究企業(yè)IoT Analytics的一個(gè)更保守的估計認為，到2025年，這個(gè)行業(yè)將增長(cháng)到1.6萬(wàn)億美元。 

如果到2025年的1.6萬(wàn)億美元收入似乎是一個(gè)激進(jìn)的預測，那么請記住，到那一年，麥肯錫估計市場(chǎng)將達到6.1萬(wàn)億美元，IDC估計7.1萬(wàn)億美元，思科估計14.4萬(wàn)億美元。 

一個(gè)市場(chǎng)如何在十年內從相對較小的產(chǎn)業(yè)發(fā)展到幾萬(wàn)億美元的大產(chǎn)業(yè)？鑒于物聯(lián)網(wǎng)的目標是用網(wǎng)絡(luò )替代品取代經(jīng)濟中的每一項資產(chǎn)，該行業(yè)正在瞄準一個(gè)非常龐大的市場(chǎng)。 

消費者與企業(yè) 

物聯(lián)網(wǎng)不僅是一個(gè)非常龐大的市場(chǎng)，而且還面向消費者和企業(yè)設備和應用。雖然消費者物聯(lián)網(wǎng)設備經(jīng)常受到大眾媒體的關(guān)注，但企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有潛力改變經(jīng)濟中幾乎所有行業(yè)的運營(yíng)。 

在消費者方面，什么是最受歡迎的物聯(lián)網(wǎng)設備？市場(chǎng)研究企業(yè)Walker Sands的一份報告顯示了2017年美國家庭中各種連網(wǎng)設備的擁有量。雖然智能手機和平板電腦嚴格意義不算是“物聯(lián)網(wǎng)”設備，但它們也包含在下表中以供參考。 

雖然不像智能手機和平板電腦那樣受歡迎，但在美國超過(guò)20％的家庭中都可以找到流媒體設備、家庭自動(dòng)化和智能音箱等最受歡迎的物聯(lián)網(wǎng)設備。 

讓預測物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規模變得困難的部分原因是，其中一些類(lèi)別正以驚人的速度增長(cháng)。以智能音箱為例，幾年前幾乎不存在的一個(gè)類(lèi)別可能在2018年售出了5600萬(wàn)臺，比2016年的銷(xiāo)量增長(cháng)了八倍，這是因為科技巨頭亞馬遜、谷歌和蘋(píng)果已經(jīng)進(jìn)入了這個(gè)巨大的類(lèi)別。 

智能音箱可能會(huì )成為一個(gè)異?？焖僭鲩L(cháng)的類(lèi)別，但它并不是唯一一個(gè)。例如，電視在不到十年的時(shí)間里已經(jīng)從“啞”屏幕發(fā)展到可以通過(guò)直接功能或流媒體設備播放網(wǎng)絡(luò )視頻的顯示器。而且有充分理由相信，在未來(lái)，幾乎所有可以連接到互聯(lián)網(wǎng)的消費者設備都會(huì )如此。 

在企業(yè)中，物聯(lián)網(wǎng)提高效率的承諾，是物聯(lián)網(wǎng)在未來(lái)十年可能成為數萬(wàn)億美元產(chǎn)業(yè)的預測基礎之一。三十年前，了解您的資產(chǎn)在哪里，它們在做什么，錯在哪里，這些都是成本高昂的問(wèn)題。如今，鑒于低成本傳感器和網(wǎng)絡(luò )連接的激增，這種問(wèn)題答案已經(jīng)司空見(jiàn)慣。 

企業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)有三種主要使用情形： 

▲監控和診斷：通過(guò)實(shí)時(shí)監控和診斷提高機器可用性。 

▲預測性維護：實(shí)時(shí)獲取通知并診斷警報和異常，以加速問(wèn)題響應，而不會(huì )影響生產(chǎn)。 

▲工業(yè)安全：在設備出現故障之前，找出問(wèn)題的根源，避免代價(jià)高昂的停機時(shí)間。 

除了個(gè)別企業(yè)接受物聯(lián)網(wǎng)之外，我們還看到以物聯(lián)網(wǎng)為核心的大規模工業(yè)項目。研究企業(yè)IoT Analytics匯編了一份由1600個(gè)已知工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目組成的列表，并根據這些列表對它們進(jìn)行了分類(lèi)： 

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的最大類(lèi)別是智慧城市，它通常涉及交通監控、停車(chē)管理和其他應用項目，這些項目可以讓政府分析其城市的運作情況。排在前三位的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)使用案例是連網(wǎng)工業(yè)（非工廠(chǎng)環(huán)境中的物聯(lián)網(wǎng)設備，如采礦作業(yè)）和連網(wǎng)建筑（通常使用監控來(lái)提高建筑能源使用效率）。 

數據來(lái)了 

無(wú)論是面向消費者、企業(yè)還是工業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)設備本身都會(huì )產(chǎn)生大量數據。正如預期的那樣，考慮到物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的急劇增長(cháng)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數據量將是巨大的。 

IDC表示，物聯(lián)網(wǎng)設備產(chǎn)生的數據目前正從2013年的0.1 ZB增長(cháng)到2020年的4.4 ZB。 

根據這一估計，物聯(lián)網(wǎng)設備生成的數據在短短七年內增長(cháng)了近50倍，這給負責管理這些數據的企業(yè)帶來(lái)了巨大的挑戰。 

物聯(lián)網(wǎng)執行官Steve Wilkes強調了企業(yè)因物聯(lián)網(wǎng)數據爆炸而面臨的三個(gè)主要問(wèn)題： 

▲數據集成：將新創(chuàng )建的物聯(lián)網(wǎng)數據與其他企業(yè)數據源(如日志文件、消息提示和事務(wù)數據)結合使用。 

▲數據管理：目前，全球沒(méi)有足夠的存儲空間來(lái)滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)設備未來(lái)的預期數據存儲需求。創(chuàng )建一個(gè)數據管理流程來(lái)決定存儲什么數據以及如何訪(fǎng)問(wèn)數據進(jìn)行分析，這將為這些企業(yè)帶來(lái)重大決策。 

▲數據安全：物聯(lián)網(wǎng)設備可以捕獲消費者的高度個(gè)人數據和企業(yè)的高度專(zhuān)有數據。正如過(guò)去十年黑客行為所證明的那樣——只要有數據，肯定會(huì )有人試圖竊取這些數據。

結論 

所有人都認為，物聯(lián)網(wǎng)的增長(cháng)將是指數級的，同時(shí)，預計在十年內物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將從幾千億美元增長(cháng)到一萬(wàn)億美元以上。像智能音箱這樣一個(gè)類(lèi)別，幾年前還是一個(gè)小市場(chǎng)，現在在世界各地的家庭中隨處可見(jiàn)。隨著(zhù)企業(yè)投資于資產(chǎn)管理，未來(lái)這些資產(chǎn)將越來(lái)越具備監控、維護和優(yōu)化目的的網(wǎng)絡(luò )功能。 

物聯(lián)網(wǎng)革命就在這里，而且它只會(huì )變得越來(lái)越大。這意味著(zhù)所有這些連網(wǎng)設備都有一個(gè)巨大的副產(chǎn)品，那就是數據。創(chuàng )建和部署物聯(lián)網(wǎng)設備的企業(yè)將越來(lái)越多地發(fā)現他們不僅在思考如何使用物聯(lián)網(wǎng)設備，而且還在思考如何處理數據以及如何保護數據免受威脅。