社会老龄化背景下物联网在健康领域的应用

社会老龄化背景下物联网在健康领域的应用

1“三慢性病”占主导地位物质网络逐渐成为健康和工业融合应用的中心动力因素。一我国已迈入快速老龄化阶段。“十四五”期间或进入中度老龄化社会。社会老龄化发展为物联网在养老领域的应用提供了服务受众。二家庭养老与社区养老等传统养老模式弊端初现，我国居家家政养老看护服务和社区日间照料出现缺口，家庭环境下无法为老人提供全天专业服务，这为物联网在健康领域应用提出了专业性的要求。三慢性病占死亡原因主导地位。根据中国疾病预防控制中心发布的数据，我国死亡原因排名前10中慢性病占据8位，包括中风、心脏病、慢性肺病、肺癌、肝癌、糖尿病等，发病人数近3亿。慢性病的诊断治疗极为消耗公共医疗资源，物联网技术在慢性病管理领域的应用将实现患者的自我监测，做到小病自治，释放公共医疗资源。总体来看，健康物联网能够解决传统健康领域的转型亟需，提升健康产业资源使用效能，增强市场健康服务供给能力，助力提升健康产业管理水平，拓展健康产业智能化高质量服务能力，进一步满足健康产业的潜在需求，整合健康产业现有资源，促进形成产业生态化发展。2健康连接技术2.1各类型物联网技术健康物联网技术主要囊括了共性基础、对象感知、互联互通、赋能支撑四大类关键的物联网技术，如图1所示，适用于健康物联网设备或系统的设计与研发。(1)共同基础包括标识编码、安全，为健康物联网提供信息安全、信息互通的基础。(2)对象感知包括智能卡、条码、RFID，为健康物联网增强各场景下的精确感知。(3)网络包含以下内容NFC、蓝牙技术、ZigBee、无线局域网、NB-IoT，为健康物联网设备数据互通提供了技术方法。(4)能化的健康物联网服务人工智能、区块链、超高清视频，构建自动化、智能化的健康物联网服务。当前健康物联网设备因互联互通的实现方法不同而有较大差异，本文将在2.2中重点介绍互联互通技术在健康物联网领域的应用。2.2健康物联网蓝牙协议模型当前，健康物联网设备主要是采用康体佳联盟的设计思路，采用“蓝牙+ISO/IEEE11073协议”的方式实现，本节主要介绍在康体佳框架下，如何通过蓝牙技术实现ISO/IEEE11073协议。目前蓝牙技术协会已发布体重秤、运行速度和节奏、健身器械、心率仪、血压计、体温计、连续血糖监测等健康设备的协议规范。为了方便广大开发者研发健康物联网设备，蓝牙技术协会发布《医疗设备配置文件》《健康设备实施指导白皮书》等指南文件，指导开发者完成蓝牙从GATT通用规范到ISO/IEEE11073系列标准的格式转码，以及提供适配ISO/IEEE11073系列标准的协议配置文件。健康物联网蓝牙协议模型如图2所示。基于蓝牙GATT协议的传感器采集了可转码特征数据，结合医疗设备工作组和运动健身工作组的设备转码规范生成符合ISO/IEEE11073系列标准的数据，最终发送至ISO/IEEE11073生态的管理设备或广域网中，从而实现健康物联网设备的数据互通与设备互操作。在典型蓝牙四层协议结构中：第一层逻辑链路控制和适配协议，L2CAP作为设备间的基本底层蓝牙协议，建立一个或多个L2CAP数据通道实现通道连接；第二层多通道适配协议和利用服务发现协议，MCAP负责管理设备之间L2CAP通道的连接、断开和重新连接，SDP来发现设备服务及其属性；第三层通过ISO/IEEE11073-20601:2016《保健信息学个人保健设备通信第20601部分：应用配置文件最佳交换协议》和ISO/IEEE11073-104系列健康设备数据交换协议，使体重秤、温度计、血糖仪、血压计或脉搏血氧仪等设备描述的数据按照特定格式完成传输。3健康设施连接系统3.1平台集成的组成结构本文针对典型物联网技术、健康终端产品、网络互联互通及健康服务应用重点领域进行了标准体系规划设计，并形成了共性基础、对象感知、互联互通、平台集成、赋能支撑、应用服务6个子分支。标准体系着眼提供健康物联网设备信息安全和个人隐私保障，解决健康物联网终端设备互联互通难题，按照标准体系的设想可最终实现跨终端、跨品牌、跨领域的实用好用的健康物联网服务应用，健康物联网标准体系框架见图3。3.2标准化基础的物联网，将成商就通用基础而言，现有的识别编码和物联网安全性的标准化结果丰富。Ecode和OID已形成相对成熟的体系，在注册和应用方面给出了明确的技术要求和应用方法。物联网安全在通用要求、传感设备、传输网络和应用服务方面提出了相应的技术要求，我国发布的GB/T22239-2019《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》对物联网的安全提出了具体要求，为物联网相关产业集成的后续发展提供实施基础。在对象感知方面，更成熟的物联网技术(例如智能卡、条形码和RFID)在通用领域具有标准化的基础，但它们尚未在健康领域形成专门的标准。未来，有必要加强健康领域物联网基础技术的标准化探索，形成具有健康领域技术特征的标准化成果。在互联互通方面，健康物联网行业的互连主要依靠国际标准组织的成果。设备互连是指蓝牙、ZigBee、NFC、Wi-Fi和其他网络技术，在数据互通方面，主要采用ISO/IEEE11073、HL7等国际协议。在平台集成方面，我国在医疗卫生平台建设中有大量成功的应用，并具有成熟的经验可供借鉴。同时，健康物联网平台的集成和标准化方面的成就已经开始显现。我国已经发布了一系列远程监控个人健康状况的标准，并提出了终端设备、平台功能和服务接口的设计方法和技术要求。在赋能支持方面，超高清视频已经在通用编码技术和测量技术上形成了标准化成果，并启动了健康领域超高清视频应用标准的发展计划；人工智能和区块链目前处于基本标准开发阶段。在应用服务方面，一些团体标准在健康和养老领域进行了标准制定工作，形成了家庭服务、监督安全等规范，对当地企业范围产生了影响。4平台层、应用层及人工智能技术腾讯针对养老护理院的老年人看护需求，根据不同养老院的应用需求结合物联网技术定制智慧养老院解决方案，核心功能包括老年人跌倒检测、禁区告警、老人定位等服务，全面赋能传统养老场景，系统设计自下而上可分为感知层、平台层、应用层。系统功能参照健康物联网标准体系，解决方案整体参考A共性基础标准分支，确保了系统的整体设计能够实现互联互通和安全实用的需求。感知层主要参考B对象感知标准分支，满足了系统兼容大量不同类型的感知终端。平台层主要参考C互联互通和D平台集成标准，互联互通确保感知层海量终端的通信协议适配，平台集成标准主要提供平台应用的共性组件与接口。应用层主要参考E赋能支撑、F应用服务，超高清视频标准提供了视频质量的保证，人工智能技术则根据视频内容智能判断，提供定制化的老年人看护服务。系统划分逻辑如下。感知层主要包括所有主动或被动提供基础数据的模块和设备。系统的数据处理功能模块均基于该层的设备和模块采集的数据。平台层向下对接数据、向上对接系统应用，集成了接口API、各模块的管理、权限控制、数据推送、数据通道等功能。应用层最终呈现给用户使用的功能在应用系统层中设计和实现。该层可以直接基于微瓴平台的数据和API，也可以结合基础服务层所提供的服务，实现相应的功能。智能养老结合物联网和AI技术，通过AI视频分析算法，快速发现安全隐患，实现监控老人的行动轨迹、实时定位，快速发现老人是否跌倒等，改造了传统养老的工作思路：一方面从被动存录升级为主动预防，通过禁区检测、跌倒检测等AI视频分析，在场域检测过程中实时识别老年人活动危险的关键事件，缩短风险反馈时间；另一方面事后追溯效率提升，通过AI算法对视频画面的精确分析实现视频浓缩、失物追踪、跨屏追踪等功能，实现快速定位事件及目标人员，提升应急处理的效率和有效性。目前腾讯的健康养老平台在深圳市养老护理院完成