2023年中国医院医疗物联感知网技术白皮书.pdf

中国医院医疗物联感知网技术白皮书医疗大数据应用技术国家工程研究中心人工智能医疗器械研究与评价国家药监局重点实验室华为技术有限公司中国医学装备协会医院物联网分会发布日期：2023 年 3 月版本：2.0CONTENTS目 录1 引 言.012 医疗物联网建设需求.032.1 医疗物联网是国家政策与标准落实必经之路.032.2 医疗物联终端爆发式增长亟需物联网承载.062.3 医疗大数据需求缺乏安全可靠的联接.082.4 先进的 AI+医疗应用因缺乏联接而成熟慢、推广慢.082.5 医疗数据从人工录入到自动化采集转型.092.6 医疗物联网如何支撑三级公立医院绩效提升.103 医疗物联网面临的挑战123.1 科学问题.123.2 管理问题.133.3 技术问题.133.4 使用问题.164 医疗物联感知网概念与价值主张.174.1 医疗物联感知网的概念.174.2 医疗物联感知网的建设理念.174.3 医疗物联感知网的价值主张.195 医疗物联感知网总体架构.225.1 医疗物联感知网逻辑架构.225.2 医疗物联感知网建设效果.27中国医院医疗物联感知网技术白皮书目 录6 医疗物联感知网关键技术.296.1 Wi-Fi 一网多频 无线融合接入.296.2 分布式 Wi-Fi 零漫游技术.306.3 毫米波感知技术.316.4 医疗设备无感接入.326.5 安全准入与数据溯源.3366 双发选收 智能接入.346.7 SRv6 智能骨干网.356.8 边缘智能医疗数据采集网关.366.9 端到端安全通信.376.10 一网可视与智能运维.397 典型应用.407.1 智慧院前急救.407.2 智慧门诊.417.3 智慧病房.427.4 智慧手术室.437.5 智慧 ICU.457.6 重症快反 CCRRT.467.7 无感监护病房.477.8 智慧设备管理.487.9 固定资产安全管理.487.10 智慧安全管理.507.11 智慧运营.508 未来展望.519 术语&缩略语.5210 参考文献.55中国医院医疗物联感知网技术白皮书目 录01中国医院医疗物联感知网技术白皮书引言人类社会经历了从“农业经济”、“工业经济”到当前以云化、智能化、万物互联为典型特征的“数字经济”发展阶段。而数字经济依赖信息化的发展。信息化从“PC 的互联网时代”，“手机的移动互联网时代”，到今天正在迈向的“IoT设备的万物互联时代”。随着云计算、大数据、物联网、第五代移动通信、人工智能的新一代 ICT 技术的发展，万物互联的技术准备度已然成熟并逐步深入到各行各业，驱动着数字化转型，实现无处不在的信息联接，改变我们的生活和生产方式，让我们加速迈向数字社会、智能社会。行业数字化转型目标：通过生产业务的“万物感知、万物互联、万物智能”，实现生产要素全面感知，实时在线，彻底消除“信息孤岛”和“数据碎片化”，实现数字信息的泛在互联、高效通信，从而驱动产业升级，提高生产效率、降低管理成本、重构商业模式，提升用户体验，开启“数字经济”新时代。01引 言提高服务体验提升运营效率重构商业模式联接用户联接机器联接创造价值联接新业务Real-time,On-demand,All online,DIY,SocialSource:HUAWEI MISource:BCGSource:Accenture（China）3.7%数字化转型带来GDP增长30%生产效率提高40 x质量提升25%成本减低图 1-1 联接创造价值02中国医院医疗物联感知网技术白皮书引 言纵观医疗行业，人们对健康消费需求不断攀升新冠疫情爆发进一步加剧了人们对优质医疗服务诉求，即“无地域差别、无时空差别的同质化医疗”。现有的医疗服务模式局限在医院内或局部区域，医疗科研水平提升受限于临床循证数据不够、ICT 技术与科研融合不足的问题而发展缓慢。强烈的医疗供需矛盾促使基于新一代 ICT 技术智慧医疗发展进入快车道。医疗物联网（Internet of Medical Things:IoMT）是通信网络延伸到医疗场景下，通过感知和通信技术，将各类传感器、执行器、基础设施、医疗设备、各类智能化装备与医院信息系统联接在一起，支持医疗服务、医院运营过程中的数据采集、传输、处理、存储和分析应用，从而实现医疗场景中人与物通信、物与物通信的网络。在智慧医院中，IoMT 实现任何时间、任何地点下，人、机、物等医疗生产要素的互联互通，进行医疗数据的采集、传输、处理以满足医疗智慧化的应用发展。如所有行业的物联网所面临的挑战一样，从互联网到物联网，联接对象从PC机/手机，扩大到各种医疗设备和传感器是最大变化，使得原有互联网通信技术无法完全适应，既是障碍与挑战，也是技术更新和产业发展的新机遇。图 1-2 海量物联终端是互联网演进到物联网的最大变化点智慧医院云计算、大数据、AI智慧运营智慧医工智慧辅助诊疗智慧影像诊断数据采集点风险入侵点万物智能 智能化服务模式万物感知：海量物联感知万物互联：数据实时在线网络基础设施IPv6.5GWi-Fi 6如何解决这些挑战，构建面向未来智慧医院不断迭代和演进，构建起满足实时应用的日常医疗业务的医疗物联网，实现实时、可靠、稳定、安全、可管理可运营物联网系统，是智慧医院发展的重要基础。本文将着重分析智慧医院建设医疗物联网所面临的挑战，并基于智慧医院发展趋势结合新一代 ICT 技术介绍建设理念，建设框架，关键技术与典型应用场景的应用效果。03中国医院医疗物联感知网技术白皮书医疗物联网建设需求02医疗物联网建设需求2.1 医疗物联网是国家政策与标准落实必经之路国家将人民健康与经济社会协调发展纳入国家战略，国务院、卫健委推出了系列的政策和举措驱动医疗数字化转型：2015 年 7 月，国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见，鼓励发展基于互联网的在线医疗、远程服务和跨医院的数据共享。2016 年 10 月，中共中央、国务院“健康中国 2030”规划纲要提到完善人口健康信息服务体系建设，推进健康医疗大数据应用。2017 年 2 月，国家卫生计生委关于印发“十三五”全国人口健康信息化发展规划的通知，提出到 2020 年基本建成健康医疗大数据国家中心及区域中心，100 个区域临床医学数据示范中心，基本实现城乡居民拥有规范化的电子健康档案和功能完备的健康卡。2018 年 4 月，国务院办公厅关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见提出二级以上医院在 2020 年前普遍提供智能导医、移动支付等线上服务；三级医院在 2020 年实现院内医疗服务信息互通共享。2018 年 9 月，国家卫生健康委发布互联网诊疗管理办法（试行）、互联网医院管理办法（试行）及远程医疗服务管理规范（试行），明确互联网医院性质及与实体医疗机构的关系，互联网诊疗活动准入程序和监管，以及互联网医院的法律责任关系。2019 年，国家卫健委明确了智慧医院的概念：“智慧医院是指通过信息技术手段不断提高医院治理水平，形成线上线下一体化的现代医院服务与管理模式，为患者提供更高质量的医疗服务。”图 2-1 智慧医院的内涵医院信息化建设和互联网环境5 个类别共 17 个评估项目诊前/诊中/诊后全程服务/基础与安全智慧医院利用互联网、物联网等信息化手段，为患者提供预约诊疗、候诊提醒、院内导航等服务智慧服务面向患者以电子病历为核心推动医疗机构信息化建设，促进医护工作、科研、教学的便捷高效智慧医疗面向医务人员运用大数据技术进行内部管理，配备“智慧管家”，让医院的有限资金真正发挥最大效益智慧管理面向管理者04中国医院医疗物联感知网技术白皮书医疗物联网建设需求 2019 年 3 月，国家卫生健康委办公厅关于印发医院智慧服务分级评估标准体系（试行）的通知，提出建立 0-5级的医疗机构智慧服务分级评估体系，为智慧医院的建设指明了方向。2020 年，国家卫健委明确了智慧医院的内涵：构建智慧医疗、智慧服务、智慧管理“三位一体”的智慧医院系统，聚焦“智慧医院发展，优质医疗资源共享”，为患者提供更高质量、更高效率、更加安全、更加体贴的医疗服务。对智慧医院运用包含物联网技术在内的云、大、物、智、移技术的应用方向和效果做了进一步的明晰阐述。图 2-2 智慧服务分级评估对物联网的要求物联网应用已成为三甲和三乙医院标配容灾备份配置增加基础设备灾备备用网络数据备份容灾备份配置增加备用网络数据备份应用容灾容灾备份指标增加数据备份与恢复应用容灾硬件设备配置增加服务器存储核心交换汇聚交换安全安全审计机房 B 级配置增加机房面积不间断电源基础软件配置增加虚拟化数据库基础设施配置增加虚拟化数据库网络安全网络优化通信加密结构安全机房 B 级综合管理安防管理电气设备基础装修机房要求医疗协同区域病理区域检验双向转诊分级诊疗远程影像远程会诊人工智能医院智能管理虚拟助理智能健康管理临床辅助诊疗医学影像辅助诊断疾病风险预测医疗协同区域病理区域检验双向转诊分级诊疗远程影像远程会诊医疗协同区域病理区域检验双向转诊分级诊疗远程影像远程会诊便民服务满意度评价信息公开实名认证就诊服务预约服务互联网服务便民服务满意度评价信息公开实名认证就诊服务预约服务互联网服务便民服务满意度评价信息公开实名认证就诊服务预约服务互联网服务信息平台基础访问存储业务协同档案服务主索引服务主数据注册服务便民服务陪护服务信用管理智能导诊便民服务陪护服务信用服务智能导诊科研管理临床应用科研辅助科研项目容灾备份本地容灾本地恢复本地备份云计算平台云存储云计算安全云计算基础数据中心安全安全管理访问控制身份认证数据中心安全安全管理身份认证医疗管理卫生应急数据上报院感管理药事管理护理管理医务管理医疗管理卫生应急数据上报院感管理药事管理护理管理医务管理医疗管理卫生应急数据上报院感管理药事管理护理管理医务管理运营管理物资管理资产管理预算成本财务管理运营管理物资管理审计信息资产管理预算成本财务管理科研管理科研转化临床应用科研辅助科研项目容灾备份异地应用容灾本地应用恢复异地数据备份本地数据备份大数据平台大数据挖掘分析大数据计算大数据治理大数据采集汇聚物联网应用资产和物资管理数据采集患者安全信息平台基础电子证照管理医院门户业务协同基础数据访问与存储业务及数据服务机房 C 级综合管理安防管理电气设备基础装修机房要求硬件设备汇聚交换机核心交换机存储设备服务器设备数据中心安全入侵防范安全审计防火墙硬件设备无线AP路由器无线控制器无线控制器接入交换机终端设备终端安全身份认证介质安全网络安全通信加密结构安全基础软件数据分析工具医疗协同协作诊疗运营管理预算成本后勤管理医疗辅助会议管理楼宇智能后勤管理会议管理楼宇智能后勤管理会议管理楼宇智能后勤管理设备管理客户端管理终端安全考试管理培训管理教学管理考试管理培训管理教学管理设备管理客户端管理终端安全数据库系统虚拟化软件基础软件中间件操作系统基础软件执行管理战略规划人力资源网络安全网络安全管理网络安全网络安全管理后勤管理医疗辅助医疗协同协作诊疗科研管理项目管理容灾备份数据备份恢复备用网络灾备终端安全身份认证配置增加硬件设备汇聚交换核心交换存储设备服务器数据中心安全系统加固数据加固防火墙安全审计入侵防范医疗服务医技业务移动业务护理业务院外住院门急诊医疗业务医疗服务医技业务移动业务护理业务院外住院门急诊医疗业务医疗服务医技业务移动护理护理业务院外住院门急诊医疗业务云计算平台云存储云计算安全云计算管理云计算基础大数据平台大数据挖掘分析大数据计算大数据利用大数据治理大数据采集汇聚容灾备份应用容灾数据备份恢复容灾备份基础设备容灾物联网应用资产物资管理数据采集患者安全业务应用信息平台基础设施安全防护新兴技术三级甲等医院三级乙等医院二级医院05中国医院医疗物联感知网技术白皮书医疗物联网建设需求 2021 年 3 月，国家卫生健康委办公厅印发医院智慧管理分级评估标准体系（试行）的通知，为指导各地、各医院加强智慧医院建设的顶层设计，充分利用智慧管理工具，提升医院管理精细化、智能化水平，特制定医院智慧管理分级评估标准体系。明确了医院智慧管理是“三位一体”智慧医院建设的重要组成部分，评估面向应用信息化、智能化手段开展管理的医院，并给出了 05 级的评估标准。2021 年 9 月 27 日，工业和信息化部、国家卫生健康委员会等八部委联合印发 工信部联科2021130 号物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021-2023 年）的通知。明确提出：物联网是以感知技术和网络通信技术为主要手段，实现人、机、物的泛在连接，提供信息感知、信息传输、信息处理等服务的基础设施。随着经济社会数字化转型和智能升级步伐加快，物联网已经成为新型基础设施的重要组成部分。为贯彻落实中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要，打造系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系，推进物联网新型基础设施建设，充分发挥物联网在推动数字经济发展、赋能传统产业转型升级方面的重要作用，制定本计划。并提出创新能力有所突破，高端传感器、物联网操作系统、新型短距离通信等关键技术水平和市场竞争力显著提升；物联网与第五代移动通信、人工智能、区块链、大数据、IPv6 等技术深度融合应用取得产业化突破；物联网新技术、新产品、新模式不断涌现。通知也明确公共卫生的发展行动，结合重大疫情防控救治、智慧病房、远程会诊等需求，积极推进远程医疗通信网络基础设施升级，推广智能个人定位、生命体征感知等设备，推动建立数字化、网络化、智能化公共卫生应急管理系统。2021 年，国务院办公厅发布 关于推动公立医院高质量发展的意见，特别指出推动云计算、大数据、物联网、区块链、第五代移动通信(5G)等新一代信息技术与医疗服务深度融合。推进电子病历、智慧服务、智慧管理三位一体”的智慧医院建设和医院信息标准化建设;同时特别强调大力发展远程医疗和互联网诊疗。同年，国家卫生健康委办公厅发布关于印发公立医院高质量发展促进行动(2021-2025 年)的通知。通知明确提出，到 2025 年建成一批发挥示范引领作用的智慧医院，线上线下一体化医疗服务模式形成，医疗服务区域均衡性进一步增强。这些政策的接续出台为医疗物联网在“国考”背景下持续发展、大力推进指明了方向。当前，医疗物联网作为医院的基础设施已提上各医院的日程。优质的医疗资源在物联网等先进技术的加持下，不仅实现快速演进升级解决更多疑难杂症，更能产生跨越时空的广泛影响力，实现医疗服务模式根本的数字化转型，使得优质的医疗资源得到广泛共享。06中国医院医疗物联感知网技术白皮书医疗物联网建设需求2.2 医疗物联终端爆发式增长亟需物联网承载近年来，随着医疗业务数字化、智慧化的发展，各种新型的医疗物联网终端和传感器越来越多，可用于智慧医院内提高管理效率、降低医护工作量、提高智慧服务水平等。在医疗设备管理方面，为了提高医疗设备的精细化管理水平，出现了基于 RFID、BLE（蓝牙）、UWB 等各种定位传感器，复合型监测设备开机状态与位置的有源资产标签，精细化监控到超声探头、腔镜等高值耗材的使用次数的标签等；综合各类传感器将可实时感知到医疗设备的位置、是否开机、是否在使用、高值配件使用频次等设备详细的运行与使用信息。在医疗安全管理方面，国家推行医疗唯一器械标识（Unique Device Identification，UDI）是对医疗器械在全程供应链中的唯一身份标识。通过医疗器械唯一标识建立医疗器械信息化追溯系统，利用 RFID 标签与在线式 RFID 感知网络，可以实现医疗器械不良事件报告、产品召回及追踪追溯等。在医院后勤的管理方面，视频监控摄像头越来越智能化用于各种复杂人员、物品、事件的识别；门禁、闸机、停车道闸等通行设备都具备了视频识别和视频采集的能力，通过Wi-Fi或Ethernet联网，就可以精确的识别出人员身份、车辆身份，尤其是黑名单医闹、黄牛等的精准识别，帮助医院实现安全环境保障。同时，通过视频监控、Wi-Fi 定位，可以实时的感知到医院的人流量情况，用于日常快速的调配安保资源以保障就医环境有序进行。在医疗废弃物管理方面，出现了智能垃圾车、垃圾桶，可实现医疗废弃物处理、转运各个环节的定位、处理轨迹跟踪等有效管理。在护理服务方面，为了减轻护士工作量，出现的电子体温贴、输液监护传感器、联网血压仪等，可自动、实时、准确的采集到患者的体温、血压/心率、输液情况。在特殊的护理辅助场景，也出现了婴儿手环、母亲手环等传感器，可实时感知到婴儿的位置，母婴匹配情况，防止婴儿抱错和新生儿重症监护中心（Neonatal intensive care center，NICU）院感等。在病房服务方面，出现了护士手环、患者手环、电子床卡、手卫生监控等，与门禁、信息查询屏等相结合，不仅使得医护人员、患者方便的出入、而且可监控重要患者跌倒状态、手卫生情况等，也方便患者可以随时与信息屏互动获取到相应的信息。在智慧医疗方面，出现了穿戴式的手环、穿戴式的心电监护设备、穿戴式的血压/血氧监护设备等，对患者的实时心电、心率、潮气量等生命体征可持续的实时监测采集，用于辅助诊疗、预测预警、康复指导等。同时，大量新型监护仪、血气分析仪等医疗设备开始出现具备 Wi-Fi、Ethernet 等联网功能，支持通过网络获取检查检验数据的能力。在医疗科研方面，医疗科研仪器和设备自带工作站，通过 Ethernet 联网实现实时海量实验数据的采集与存储。也出现了新型的 Wi-Fi 联网能力的设备如 Wi-Fi 网络型脑电图机、眼球追踪器等，用于医疗科研数据采集。综上所述，新型医疗物联网终端或传感器不断发展，感知采集医院内多维度各类数据，只有实时在线，数据可靠回传才能保障优质医疗服务持续供应。一张实时、高效、安全、可靠的医疗物联网势在必行。07中国医院医疗物联感知网技术白皮书分类使用场景用途通信方式智慧医疗远程手术手术机器人数据采集与远程操控Ethernet远程影像/AI 影像影像数据采集Ethernet、WLANICU 体征监护呼吸机、多参监护仪、血液分析仪、尿量等WLAN、Ethernet穿戴式体征监测体温、血压、心电、血糖、睡眠质量等BLE、WLAN检查检验病理等检验数据采集Ethernet、WLAN医学科研成像研究、光谱分析、体外遥测等Ethernet、WLAN重症快反 CCRRT全院多参数监护仪、呼吸机等采集监测预警WLAN、Ethernet患者无感监测毫米波感知特需、心内、ICU 等患者摔倒、呼吸、心率监测数据WLAN远程会诊移动视频会诊推车WLAN智慧管理医疗设备管理设备定位、器械管理、器械预测性维护、高值耗材管理125KHz、425/433MHz、860MHz 960MHz、2.4G、资产管理血液管理、贵重资产定位盘点125KHz、425/433MHz、860MHz 960MHz、2.4G、耗材精细化管理高质耗材柜/UHF RFID 标签、低值耗材库存领用等UHF RFID/860MHz 960MHz、医疗废弃物管理定位、轨迹、称重等125KHz、425/433MHz、2.4G、470M药品管理成本控制需求、溯源需求WLAN、BLE冷链管理储存温度WLAN、BLE标本送检标本管理WLAN、BLE手术室管理手卫生管理125KHz、425/433MHz、2.4G智慧后勤门禁、闸机、摄像头、智能楼宇照明、空调面板灯WLAN、Ethernet、POE、PLC智慧服务人员管理护理人员定位、婴儿防盗、老人定位等125KHz、425/433MHz、2.4G、470M报警求助报警按钮、跌倒感应等125KHz、425/433MHz、2.4G、470M环境监控PM2.5、温湿度、光照等ZigBee、2.4G院内导航院内导诊BLE床旁交互PADWLAN智能机器人送药机器人、自动药品分发机器人等WLAN、Ethernet用药与护理手持 PDAWLAN输液管理输液监控425/433MHz、2.4G表 2-1：医疗物联网终端与通信方式医疗物联网建设需求08中国医院医疗物联感知网技术白皮书2.3 医疗大数据需求缺乏安全可靠的联接医院内每天产生大量的临床检查数据，这些检查数据对于临床诊疗、科研都是宝贵的数据资产，来源于大量的存量检查检验设备。这些设备数量众多，且每天可持续的产生各类医疗流数据，除了少量的指标被记录，大部分数据流失，对临床科研与诊疗来讲，需要全息数据，病种病历足够丰富，各检查专业全面覆盖才能支撑 AI 的辅助诊断与科研。人工智能的基础是大数据，大数据的基础是物联网。由此可见，物联网是智慧医疗的基石。医院内的临床数据来源主要包括如下几类设备：大型影像类设备：包括核磁共振（MRI）、计算机 X 线断层扫描（CT）、核医学成像（PET-CT、PET-MR）超声等，这类设备的数据特征为无损医疗影像，时延不敏感的动态大带宽数据。设备联网的影像数据实时回传所需的带宽可达几百兆。生命体征类设备:包括监护仪、呼吸机、麻醉机、血气分析仪等，这类设备用于实时监测患者的生命体征，数据具有时序性，随时间源源不断产生流式数据，需要时序性采集患者生命体征数据和波形数据。这类设备数据属于动态数据，带宽中等，一般带宽在 10Mbps 以内，具有时延敏感特点。穿戴类设备：包括动态心电监护背夹、手表、体温贴、血压计、血氧仪、血糖仪等，佩戴在患者身上，进行无间断的患者体征和参数采集，这类设备数据庞大，高频的采集患者生命体征数据并回传，属于动态数据，带宽通常在 1Mbps 以内，时延敏感，丢包敏感，具有移动特点。辅助服务类设备：包括药品、耗材、贵重资产等管理和定位类传感器设备，这些设备通常数据量不大，高频的小量动态数据，通常也在 K 级带宽需求，时延不太敏感。智能化设备：主要指智能化设备或机器人，包括作业机器人、自动药品分发机器人、送药机器人等。这些设备需要高可靠性的联接应用系统，实现永远在线的服务。数据多为控制信令和图像信息等，属于动态数据，带宽在 10Mbps 以内，时延敏感，丢包敏感。这些各种类型的临床数据来自不同设备，数据多为实时动态数据，与原有医疗内网中电子病历信息的静态数据不同。数据的采集和传输会更依赖于高可靠的物联网。2.4 先进的AI+医疗应用因缺乏联接而成熟慢、推广慢传统优质医疗服务，依赖医护人员数十年的点滴记录和经验积累。医疗水平提高慢，专家能力复制难，专家服务不能永远在线，造成优质医疗资源紧缺，无法满足广大患者诉求。随着大数据、人工智能的发展，专家经验、疑难杂症诊疗等可以通过多维数据分析建立 AI 算法模型，形成专病智能辅助诊疗服务。医生可快速结合智能辅助诊疗建议给出合适诊疗决策，为患者提供优质高效的专家医疗服务。AI+医疗经过十多年的快速发展，当前在医疗安全、医学影像、辅助诊断、疾病风险预测、健康管理、药物挖掘等诸多领域都已有成熟或推广的应用，国内已经有百余家的 AI 开发厂家。这些智慧应用需要与患者之间建立有效联接，实时采集患者大规模多维原始鲜活数据，驱动着医疗物联网广泛联接，加速使能医疗服务模式转型。医疗物联网建设需求09中国医院医疗物联感知网技术白皮书2.5 医疗数据从人工录入到自动化采集转型在智慧医疗场景中，大量医疗物联网仪器和设备未联网。患者部分检验、检查数据靠医护人员手工录入到医院信息系统。人工采集录入效率低、易出错，时效性差，且只能记录抽样的离散数据，患者完整的多维医疗数据没有得到全息记录，造成诊断一半靠分析一半靠经验推测，容易漏诊误诊。同时，这种原始的手工搬运数据的方式，与 AI+医疗科研的智能应用算法依赖大量的临床数据才能运转和发展形成对比和矛盾。只有改变这种数据采集方式，自动化全息采集患者数据，才能使 AI+医疗快速发展；只有实时数据才能让诊断更加精准和及时。因此，改变传统的医疗数据采集方式，实现医疗数据的自动化采集，为 AI 打开医疗数据的源头。图 2-3 AI+医疗应用逐渐成熟图 2-4 人工采集医疗数据过程人工智能医疗AI 辅助诊断/自动标注辅助拍片病案质控/用药质控/手术质控身体健康管理精神健康管理智能导诊/智能问诊/推荐用药新药研发/老药新用/药品筛选药品副作用预测/跟踪研究病历结构化/分级诊疗院感传播/专家系统基因测序与检测服务预测癌症/白血病等重大疾病人工智能辅助诊疗/医疗机器人医疗影像辅助诊疗医疗安全健康管理医院管理疾病风险预测虚拟助理药物挖掘医院内网人工采集手工录入医疗物联网建设需求10中国医院医疗物联感知网技术白皮书2.6 医疗物联网如何支撑三级公立医院绩效提升2023 年 2 月 27 日，国家卫生健康委办公厅关于印发国家三级公立医院绩效考核操作手册（2023 版）的通知中发布了国家三级公立医院绩效考核操作手册（2023 版）。手册中精细化明确了高质量公立医院考核指标体系，包括指标、计算方法、考核导向和意义说明等。考核指标体系中，包含一级指标 4 个（医疗质量、运营效率、持续发展、满意度）、二级指标 14 个（功能定位、质量安全、合理用药、服务流程、资源效率、收支结构、费用控制、经济管理、人员结构、人才培养、学科建设、信用建设、患者满意度、医务人员满意度）、三级指标 55 个（定量 50 个，定性 5 个）、新增指标 1 个。每个指标项是 10 分，共计 560 分。序号相关指标指标属性指标导向1门诊人次数与出院人次数比定量监测比较2下转患者人次数（门急诊、住院）定量逐步提高3日间手术占择期手术比例定量监测比较4出院患者手术占比定量逐步提高5出院患者微创手术占比定量逐步提高6出院患者四级手术比例定量逐步提高7特需医疗服务占比定量监测比较8手术患者并发症发生率定量逐步降低9I 类切口手术部位感染率定量逐步降低10单病种质量控制定量监测比较定量逐步降低11大型医用设备检查阳性率定量监测比较12大型医用设备维修保养及质量控制管理定量监测比较13通过国家室间质量评价的临床检验项目数定量逐步提高14低风险组病例死亡率定量逐步降低15优质护理服务病房覆盖率定量逐步提高16点评处方占处方总数的比例定量逐步提高17抗菌药物使用强度（DDDs）定量逐步降低18门诊患者基本药物处方占比定量逐步提高19住院患者基本药物使用率定量逐步提高20基本药物采购品种数占比定量逐步提高21国家组织药品集中采购中标药品使用比例定量逐步提高22门诊患者平均预约诊疗率定量逐步提高23门诊患者预约后平均等待时间定量逐步降低24电子病历应用功能水平分级定量逐步提高25每名执业医师日均住院工作负担定量监测比较26每百张病床药师人数定量监测比较27门诊收入占医疗收入比例定量监测比较28门诊收入中来自医保基金的比例定量监测比较29住院收入占医疗收入比例定量监测比较30住院收入中来自医保基金的比例定量监测比较31医疗服务收入（不含药品、耗材、检查检验收入）占医疗收入比例定量逐步提高32辅助用药收入占比定量监测比较33人员支出占业务支出比重定量逐步提高34万元收入能耗支出定量逐步降低35收支结余定量监测比较36资产负债率定量监测比较37医疗收入增幅定量监测比较38门诊次均费用增幅定量逐步降低39门诊次均药品费用增幅定量逐步降低医疗物联网建设需求11中国医院医疗物联感知网技术白皮书根据前序物联网建设需求分析，医疗物联网在智慧医疗、智慧管理、智慧服务方面的应用方面都发挥着积极作用。医疗物联网是公立医院高质量发展的基础保障，辅助提升“三位一体”高质量智慧医院的 4 大类（医疗质量、运营效率、持续发展、满意度）考核指标。图 2-5 医疗物联网是公立医院高绩效的保障智慧医疗提升重点专科能力、提升质量安全智慧服务提升优质护理、提升医患满意度智慧管理提质增效、可持续发展在 国家三级公立医院绩效考核操作手册（2023 版）中，明确了三级公立医院绩效考核指标体系，55 项考核指标中，物联网可辅助 19 项绩效指标的（共 55 项指标）的优化增效。提升重点疾病专科能力（智能辅助诊疗提升单病种专科能力/远程医疗/分级诊疗提升下转患者人次）提升医疗质量安全（术后监测及时干预/缩短住院时长/降低低风险组死亡率等）提升大型医用设备质量安全（设备物联高质量养护/检查检验质控）提升优质护理服务病房覆盖率（采集自动化将护士时间还给患者，提升患者获得感）优化服务流程（医疗物联网提升电子病例分级水平/降低患者平均等待时长）提高医患满意度（安全就医、护理辅助降低繁重工作量，提高医护满意度，提高门诊/住院患者满意度）提升运营效率（提高医疗服务收入/监管流动资产降低损耗/降低万元能耗支出，优化收支结构）提升持续发展能力（辅助科研创新/辅助学科建设/辅助人才培养）医疗物联网是公立医院考核绩效提升的保障注：1.指标中加“”的为国家监测指标。2.指标导向是指该指标应当发生变化的趋势，供各地结合实际确定指标分值时使用，各地可根据本地实际确定基准值或合理基准区间。3.增 1 为落实国务院办公厅关于印发治理高值医用耗材改革方案的通知（国办发201937 号）而增设指标。序号相关指标指标属性指标导向40住院次均费用增幅定量逐步降低41住院次均药品费用增幅定量逐步降低42全面预算管理定量逐步完善43规范设立总会计师定量逐步完善44卫生技术人员职称结构定量监测比较45麻醉、儿科、重症、病理、中医医师占比定量逐步提高46医护比定量监测比较47医院接受其他医院（尤其是对口支援医院、医联体内医院）进修并返回原医院独立工作人数占比定量逐步提高48医院住院医师首次参加医师资格考试通过率定量逐步提高49医院承担培养医学人才的工作成效定量逐步提高50每百名卫生技术人员科研项目经费定量逐步提高51每百名卫生技术人员科研成果转化金额定量逐步提高52公共信用综合评价等级定量监测比较53门诊患者满意度定量逐步提高54住院患者满意度定量逐步提高55医务人员满意度定量逐步提高增 1重点监控高值医用耗材收入占比定量监测比较医疗物联网建设需求表 2-2 三级公立医院绩效考核指标一览表12中国医院医疗物联感知网技术白皮书3.1 科学问题医疗物联网面临的挑战03当前由于对智慧医院、医疗物联网整体技术体系缺乏了解，也缺乏应用场景和成熟的系统性建设模板参考。大多医院对物联网这一智慧医院的重要基础设施没有充分的认识到其重要性，也缺乏科学的顶层规划和设计。医疗物联网与医学人工智能应用代表智慧医院未来发展趋势，可有效改善患者就医体验，提高医疗服务的同质化和可获得性，促进优质医疗资源前移、下沉和覆盖性，医疗物联网建设是前提。当前医院面临的主要挑战如下。图 3-1 孤岛式的医院网络现状无全局规划 孤岛式网络增多医院内网智能化设备网大设备日志采集网体征设备网资产定位小网输液监护小网医疗废弃物小网医疗废弃物小网院内导航小网当前医疗物联网主要源于各科室业务驱动，往往由某一业务诉求，在某个区域部署了独立的传感器接到独立的网关，建设了独立的应用。网络没有统一规划，数据没有统一规划，只解决了单点的应用，每个科室独立建设。建立了许多碎片化的网络和信息孤岛，不仅给医院的内网安全带来诸多未知的风险，也导致数据无法互联互通从而给后期 AI 应用带来困难。医疗物联网是智慧医院的重要基础设施，涉及短距无线通信、通信承载、网络安全、边缘计算、大数据分析与 AI 应用等，是一个复杂的系统。因此需要全局科学规划，面向未来智慧医院演进，整体考量架构、网络、安全、管理等多维度规划，建立全院级的建设蓝图，再结合科室需求分解为不同项目逐步建设，才能承载不断增多的传感器和不断发展创新的 AI 应用，从而借力科技赋能医疗高效持续发展。医疗物联网面临的挑战13中国医院医疗物联感知网技术白皮书医疗物联网面临的挑战3.2 管理问题医疗物联网涉及端边网云的建设范畴，与传统互联网相比，物联网各层之间无法完全标准化解耦，耦合紧密，因此各层之间紧密配合才能建设好物联网的整体方案和系统。业务特点决定了建设组织的机制。从传统信息化或互联网建设，到物联网建设，一个跨部门融合建设组织是物联网建设基本保障。因此，全院级的医疗物联网建设是“一把手”工程。在现代医院建设中，由于信息化系统内容主要是 PC 机和信息化软件，联接对象主要是 PC 机和服务器，在医院的建设中只需在智能化弱电系统中考虑了足够的端口，管线基本一次建设就固定了，不影响后续的使用和建设。对医工、信息中心、临床使用是有足够的 TCP/IP 标准支撑，不需要一开始就互相协同。因此在现代医院信息化建设中，往往医工、信息中心、临床科室各自相对独立就能保障业务顺利开展。而在物联网建设中，只有医工、信息中心、临床科室需要跨科室的协同，才能实现较好的物联网的规划和建设。以临床使用为终而进行联合合作才能保障医疗物联网建设、维护、管理、使用都能顺利开展。因为 IoT 系统是面向应用的万物互联，需要打通医工(设备的 OT)、信息中心(通信网络的 CT)、临床应用(信息化的 IT)三个学科才能良好的支撑智慧医院的数字化转型。因此只有消除多学科部门之间的壁垒，建立一个多学科融合的组织，才能保障智慧医院医疗物联网系统的扎实落地。3.3 技术问题3.3.1 海量医疗终端联网难医疗物联网最大的挑战是海量的医疗设备联不进网络中来，在医疗设备/传感器与网络之间存在巨大的断裂带。其一：现网的大量的医疗物联网仪器和设备设计之初并没有考虑联网场景，只是作为单一的检查、检验设备使用，这些设备往往都不具备联网能力，而仅仅具备打印接口、调试接口。通常数据的获取方式是由医护人员手工录入到电子病历系统中。这些设备的接口多是不同形式的RS232接口。与医院内网的Ethernet网络难以直接接入。有些实现方式，通过 RS232 转 RJ45 的转接线方式接入，但是由于 RS232本身没有安全的网络认证机制，导致如果只进行了二层链路的转换就只能通过较弱的网络安全认证，这种联网方式，就像在内网上打开了许多低安全管控的小门，会给医院内网安全带来巨大的安全风险。其二：医疗终端和传感器通信方式各异，如有线的RS232、RS485、RJ45 等，无线的 Wi-Fi、RFID、BLE、Zigbee、LoRa 等；很难通过统一的方式接入网络。而不同的传感器由于场景不同厂家也多在不同通信基础上自定义了部分通信机制，导致统一接入更加困难，只能通过不同的网关接入，存在不同的蓝牙传感器接不同的蓝牙网关的情况，造成多张小网并存，形成孤岛。14中国医院医疗物联感知网技术白皮书医疗物联网面临的挑战图 3-2 海量医疗终端联网难图 3-3 烟囱系统导致设备数据互通难3.3.2 医疗设备数据互通难当前，医疗设备没有统一物联接口标准，每个设备有各自的 API 或者协议接口，如 HL7、迈瑞的 Benelink 私有协议、德尔格 MEDIBUS 私有协议等，故从医疗设备获取数据的接口协议各不相同，七国八制。因此，上层应用需要通过设备厂家的特定接口协议才能与设备交互，才能从设备获取到相应的数据。因为这些非标的接口协议限制，在医疗设备和应用之间树立了一道屏障，使得应用与设备之间难以进行互联互通。同时，从整个医院来看，医疗设备分散在各个病区或诊区，而这些设备的协议接口支持的安全认证能力各不相同，从设备输出的数据流量在没有经过语义解析确认安全的情况下，直接转发到数据中心的应用，也会给整网安全带来风险。网络协议不统一 数据上不来烟囱式系统 数据互通难资产管理小网体征设备小网蓝牙定位小网输液监护小网穿戴背夹小网楼控小网安防小网门禁专网通信网络RS232/RS422/RS485TCP/IP5G云应用Wi-FiRFID/BLE/Zigbee/Thread15中国医院医疗物联感知网技术白皮书图 3-4 医院无线网络质量不稳定3.3.3 设备易掉线业务不稳定在医疗场景中，大多医疗设备属于共享使用，因此多为移动性场景，各式各样的无线终端或传感器，如穿戴类设备，环境传感器，资产传感器，各类运行监控传感器等，每种传感器都接入私有的小基站。Wi-Fi 网络没有统一的空口网规网优，加之 BLE、RFID、Zigbee、LoRa 等各种射频源无序的建设，导致复杂的射频环境，信号在空间干扰严重，无线网络质量差，各类无线终端或传感器频繁掉线，数据断断续续。此外，物联网终端受成本等约束使得其算力不足而通信能力不健全，对信号强弱和干扰的适应性比较弱，对于存在漫游使用场景的终端，其联网不稳定问