醫療物聯網網關與感知節點解決方案設計與應用分析

摘 要：信息化時代的來臨給予物聯網技術巨大的發展契機，其在各行各業也顯示出了較好的應用前景，對社會生產生活的方方面面都產生了重要的作用。其中現代醫療事業的進步也隨著現代科技手段的進步逐漸發展起來，物聯網概念也逐漸深入現代醫療事業的發展中去，其在醫療行業的滲透使之逐漸形成了“智慧醫療”的發展現況，醫療物聯網的形成也以其無縫網絡覆蓋能力、實時數據感知能力以及海量信息處理能力實現了以患者為中心的醫療健 康服務模式的構建。本文就醫療物聯網網關與感知節點解決方案設計與應用進行了分析。

關鍵詞：醫療物聯網網關；感知節點；設計應用

目前醫療事業的發展過程中還普遍存在疾病預防能力以及康復能力較弱的情況，信息技術的出現以及在醫療事業中的應用可以有效借助物聯網等技術手段將醫院的“醫、教、研”優質資源進行集中，并通過網絡向外擴散，擴散過程是以醫院為中心，加強對預防和康復環節的技術輻射。該過程的實現需要以醫療物聯網為依托，但是現階段相關標準與規范尚未出臺，對應的解決方案也沒有形成完整的體系，在醫療物聯網網關于感知節點解決方案的設計于應用方面還亟待加強。

一、醫療物聯網總體架構

（一）技術分析

（1）醫療多協議物聯網網關。醫療多協議物聯網網關是一種媒介樞紐設備，主要功能就是連接遠程 Inter-net 主機服務器和底層無線傳感器網絡，并在底層協議與上層各種承載通信網絡協議的轉換中具有重要的作用，因此，對醫療多協議物聯網網關具有較高的要求，一般需要其有較高的適配性、可靠性、穩定性。（2）感知節點。感知節點在實際的應用中一般是內嵌到小型的移動式傳感器設備之中，其應用主要是依據具體的應用環境來進行。因此對于感知節點在設計過程中對其的能耗、成本都需要盡可能的低，形態趨向于微型化，并具有可擴展性，在使用上要具有較高的穩定性，同時，對于感知節點是否能夠保證數據的精確性以及傳輸安全也有較高的要求。（3）醫療儀器設備所需的物聯網接口模塊。醫療儀器設備所需的物聯網接口模塊是實現醫院設備管理自動化的關鍵。現代醫療技術手段的進步也使得相應的醫療設備種類逐漸增加，進行醫療物聯網設計時需要與醫療設備進行通信，便于利用物聯網對設備進行標志、定位、管理及監控，從而實現大型醫療設備的充分利用和高度共享，大幅度降低醫療成本

（二）總體架構分析

目前在醫療物聯網的罰站過程中逐漸興起IPv6 無線傳感網（6LoWPAN），其在醫療行業中的應用逐漸普及，并逐漸顯示出廣闊的應用前景，目前我國在IPv6 無線傳感網的研究也逐漸步入正軌，研究內容主要包括醫療物聯網網關、感知節點、醫療儀器設備所需的物聯網接口模塊，在醫療事業中6LoWPAN 傳感子網+IP 網組成的網絡主要包括以下幾個部分：

（1）醫療物聯網傳感子網。醫療物聯網傳感子網在組成上是一組能夠互相連接通信的無線節點，無線節點在通信中主要依賴于無線頻段、調制格式、MAC 報文格式以及 CSCMA/CA 訪問機制等。醫療物聯網是一種將 IPv6 技術與 WPAN 標準結合起來定義的網絡形式，也是IP 網的一種新的末梢接入網絡形式，在醫療事業中可以借助6LoWPAN 網關將多個 6LoWPAN傳感組網組成跨地域、大規模的 IPv6 傳感網絡，實現信息的傳輸與共享，加強各地區的交流溝通。（2）醫療物聯網網關。物聯網網關主要功能就是連接醫療物聯網傳感子網和 IP 網，這種網關設備作為一種連接橋梁也可以在IP 網絡與傳感子網之間進行必要的報文格式轉換，通報必要的路由信息，并管理傳感子網的動態配置。（3）IP 網。IP 網主要是一種局域網，主要應用在某個單位或者某塊區域，作為一個互聯網的話也可以是IPv6 或 IPv4 的。（4）應用/管理設備。應用設備主要指的是進行通信的終端設備。一般來說通信的雙方主要是傳感子網與傳感子網內部傳感節點；管理設備位于IP 網上的 6LoWPAN 傳感網網關服務器，服務內容主要包括安全認證、地址解析等。

二、感知節點

（一）硬件技術分析

感知節點設備采用嵌入式 802.15.4 無線接入模塊的產品形式主要是以第三方的醫療傳感器設備的開發者作為模塊的目標使用者，其通信方式主要是采用無線模塊上的協議棧固件自動完成，降低了醫療傳感器設備的開發難度。

（二）軟件技術方案

本方案采用協議棧獨立于操作系統用以實現協議棧的精細處理，通訊可靠以及功能相對完善的目標，并在應用過程中能夠充分發揮發揮嵌入式的特點，從而達到嵌入式系統的需要。

三、醫療物聯網的應用

（一）移動醫療

移動醫療主要就是指通過使用移動通信技術想患者提供必要的醫療服務和相關的醫療信息，目前來說一般會借助筆記本電腦、平板電腦、智能手機等移動終端來進行移動醫療的服務，在醫療物聯網下的應用主要是建立一個包括無線輸液管理、移動護理管理、數字健康病房和慢性疾病遠程管理的臨床信息系統管理以及包括患者管理和醫務人員管理等的人流、物流、財流管理。

（二）社區醫療健康管理

社區醫療健康管理是醫療衛生領域物聯網最重要的應用場景，可以有效解決就醫無序的現狀，避免醫療資源的擠占現象。該項應用主要是加大對基層醫療的投入，把慢性病患者和常見病患者留在社區治療，其模式有以下兩種：（1）保健：患者在加足不出戶就可以通過智能體征采集器將自身的體征信息通過網絡傳送到數據中心，該項數據一般是交由患者本人以及患者所在社區進行保管，并依據其分析結果對患者進行相應的治療。（2）治療：當患者確定患病信息后首先就是通過社區醫生的初步檢查進行確診，并依據病情類型確定治療地點，一般來說，較輕的病癥由社區醫生進行治療，較為復雜的病癥會由社區醫生通過網絡連接大醫院的專家進行遠程會診和咨詢，做出科學正確的診療方案，并轉入上級醫院治療，實現有序就醫。

四、結語

綜上所述，物聯網等先進信息技術的應用普及使得現代醫療事業的發展逐漸邁向信息化，其催生出來的醫療物聯網和在醫療行業的應用中能夠最大程度上優化醫院的管理的方式，對于患者身份管理、移動醫囑、診療體征錄入、移動藥物管理、移動檢驗標本管理、移動病案管理數據保存及調用等方面具有較為清晰的流程管理方案，促進醫院服務效率與質量的巨大提升。

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作者簡介：趙磊（1981-），本科，職位：信息技術高級工程師。