物联网技术在智慧医院中的应用与设计.docx

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1、智慧医院综合评价指标（2015版）制定了智慧医院评价指标体系总体框架，成为最早指导全国各级医疗机构开展智慧医院建设的基本评价体系，为智慧医院的建设指明了方向。近年，全国医院信息化建设标准与规范（试行）（2018）医院智慧服务分级评估标准体系（试行）（2019）等建设标准和评估体系陆续颁布，为智慧医院的建设提供了更明确的评估方法和更高的建设标准。医疗建筑工程正沿着智慧型医院标准体系加快建设或转型升级。物联网作为近年来的新兴技术之一，由于其高效性、准确性、灵活性、智能性等优势，己在新型智慧医院中得到广泛应用，同时也成为智慧医院评价体系中的重要考核指标。2023年4月20日，由国家发改委首次明确的“

2、新基建”范围，同样也重点强调了物联网技术在信息基础设施建设中的重要性。如何做好物联网系统在智慧医院中的设计与应用、响应国家政策、建设完善的智慧服务信息系统，在智慧医疗、智慧护理、智慧患者、智慧管理、智慧后勤、智慧保障等方面发挥物联网技术优势，使之成为改善患者就医体验、开展全生命周期健康管理的有效工具，已成为当下智慧医院建设的重要研究方向之一。1医院物联网技术简介1. 1物联网的诞生物联网（InternetofThings,IoT）的概念最先由英国科学家Ashton教授提出，是指将无处不在的末端设备和设施（包括“内在智能”的传感器、移动终端、工业与数控系统、智能设施、视频监控系统等）和“外在使能

3、”的（如贴上RFID标签的资产、携带无线终端的个人与车辆等）智能化物件、动物或“智能尘埃”，通过各种有线/无线通讯网络实现互联互通、应用集成等功能，在内网、专网或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现高效、节能、安全、环保的“管、控、营”一体化。1.2医院物联网技术随着物联网技术的发展与成熟，其在医院建筑中得到了广泛的应用。医院物联网主要是将各种与医学服务活动相关的人或物，进行信息的交互、传输、分析和共享。通过感知医学服务对

4、象，采集各类需要的数据并进行分析，实现对医学服务活动的实时动态监控、连续跟踪管理和精准的医疗健康决策。根据使用维度的不同，智慧医院中的物联网应用场景也多种多样，其主要的应用场景见表1所示。智慧医院中物联网技术的主要应用场景表1使用维度主要应用场景业务板块智慧医疗移动查房、移动心电采集等医疗服务智慧护理移动护理、患者体征无线监测、患者体温监控、移动心电遥测、无线输液泵、无线镇痛泵等医疗服务智慧患者无线输液监控、围术期管理、无线护士呼叫、精神病人防走失、老年患者防走失、婴儿防盗、远程视频监护、院内导航等医疗服务智慧管理医疗资产管理、手卫生依从、医疗废弃物管理、无线冷链管理、手术服装管理、手术器械追

5、踪、内窥镜消毒管理等医疗管理智慧后勤智能照明、设备能效管理、运营分析、成本分析等后勤管理智慧保障安防对讲、可视化巡更、应急智慧等安保管理2医院物联网系统应用频谱物联网技术在智慧医院应用中主要使用的几种通讯技术为RFID、ZigBee、Wi-Fi、B1uetooth1oRa、WMTSo不同的物联网应用有着不同的通讯技术和应用频谱，而应用频谱则影响物联网系统架构形式、应用终端的接入方式等。因此，了解物联网系统的应用频谱，仃助理解医院物联网系统的架构形式，对方案设计起到技术支撑作用。医院物联网技术各主要应用场景、工作频谱及通讯技术见表2所示。主要应用场景工作频谱/Hz通讯技术低频房间定位I25KRH

6、D无源腕带13.56M国术期曾理、医疗资产管理、医疗废弃物管理线冷链管理、手术朦装管理、手术I1械追踪内痉镀消毒管理9M时间管理910M医护Rfi身报警、可视逐更、无线入侵报警奥儿防盗系统、病患防走失、手卫生依从性433M1ora.RF1D无线物液泵无线镇痛泵无线帕液监控433M24GIAnI、ZiKBCr患者体征无线监窝移动心电遥测608-6I4M.1395-1400M、1427-1432MWMTS移动护理、移动查房、移动心电果集2.4G,4C5GWiJi、运管商4G/5G患者体温监溜院内导航2.4-2.483（；B1XZigBcr、BIurtCMi1h注:不同厂家的物联网应用终端通讯协议、

7、频谱存在较大差异,*终应以实际设备为准,本表仅供参考从表2中可以看出，智慧医院的应用场景工作频率集中在125k5GHz,其系统的搭建应考虑覆盖以上通讯频率，以满足医院对应用场景的灵活配置需求。J系统架构医院物联网系统架构（即物联网基础平台）的搭建，需要解决的核心问题就是通过系统顶层架构设计与建设，将通讯标准不统一、工作频谱不统一的末端设备及设施进行互联互通，构建统一的物联网运营平台，实现智慧医院人与物”的物联化、互联化、智能化。目前主流的物联网系统架构有3种解决方案，下文笔者对3种方案及其优缺点进行简单的介绍与分析，以便设计过程中可以更有针对性的选择合适的系统架构。3.1 基于专用物联网网络的

8、解决方案通过单独建设一套超宽频室内信号分布系统，同时覆盖多种智慧医院物联网应用的工作频谱和通讯协议，做到多网合一，其系统架构拓扑图医院信息化系统HIS|RISPACS|移动护理/查房|；传统物联网应用PDAIJ心电加测安防对讲II移动推车:!第三方物联网应用娶儿防盗人员/设备定位!生命体征监测无线冷链管理1物联网数据集成平台物联网数据引擎物联网基础平台（支持400X000MHZ.无线通信平台）物联网传感网物联网定位网物联网数据网第三方基站网(WIF1ZigBcc,WMTS、RFID、B1E、NB-IoT技术协议物联网应用终端物联网运维管理平台图1基于专业物联网网络的系统架构示意图该方案最大的优

9、点是简化了网络系统架构，避免了各种应用系统的重复建设，降低了整体运营成本和维护成本，同时采用专用的物联网网络，可保证网络的安全性。但由于需要单独设置一套专用物联网网络，前期投入较高且布线工程量大。3.2 基于互联网无线AP+物联网基站的解决方案利用院区无线内、外网以及物联网基站，搭建基于无线网络的智慧医疗物联网方案，其系统架构拓扑图见图2。该方案利用综合布线网络搭建物联网系统,其优点是布线方式简单、系统接入灵活、建设成本低;但由于很多物联网应用属于后勤管理系统，院区内、外网Wi-Fi无法覆盖全部区域（如车库），且物联网应用的频段种类繁多，因此需要在无Wi-Fi网络区域增加独立的物联网基站，同时

10、要求无线AP具备多个IOT扩展槽以实现多种物联网应用。因此，该方案物联网系统同时利用了院区内网和外网Wi-Fi网络，减少了布线成本的同时，降低了物联网数据的安全性，但大量的物联网基站会提高系统故障率，增加管理和维护成本。图2基于互联网AP+物联网基站的系统架构示意图3.3 基于物联网摄像机的可视化物联网解决方案通过升级传统视频监控系统，将部分摄像机调整为物联网摄像机，结合微基站、定位器等设备，在满足视频监控系统运行的同时，实现智慧医院物联网系统全园区无死角、无盲区覆盖，其系统架构拓扑图见图3。该方案有效利用传统监控系统闲置的接入带宽，实现物联网系统搭建，其本质仍然是利用TCP/IP协议的传输方

11、式，与3.2的方案有类似之处。该方案优点是可实现物联网系统的全程可视化，且网络相对独立、安全性较高;由于需要采用专门的物联网摄像机，因此对摄像机的选择具有一定的约束性，且在物联网摄像机无法覆盖的区域，需要增设微基站（如病房内）O图3基于物联网摄像机的可视化物联网系统架构示意图以上三种物联网系统架构均为成熟的物联网技术，且在医院项目中具有较高的占有率，由于三种方案各有优缺点，笔者团队在设计过程中应根据院方的实际需求，结合各方案安全性、可靠性、可视化、造价高低等因素，合理地选择物联网系统搭建方案，做到系统技术安全、经济合理、功能齐全。4医院物联网系统设计应注意的问题医院物联网系统建设，除了满足安全

12、性、可靠性、稳定性和基本的使用功能外，还应考虑与医院信息化系统的对接、分期建设、系统的开放与可扩展性以及应用终端选择等实际需求等问题。(D物联网系统集成平台与医院信息化系统的对接医院物联网应用场景众多，包含系统搭建方的应用和第三方应用，部分医院还存在医院自研的应用系统。为了实现众多应用系统之间的各种数据交互、统一管理，应搭建基于各种业务场景的物联网数据集成平台，并能够根据医院的业务需要，与医院HIS.1IS.PACS系统实现数据共享、互联互通。(2)应考虑系统分期建设需求医院物联网系统的建设，应根据医院分期实施情况、资金投入、医疗业务需求等因素，考虑分区域或分期进行应用场景的配置，在系统建构搭

13、建的过程中，应充分考虑远期物联网应用需求，通过合理的顶层设计，对全院区物联网架构进行统一规划、按需配置，达到分步实施的可能，避免后期增加过多的系统、线路改造，失去物联网系统的灵活性与智能化的特点。(3)系统的开放性与可扩展性医院物联网系统应有良好的开放性和可扩展性，能够灵活、方便地进行硬件或软件的扩展和升级，以适应系统规模和应用功能的不断完善和增加，满足医院日益增长的运营需求。(4)应用终端设备的可选择性医院物联网应用系统种类多样，终端接入设备也在不断更新和变化，物联网系统的建设不应具有指定性或排他性，应能适用于大多数厂家终端设备产品，便于业主进行设备招采。5结束语随着物联网技术在智慧医院中的普及，其在医疗领域的应用必将取得长足发展，实现智慧医院对患者”的精准化医疗、对物的智能化管理。通过物联网系统集成平台实现医院内部医疗、人员、药品、设备、管理的信息数字化采集、存储、传输、处理和共享，实现医疗过程透明化、医疗流程科学化、医疗信息数字化，达到提升医护工作效率、增强患者服务体验和优化内部管理机制的目的。