第10章　物联网在急诊医学的应用

第1节　健康物联网概述

一、健康物联网

物联网狭义上指“物物相连的互联网”，广义上则指一种泛在网络（ubiquitous network），包含了物与物之间及人与物之间的无所不在的信息交换和通信。健康物联网是物联网在医疗卫生与健康行业的应用，它不是单一技术，而是信息技术、电子技术、自动化技术、医疗技术等多种技术高度融合的产物。健康物联网有利于患者获得最佳的医疗效果、最低的医疗费用、最短的医疗时间、最少的中间环节、最满意的健康服务。

二、相关技术

1．健康云　云计算技术在卫生医疗与健康领域的应用，是实现健康物联网的关键技术之一。健康云使用户能够通过网络以按需和易扩展的方式获取健康服务。物联网获得的大量底层信息，可通过云计算所拥有的超大规模计算机群及互联网进行传送、储存、共享、分析及优化。同时，云计算的虚拟化、通用性、可靠性、可扩展性、低成本等特点为健康物联网实现规模化、智能化及复杂的应用需求提供了有力支撑。健康云按服务方式分为私有云、公有云和混合云。私有云主要服务于企业用户，部署在企业数据中心的防火墙内或主机托管场所，可有效控制数据质量和安全。公有云由第三方服务商提供，用户接入网络后可免费或低成本使用。混合云是由公有云和私有云相结合组成。随着健康服务的迅速发展，健康服务将逐步从私有云向混合云模式过渡。

2．信息采集技术　主要通过电子标签、传感器和微机电系统等实现。射频识别（radio frequency identification，RFID）技术是一种非接触式近程通信技术，通过射频信号自动识别目标并读写相关数据，识别过程无须识别系统与特定目标之间建立机械或光学的接触机制。RFID具有抗污染性，读取速度快，读取距离可达几十米。健康传感器是感知人体的“感觉器官”，可采集血压、体温、心率、血氧饱和度等多种生理参数。传感器研制正朝着嵌入式、穿戴式、微型化、智能化等方向发展。微机电系统指可批量制作的，集微型机械、微型传感器、微电路、接口、通信及电源等于一体的微型器件或系统，在物联网领域的应用日益广泛。

3．传输网络　主要包括短距离有线通信网、短距离无线通信网、长距离有线通信网、长距离无线通信网等。其中，USB、串行接口、局域网及现场总线等属于短距离有线通信网。短距离无线通信（如Zigbee、蓝牙、RFID、红外等）、无线局域网（wireless fidelity，Wi-Fi）、传感网、无线网格网及标准网络等属于短距离无线通信网。其中，Zigbee协议具有低功耗、低成本及传输距离较长的优势，而蓝牙、Wi-Fi协议操作方便，已成为手机的标准配置。计算机网、广电网、电信网（三网融合）及国家电网的通信网属于长距离有线通信网，支持IP协议。GPRS/CDMA、3G、4G、5G等蜂窝网及GPS卫星移动通信网属于长距离无线通信网。蜂窝网具有不受环境条件限制的优点。

4．无线体域网（wireless body area network，WBAN）　是无线传感网在健康物联网领域的应用。无线传感网由独立分布的传感器网络节点及网关构成。网络节点包括传感器接口、模拟和数字式转换器、微处理器、电源及无线收发装置。外界物理信息被各传感器节点动态采集并通过无线网在节点间传递，最终发送到网关，数据可从网关进行查询分析。WBAN是以采集健康信息为中心的无线传感网，由分布在体内、体表、衣物、人体附近的传感器及一个组网的中央单元组成。WBAN可与手机、掌上电脑等个人电子设备间实现数据同步，把人体变成通信网络的一部分，从而实现网络的泛在化。

三、功能构架

健康物联网主要由感知层、网络层及应用层三部分组成。其中，感知层利用传感器等信息采集技术感知和采集人体的各种生理参数、位置及运动状态，为物联网提供最原始的健康信息。网络层则负责通过各种传输网络将这些信息传送到应用层。应用层包括健康云、中间件及具体应用，主要负责健康信息的评估、预测、决策及实施具体的健康服务。健康服务包括健康提示、报警及紧急救援等多种形式。