基于物联网技术的智能化技术应用

当前，如何高效管理复杂的医疗设施、如何通过医院建筑的高效运营来提供优质的医疗服务以减轻医护工作者的工作压力、如何降低运营成本是摆在医院管理面前亟待解决的难题。于是，通过及时、同步的信息交换，实现优化的设备管理和医疗流程，实现智能的医疗与护理的物联网技术应运而生，成为大家关注的热点。

物联网技术的应用是实现“感知中国”、“智慧地球”的基本手段和技术保障。随着电子技术、通信技术、信息计算与处理技术的飞速发展，建筑智能化所需要的电子器件的性能大大提高，成本极大降低，从技术和经济两方面为物联网这一新理念的实现与推广、应用提供了切实的保障。以下3个方面基于物联网的智能化技术应用，为实现医院建筑高效运营提供有力支持。

无线无源通信

无线无源的泛在传感器网络、通信网络获取人员分布信息、设备运行信息、建筑环境信息，为智能高效运营决策提供基础数据，实现智能的安全防范、快速的紧急疏散引导、低能耗的建筑设备系统运行、优化的医疗过程。由于医院建筑中设备数目众多、复杂多样，若以有线有源的方式实现物联网，不仅需要耗费大量的线缆和人工成本，而且布线空间也难以保障。无线无源通信是物联网的最佳实现方式，可以节省大量的线缆和人工成本，也不受空间的限制，还能节省定期更换电池的人工费和材料费。无线无源通信的实现得益于超低功耗电子电路和能量采集（Energy Harvesting）技术的发展。建筑设备智能化中数据通信特点不同于因特网，因特网的数据通信特点是数据流量大（如视频、文档下载等）、节点相对较少，而建筑设备智能化中数据通信特点与此相反，数据量小（如几分钟发送一两个字节的温度等测量数据）、节点多。这种发送数据量小、发送频率低的特点使其能量需求小，可以不用电池或外接电源、仅仅通过采集环境中的微小能量（如光能、电磁能、热能、震动能等发电密度1～10μW/cm2量级的能量）即可运行。应用无线无源物联网技术，通过下述两方面的应用可提高医院建筑的运营效率。

实时定位系统RTLS （Real time locating system）

包括人员定位和物品定位。实时定位系统能从很多方面优化医疗流程，例如自动记录医护人员、患者等的活动和位置，根据电子医疗记录（electronic medical record）通知护理人员和患者下一步做什么，及时准备好所需设备，避免各医疗步骤间的时间浪费和信息不充分、不准确带来的治疗延迟。如果RTLS配合医疗专家，它还能实时给出医疗过程目前的治疗结果，下一步应该做什么，谁来负责等信息。通过RTSL系统实时监测关键性能指标KPIs（key performance indicators），例如空病床的数量、患者的入院出院状态，节省医护人员打电话确认空病床数和患者状态的时间，并在患者出院后及时通知护工进行打扫。通过RTSL的这些功能，使医疗流程得到优化，运行更加流畅，极大地提高了医疗效率，实现高效运营。

电子标签

能够记录设备的名称、功能、使用参数等信息，在使用不当时能够发出警告或者自动停止动作，确保不会因使用不当而产生严重后果。美国哈佛医疗实践研究显示，住院患者19%的损伤是用药错误（Adverse Drug Events，简称ADE），每年因ADE的住院费用高达200亿美元，住院患者中ADE的发生率为1%～30%，因处方和给药错误所导致的严重ADE的发生率为6.7%，其中28%～56%的ADE是可预防的。如果每种药品或者医疗器械都配置有电子标签，使用时可以提醒使用的注意事项，针对病症、用药患者姓名等信息，就可以基本上避免用药错误、医疗设备使用错误，避免发生严重的医疗事故。

自组织、自识别、即插即用平台

自组织、自识别、即插即用的智能化系统平台，能够极大减少安装调试的工作量，实现零维护的系统扩展，适合灵活多变的医疗护理过程。目前现有的智能化系统平台，需要人工配置好每个设备的地址，在集中监控软件里根据配置好的地址编写程序，才能实现智能监测与控制。这种智能化系统平台的缺点，一是配置编程工作量大、容易出错，而且不同建筑的智能化系统平台因安装设备不同基本不能通用，需要针对每栋建筑重复进行配置、编程的工作，不利于批量作业、提高效率。另外一个缺点，是可扩展性能差，如果智能化系统需要对新安装的设备进行监控时，需要专业技术人员完成地址配置、程序编写后才能实现，普通运行管理人员难以完成这一工作，这对系统的扩展造成很大的阻碍。而自组织、自识别、即插即用的智能化系统平台，能够像在电脑上插入一个U盘那样，立即就能识别、使用，不需人工干预就能实现对新安装设备的监控。这样的系统具有良好的可扩展性，极大地减少人工配置的工作量，减少错误，提高效率。

云计算和分布式计算技术

云计算和分布式计算技术的应用，能够实现对每个物联网节点所具有的计算功能的充分利用，实现大数据的快速处理，满足医疗护理过程海量数据的快速处理需求。物联网的每个节点均为智能节点，具有数据处理能力。充分利用每个节点的计算能力，将一个计算任务拆成多个子任务并行计算，不但能极大缩短完成计算任务所需时间，而且并行计算与集中计算相比极大提高了计算的可靠性。通过分布式计算可以快速实现求和计算、求极值计算、求解方程组等计算任务。求和计算是一种特别适合进行分布式计算的一个计算任务，典型应用包括空调总供水量等于各个空调末端设备的需求水量的和，所以对空调水循环泵的转速进行控制时，由水泵控制器发出求和指令，该指令在网络中传播，各个空调末端设备的需求水量在传播过程中得到累加，最终累加结果传递给水泵控制器，水泵控制器根据各个设备的需求水量的累加值，调节水泵转速满足水量需求。分布式计算的其他典型应用还包括紧急疏散时累计各个疏散路径上的人数，并根据累计结果进行优化，合理调度引导，使得每条疏散路径上的疏散压力相当；且可统计医疗设备管理过程中的各种设备、器械、药品等的库存。分布式计算是对物联网各个节点的计算能力的充分利用，可以实现快速可靠的计算，对于提高医院建筑的运行效率能起到极大的作用。