医疗设备物联网体系结构与核心技术

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1、医疗设备物联网体系结构与核心技术0引言　　　　物联X的思想最早是由美国麻省理工学院Au-to-IDCenter的着名教授Ashton1999年提出的。随着技术和应用的发展，物联X的内涵不断扩展。真正意义上的物联X可以实现对物的感知识别控制、X络化互联和智能处理的有机统一[1].当前，大型综合医院集中了大部分优势医疗资源，导致大型医院就诊人数日益剧增。但由于缺少必要的辅助工具，在设备管理、药品管理等过程中会出现一些人为差错[2].医疗设备科学、有效、安全的管理反映了当下医院的管理水平，是医院信息化的重要组

2、成部分。随着医疗设备数量日益增加以及医院管理智能化要求越来越高，医院对医疗设备的管理流程越来越复杂[3].运用物联X技术，可以将感知技术、通信技术及软件信息技术融合在一起；通过设备诊断技术与计算机X络技术相结合，在设备上建立状态监测点，采集设备状态数据后通过传感设备、微计算芯片和通信模块，按照约定的协议，把目标设备统一连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、数据反馈等集群目标的主动管理；利用信息管理平台对设备运作进行分析判断和数据分析统计，实现医疗设备信息化管理。本文对基于物联X的医疗设备

3、管理体系结构和关键技术进行研究，以供参考。　　　　1技术背景　　　　1.1体系结构　　　　体系结构本意是统一的或一致的形式或结构.体系结构可以精确地定义系统的组成部件及其关系，引导开发者遵循系统的一致性原则，以确保系统符合预期的要求。因此，物联X体系结构是设计与实现物联X系统的首要基础[4].建立物联X体系结构的最主要过程是从各种应用需求中统一抽取出组成系统的部件以及部件之间的组织关系。图1是对物联X体系结构的分类总结。　　　　　　　　1.2关键技术物联X主要是对感知层、X络层和应用层等关键技术的应用、

4、实现、研究和开发。其中感知层的关键技术见表1.　　　　　　　　其他关键技术有传感器X络通信技术、通信X络技术1平台技术等[5].在物联X中，不仅要实现物物相连，而且要做到识别、定位、追踪和管理。而射频识别（radiofrequencyidentification,RFID）技术在物联X感知层关键技术中处于突出的地位[6-7],是物联X中规模化识别技术的首要选择。　　　　1.3存在问题　　　　物联X技术的发展为医疗设备的管理带来了新的思路。它利用感知技术与智能装置对医疗设备进行感知识别，通过X络传输互联，

5、进行计算、处理和知识挖掘，达到对医疗设备实时控制、精确管理和设备共享的目的[8].物联X的研究、实施、发展和应用还存在很多问题，主要有：　　　　（1）规模化问题。为获得完整可靠的数据，智能节点和RFID设备必须大量且合理地布置。在感知层，当一部分元件出现故障时，有其他元件可以替代，这就需要规模化来保证[9].　　　　（2）标准化问题。包括RFID技术、通信协议及应用层的标准化。　　　　（3）数据问题。首先，要通过物联X能够持续、稳定、安全地获取数据；其次，数据的时效性要有保证，X络传输信息延迟问题要得到

6、解决；最后，数据库管理以及安全隐私问题[10].其中，数据的获取与采集非常重要。　　　　2医疗设备物联X体系结构　　　　物联X技术在某一领域中的应用，更多的是利用感知层、X络层和传输层3层框架。针对现有研究基础和医院实际环境的特点，对医疗设备也采用了3层体系架构，但根据实际环境特点对医院进行改进和细化。医疗设备物联X与其他物联X应用相比，具有设备众多，应用复杂，系统中存在大量异构数据、异构接口和异构协议转换等特点。在其体系架构中，将数据采集的终端设备和保证数据安全接入的AP和X关归属于感知层；中间件、X

7、络管理软件和信息采集、汇聚、分析和发布软件归属于传输层；医院信息系统（hospitialinformationsystem,HIS）、实验室信息系统（laboratoryinformationsystem,LIS）等医疗设备物联X应用系统归属于应用层。医疗设备物联X体系结构如图2所示。　　　　　　　　2.1感知层　　　　医疗设备物联X感知层通过传感器设备来采集RFID标签或医疗设备等对象的数据，然后通过蓝牙、uicationsystem,PACS）等各种医疗信息系统和医疗设备管理平台等应用系统，从而为管

8、理决策提供支持。