物聯網概論第十八章物聯網在醫療保健領域的應用

目錄

18.1物聯網醫療護理應用

18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

18.1物聯網醫療護理應用

物聯網技術在該領域的應用已涉及常規身體監測、健康飲食管控、特定體況監測、運動助理及其他醫護輔助等，服務對象從中老年到嬰幼兒的及殘障人士的所有群體。具體應用為對象遠程、常態監控，多項生理參數動態采集、儲存、分析與交換等，形成“遠程監測與遠程醫療（Telemonitoring、Telemedicine）”這一新興醫學學科。物聯網技術將醫護資源從醫院和專業護理機構延伸擴展到社區、家庭及辦公場所，整合成覆蓋社會的全程護理保健網絡，形成以個人護理為中心的無所不在的健康管理（U-HealthManagement）體系。以新型業態鏈驅動物聯網落戶到家庭中的各種新型監測與傳感設備、運營端的新型服務支撐模式、系統集成端、醫護數據中心、通信平臺以及遠程健康教育等。18.1物聯網醫療護理應用

物聯網技術和醫護人員知識結合生成各類應用，在遠程護理、疑難雜癥的診斷與保健康復中發揮作用，通過各類生理狀況實時監測、異常提示、風險報警、遠程指導和康復教育等，能放大并輻射優質醫療資源，支持偏遠區域和醫護資源缺乏地區，減小醫護資源鴻溝。

物聯網通過簡單友好的人機界面，建立常規化的監測環境，提供保健護理所需的專業信息，建立交互式多媒體電子病歷，并根據患者體質、病況和心理等提供多種監測與護理模式，使其獲得連續、動態和精準的服務。這樣，就在全社會形成以集中機構服務型、“社區-居家型”和分散居家型的三種遠程護理模式，給醫療保健領域帶來根本性變革。18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

健康伴侶服務系統是在廣泛采用人體生物指標動態監測傳感設備的基礎上，以無線組網方式，實時與醫院及護理中心相聯，對患者實時監測。健康伴侶服務系統18.2物聯網在醫療保健領域應用案例健康伴侶服務系統系統架構18.2物聯網在醫療保健領域應用案例健康伴侶服務系統通過各種前端生理指標感測儀器組成無線網，動態收集病員的各種生理數據18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

美國MIT媒體實驗室開發出一組脈搏監測系統，將其與鏡子結合為一種仍能觀察人們衣裝，還能進一步顯示其實時脈搏、呼吸與血壓等能人體最基本生命參數的新物件。

這種健康觀察鏡的原理，是利用裝在鏡內的攝影機觀察血液流過人臉上血管時產生的細微亮度變化，將其轉換為相應參照的。發明者先用現成軟件辨識鏡中人臉的位置，將傳回的圖像數字信息分解成紅、綠、藍三基色，再設計出算法就能根據顏色變化推算出鏡中人的脈搏數據。將測出的脈搏數據和血量脈搏傳感器（blood-volumepulsesensor）測出的數據進行比較，作算法校正與最佳化。能觀察健康狀態的鏡子18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

美國Fitbit公司開發出一種微型監控系統，通過微型傳感器來監控使用者每日的活動及睡眠質量，數據經無線網傳至遠端管理平臺，處理后轉換為一般人可讀的數據，使用者可每日了解自己的情況，并與標準值比較。

由于傳感器較小，可穿戴在任何衣物上，放入口袋、女性文胸或睡覺時夾在袖口上等，所有量測數據均通過Web呈現，實現使用者的自我健康監控。專用護理感測系統系列——睡眠傳感監測系統18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

美國BodyTrace公司推出“個人體重追蹤服務”，包含BodyTraceeScale以及BodyTraceWebSite兩部分。前者是一臺無線數字體重秤，可將量測的體重自動上傳至BodyTrace網站。而“個人體重追蹤服務”網站（www.BodyT）設計為專為個人服務平臺。用戶可在專業指導下制訂“減重計劃”、“運動規劃”、“食譜”等；同時該網站建立了獨特的減肥社區，用戶將自己的計劃公開于朋友圈，家人或同事就能加入計劃參與交流與監督。

該服務主要內容包括：BMI（體重測量指數）圖表、飲食日志、熱量吸收計算，提供脂肪、蛋白質、卡路里攝入量等飲食指南等，還可進一步視需求進行功能增減調整，提供針對性較強的個性服務。

專用護理感測系統系列——體重跟蹤傳感監控系統18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

美國VITALITY公司開發出一款可提醒患者吃藥的“智慧型藥罐”，其蓋子會通過閃燈、播放音樂、撥打電話等方式來提醒患者該按時吃藥，并每周發郵件給護理師、保姆或家庭成員，還能出據一份經醫師確認的服藥報告，然后生成可增減藥物的處方簽給藥房。

藥罐有一套“GlowCapsCONNECT”的無線通信系統，向相關個人、醫藥公司、零售藥店、醫院等提供簡單報告。目的是對一些慢性疾病如高血壓、糖尿病或憂郁癥等的藥物控制管理，這套整合了在線護理功能的服藥通知裝置，既可幫助挽救生命、降低醫療成本，也能提升藥品經營成效。專用護理感測系統系列——智能藥罐18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

日本象印公司出于要感知獨居老人活動是否正常的目的，考慮到他們飲食、服藥等都要用水，于是通過對老年人一日用水情況的感測，可大致知曉其起居活動是否正常。于是，開發出一種物聯網傳感熱水瓶專用護理感測系統系列——智能熱水瓶18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

用戶可租用這種名為i-Pot的感知熱水瓶，無線連接到“DoPa”網上。后端服務器對熱水瓶的使用情況按正常模型作感測比對，并對感測到的使用數據進行統計分析，將結果發到老人及子女家屬、醫護人員的手機、電腦或影像電話中。圖上部表示，i-pot會將其通電、給水、保溫等狀態記錄下來，并與正常的使用頻率、使用量、時間分布等數據進行比對，統計分析后作出判斷，并以郵件、短信等形式一天兩次發給其子女。家人也可隨時上DoPa網觀察老人狀況，當智能熱水瓶感測到老人用水喝茶行為異常時，也會立刻通知相關人員上線察看。專用護理感測系統系列——智能熱水瓶18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

瑞士一公司推出一種內嵌微壓力傳感器以準確檢測眼球眼壓的隱形眼鏡，稱為SENSIMEDTriggerfish?。隱形眼鏡由鏡片、內嵌壓力傳感器與天線、微電路與數據發射器等構成，小型接收器配戴在患者頸部。鏡片所需電流來自電磁場，無須電池。接收器通過藍牙將數據傳至計算機進行分析處理，系統如圖18-5所示。這種眼壓監測設備，能記錄一段時間（如24小時）患者因角膜壓力與眼球液壓變化時的眼球曲率變化情況，并將鏡片扭曲的導致的電阻變化讀數值以無線方式發送給主治醫生及計算機系統；它取得的數據準確性及持續性是傳統眼科檢測儀無法達到的，故能通過及早診斷并依據患者狀況最佳治療。眼壓感測隱形眼鏡18.2物聯網在醫療保健領域應用案例眼壓感測隱形眼鏡眼壓感測隱形眼鏡（左）及無線連接系統（右）18.2物聯網在醫療保健領域應用案例Affectiva開發出一套稱為Affdex的人類情緒識別系統，與其名為Q-Sensor的腕表式前端傳感器無線連接。通過感測穿戴者皮膚表面的微小電量變化，在一系列情感算法模型的支持下分析與判斷使用者的情緒變化。并能以顏色、振動或聲音提示等方式提示使用者及周圍人員，能防止及阻止個人情緒的惡化。個人情緒與壓力感測系統18.2物聯網在醫療保健領域應用案例個人情緒與壓力感測系統左側為Q-Sensor腕帶式情緒傳感器，右側為個人情緒分析系統界面示例18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

Fitbit是一家個人運動紀錄器研發與生產的公司，推出多款無線連網的體育活動/睡眠狀態紀錄器，體積小、附腕帶與硅膠夾套，可戴在手腕或夾在衣服上，防雨水和汗水，適于在運動與睡眠時配戴使用。紀錄器內置動作傳感元件，可感測行走與跑步的步數、距離、爬過的階梯數、睡眠時的動作等。個人運動與體能管理系統——Fitbitone18.2物聯網在醫療保健領域應用案例個人運動與體能管理系統——FitbitoneFitbitone通過APP與手機關聯，后臺功能架構示意18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

Nike在推出運動手環的同時，為與同類產品相區別，在倫敦打造出一間結合互動體驗與實體銷售的NikeFuelstation概念店，當用戶進入時，就有一道用Kinect連結的數碼互動墻，檢測并跟蹤用戶動作，當其運動時綠色LED燈亮起，幅度與亮度相關聯。個人運動與體能管理系統——NikeFuelStation18.2物聯網在醫療保健領域應用案例個人運動與體能管理系統——NikeFuelStationNikeFuelstation概念店中的Kinect運動體感互動牆18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

Amiigo推出的智慧手環不僅用來記錄走路和跑步等運動，還能識別如俯臥撐、下蹲、彎腰等100多種動作形態。能即時分析相關數據，讓穿戴者掌握各項運動的細節，了解其對身體的各種影響。通過手機App接受教練的遠程指導，將運動實況與數據分享朋友圈，在提升運動樂趣中強化使用者持續運動的意愿。Amiigo手環不僅有環型傳感器，還有可夾在鞋帶上的小傳感器，兩者結合監測運動者上下身的活動狀態，通過對上下這兩個感測器的數據進行運算，產生更豐富的運動紀錄和更多的分析結果。個人運動與體能管理系統——聯動智能運動手環Amiigo18.2物聯網在醫療保健領域應用案例個人運動與體能管理系統——聯動智能運動手環AmiigoAmiigo智能運動感測套件18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

國際網球拍製造廠Babolat就研發出一種智慧型網球拍，能追蹤選手的揮拍情形及比賽狀態。

智慧型網球拍與一般球拍的外觀一樣，重量和大小無異，區別在球拍把手中隱藏有MEMS加速度傳感器，它可測量揮拍力道，擊球點，擊球速度及揮拍次數，揮拍次數則包含了正拍、反拍及切球的次數。所有數據通過藍牙傳輸至iOS或Android的App，以可視化形式呈現分析結果。App也設計一個特殊計量單位-Pulse，類似Nike的Fuel，Pulse是綜合各項數據所推算出的分數個人運動與體能管理系統——智慧網球拍18.2物聯網在醫療保健領域應用案例個人運動與體能管理系統——智慧網球拍Babolat智慧網球拍18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

Mimo智能嬰兒穿戴設備由嬰兒服、Turtle、LilyPad組成，與父母的手機通過APP互聯，就可了解嬰兒的實時活動或睡眠情況。具體可感知嬰兒呼吸、體溫、姿勢、活動，探查其周圍聲音，看其睡眠紀錄及睡眠質量等。數據都以直觀圖型呈現在手機屏上，以動態判定嬰兒的生理、活動及安全狀況。Mimo初生智能嬰兒監護器18.2物聯網在醫療保健領域應用案例Mimo初生智能嬰兒監護器Mimo智能嬰兒服（右側、）、Turtle（內建藍牙）及LilyPad（左側、內建Wifi）18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

美國麻省理工學院（MIT）研究將可遙控植入式微芯片用于精準給藥，一是取代患者每日注射藥劑的痛苦及麻煩；二是通過微芯片遙控，對治療部位進行靶向藥物釋放，以提供更即時、精準和有效率的治療。

具體做法是：如將技術用于骨質疏松癥患者（患者須每天注射骨質增生成藥），將一個如指尖大小的微芯片植入患者腰部，微芯片上有裝填藥物的20個小格，小格用納米厚的黃金封住，當發出遙控指令時，個別小格的黃金化掉，使藥物釋出至血液中。微機電系統（MEMS）在身體檢查中的應用——無線給藥微晶片18.2物聯網在醫療保健領域應用案例微機電系統（MEMS）在身體檢查中的應用——無線給藥微晶片無線遙控給藥芯片盒18.2物聯網在醫療保健領域應用案例

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