随着时代的发展，现代医学已离不开信息技术，逐步从信息互动、存储、传输等基础功能走向深度融合，在临床护理、疾病诊断、智能手术等领域发挥越来越多的作用。物联网技术作为信息技术的一项前沿技术，将其融入医学，可以实现远程体检、远程医疗医护、医院智能管理等多项功能，尤其可以促进“4P”医学，即预防性、预测性、个体化和参与性医学的发展。

物联网在医疗领域的应用

01人体物联网

可穿戴传感器设备是人体物联网的基础，其实际上是一类便携式传感器节点，基本组件包括传感器、微处理器 （MCU）、外围电路、通信模块以及电源模块。传感器节点组件结构如图 1 所示，传感器节点通过传感器采集信息，获取信息后将信息送往微处理器，处理后的信息经由无线通信模块发送到外延数据终端进行处理，其中最关键的即为传感器部分。目前的传感器节点可以监测脑电、心电、呼吸频率、 姿态、体温以及运动加速度等。在已有研究中还融入了泛在物联网的概念，除可穿戴微机电节点外，把一些较为复杂的医疗仪器设备，例如超声检查仪、核磁共振仪也作为医疗物联网的节点端。

图1 传感器节点组件结构

将分散的可穿戴设备自组成网，即构成了人体传感器网络，也称为人体物联网，这些设备节点常通过星型拓扑联系 在一起。图 2 给出了人体物联网的工作方式，各感知节点将信息发送给汇聚节点，然后由汇聚节点将信息发送给云端处理系统。

图2 人体物联网

人体物联网是医疗物联网的下层网络，汇聚节点相当于一个中继路由节点，作为互联网的终端机可以将人体物联网 监测到的数据传送到远程终端。当然，人体物联网是一个微机电系统，对于非微机电系统，例如一些大中型医疗设备可 以直接接入互联网传送数据。

02 智慧医院‍

智慧医院

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，已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。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。

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，下文将对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。

（1）基于专用物联网网络的解决方案

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。该方案最大的优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。

（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。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。

（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协议的传输方式。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)。

二、物联网在医疗领域应用面临的挑战

1. 网络问题

目前我们的5G还没有完全普及，而4G网络相较于3G通信技术来说传输速率更快，图像的像素更高，也接入了卫星通信、有灵活的通讯方式、较强的网络智能化、高质量的多媒体通讯等但是在4G时代里信号在传播的过程中常常受到地形、高楼、地貌等环境因素的干扰，如在停车场等较封闭的地方，信号常常很弱，这就导致医学可穿戴设备在人体移动过程中的检测会因为环境的转换而存在误差，甚至于偏远地区由于基站覆盖率 不高，导致无信号不能使用，这就让利用医学可穿戴设备实现共享医疗资源、“精准医疗”的愿望丧失意义。

2.安全隐私问题

物联网有四大特点：感知识别、数据采集、可靠传输、智能处理，利用各类传感器、RFID识别技术等操作对物体进行全面的信息收集，再通过网络实时上传至客户端，利用云计算、大数据、数据挖掘技术进行分析整合上传至数据库但在这背后不得不考虑隐私安全问题，在利用传感器等设备进行大量原始数据收集时不可避免的使用Wi-Fi进行传输，这存在信息可能被截获的风险，同时在传感系统中也存在破坏节点盗取信息的风险。即使数据安全的到达处理层，也可能会 遭遇攻击和恶意篡改指令，抑或者端点太多、数据太多，操作指令不及时，设备在网络中不慎遗失等问题。

3. 医院信息数据互联互通不够完善

目前，各地区的医院纷纷展开智慧化建设，但在具体落实过程中，各执为政，智慧化水平不统一，使得数据化形成一座孤岛，医院信息数据无法实现互联互通。一方面不利于大数据中心的形成；另一方面也不利于各地区病人信息的分析与研究。对于医院内部各部门之间的沟通和信息共享，包括跨医疗机构的信息共享，对病人的相关信息进行统一管理是当前智慧医院建设的重点。但事实上，由于信息无法真正实现互通互联，使得成为医院科学部门和管理部门的难点。