物联网在医疗保健领域的应用与发展

### 物联网在医疗保健领域的应用与发展 #### 1. 医疗保健行业的变革愿景 医疗保健行业期望实现重大变革，这主要由各种创新推动，这些创新将解决该行业当前面临的诸多问题。医疗保健技术将具备多种功能，比如将实时医疗数据与医疗和非医疗数据流的有用跟踪数据整合，以及实现电子健康记录（EHRs）。 与互联网相连的医疗设备正逐渐成为医疗保健系统的一部分。目前，我们需要关注医疗设备整合和存储信息的能力。随着医疗物联网（Internet of Healthcare Things）的发展，将会对理想服务与新服务类别进行组合和比较。未来几年，医疗物联网将对全球医疗物联网市场进行深入评估，包括增长驱动因素、供应商分析、定量评估以及行业价值链。 目标受众包括： - 医疗设备制造商和供应商 - 物联网服务和应用开发者 - 医院、诊断中心、诊所 - 无线服务提供商 - 嵌入式系统提供商 #### 2. 设备间的通信 人与物的第五代通信技术（万物互联）将实现网络的可靠连接，无线和有线通信将使用相同的基础设施进行通信。这种具有超高带宽的未来通信基础设施将推动未来的网络社会发展。 在医院中，各种传感器网络通过Wi - Fi、6LoWPAN以不同拓扑结构（如星形、网状）连接，监测像圆柱形磁共振机（MRI机）等设备广播的数据。这些数据与患者相关，严格仅限医生访问。机器广播的数据和传感器监测的数据通过智能网关存储在数据仓库中，患者可以从这些信息中获得下一步行动的通知。 ##### 2.1 医疗体域网（MBAN’s） 医疗体域网（MBANs）是由可穿戴在人体上的设备组成的网络，这些设备通过无线通信链路与未附着在身体上的编程器和/或控制器设备进行通信。使用医疗体域网的目的是测量和记录生理参数以及患者的其他信息，和/或执行诊断/治疗功能。它是一个低功耗网络，包括一个编程器/控制发射器，以及一个或多个由患者佩戴的设备，这些设备通过辐射的单向/双向电子信号传输或接收相关设备控制命令和非语音数据，用于记录和测量患者身体参数以及其他患者信息，以执行治疗功能（疾病治疗）。 医疗体域网操作的限制如下： - 医疗体域网必须在专业且授权的医疗保健专业人员指导下提供给患者。 - 医疗体域网仅可用于诊断和治疗目的。 对5G通信技术的期望包括：与过去几年相比，它将提供高出100倍的无线带宽；高度优化；在服务提供、存储和处理方面实现最大程度的节能；提供多种通信和大数据分析服务；实现无线通信链路的密集部署，以连接数万亿个无线设备，服务数十亿人；并实现高级用户控制的隐私保护。 医疗体域网为目前使用大量电线将患者与机器连接的监测系统提供了使用低成本可穿戴传感器进行无线操作的可能。有线监测系统使患者行动不便，并且增加了出错和医院获得性感染的几率。医疗体域网使医院能够监测更大比例的患者群体，并更快地识别需要干预的健康事件，这反过来应能带来更好的患者护理、改善的治疗结果和更低的成本。 例如，受监测的住院患者患冠状动脉血栓形成的存活几率约为39%，而未受监测的患者存活几率仅为7%。美国联邦通信委员会（FCC）已批准在2360 - 2400 MHz频段为医疗体域网设备使用的无线网络分配特定频谱，用于监测医疗机构内的患者数据。开放使用此频率范围的决定是为了降低其他无线设备（如手机）干扰医疗体域网传输的可能性。像飞利浦、高通等公司正在开发用于临床诊断的医疗体域网设备，以更低的成本提供更好的患者护理，这些设备可以远程监测患者的糖尿病、体重、心率和血压等情况，并将实时生物特征信息发送到医疗保健提供者的个人电脑、平板电脑和智能手机上。 #### 3. 物联网中的纳米技术 纳米技术的最新研究推动了物联网向其发展。物联网是所有其他设备相互连接的核心概念。纳米网络可以支持的应用示例包括智能药物管理、纳米级手术以及流行病传播检测和管理。纳米技术物联网的架构包括尺寸从一到几百纳米不等的设备。纳米机械可以在体内执行各种操作，它可以在体内创建整个纳米网络，并直接与外部设备通信。这种通信通过纳米路由器实现，纳米路由器作为数据接收器，将数据转发到微设备、智能手机或接入点。 有许多技术用于在两个纳米设备之间提供通信介质，其中之一是分子通信，它是一种纳米电磁通信，包括在太赫兹频段传输和接收电磁无线电波。由于其尺寸和操作范围，这种通信类型可以很容易地集成到纳米设备中，它通过释放和响应特定分子来模拟信息的传输和接收。 ##### 3.1 纳米技术中的医疗保健生态系