医疗物联网（Internet of Medical Things: IoMT）是通信网络延伸到医疗场景下，通过感知和通信技术，将各类传感器、执行器、基础设施、医疗设备、各类智能化装备与医院信息系统联接在一起，支持医疗服务、医院运营过程中的数据采集、传输、处理、存储和分析应用，从而实现医疗场景中人与物通信、物与物通信的网络。
在智慧医院中，IoMT 实现任何时间、任何地点下，人、机、物等医疗生产要素的互联互通，进行医疗数据的采集、传输、处理以满足医疗智慧化的应用发展。在《国务院办公厅关于推动公立医院高质量发展的意见》以及《国家三级公立医院绩效考核操作手册 (2023 版 )》的指引下，医疗物联网技术已被广泛应用于应对常态化疫情、同质化医疗服务、医院精细化运营等方面。
然而，在医疗物联网的网络建设过程中，面临的最大挑战依然是碎片化、安全风险大、建设成本高、且缺乏全局和科学的规划等难题。因此，对“医疗物联网”这一智慧医院的重要基础设施没有顶层的规划与设计，导致许多孤岛式的烟囱子系统，碎片化的网络，难以支撑智慧医院的持续演进与发展。如所有行业的物联网所面临的挑战一样，从互联网到物联网，联接对象从 PC 机 / 手机，扩大到各种医疗设备和传感器是最大变化，使得原有互联网通信技术无法完全适应。
如何解决这些挑战，构建面向未来智慧医院不断迭代和演进，构建起满足实时应用的日常医疗业务的医疗物联网，实现实时、可靠、稳定、安全、可管理可运营物联网系统，是智慧医院发展的重要基础。
近期，由医疗大数据应用技术国家工程研究中心、人工智能医疗器械研究与评价国家药监局重点实验室、中国医学装备协会医院物联网分会联合华为技术有限公司共同发布的《中国医院医疗物联感知网技术白皮书2.0》，对以上问题和挑战予以了回应。本份白皮书在制定过程中结合了《国务院办公厅关于推动公立医院高质量发展的意见》与《国家三级公立医院绩效考核操作手册 2023版》的要求以及新技术的发展，分析了物联网的建设驱动力和目前面临的挑战，并以智慧医院为目标提出了建设理念与价值主张，同时全面地阐述了建设方案和关键技术，分析了典型应用场景带来的收益效果。
基于智慧医院的医疗物联网建设面临诸多挑战，目前最大的断点是物联终端到网络的联接：联不上，通不了，不可靠，不安全，不易用，不可维的问题。为了打通这个断点，构建满足“智慧医院稳定运营系统”的物联网，因此提出“医疗物联感知网”的概念、建设理念和价值主张。
基本概念
医疗物联感知网指的是利用融合的智能 IP 技术、无线通信技术、短距通信技术、IPv6+ 技术等，将通信网络进一步延伸到物联接入网关与医疗物联终端之间，面向医疗场景构建的医疗极简物联网解决方案，实现医疗设备 / 传感器的无线融合接入、随时在线、可靠的通信、安全可管，从而支撑医疗数据全面、全息的采集与传输，建立起智慧医院的基石。
面向“Fast AI”统一规划医疗物联网；
基于“零信任”架构，确保物联网安全；
采用新一代 ICT 技术以确保技术先进性。
医疗物联感知网，面向未来智慧医院的演进，统一规划一张更简单、更安全、更智能的全无线 、高可靠、大带宽的物联感知网，让医疗设备“流数据”高速流动，释放临床数据生产力。概括起来就是:更简单、更安全、更智能
医疗物联感知网的总体架构，通过统一顶层设计、统一网络规划， 实现纵向应用与物联终端解耦，数据从源头统一标准，具备任一层（端 / 边 / 网 / 云）独立弹性扩容的能力。智慧医院物联感知网架构，可支持物联终端弹性插拔式的接入，业务应用弹性扩展，并提高物联网安全和网络联接可靠性的能力，实现数字信息的泛在互联，高效通信。医疗物联感知网总体架构由端、边、网、 云四层组成，如下图所示：
（一）物联终端层
物联终端层是医疗物联感知网络的“末端传感”，联接着物理世界和数字世界。从应用场景上主要分为：智慧管理类的后勤物联终端、智慧医疗类医疗设备终端、智慧服务类的穿戴式终端和传感器。
这些终端部署在不同的网络环境中， 有室内也有室外，有固定的也有移动的，根据场景不同需要选择合适的网络联接方式。这些物联终端的算力有限，缺少人机交互维护界面，安全防护能力较弱，大多是非 IP 化接口，导致组网复杂，配置入网复杂。
终端电子身份：为了实现医疗设备自动识别与接入，终端需能提供设备的电子身份。
（二）边缘网关和感知接入层
边缘网关和感知接入层是医疗物联网络的“神经末梢”，在整个物联感知网中，感知接入层是决定整个解决方案易用性的关键一层，向下联接医疗设备进行智能交互，向上联接 CT 网络（支持 IT 应用数据通信网络）。设备的智能交互需求低时延和可靠性；CT 网络需求安全、可运维可管理；IT 的需求通过 CT 网络与医疗设备实现智能交互。边缘网关是需求的交汇节点。基于医疗的场景需求，实现通信的联接简化、可靠通信、异构设备的数据采集。
（三）边缘网关和感知接入层回传网络层
回传网络是物联感知网络的“神经网络”，主要是保障物联数据高效，可靠，安全的传输。面向智慧医院的发展，现代医院的内网模型是无法匹配的，需要规划建立独立的物联感知网平面。可采用 VXLAN 技术实现一网多业务承载，对不同的业务划分不同的虚拟子网保障业务隔离安全可靠。对于跨医院之间的广域回传网可采用 SD-WAN 优化投资性价比，实现对重要业务通过专网传输，对非重要业务可通过公网回传。
（四）云平台层 - 联接使能平台
联接使能平台层是整张物联感知网络的“神经中枢”，实现网络管理（智能运维、端网管理、网络管理）、安全管理（安全态势管理、终端证书管理、统一登录）、物联管理（医疗终端 / 设备管理、数据转发策略管理、物模型管理和设备驱动插件管理）三大基本功能。管理整张物联感知网，实现数据流量从终端到应用的按需流动，并提供开放和标准化的数据与接口。屏蔽南向物联网的接入、协议、设备的复杂性；实现一网到底管理、运维、安全管控；并开放接口，让北向应用可方便的对接获取网络采集的医疗设备数据。
（五）应用层
基于医疗物联感知网的总体架构，使现代医院向智慧医院演进，为智慧医院发展打好坚实基础。
基于医疗物联感知网进行统一规划建设将 Wi-Fi、蓝牙、RFID、有线等多张孤岛网络融合为一张网，使得医院重复建网降低 80%，通过统一安全接入规范和安全管控措施，实现安全管理无盲区，并基于统一的无线网规网优和边端通信关键技术实现高可靠的无线联接，最终实现医疗设备自动联网、自动采集，使得医护工作者设备数据采集工作量下降 90% 以上，支撑实时 AI 辅助诊疗，无处不在的患者实时服务，实时可管可控的医院管理。
对于集团型医院或区域医疗中心，在依托中心院建设智慧医院医疗云的同时，各院之间可建立一张独立的骨干专网，实现各类医疗机构的网络泛在接入。业务在云端快速开通；通过网络切片等技术为远程业务提供网路独享体验；在云端提供专业级网络管理和运维服务；从云到端，实现端到端一体安全。全域智安全，网络部署更合规，实现内生安全，提升医院数字平台网络韧性；终端零信任接入，保障医院数字资产访问安全；云网安一体，云内云外威胁分享，无论医院内网还是云上一体资源态势感知，网络攻击不入院。
为了确保边界清晰，对于改造网络，可优先考虑独立建设一张骨干物联专网，医疗物联网和医疗门诊住院等内网之间物理隔离，业务互不影响。物联骨干网具备灵活进入能力，各医疗机构按需接入，不影响已接入业务。为满足未来几年流数据应用爆发增长，基础网络需要提前考虑，考虑支持 SDN、SRv6 等先进组网技术，支持基于带宽资源及低时延需求的灵活调度。为保证业务系统的安全性、稳定性，采用双设备、双链路接入，构建健壮网络架构，提升网络承载能力。为了运维便捷高效，整网需具备快速部署和故障定位的能力，保障业务的快速开通及智能运维。提高运维效率，降低人员技能要求。
医疗物联网的建设关键断点还是在海量物联感知终端与通信网络的之间的技术断点。工信部《在物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021—2023 年）》中提到：物联网是以感知技术和网络通信技术为主要手段，同时也明确了围绕短距通信技术、IPv6、感知技术等实现创新技术突破。以下将介绍在医疗物联网中感知网的关键技术突破。
技术一：Wi-Fi一网多频 无线融合接入
在智慧医院场景中，存在大量的医疗设备，这些医疗设备联网采用了七国八制的通信与联接方式：如生命体征类设备（如监护仪、呼吸机等）接口为 RS232、RJ45 等；穿戴式医疗设备（动态心电监护、手环）有蓝牙、Wi-Fi 等；辅助医疗类传感器（输液监护、资产管理标签等）采用蓝牙、RFID 等。
各类传感器厂家提供了各自的接入网关，进行有线或无线接入，导致医院网络复杂，医护人员使用复杂。面向智慧医院的建设，以及未来通信技术的演进，建议采用先进的 Wi-Fi 6/Wi-Fi 7 无线技术融合多种设备协议，进行一张网的统一规划建设；实现全场景的物联接入。
如下图所示，是基于 Wi-Fi 6/Wi-Fi 7AP 与 IoT 多协议射频融合，实现了ALL-in-One无线站点，对医院只需一次建网，即可以实现院内物联全场景的医疗终端的无线化接入。
对于现网大多医疗设备，不具备联网能力，但往往具备RS232 调试串口，是可通过 Wi-Fi 6/Wi-Fi 7 CPE，将RS232 转 Wi-Fi 6/Wi-Fi 7，实现有线设备“剪辫子”，方便医疗设备移动共享；另外，新型的医疗设备当前正在向 Wi-Fi 联网能力演进。
对于不断增多的穿戴类设备，以及医疗辅助服务的传感器可通过统一的无线接入网关，一站式实现医疗设备、移动监护、物资管理、护理辅助全场景接入。同时，统一的无线接入网关，具备协同多个频段之间工作的能力，空口支持干扰避免，保障每个传感器都能可靠的通信。
技术二：分布式Wi-Fi零漫游技术
场景一：智慧院前急救
院前急救管理：院前急救管理是对现有急救车进行专项改造，通过物联网设备数据采集器，在车内将患者生命体征数据自动采集，通过 5G 网络将采集到的信息传输至接诊医院专家侧，获得专家远程指导，这对挽救患者生命至关重要，并且远 程监护也能够使医院在第一时间掌握患者病情，提前制定急救方案并进行资源准备，实现院前急救与院内救治的无缝对接， 充分提升管理救治效率，提高服务质量，优化服务流程和服务模式。
急救绿色通道路径管理：急救绿色通道主要对象是各种需紧急处理的急危重症患者，强调的是时效性、紧急性，所以如何能压缩等候、登记和交接等非医疗行为的时间，将医院的预检分诊、挂号登记信息、医生看病、再到各辅助部门的检查、 配药的流程优化整合起来，提高抢救效率，成为关键所在。经过院前急救的处理，接诊医院可远程知晓患者基本情况，准备所需抢救物品。接诊后为患者佩戴定位标签，记录患者在急救绿色通道中各个环节的地点时间，保证患者的急救过程满 足常规急救规范，避免延误，从而保障患者的生命安全。其次，急救绿色通道路径管理还可为医院改善急救绿色通道管理 制度提供数据支撑。
抢救室数据展示：急救患者进入抢救室后，由于病情紧急，患者的各项实时生命体征都是医生判断病情的依据，可以采用 物联网设备将患者的各项实时生命统一采集（包括体温、脉搏、呼吸、血压、血氧饱和度），将生命监护仪、呼吸机等医 疗设备运行信息通过物联网数据采集器统一采集，与电子病历、护理文书等信息化软件进行整合，形成一个驾驶舱模式的 数据展示平台。数据展示平台能将抢救室的基本情况集中实时展现，从而使医护人员对患者实时状态、特殊病情和护理项 目予以观察，并进行监控，保障患者生命安全。
场景二：智慧门诊
诊中服务：通过物联网与互联网技术的结合，实现就诊服务的安全、有序、便捷；门诊大厅出入口部署闸机识别患者健康码信息、采集患者体温、并获取患者的预约科室状态，从而进行安全检查和发热筛查，并指引到对应的预约科室位置，进行一方面保障医患安全，减少交叉感染，另一方面对患者就医科室做指引；在门诊大厅部署智能机器人，实现患者智能导诊服务，减轻分诊护士台压力；通过基于物联网定位体系，实现院内智能导航服务，为患者提供便捷的就诊流程路径推荐 服务；通过智能排队系统，实现患者有序就诊，改善就诊环境，确保患者隐私；结合图像识别应用，通过多功能自助机、 结算桌面机、壁挂机、线上支付等在内的多途径便民支付方式，实现费用结算的便捷化；医生诊间通过智能预约管理，减 少患者排队次数；通过各类自助设备与互联网应用，实现患者各类信息报告的查阅下载与自助打印。
诊后服务：通过设立统一的客户服务中心，结合医院智慧大脑与互联网技术实现医患互动、满意度调查，随访管理、健康 监测、药品配送、处方流转、网约护士等服务，满足患者诊后的各项需求，特别是对居家穿戴式设备的应用，实现居民健 康全闭环管理，使得居民受到更优质的医疗与健康服务，进一步提升患者与医院的粘合度。
场景三：智慧病房
智慧病房是普通病房的智慧化，通过可穿戴背心，手环等设备实时连续监控患者生命体征，并通过智能分析，提前预测重大风险，为及时救助赢得宝贵的时间；智慧病房还包括患者跌倒检测与定位，患者输液监控和输液异常告警，医疗废弃物管理，手卫生管理等应用。
体征数据连续采集：使用医疗可穿戴设备实时采集患者心率，体温，血氧等体征数据，并通过无线物联网络将采集到的患者数据上传到智能床头屏和护士站智能大屏系统中，自定义阈值告警，极大的降低了医护的工作强度，且数据秒级连续记录，为医学研究提供了高质量原始数据。
输液监护：通过输液监控终端实时采集各个床位的输液状态，如流速、输液余量、剩余时间等信息，并通过无线物联网络将采集到的数据传输给中央站，并根据阈值智能提醒医护人员，减少输液巡查时间，并提升患者满意度，输液监控还可以结合生命体征监控信息，监控输液风险，防范医疗输液事故发生。
人资定位：快速定位人员和资产位置，资产定位节省了医护寻找医疗设备的时间，也为预防保养设备提供便利性，提升维护效率；患者位置定位结合跌倒检测可快速检测跌倒事故，为及时救助提供宝贵时间；医护定位结合一键报警， 可快速应对突发事件。
婴儿防盗：通过母、婴手环配对，结合门口告警机制，婴儿未经授权擅自抱离病区时自动触发出口报警。
手卫生管理：基于行为识别、动作捕捉及精准定位技术，对医护人员手卫生（洗手和卫生手消毒）的依从性和进行量化管理，可以显著提高院内感染控制执行力从而降低医护人员及患者感染风险。
医疗废弃物管理：通过二维码、无源 RFID、室内定位、智能称重、无线传感等关键技术，建立医疗废弃物从分类投放、分类收集、分类贮存、分类交接、分类转运直至分类处置的定点定向、全流程、可追溯、闭环式管理体系，实现医疗废弃物信息实时上报和异常预警。
病房环境监测：通过噪音传感器、温湿度传感器、空气传感器、光线传感器等各类物联网监测设备的应用，实时监测病区环境状况，有效提升病区环境质量，为病患创造更好的病区环境。
场景四：智慧设备管理
医疗设备物联网实现大型影像设备运行日志数据、设备运行记录、扫描参数数据的结构化、标准化获取，可用于设备成 本效益分析、精细化管理、预防性维护、临床应用评价和智能诊断等。利用历史数据进行大数据挖掘分析，建立预防性 维护机制及关键部件故障预警模型，可有效减少医疗设备故障及维护成本，预计每年可节省费用数百万元。
大型影像设备价值高，如何提高设备利用率是降本增效的重要手段，由于患者检测部位不同或诊断模式不同，设备参数 需要来回调整，导致效率较低，通过分析患者检测模式和检测设备参数调整的关系，自动智能调度，降低设备参数来回调整次数，将患者排队等待由一周减少到 3 天。
