物联健康医疗云应用推广项目简介山东华迪智能技术有限公司一.doc

物联健康医疗云应用推广项目简介山东华迪智能技术有限公司一
物联健康医疗云应用推广项目简介
山东华迪智能技术有限公司
一、立项背景
随着我国经济社会发展和人民生活水平提高，对健康医疗的需求和关注正向前所未有的高度提升；新信息技术背景和“互联网+”国家战略下的健康医疗，已成为实现国家富强和民族振兴中国梦的第一要素。
人口结构及健康医疗需求的变化，深化医疗卫生改革等国家政策的支持，移动互联网、物联网、云计算、大数据等创新技术的发展，以及创投资本的驱动，已成为推动“互联网+医疗”战略加速重构健康医疗生态圈的四大必要要素。
物联网、云计算、大数据、移动互联等创新信息技术及传统医学的深度融合，对原有的医疗服务模式和概念提出了颠覆式创新；以物联网和移动互联技术为基础，以云计算技术为平台，以大数据技术为应用支撑，新信息技术的快速发展为“互联网+医疗”的实施提供了强大动力。加快“互联网+医疗”领域的共性关键技术研究，对于在重大民生领域提升信息惠民和公共医疗卫生服务水平，打造健康医疗研究的核心技术创新平台，占领健康医疗领域研究和产业的制高点具有重要意义。
另一方面，经济社会的变革，也为我国医疗卫生事业的发展带来严峻考验。（1）人口老龄化问题。至2014年底，我国60岁以上老龄人口已达2.12亿，占总人口15.5%，而传统养老面临医养分离、缺乏家庭端医疗的痛点。（2）农村医疗滞后问题。由于历史原因，我国村级卫生室普遍存在基础设施薄弱、医护水平低下的短板，导致农村多发病、常见病无法及时发现。（3）慢性病多发问题。慢性病逐渐呈井喷状态，已成为威胁我国居民健康的头号杀手，而医院内看病难、看病贵的困境依然难以摆脱。面对此现状，传统医疗明显准备不足、弊端凸显，面临医疗终端无法向互联网延伸、服务平台难以向全行业提供公共支撑、核心关键技术缺失等巨大挑战。
针对以上问题，本项目围绕健康医疗的国家战略和重大民生需求，瞄准以物联网、云计算、大数据为代表的新一代信息技术产业的发展方向，提出了以“轻量级智能医疗终端+模型化分层技术体系+生态型综合服务平台”为架构的新型医疗模式，从智能医疗终端研发、医疗资源及医疗服务平台构建、健康医疗云综合系统应用三个方面进行攻关，创建了“精准感知、可靠传输、高度共享、深度挖掘”的模型化四层技术体系。基于以上成果，研发了轻量级、精准化的智能医疗终端，解决了多样化微弱医学信号精准感知、通用可扩展的标准化医疗数据智能处理、低能耗的无线体域网密钥协商、实时医疗数据的异构网络可靠传输等关键技术；构建了整合多级医疗机构资源及多模态医疗服务的云平台，实现了医疗数据的系统级安全保障机制、健康医疗大数据的智能挖掘及决策支持关键技术；系统已在农村医疗、居家养老、医院随诊领域获得了大规模示范应用，形成了涵盖省内多领域、多群体的综合性云健康医疗服务生态体系；形成了商业运营级、可成果转化的新型互联网医疗系统解决方案。
本研究物联健康医疗云应用推广即属于“互联网+医疗”行业的典型应用；以山东省云计算中心为运行平台，基于家庭、社区医院、医院的应用和示范体系，最终实现一个以物联网为基础、以云计算平台为服务和运营推广支持、以灾备平台为数据安全支持、达到国际领先水平的健康感知技术、健康信息管理技术和医疗信息共享的云服务应用平台，实现运营商级别、国家级水平的“全民健康云”。
二、突破的关键技术
1、总体目标
依托本项目的实施，已建成了以山东省云计算中心为运营推广支撑、以山东省数据灾备中心为数据存储安全支持、以国家超级计算济南中心为海量信息挖掘支持，面向规模化物联网、云计算及大数据应用的物联健康医疗云平台；实现了平台服务的应用推广和系列健康医疗终端产品的产业化目标。
总体目标的完成情况具体如下：
（1）本项目已实现了运营级“物联健康医疗云”平台的研发及应用推广。构建了面向规模化物联网、云计算和大数据应用的运营级健康医疗云平台，面向社会提供核心技术支撑和服务，推动了新信息技术背景下健康医疗产业的创新发展。
（2）本项目已完成了健康医疗云产品的用户推广。已具备面向全国范围内的医疗卫生机构提供成熟、稳定、可扩展的健康医疗产品及服务的能力，应用推广范围包括山东省各地市、黑龙江省哈尔滨市、江西省南昌市等。以面向农村基层卫生机构的健康医疗服务为例，构建了低成本、易操作的农村普惠云健康系统，以智能云健康检测仪装备村卫生室，使农民足不出村就能享受专业的健康筛查、疾病预防等服务；以面向居家养老的医养结合服务为例，构建了省级居家养老公共服务平台，为老年人提供足不出户的个性化诊疗和疾病风险预警等服务，并依托智慧社区和呼叫中心，实现老有所医、老有所养。
（3）本项目已建成了完善的智能云健康检测产品生产体系。实现了血压、血糖、心电、血氧、血脂四项、尿酸、肺活量、脉搏、体温等关键体征数据的精准采集及可靠传输，形成了丰富的智能云健康感知终端产品生产和产品测试体系。
（4）物联健康医疗云系统已实现了成果转化，带动了健康医疗产业链条的发展。本项目的实施，为培育和打造技术创新链及覆盖行业上中下游的产业链条提供了强有力支撑，实现了从医药器械到健康医疗服务、健康医疗数据处理的全行业技术解决方案，促进了新信息背景下我省健康医疗的产业升级，为企业提供了核心技术支撑和产业发展服务。
2、主要解决的关键技术及创新点
本项目完成了物联健康医疗云系统的关键技术研发，形成了以下核心技术：
（1） 物联健康医疗云数据及协议标准化，及系统安全技术。
l 设计实现了多样化微弱医学信号精准感知技术，通用性、标准化、可动态扩展的医疗数据智能处理技术，基于实时医疗数据融合及压缩感知的异构网络可靠数据传输技术，在此基础上完成了健康医疗设备及管理信息系统间的数据接口协议和标识方法设计、感知数据的标准化。
l 设计实现了基于弱时间同步的无线体域网对称密钥协商技术，基于终端+平台双向认证的健康医疗云系统安全通信机制，以及基于数字信封的双层数据加密机制，在此基础上完成了数据传输的安全性保障，以及系统整体安全架构设计。
（2）健康医疗云平台海量并发用户SaaS服务技术。
以山东省云计算中心、山东省数据灾备中心为平台支撑，完成了面向健康医疗的SaaS服务快速接入、数据共享以及业务协同设计，实现了支持弹性计算、负载均衡、高可用、可靠备份的健康医疗服务运行支撑一体化平台技术。
（3）海量健康医疗信息智能处理技术。
以国家超级计算济南中心为平台支撑，针对健康医疗数据体量巨大、模态多样、变化迅速等特征，设计实现了面向个人用户、医疗机构、卫生管理机构等不同需求的海量数据智能处理机制，完成了海量健康医疗信息的模型建立、数据清洗、信息挖掘和决策支持技术。
本项目的主要创新点如下：
（1）创新终端。攻克了多样化微弱医学信号精准感知、通用可扩展的标准化医疗数据智能处理、低能耗无线体域网密钥协商、实时医疗数据的异构网络可靠传输等关键技术，自主研发了以智能云健康检测仪为核心的系列化轻量级智能医疗终端。研发完成的医疗终端精准度、通用性、动态扩展性大幅提高，数据融合、压缩感知技术显著提高了医疗数据传输的有效性及可靠性，密钥协商机制保障了医疗数据交互的安全及隐私。
（2）创新平台。以云计算和超算为支撑，攻克了多级医疗机构资源及多模态医疗服务整合及统一接入、系统级医疗数据安全保障、健康医疗大数据智能挖掘及决策支持等关键技术，解决了医疗资源快速热部署及医疗服务动态伸缩扩展、海量医疗数据高并发及高流量等难题，自主构建了农村虹云、养老云、随诊云三大平台，形成了涵盖省内多领域、多群体的综合性云健康医疗服务生态体系。
（3）创新模式。首次提出并实现了以“轻量级智能医疗终端+模型化分层技术体系+生态型综合服务平台”为架构的新型互联网医疗模式，以四层参考模型为创新终端和创新平台提供技术支撑，以创新终端和创新平台打造技术生态型闭环服务，为基层医疗滞后、老龄化社会、看病难及看病贵等问题提供了创新性解决方案。
3、技术创新目标
通过本项目的实施，已获得了下述创新科技成果：
（1）基于在系统感知层、传输层、云服务及云应用层、数据挖掘层、安全层等核心架构上的技术突破，构建了“农村虹云工程”、“居家养老云”、“患者随诊云”三大物联健康医疗云公共服务平台，实现了“云服务+物联网”的健康医疗信息化创新模式。
（2）通过对健康医疗大数据进行智能挖掘和分析，引导了社会资源投入方向，提高了配置效率，带动了云计算、物联网、智能移动终端技术及装备产业及相关软件产业发展的决策支持能力，完成了“物联网+云计算 = 节能减排+绿色计算”的节能降耗创新成果。
（3）通过设计健康医疗设备及管理信息系统间的数据接口协议和标识方法，并采用多数据融合方式，实现了各智能终端设备的多类体征数据统一接口技术，解决了健康感知终端的数据并发及多数据源统一接口问题，实现了健康感知数据的标准化，显著提高了系统稳定性和可靠性。
（4）完成了多健康参数的自动采集研发，形成了智能云健康套装；完成了多健康感知设备的无线自组网传输和基于自组网网关的健康数据远程传输；针对健康医疗云服务能力扩展的SaaS及一体化平台关键技术，完成了面向健康医疗的SaaS服务快速接入、数据共享及业务协同机制的设计；重点解决了健康医疗应用从部署到运行过程所涉及的集群快速部署及动态调整、集群动态负载均衡、虚机自动迁移及智能放置、云备份及恢复等问题，实现了异构无线传输网络的兼容和无缝接入技术。
（5）依托山东省云计算中心、国家超级计算济南中心的平台支撑和智能挖掘技术支撑，建立了健康医疗大数据的综合服务模式及运营机制，具备了为药品、保健品、医疗器械、健身器械产业的需求进行数据级分析，并对相关企业的战略性投资进行评估和咨询的能力。在基于个人用户大数据的个性化诊疗及健康评估方面，实现了动态、实时、可视化的健康评估及健康干预技术，以及个性化挖掘分析及推荐技术。同时在海量健康医疗数据商业智能处理方面，完成了基于超算平台的数据建模、数据清洗、信息挖掘、决策支持等技术架构设计，实现了大数据综合健康服务平台的服务模式创新及运行机制创新。
（6）针对健康云核心的隐私保护问题，完成了隐私安全保障机制及方法设计；通过设计的低能耗无线体域网密钥管理方案，解决了健康感知节点在建立安全关联时的高能耗和高密钥存储量难题；并通过双向认证及双层加密的健康医疗云系统安全通信机制，以及多层安全管理策略，实现了跨层整合的完整安全体系，保证了系统的高安全性。
（7）以无线智能医疗套装、健康医疗传输终端、云平台接入中间件、智能平台嵌入式软件为核心产品，形成了智能云健康综合检测、移动医疗、可穿戴健康检测共计三大类13种技术产品体系，并实现了产业化，完成了血压、血氧、血糖、心电、总胆固醇、尿酸、呼吸、脉搏、体温等66项关键体征数据的精准采集及可靠传输。
本项目已在相关研究领域取得了具有自主知识产权的成果，申请发明专利7项，授权4项；申请实用新型专利3项，授权3项；授权软件著作权21项。
4、技术、质量指标
本项目已形成了无线智能医疗套装、健康医疗传输终端等系列化智能医疗终端设备，并建成了以云平台、超算平台和灾备平台为支撑的物联健康医疗云综合服务系统，形成了面向全国提供健康服务的能力。具体指标如下：
（1）已完成了心电、血压、血糖、血氧、脉搏、呼吸、计步等66项健康参数的精准采集及可靠传输功能；所述健康参数可具体划分为常规检测、生化检测、无创检测、心电监测、肺活量检测（6项）、尿常规检测（11项）、人体成分分析（30项）六大类。
（2）已实现了使用范围内各分立健康医疗设备的无线自动组网传输：基于无线体域网MAC层访问控制技术，解决了智能医疗终端间符合IEEE 802.15.6、ZigBee、蓝牙等标准规范的动态弹性扩展。
（3）智能网关已实现了通过移动通信和互联网络进行远程传输的指标：基于数据融合、压缩感知等技术，完成了对多源异构医疗数据的数据级、特征级、决策级“三级高效融合封装优化”，实现了根据通信网络质量的自适应有损/无损压缩编码传输，有效降低了实时医疗数据通信量，提高了终端及云平台间数据传输可靠性，在不同应用领域的异构网络环境（如宽带网络、Wi-Fi、GPRS/3G/4G等）均具有较好的性能。
（4）系统已实现了用户的自动身份识别及测试用户和设备的快速绑定功能：物联健康医疗云系统通过身份证识别、RFID识别等方式，可快速登录对应账户，并实现了及智能云健康综合检测设备、移动医疗设备、可穿戴健康检测设备等多类医疗终端的快速绑定。
（5）系统已实现了各种常用访问环境下的安全保障机制：利用基于弱时间同步的无线体域网对称密钥协商，实现了医疗终端动态扩展的安全性保障；利用双向认证的健康医疗云系统安全通信机制及双层数据加密机制，实现了医疗数据的安全性保障；并利用安全技术和安全管理策略，实现了物联健康医疗云系统的整体安全性保障。
（6）系统已实现了完善的云服务和数据高等级灾难备份功能：物联健康医疗云系统已在居家养老、农村基层医疗、医院随诊等应用领域，实现了完善的医疗数据管理及共享、远程诊断及监护、专业医生资源共享等云服务；并依托山东省数据灾备平台，实现了基于异构存储的健康医疗数据共享灾备服务功能，满足了用户不同层级灾备的需求。
（7）系统已实现了完善的后台健康云服务模式及内容：物联健康医疗云系统构建了以预防为主、防治结合的新型农村医疗信息化模式，向基层群众提供了区域性健康趋势及统计分布特性、疾病谱变化、慢性病及传染病流行规律等大数据分析服务内容；打造了以“医养结合”为特征的创新居家养老模式，向老龄人口提供了健康医疗、紧急救助及日常生活的广义化健康大数据服务内容；构建了以医院患者为核心的随诊模式，提供了医患互动互信、医疗专家经验深度挖掘等大数据服务内容。
三、对产业和行业引领带动作用情况
本项目针对我国现行医疗体制的弊端和医疗改革所面临的困境，依托于物联网技术和云计算技术，紧密结合我国健康医疗市场的巨大商机和旺盛需求，实施物联健康医疗云产品的核心技术研发和产业化建设，开辟物联网及健康医疗交叉行业新的经济增长点，引领该领域的产业化发展。
项目的任务是实现物联健康医疗云的系统建设、服务运营以及感知及传输设备的产品化和产业化。系统基于物联网、云计算和超算，实现居民及医疗卫生机构健康医疗信息的感知、获取、管理及交互服务，即通过医疗感知设备获取社区及家庭居民健康医疗信息，并整合医疗机构体检/诊疗等信息，建立居民健康医疗档案；以云模式为居民提供健康医疗信息管理，为医疗卫生机构提供健康筛查、疾病预防和辅助诊疗；并基于超算平台对海量健康医疗数据进行智能挖掘，为医械和医药产品企业提供管理决策支持和产业发展咨询服务。
系统目标是建成以山东省云计算中心、山东省数据灾备中心、国家超级计算济南中心为支撑平台的，面向规模化物联网和云计算应用的“物联健康医疗云”，实现健康医疗产品的产业化。
针对内部建设，从条件建设、队伍建设和制度建设三方面，完善健康医疗产品的研发、生产、检测、销售和服务各环节；针对外部建设，将研发、元器件供应、加工外包、销售等环节吸纳入物联健康医疗云链条，形成以物联健康医疗云核心技术研发为龙头，以自主知识产权产品的生产销售为依托的产业集群。
四、经济、环保、生态和社会效益情况
（1）经济效益
本项目通过物联健康医疗云系列产品销售收入，云健康医疗服务收入，以及相关增值服务收入，产生了巨大的经济效益。
l 物联健康医疗云成果已实现两次成果转化，分别获得山东易泽控股有限公司、山东东岳国际经贸合作股份有限公司的投资支持，转化金额分别为1500万元和500万元。
l 物联健康医疗云成果的广泛应用，推动了传统医疗向互联网背景下健康医疗的产业升级，以航天恒星科技有限公司、山东广电网络有限公司、山东大众健康管理服务有限公司、莱芜市居家养老服务网络中心、浪潮通用软件有限公司等使用单位为例，2013年~2015年期间新增产值41484.14万元，新增利税11184.2万元。
（2）社会效益
物联健康医疗云横跨物联网和云计算两大信息前沿技术领域，项目实施证明了其具有显著的技术优势和创新的服务模式，是改变传统医疗理念及方式，实现医疗信息化和智能化的有效途径，也是国家改革发展的迫切需求，在国家政策、市场需求、技术发展等各个层面都具有极大的发展必要性和重要意义，具体如下：
l 物联健康医疗云系统构建了农村虹云工程系统，服务于山东省科技厅“创新医疗器械进农村社区科技惠民工程”，覆盖人群10万以上，极大弥补了制约农村医疗的基础设施短板和医护水平短板。
l 构建了山东省居家养老公共服务系统，建成了以“医养结合”为特征的省级养老中心，有效缓解了传统养老医养分离、缺乏家庭端轻量医疗的痛点。
l 构建了医院随诊系统，依托三甲医院，显著改善了医患间信息不对称、互信互动缺失，及病后复诊难度大、费用高的困境。
对本项目实施的社会影响力举例如下。
l 2015年4月1日，山东省省长郭树清，副省长孙伟、王随莲、王书坚一行到山东省科学院，参观考察了本项目研发的物联健康医疗云信息化系统。郭树清省长详细了解了技术研发、产学研合作、人才培养、分配激励等情况，鼓励科研人员进一步发挥聪明才智，为提升全省科技创新水平贡献力量。
l 2015年4月23日，《山东新闻联播》的头条专题新闻《新常态 新作为 大力实施创新驱动发展战略》对本研究的成果转化进行了报道。
l 2015年9月23日，山东省科技厅厅长刘为民赴巨野县检查“第一书记”对口帮扶工作，对本项目“虹云工程”的实施进行考察，建议建立长效机制，充分利用现有手段，建立全县人口健康档案，为精准医疗实施打下基础，为帮扶工作开新窗口。
l 中央人民政府网站、经济导报、科技日报、大众日报等媒体相继对本研究成果进行了报道：中央人民政府网站刊登了题为“山东：信息技术助力百姓健康”的新闻（见中央政府门户网站2014年02月25日今日中国）；《科技日报》刊登了题为“科技‘第一书记’的喜及忧”的新闻（见科技日报2012年8月6日第8版山东之窗）；《大众日报》刊登了题为“山东‘物联云’飘到新西兰”的新闻（见大众日报2012年7月17日头版新闻）；《经济导报》刊登了题为“‘健康云’山东试点风生水起——居家看病养老成为现实”的文章（见经济导报2014年8月29日第A3版观察）。
五、完成单位和完成人情况
完成单位情况
单位名称
山东华迪智能技术有限公司
单位性质
3
1. 大专院校 2. 科研院所 3. 企业 4. 其他
所在区域
4
1.山东半岛蓝色经济区 2.黄河三角洲高效生态经济区 3.西部隆起带 4.省会都市圈 5.国家、省级高新区 （含农业） 6.国家高新技术特色产业基地 7.大学科技园 9.星火密集区（可多选）
联 系 人
舒明雷
电 话
1
邮政编码
250014
电子信箱

通信地址
济南市历下区科院路19号
完成人情况
姓 名
性别
出生年月
专 业
学 历
职 称
联系电话
王英龙
男
1965.07
通信及信息系统
博士
研究员
8
舒明雷
男
1979.08
通信及信息系统
硕士
副研究员
1
六、发布的目的
技术转让；合作开发；技术入股；技术融资。
七、 知识产权情况
1、专利
序号
名称
专利类别
专利号
取得日期
状态
1
基于SD密码卡的物联网健康医疗服务系统的安全通信方法
发明
ZL2.X
2015-05-13
已授权
2
无线体域网对称密钥协商方法
发明
ZL2.0
2015-03-25
已授权
3
无线传感器网络的能耗攻击测试方法
发明
ZL2.8
2013-08-14
已授权
4
一种无线传感器网络路由表安全性的攻击测试方法
发明
ZL2.3
2013-03-20
已授权
5
基于物联网技术的智慧医疗无线网关
实用新型
ZL2.2
2013-02-20
已授权
6
一种基于云服务的家用多功能健康检测仪
实用新型
ZL2.5
2015-03-11
已授权
7
一种基于无线传感器网络的远程医疗系统
实用新型
ZL2.3
2012-12-19
已授权
2、计算机软件著作权
序号
名称
登记号
取得日期
状态
1
物联健康医疗云平台软件V1.0
2012SR064841
2012-07-18
已登记
2
物联健康医疗云数据采集系统V1.0
2012SR065616
2012-07-19
已登记
3
基于苹果IOS系统的云健康管理平台V1.0
2013SR131282
2013-11-22
已登记
4
基于谷歌Android系统的云健康管理平台V1.0
2013SR131362
2013-11-22
已登记
5
健康云计步器软件V1.0
2013SR131266
2013-11-22
已登记
6
基于串口的智能云健康监测仪软件V1.0
2013SR136856
2013-12-02
已登记
7
基于蓝牙的智能云健康监测仪软件V1.0
2013SR136860
2013-12-02
已登记
8
基于USB的智能云健康监测仪软件V1.0
2013SR136835
2013-12-02
已登记
9
基于串口的智能云健康监测仪软件V2.0
2014SR114867
2014-08-07
已登记
10
基于蓝牙的智能云健康监测仪软件V2.0
2014SR115439
2014-08-07
已登记
11
基于USB的智能云健康监测仪软件V2.0
2014SR115420
2014-08-07
已登记
12
基于谷歌Android系统的智能生化监测软件V1.0
2014SR152564
2014-10-14
已登记
13
基于云计算的Android体检软件V1.0
2014SR154416
2014-10-16
已登记
14
基于云计算的数字化体检系统V1.0
2014SR154418
2014-10-16
已登记
15
基于云计算的数字化云体检后台管理软件V1.0
2014SR167928
2014-11-04
已登记
16
云体检平台软件V1.0
2014SR153827
2014-10-16
已登记
17
医养结合的养老信息化系统V1.0
2015SR033116
2015-02-15
已登记
18
医养结合的移动养老软件V1.0
2015SR130187
2015-07-10
已登记
19
医养结合的养老平台管理软件V1.0
2015SR129400
2015-07-10
已登记
20
智能云健康综合检测仪软件V1.0
2015SR158373
2015-08-17
已登记
21
随诊云系统软件V1.0
2015SR183833
2015-09-22
已登记

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