医疗保健系统对一个国家的经济、发展和工业化做出了重大贡献。由于人口持续老龄化以及与之相关的慢性病的增加,对病床、医生和护士等资源的需求处于历史最高水平。最近由冠状病毒造成的破坏清楚地表明,需要一种解决方案来缓解医疗保健系统的压力,同时又不影响向有需要的人提供高质量的护理。
物联网(IoT)是连接设备的新时代系统。物联网已经在工业、智能家居、自动驾驶汽车、智能物流等各个领域得到应用。智能医疗系统是物联网的另一主要应用,近年来发展势头迅猛。物联网通过不同的边缘传感器帮助将物理世界与互联网虚拟世界连接起来。这使得物理世界数据更易于访问,也更易于处理和分析。这些边缘传感器生成的数据用于在本地和远程连续监测患者的健康状况。这些数据还用于提供服务改进和开展实地研究。本文探讨了物联网在医疗保健领域的不同应用及其优势和局限性。
远程健康监测
远程健康监测使用智能传感器来测量和监测患者的不同参数。智能可穿戴设备和微型传感器使患者在执行日常任务时更容易持续使用这些设备。远程健康监测有很多优点,下面将讨论这些优点。
远程健康监测用于跟踪家中而非医院的非重症患者,从而减轻国家医疗基础设施的压力。它还用于为生活在农村地区的人们和老年人提供更好的医疗设施,他们可以在舒适的家中跟踪自己的健康状况。还针对特定目的开发了基于物联网的解决方案,包括康复、糖尿病管理、老年人辅助环境生活(AAL)等。下面描述了部署此类基于物联网的医疗保健解决方案的一些用例。
研究人员开发了一种系统,可以为受伤后的患者制定康复计划。该系统使用传感器来监测患者的症状,并根据从以前患者那里收集的数据推荐计划。基于物联网的技术已被用于提出一个远程监测帕金森病患者的系统。拟议的系统将使用可穿戴传感器和摄像头的组合来监测步态模式、震颤和一般活动水平,以跟踪患者的进展。一个旨在检测心脏病发作的系统已经使用心电图传感器构建,该传感器在微控制器的帮助下监测心脏状况。然后存储这些数据,并在出现任何异常情况时向医生和家人发送警报。
尽管物联网设备在远程健康监测系统中具有众多优势,但研究人员正在研究某些局限性。传感器和测量设备的定期校准对于确保它们准确测量值非常重要。另一个限制是当患者离开蜂窝范围时失去与边缘传感器的通信。与互联网上的任何其他连接设备一样,连接设备(边缘传感器)的数据隐私也是一个值得关注的问题。幸运的是,随着强大的边缘传感器、私有5G网络和区块链技术等新技术的出现,这些缺点在很大程度上是可以解决的。
医院物联网
除了监测病人的健康和开发更新的设备外,物联网还在医院的不同领域得到应用。它们用于自动化物流以有效地使用可用资源。带有传感器标签的物联网设备用于跟踪轮椅、除颤器、雾化器、氧气泵和其他监控设备等医疗设备的实时位置。传感器部署在氧气管道上,以持续监测压力并在发生泄漏时发出警报。可以在需要的地方有效地跟踪和使用不同位置的医护人员。
为了防止感染在患者和医护人员之间传播,监测医院的卫生状况是另一项重要任务。支持物联网的卫生设备用于监控和维持医院场所的卫生水平。库存管理对制药部门很重要。物联网驱动的设备用于通过监控药品库存和控制存放这些药品的区域的温度和湿度等环境条件来有效地管理库存。
物联网在医疗保健中的未来应用
随着越来越多地使用云服务与人工智能相结合,物联网设备不仅仅是将患者数据传输给医疗保健专业人员。这些设备在全球范围内生成的数据量不断增加,这有助于生成用于训练基于AI/ML的算法的强大数据集。微处理器领域的进步创造了强大的处理器,可以在边缘托管这些繁重的算法,从而减少延迟并提高效率。这些改进为更高级的应用程序铺平了道路,例如开发机器人和虚拟代理以与患者进行远程交互和监控。这些进步将显着降低治疗成本,使良好的医疗保健设施负担得起,并且更容易为所有人所用。
物联网在制造业和消费品领域的整合导致了第四次工业革命或工业4.0,而物联网在医疗保健领域的整合被称为医学4.0。医学4.0正在发展,并将实现以下目标:
(a)紧凑型传感器,(b)数据安全,(c)容错,(d)服务质量(QoS),如低延迟和高数据完整性,以及(e)互操作性。
医疗保健行业最近在大流行期间面临的挑战清楚地表明,新时代工业4.0技术的整合对于该行业来说是不可避免的。研究人员近年来取得的进步为医疗保健行业带来了光明的未来。