智能医疗场景及需求分析v1

智能医疗应⽤场景及需求分析

中国信息通信研究院技术与标准研究所杜加懂

摘要：随着物联⽹快速发展以及中国医改的推进，智能医疗正⽇益⾛近寻常百姓的⽣活。智能医疗不但对医疗信息化起到积极的推动作⽤，⽽且还为个⼈的健康管理提供了有效的⼿段，智能医疗⽬前已成为国家给予重点⽀持的⾏业。关键字：智能医疗、物联⽹

Abstract: With the rapid development of the Internet of Things and the Chinese medical reform,Intelligent medical is appliedin lives of people. Intelligent medical not only plays a positive role in medical information promotion, but also provides aneffective means of personal health management.Intelligent medical has become a pillar industry of China which will besupported in the future.

Key words: Intelligent medical Internet of things1智能医疗定义

智能医疗是利⽤先进的⽹络、通信、计算机以及数字技术，实现医疗信息的智能化采集、转换、存储、传输和后处理，及各项医疗业务流程的数字化运作，实现患者与医务⼈员、医疗机构、医疗设备之间的互动，逐步达到医疗信息化。智能医疗不仅仅是数字化医疗设备的简单集合，是把当代计算机技术、通信及信息处理技术应⽤于整个医疗过程的⼀种新型的现代化医疗⽅式。

智能医疗不但能提⾼医院及医疗⼈员的⼯作效率，减少⼯作中的差错，还可以通过远程医疗、远程会诊等⽅式来解决医疗资源区域分配不均等问题。2智能医疗场景分析

现在智能医疗的应⽤⼗分⼴泛，形式也多种多样，从应⽤的空间覆盖范围以及所使⽤的⽆线技术有所不同可以将智能医疗的应⽤场景分为院内和院外两⼤业务场景；

2.1院内业务场景

院内业务场景主要实现医院内部信息化，通过⽆线及有线通信技术实现对医院物品的智能化管理和医疗流程信息化操作，减少操作误差，提⾼⼯作效率，主要使⽤zigbee、传感器⽹络、WLAN等⽆线技术。从主要的应⽤来看，主要分为以下三类。1)对医院资产、药品等进⾏管理药品管理

智能医疗在药品管理⽅⾯主要分为药品分发、药房摆药和药品监控。

在药品分发⽅⾯，护⼠⾸先对患者的腕式标签进⾏扫描，通过⽆线⽹络，护⼠⼿持设备可以从后台服务器系统直接获得应给患者发放的药品信息，在确认护⼠⼿持设备中的个⼈信息与患者⼀致后，利⽤⼿持设备先对药品的条形码进⾏扫描，然后将药品发给患者，同时⼿持设备会利⽤⽆线⽹络将已分发信息传输给后台管理中⼼系统备份。

药房摆药是指根据医⽣所开处⽅中的药品信息在药带上打印的患者信息，利⽤⾃动包装机⾃动将药品装⼊袋中封闭，从⽽达到摆药的⾃动化。

药品监控是指实现对药品的全程实时监控。药品从科研、⽣产、流通到使⽤整个过程中，利⽤RFID标签等技术进⾏全⽅位的监控。

⾃动摆药●医疗垃圾管理

医疗垃圾管理是指医院借助于RFID等⽆线技术建⽴可追踪的医疗垃圾追踪系统，实现对医院内部产⽣的对⼈或动物及环境具有物理、化学或⽣物感染性伤害的医⽤废弃物品和垃圾的运输、处理等过程的管理。●医疗设备、器械等管理

通过⾃动识别、⽆线传输技术与相关应⽤相结合的⽅式对医疗设备的购置、使⽤、维修、报废、效益分析等各个⽅⾯进⾏全⽅位、全周期的有效的管理。同时智能医疗也对医疗器械进⾏有效的管理，在医疗器械包打包制作、消毒、存储、发放、使⽤以及回收过程，使⽤电⼦标签进⾏唯⼀标识及跟踪管理。2)实现医疗办公信息化●移动医⽣⼯作站

移动医⽣⼯作站通过WLAN等⽆线⼿段与医院信息系统相连，将病⼈的信息从医⽣的办公室带到了病⼈床旁，医⽣可以通过此移动⼯作站查看患者的电⼦病历，清楚了解该患者⼊院时的病症、病情危急程度，之前曾经做过的相关治疗情况以及最近所做的检查和相关治疗、⽤药等信息，及时帮助医⽣把握病⼈的病情并做好下⼀步医嘱调⽅等⼯作。●移动护⼠⼯作站

护⼠⽤移动⼿持终端在病⼈床旁对病⼈各项护理信息进⾏采集和记录。数据⾃动存贮到后台数据库，完成各项⽣命体征的记录，⾃动⽣成趋势图。医⽣下达

医嘱后，信息会⾃动转移到护⼠⼿持终端上，可现实信息提⽰，护⼠可在院内⽆线⽹络覆盖范围内任何区域利⽤护⼠⼯作站进⾏数据读取、查询、查对与执⾏。

移动护⼠⼯作站●远程查房

远程查房是指通过在病房内安装的⾼清摄像头及对病⼈⾝体状况进⾏检测的传感器设备，利⽤院内的⽆线或有线⽹络实现对病⼈的远程观测和查房。●远程会诊

远程会诊利⽤电⼦邮件、⽹站、信件、电话、传真等现代化通信⼯具，为患者完成病历分析、病情诊断，进⼀步确定治疗⽅案的治疗⽅式。远程会诊可以采⽤实时和⾮实时两种⽅式，实时远程会诊是通过视频系统实现异地患者或医⽣与专家之间的实时咨询服务；⾮实时远程会诊是指患者或医⽣通过邮件、传真等⽅式将病⼈相关检查信息发送给专家，专家通过分析诊断后反馈相应治疗建议。●远程监护

通过医院内部的⽆线及有线通信⽹络，医院的监测中⼼可以从各种患者携带的监测终端获取病⼈的体征数据，以达到对患者的病情进⾏实时监测，进⽽及时的调整治疗措施，同时监测数据也可以通过⽆线技术将测量数据传送给患者，使患者对⾃⼰的⾝体状况能够及时的了解。3)远程教育●医疗⽰教

在医疗⽰教中，学⽣通过远端会议视频系统或PC，随时随地的实时观看医疗教学。⽽演⽰者通过佩戴⽆线IP电话，可以随时、⾃由、清晰地与学⽣通话，并随时解答学⽣的提问。继续医学教育

继续医学教育是指完成基础医学教育和毕业后医学教育之后进⾏的在职进修教育。其⽬的旨在使在职卫⽣⼈员不断学习同本专业有关的新知识、新技术，跟上医学科学的发展。继续医学教育可以采⽤现场会议和⽹络转播两种⽅式，参加者可以利⽤移动终端进⾏观看并进⾏互动。2.2院外业务场景

院外业务主要利⽤医疗传感器等医疗检测设备对患者⾝体状况进⾏监测，并通过移动⽹、⽆线局域⽹等⽆线⽹络将数据传递到医院或医⽣⼿中，医⽣根据此监测数据及时了解患者的⾝体状况，指导患者进⾏治疗并调整相应的治疗⽅案。医院外的医疗业务主要有以下应⽤：1.家居⽼⼈监测

家居⽼⼈监测是将⽼⼈随⾝携带的医疗传感器采集到的各种数据通过⽆线⽹络传送到医院或第三⽅的应⽤系统，这样就能及时了解到⽼⼈的⾝体状况，当监测到⽼⼈⾝体发⽣紧急状况，如⼼脏病突发、⽼⼈摔倒等，医⽣可以通过远程诊疗等⼿段及时开

展紧急救助并能及时通知家⼈。2.院前急救

院前急救是通过在救护车上加装⽆线传送设备，将患者的⼼率、脉搏、⾎压、脑电等⽣命体征数据，特别是有效的⼼电图、脑电图实时波形传送到急救中⼼，医院或急救中⼼的医⽣可以利⽤传送来的医疗数据，及时并准确的了解患者的病情，节约与受伤现场医护⼈员进⾏患者交接的时间。3.慢性病管理

慢性病管理是利⽤各种体征传感器对慢性病患者的⽣命体征情况进⾏监测，并通过⽆线⽹络技术将监测到的数据及时发送给医院或第三⽅服务平台，这样可为医⽣的远程诊疗提供⽀持，同时也可让患者了解⾃⼰的健康状况，以期获得及时治疗。4.远程术后康复跟踪

远程术后康复跟踪是指对在家中进⾏术后康复的患者进⾏实时的⽣命体征监测，医⽣根据监测的数据，及时调整治疗⽅案，并能通过远程诊断，远程医药

服务等⼿段给患者提供及时的医疗服务，使患者能够尽快的恢复健康。5.个⼈健康管理

个⼈健康管理是指利⽤医疗传感器监测个⼈的健康状况，并通过⽆线⽹络传递到后台应⽤系统，医⽣和第三⽅医疗服务提供者及个⼈可以通过这些医疗数据来了解⾝体的健康状况，做到疾病的及时发现，并在医⽣或者第三⽅医疗服务的指导下，进⾏⾃⾝的健康管理。3智能医疗需求分析3.1医疗业务特征分析1.医疗数据具有⾼敏感性

医疗数据中主要包含两⼤类信息：患者信息及医药信息。这两类信息中包含了⼤量的敏感数据和个⼈隐私信息，需要对其采取有效的保护⼿段，以保护⽤户隐私的安全。医疗数据的敏感信息如下:

●患者信息：包括患者及家属的个⼈信息、⾝份证号、家庭住址、联系⽅式、家族病史、既往病史等；●医药信息：包括各种化验检查信息、电⼦处⽅信息以及相关管理信息数据等；

这些医疗敏感数据信息在医院的HIS系统、医⽣⼯作站、护⼠⼯作站、各医疗科室、移动临床应⽤和收费处等终端上都会存储或使⽤这些数据，因此要保障这些敏感数据在存储、传输、使⽤过程中的安全。2.业务种类繁多，信息访问需控制；

现在医疗业务种类繁多，如外科、内科、⾎液科、⾻科等，不同的医疗业务需要患者不同的信息，如内科，需要患者的⾎检信息、尿检信息等，⽽⾻科则需要⽤户的X光⽚信息等。医院内部关于患者的各种信息都上传并存储保存在医院内部系统中，如果不对系统的访问权限进⾏设置，不同业务科的医⽣、护⼠或其他医院内部⼈员都可以访问此系统获取关于患者的所有信息，如患者个⼈信息、⾎检信息、各种化验信息、既往病史信息等；会存在患者信息访问的多样性、随机性以及访问权限的⽆差别性，造成患者个⼈信息以及医疗相关信息泄露的风险。3.医院电磁环境复杂、⼲扰较多

医院内部有各种先进医疗设备，如磁共振成像(MRI)、⼆维图像彩⾊B超仪、

全⾝螺旋CT扫描仪、全⾃动⽣化仪、采⽤电磁波技术的碎⽯机、⾼频电⼑、多功能微波治疗仪等，这些设备产⽣的电磁辐射使医院的电磁环境越来越复杂。

同时随着信息技术的快速发展，医院正逐步实现⽆纸化、⽆胶⽚化和⽆线化，随着⽆线局域⽹及Zigbee等⽆线技术逐步在医院内部使⽤，其⾯临的⽆线技术之间，以及⽆线与医疗设备之间的相关⼲扰问题也逐步提上⽇程。4.业务监测的长期性

由于医疗业务的特殊性，许多病⼈或患者需要进⾏长期的监测，才能准确的确定病情并进⾏相应的治疗，如2型糖尿病就是⼀种进展性疾病，需要长期控制并不断的对治疗进⾏调整，这就需要对患者进⾏长期不间断的⾎糖监测，否则将会导致⾎糖⽆法控制，严重时可能导致各种并发症，如重症监测，也需要长时间随时的了解病⼈的⾝体状况，以便在紧急时刻采取必要的医疗⼿段来对病⼈进⾏相关的治疗。

5.远程健康管理等业务需长时间随⾝携带监测设备

远程健康管理等医疗业务就是借助随⾝携带的医疗传感设备，对⾝体的各项指标随时进⾏监控检测，检测结果会通过⽆线⽹络传送到医院或者第三⽅医疗服务提供商，医院及第三⽅医疗提供商会根据检测结果给予分析、评估、提醒和建议，并建⽴相应的健康档案。由于有些远程医疗业务（如慢性病监测）需要长时间采集⾝体的体征数据，因此需要将监测设备长时间随时携带在⾝上，这时不但要保障监测设备能够长时间使⽤也要最⼤可能的降低监测设备对⼈体的辐射。6.医疗应⽤逐年增多，测量的信息呈增长趋势

随着智能医疗发展以及监控终端的⼤规模使⽤，未来的医疗应⽤数量以及对⼈体健康数据的测量项⽬将会越来越多。同时为了准确的对疾病或监控者的⾝体健康状态进⾏监测和确认，需要对多项体征数据进⾏测量以全⽅⾯的了解被监测者当前的⾝体状态。如对⼼脏病⼈的监测，不但要对病⼈的⼼电进⾏测量，还需要对脉搏等其他体征进⾏测量。7.医疗终端类型多样、且数量巨⼤

随着⽹络技术和电⼦技术的发展，⼀些具有新型特点的医疗终端被普遍使⽤，如数字化辅助医疗终端，可实现辅助诊断、⽣物传感诊断、机器⼈器械辅助诊断等功能；移动医疗终端实现了医疗数据的远程传输；家庭、社区医疗终端使家庭⾃我监护和诊断成为了现实。

随着医疗信息化程度的不断提⾼，医疗终端设备种类⽇趋丰富、数量飞速增长，并向着移动化、⼩型化、⽹络化、接⼝开放化的⽅向快速发展。

8.多种⽆线技术协同实现医疗信息采集和传输

⽆线物联⽹技术被⼴泛应⽤于外科⼿术、病房监测、家庭护理等医疗业务中，智能医疗结合⽆线⽹络技术，进⼀步提升了医疗诊断流程，提⾼了医疗服务效率和服务质量，提升医疗管理⽔平。

在感知层，通过使⽤RFID、传感器等⽆线设备可以实现对体征医疗数据的感知和采集，并通过近距离⽆线通信技术，如体域⽹、个域⽹、局域⽹等技术传递到⽹关设备，并由其传递到后台服务系统。

在传输层，从⼈体感知或监测的⼈体体征数据，通过⽆线⽹络传递到后台服务系统，可以采⽤蜂窝⽹络（GSM/cdma2000/WCDAM/LTE等）、局域⽹WLAN 等⽆线技术。3.2医疗业务需求分析

1.医疗数据采集、存储、传输安全性

由于医疗业务数据中包含病⼈个⼈信息、病⼈检查信息、既往病史、医院内部管理信息等敏感数据，这些数据在采集、传输、存储过程中容易被不法分⼦⾮法窃取、破坏甚⾄是修改，从⽽造成个⼈隐私及医疗数据泄露，严重时可能造成误诊，从⽽威胁患者的⽣命。因此需要采⽤相关的技术及规定来加强对医疗数据的安全。2.业务具有不同QoS需求

医疗业务具有多样性，不同的业务对时延、传输速率、可靠性及优先级等具有不同的要求。如对于严重疾病患者的监测数据需要实时、可靠上报，⽽对于个⼈健康管理数据传输的实时性则要求不⾼；对于院前急救业务，则要保证极⾼的优先级，保证业务即使在⽹络繁忙的情况下也能正常使⽤。因此考虑医疗数据的敏感性、精确性以及医疗业务对于时延、可靠性、传输速率、优先级等不同的要求，需要对医疗业务进⾏QoS分级，并建⽴医疗QoS保障机制。3.降低设备功耗、延长设备使⽤寿命

现在有些医疗业务基于长时间的监测数据才能做出准确的诊断，因此需要长

时间、实时、不间断的对⼈体体征数据进⾏监测，这就需要被监测者长时间携带医疗设备。因此需要降低医疗设备的功耗，提⾼设备的使⽤寿命。4.海量终端标识，地址问题

随着智能医疗的发展，越来越多的医疗终端连接到⽹络中，根据不同医疗业务的要求，需要辨别不同的终端以及实现对终端进⾏访问，控制，这就需要对终端进⾏标识和寻址，以区分不同的终端并能顺利的访问终端，因此需要对海量医疗终端的地址和标识体系进⾏研究，以保障医疗业务的正常运⾏。5.实现多种⽆线技术⼲扰共存

在⽆线医疗物联⽹中，采⽤多种⽆线技术协同⼯作的⽅式来实现远程医疗业务，由于没有医疗特⽤频段，因此使⽤的近距离⽆线技术多采⽤⼲扰源较多的ISM频段，且医院内部医疗设备较多，电磁环境复杂，因此⽆线医疗物联⽹⾯临严重的⼲扰，需要对⽆线抗⼲扰技术及相关措施进⾏研究。6.降低或消除医疗设备对⼈体的影响

现在医院内部的医疗设备以及随⾝携带医疗设备都会⼀定的电磁辐射，长期处在电磁辐射环境中，将导致⾎液、淋巴液和细胞的改变，导致⽩⾎病；同时还可能诱发癌症并加速⼈体癌细胞的增殖，对⼈体健康产⽣巨⼤的影响。因此需要对医疗设备对⼈体的影响进⾏研究，并对降低电磁辐射的关键技术进⾏研究。7.解决医疗设备与⽆线技术之间的⼲扰问题

随着各种先进医疗设备的引进和使⽤，使得医院内部的电磁环境⼗分复杂；同时由于医院内部信息化程度的提⾼，各种⽆线技术都在医院内部使⽤，这样会造成医疗设备和⽆线设备之间产⽣⼲扰，不但会影响⽆线⽹络的正常使⽤，⽽且还会影响医疗设备的使⽤，可能造成检查结果不准确，严重时可能造成误诊，影响病⼈的⽣命安全。4结束语

随着技术的成熟和⼈们对于健康的进⼀步的关注，智能医疗将迎来⾼速发展期。智能医疗的发展不但能极⼤的推动医疗信息化进程，⽽且还能有效的解决国内医疗资源分布不均等问题，使⼈们享受更好、更便捷的医疗服务。