物聯網 (Internet of Things, IoT) 的概念最早是1999年由MIT的 Kavin Ashton所提出,系利用裝在物體上的傳感器或無線射頻標簽 (RFID),透過無線網絡與互聯網(Internet)串接傳遞訊息,達成智能化識別與快速管理。
根據國際研究暨顧問機構Gartner今年提出2012年的全球十大技術與趨勢中,物聯網名列其中,可見其的重要性。另外,網絡媒體ReadWriteWeb數據指出物聯網關鍵技術主要在三個點:傳感器、無線射頻卷標以及智能手持裝置(手機等)。在系統架構上,物聯網由三個構面所組成:
1. 感測端:作為對象的識別或感測用,如傳感器或無線射頻標簽。
2. 網絡傳輸層:透過互聯網將數據傳遞至終端平臺。
3. 應用與服務端:由終端平臺針對數據的屬性進行信息處理、分享與后續服務應用。
物聯網的應用范疇相當廣泛,凡是需要識別與管理的對象都可以納入物聯網的應用范疇,如環境監測、交通、醫療照護、工業監控、公共安全、農業等,加上無線網絡的廣泛覆蓋,物聯網的覆蓋地理范疇將有一日達到無遠弗屆。
全球物聯網的醫療照護應用現況
近5年來,全球也都看好物聯網的醫療照護應用,紛紛推出應用試行計劃,作為驗證物聯網服務與推廣措施,以下羅列幾個主要發展物聯網國家的相關計劃:
1. 美國:2009年由IBM提出“智慧地球計劃”(Smart Earth),被美國總統歐巴馬視為國家戰略,投入300億美元在信息化醫療與智能電網項目。
2. 歐洲:2009年提出i2010的政策,旨在通過更廣泛的使用來提高經濟效率并促進信息與通信技術(ICT)的發展。通過實施i2010,歐盟希望提高經濟競爭力,并使歐盟各國的生活質量得到提高,減少社會問題,幫助民眾建立起對未來社會對“智慧環境”的信任感。其中,醫療應用包含電子醫療與老齡人口醫療照護。
3. 日本:2009年日本在E-Japan和U-Japan計劃基礎上又提出i-Japan 2015計劃,在醫療領域主要是運用于遠程醫療與電子病歷。
4. 韓國:2010年擴大U-Health與SmartCare的試行地點,投入300億韓元針對慢性病患提供遠程醫療與醫療照護的智慧化醫療照護服務。
5. 中國:在2009年8月,中國總理溫家寶提出“感知中國”概念,在中國政府推動下,物聯網產業在中國也得到極大重視。其中智能醫療應用在江蘇無錫、蘇州、杭州、山東省、北京、重慶、福建等幾個省市已展開試驗,主要應用在遠程醫療、慢性病健康照護以及醫藥品物流等。
將RFID技術導入醫院信息系統中,運用于以下幾個項目:
1. 用藥安全辨識:藥包機自動辨識供補管理、藥品圖文輔助辨識。藥品派送運用RFID核對,提供病人用藥安全服務,以提升醫療質量。
2. 流程管理追蹤:住院照護流程控管、貴重儀器管理。改善照護流程,提升病患服務滿意度。
3. 長期照護管控:健康移動醫療照護,運用RFID監控示警,達到主動關懷照護。
4. 隔離病患管控:運用RFID監控示警,對隔離病房監控定位、整合監視器輔助辨識的自動記錄接觸史、追蹤紀錄與管理。有效管制病人門禁,實時掌握病患活動范圍,預防院內感染及交互感染。
5. 門禁管理:將RFID運用于特殊治療區如手術室、呼吸照護病房等的門禁管理,加強安全照護。實時動態中央聯網紀錄,掌握病人及人員進出動態,防止病人進入危險區域,加強病患及員工人身安全。
6. 此外還有研發中應用:
(1). 包含數字學習管理:利用RFID輔助醫師對特殊病患(如失智癥等)的客制化治療管理。或是運用RFID主動提供住院病人之多媒體衛教。
(2). 洗腎照護流程:運用RFID于洗腎病患的照護流程。
(3). 輸液管理:運用RFID于醫療輸注液應用,如化療針劑的調制作業監控。
物聯網在醫療照護應用未來發展
目前物聯網的醫療照護應用仍有幾個技術難題需要解決:
1. 動態組網與大規模網絡中節點移動性管理:當監護系統擴展到小區、城市甚至全國時,其網絡規模巨大,并且監護節點與基站都具有一定的移動性。因此,必須設計一種合適的網絡拓撲管理結構以及節點移動性管理方法。
2. 數據完整性與數據壓縮:節點有時需要長達24小時的監測人體參數,所采集到的資料量大,而存儲容量小,常采用壓縮算法來減少數據的存儲與傳輸量,然而,傳統數據的壓縮算法成本高不適合傳感器節點。另外,壓縮算法不能損壞原始數據,否則會造成誤診。
3. 數據安全性:無線傳感器網絡節點采用自組織方式組成網絡,容易受到攻擊,此外,病人的信息需要保密。傳感器節點計算能力相當有限,傳統的安全和加密技術都不適用。因此,必須設計一種適合傳感器節點的加算法。
隨著技術的發展,物聯網概念的服務應用也逐漸在醫療照護領域實現。在全球老齡化人口逐漸攀升的同時,智慧化醫療照護除了發展與建構智慧化的醫院與小區醫療外,慢性病預防與照護的智慧化個人醫療也已成為當今全球智慧醫療照護發展的新重點。相信在不久的未來,以物聯網為基礎的智慧化醫療,將實現“醫療照護無所不在”的理想。