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医疗保健中的物联网应用及远程医疗服务

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:M2M在医疗保健上的应用,将会带动医疗设备的微型化和网络化,同时促进医疗模式向预防为主的方向发展。4)远程医疗业务提供方。

医疗保健中的物联网应用及远程医疗服务

1.医疗保健M2M应用概述

改革开放以来,中国在基础建设方面取得了重大飞跃,人均居住面积、交通运输条件及通信传输网络等都得到了有效改善和显著提高。有权威机构的调查报告显示,参照国际社会的发展规律,伴随生活质量的不断提高,今后十年内,社会及公众的发展需求将由基础设施建设向更高层次的消费及服务转移。其中,需求最为突出的几个方面当首推医疗条件、健康投入及教育水平等。选择利用无线通信技术提高和改善医疗条件。

除了医疗技术及医疗体制的种种制约,落后的医用通信手段也大大制约了医院、医生和各种先进医用设备的作用时间和空间,大医院之拥挤、医疗资源之缺乏及一系列问题已引起全社会的广泛关注。随着我国人口老龄化问题的日益严重,家庭医疗监护将成为普遍的社会需求。在患者和医院及医疗工作人员之间建立高速信息网络,是以改善医用通信条件为手段解决上述问题的有效可行的重要方法之一。

用传感技术和现代通信技术将病人的监护范围从医院内扩展到通信网络可以到达的任何地方,从而实现病人与诊所、诊所与医院或医院间医疗信息的传送。医生可通过网络全程监护患者的病程(包括突发病变),并给予他们必要的指导和及时处理,而患者则通过网络在家里、公共场所或社区医院得到救治和指导。远程监护提供一种通过对被监护者生理参数进行连续监测研究远地对象生理功能的方法,缩短了医生和病人之间的距离。医生可以根据这些远地传来的生理信息为患者提供及时的医疗服务。远程监护系统不仅能提高老人的生活质量,而且能够及时捕捉老人的发病先兆,结合重要生理参数的远程监护,可以提高老年人的家庭护理水平。这对于患者获得高水平的医疗服务及在紧急情况时的急救支援,具有重要意义。

远程监护系统是顺应信息社会发展和人们对医疗保健的需求而产生和发展起来的。随着信息技术的不断发展,其形式将更加多样,无线、移动和传感技术融合而成的微型化无线智能传感网络必将为远程监护系统的发展带来新的突破。无线医疗具有实时、移动、价廉、人性化和可推广等特点,拥有巨大的潜在市场需求,能够给科研开发、产业增长、企业发展带来巨大的空间。

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图4-19 通用医疗监护系统

2.医疗保健M2M应用方案

无线传感器网络技术、短距离通信技术(IEEE 802.11a/b/g、ZigBee、Wi-Fi)、蜂窝移动通信网(GPRS、CDMA、3G)、互联网技术等先进通信技术的发展,为实现基于M2M的医疗保健应用方案提供了坚实的技术基础。M2M在医疗保健上的应用,将会带动医疗设备的微型化和网络化,同时促进医疗模式向预防为主的方向发展。

通用医疗监护系统如图4-19所示,描述了一种可扩展的多层次网络式远程医疗监护系统结构。系统由监护终端设备和无线专用传感器节点构成了一个微型监护网络。医疗传感器节点用来测量各种人体生理指标,如体温血压血糖、血氧、心电、脑电、脉搏等,传感器还可以对某些医疗设备的状况或者治疗过程情况进行动态监测。传感器节点将采集到的数据,通过无线通信方式将数据发送至监护终端设备;再由监护终端上的通信装置将数据传输至服务器终端设备上,如通过互联网可以将数据传输至远程医疗监护中心,由专业医护人员对数据进行观察,提供必要的咨询服务和医疗指导,实现远程医疗。

一个完整的远程医疗监护M2M系统可以具体分为如下几部分:

1)传感器部分,负责对病人生理参数,如心电、心跳、呼吸、脉搏等进行采集。

2)传输网络部分,是传输数据的通道,包括数据在传感器和个人终端间的传输通道、个人终端和服务器间的传输通道。

3)远程医疗业务平台。

4)远程医疗业务提供方。

远程医疗监护M2M系统应该具有如下特点:

1)实时采集传输,实时采集病人的心电、呼吸、体温、心率等医用信息,传输和存储到数据库

2)实时监控报警,实时数据自动分析和预警,为预防和治疗提供参考,紧急情况及时转递远程医疗中心,并通知病人家属和主治医生,为突发事件赢得宝贵的抢救时间。

3)无线数据传输,提供可选的多种无线通信方式,为病人提供24小时连续的生理信息的监护,患者可以自由移动。

4)实时诊断分析,医护人员可以实时调取病人医疗数据,结合电子病历,对病情做出分析和诊断,医生的指令可以发回到监护仪,指导治疗和救助。

5)紧急求助服务,病人主动请求定位最近的医护人员为患者提供及时的救助服务。

6)辅助医疗管理,提供辅助的医疗管理手段,记录病人请求、医护人员提供服务的相关工作记录。

7)根据不同应用场景的需求,可以对传感器节点进行不同设置并采用不同覆盖范围的网络技术,逐级形成家庭社区医疗监护网络、医院监护网络,乃至整个城市和全国的医疗监护网络。

3.应用模式

医疗保健M2M应用方案主要可以根据应用场景和功能的不同划分为两种模式,分别是家庭社区远程医疗监护系统和医院临床无线医疗监护系统。

(1)家庭社区远程医疗监护系统(www.xing528.com)

家庭社区远程医疗监护系统以前期预防为主要目的,对患有心血管等慢性疾病的病人在家庭、社区医院等环境中进行身体健康参数的实时监测,远程医生随时可对病人进行指导,发现异常时进行及时的医疗监护。这样一方面充分利用了大型专科医院稀缺的医疗资源,同时又在保证个人的生命安全的基础上,为病人就医提供了便利。

一个适用于家庭社区环境的典型远程医疗监护M2M系统分为如下几部分:

1)用户便携终端,包括客户端,一般为PC、便携式计算机、PDA甚至手机等,具有采集、存储、显示、传输、预处理、报警等功能,其中PDA和手机是目前最有发展潜力的个人终端。

2)服务器端,为设于医院监护中心或家庭护理专家处的专业服务器,可提供详细的疾病诊断及分析,并提供专业医疗指导,反馈最佳医疗措施。

3)网络部分。

便携终端负责数据采集、本地监测、病人定位和数据发送。其工作方式可以是无线或有线的,电源方式为有线或电池供电。医院终端由信息采集服务器、数据库服务器及监控管理终端等组成。一台信息采集服务器,负责接收远程发来的心电数据和位置数据,实现对病人的远程监控,同时以WEB服务的标准格式为医生提供一个历史数据检索、查看和诊断的平台。医生在医生工作站和医生终端上通过标准的浏览器即可实现对病人数据的实时访问。

网络各部分通过移动网络与其他网络互联,移动网络起到了枢纽和控制的功能。其中,用户便携终端包含了常见的传感器,主要用于测量身体参数和室内外环境,如体重、人体和环境温度等参数,并自动通过无线网络上传到终端,实现参数的实时监测。另外,家庭社区主要针对慢性疾病进行监护,个人监护设备不应对病人的日常生活进行限制,因此要求有很好的便携性。

家庭社区远程医疗监护系统通过现有的通信技术,在家庭环境中对人体和环境参数进行综合测量,从而实现护理和保健的统一,如图4-20所示。

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图4-20 家庭远程医疗监护系统

(2)医院临床无线医疗监护系统

医院临床无线监护系统在医院范围内利用各种传感器对病人的各项生理指标进行监护、监测。系统可以采用先进的传感器技术和无线通信技术,替代固定监护设备的复杂电缆连接,摆脱传统设备体积大、功耗大、不便于携带等缺陷,使得患者能够在不被限制移动的情况下接受监护,满足当今实时、连续、长时间检测病人生命参数的医疗监护需求。

在该应用模式下,系统仍旧可以沿用通用的远程医疗系统模型,利用无线数据传输的方式,传递医疗传感器与监护控制仪器之间的信息,减少监护设备与医疗传感器之间的联系,使得被监护人能够拥有较多的活动空间,并获得准确的测量指标,满足病人的日常生活需要。同时,在医院病房内建立无线检测网络,很多项测试可以在病床上完成,极大地方便了病人就诊过程,并加强医院的信息化管理和工作效率。

系统需要同时支持床旁重患监护和移动病患监护。系统可分为如下几部分:

1)生理数据采集终端,具有采集、存储、显示、传输、预处理、报警等功能,根据病人病情的需要,可分为固定型和移动型终端两种。

2)病房监护终端,作为病房内数据采集的中心控制和接入节点,收集病人的生理数据,支持本地监测,同时将数据发送至远程服务器端。

3)远程服务器端为设于医院监护中心的专业服务器,可提供详细的疾病诊断及分析,并提供专业医疗指导,反馈最佳医疗措施。

4)网络部分。

生理数据采集终端和病房监护终端构成病房范围内的数据采集传输网络,可根据移动性的需求,采用无线或有线的方式进行连接,实现病房内多用户数据采集和病人定位,同时也方便医生和护士在病房内对病人的情况进行检查和监测。医院终端由信息采集服务器、数据库服务器及监控管理终端等组成。一台信息采集服务器,负责接收远程发来的心电数据和位置数据,实现对病人的远程监控,同时以WEB服务的标准格式为医生提供一个历史数据检索、查看和诊断的平台。医生在医生工作站和医生终端上通过标准的浏览器即可实现对病人数据的实时访问。

4.应用前景

由于无线监测系统技术的先进性、应用模式的独特性,将给医疗服务带来巨大的变化,临床无线监护和个人远程监护将成为最先实现的应用模式。无线远程医疗系统的适用范围很广,包括远程急救、远程心脏病学、远程放射学、远程心理学、远程监护(包括偏远地区的医疗中心、家庭监护及远程或孤立点的个人监护)。监护的信号包括生物信号如ECG、血压、温度、SpO2、CO2、医学图像或视频信号、电子病历及音频信号等。

在医院临床无线监护应用模式中,系统可用于各种心律失常、缺血性心脏病、传导障碍、各科病人的手术中监护和手术后观察等各项监测,提供实时无线的监测手段,为医疗安全提供新的保障、缓解ICU的资源紧张;系统也可用于危重症患者的长、短途转运过程中的监护。另外,对心律失常患者在院外观察药物疗效及病情监测也具有临床意义。

在个人远程监护应用模式中,系统可预防和减少某些病恶性事件发生,它对几类人群具有重要意义:一是对亚健康人群的心脏日常监护和保健护理具有积极作用,是日常工作繁忙、工作高度紧张、精神压力较大、缺少运动的各界人士自我监护的理想工具;二是有助于疾病患者的长期病情监测;三是随时及频繁就医有困难的患者和中老年患者;四是从事特殊行业并患有心律失常且伴有临床症状的人群。

当无线远程医疗系统发展成为一个成熟的医疗产品时,传统的医疗模式将被打破,一种全新的基于互联网的医疗监护体系将会形成——它以医院为核心,面向社区、家庭与个人,通过互联网联系组成一个有机整体,保证人们无论在医院内、院外甚至偏远地区均能得到及时、有效、专业的医疗诊断和治疗,从而大大提高医疗水平,使人们的生活质量越来越好。

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