无线传感技术及在医疗领域的应用展望

无线传感以及相关物联网技术，为健康信息采集、人员及物资的身份识别、精确定位奠定了技术基础。“无边界”感知医院是以无线传感技术为基础，建立新型的全时间、全空间上的医疗卫生服务新模式，实现“无边界”远程会诊，疑难危重病例讨论，“无边界”疾病预警及诊疗评估。

“物联网技术”的核心和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。因此，物联网技术的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。

享有基本卫生保健服务、健康水平不断提高，是人民生活质量改善的重要标志， 是全面建设小康社会、推进社会主义现代化建设的重要目标。2010年2月，卫生部发布的“关于改进公立医院服务管理方便群众看病就医的若干意见”中明确指出：三级医院与社区卫生服务机构和基层医院要建立分工协作关系、着力提高基层医疗卫生机构的服务能力和水平；利用现代电子信息技术，逐步建立远程诊断和会诊系统，逐步解决县医院诊断问题，保障重大疾病规范化诊疗的基础质量。

1 无线传感技术及在医疗领域的研究进展

目前，日新月异发展中的无线传感以及相关物联网技术，为健康信息采集、人员及物资的身份识别、精确定位奠定了技术基础，使实现“无边界”医疗卫生服务成为可能。多方面的技术发展必将在医疗领域大有作为。如日趋成熟的射频自动识别（RFID）传感技术，利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术，可实现人员身份、设备资源的自动识别和信息共享[1,2]。在“无边界”医疗服务中与信息化平台相结合，综合应用GPS技术和定位技术，可以提高医疗环境中的人员、设备的管理水平和管理效率。更令人为之振奋的是，随着生物传感器的不断发展，无线生理传感器网络（WBSN）已逐渐向集成化、微型化、低功耗和智能化等方向发展。技术的无线化、低成本的优势，可大大缩减院内常规医疗检查的工作时间，降低院内外监护系统建设和医疗卫生服务的费用。

美国堪萨斯州立大学、西班牙马拉加大学&艾美利亚大学、日本东芝公司、中国香港中文大学、无锡物联网产业研究院等多家机构已经成功实现了常规生理指标（如血糖、血压、血氧、脉搏等）的传感器节点设备研发。在病理疾病的指标检测方面，一批生物传感器基本技术及方法不断涌现[5]，为疾病的早期诊断及疗效判断带来了革命性的发展潜力，集成式多体征、多参数测量、安全可靠的生物传感器及其组网技术、智能信息处理技术等领域值得进一步探索及研发。

1.1 RFID关键技术

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。

主要包括产业化关键技术和应用关键技术两方面，其中RFID产业化关键技术主要包括： 标签芯片设计与制造：例如低成本、低功耗的RFID芯片设计与制造技术，适合标签芯片实现的新型存储技术，防冲突算法及电路实现技术，芯片安全技术，以及标签芯片与传感器的集成技术等。

天线设计与制造：例如标签天线匹配技术，针对不同应用对象的RFID标签天线结构优化技术，多标签天线优化分布技术，片上天线技术，读写器智能波束扫描天线阵技术，以及RFID标签天线设计仿真软件等。

RFID标签封装技术与装备：例如基于低温热压的封装工艺，精密机构设计优化，多物理量检测与控制，高速高精运动控制，装备故障自诊断与修复，以及在线检测技术等。

RFID标签集成：例如芯片与天线及所附着的特殊材料介质三者之间的匹配技术，标签加工过程中的一致性技术等。

2 “无边界”感知医院设想

“无边界”感知医院是以无线传感技术为基础，建立新型的全时间、全空间上的医疗卫生服务新模式， 主要包括以下几个方面的研究内容：

2.1 “无边界”远程会诊

设计及实施基于无线传感技术的远程会诊及病例讨论平台，主要通过高分辨率的视觉信息采集技术建立大区域医疗机构间的协同诊疗网络，做到异地会诊、准确评估、及时转诊，有效整合和平衡医生资源。

2.2 突发危重病例一体化感知、诊治监控

对突发危重病例，发挥大区域医疗机构间的协同诊疗网络的医疗服务能力，以患者医疗健康信息融合及协同感知技术为手段，为患者提供高质量的医疗服务，利用“无边界”感知医院的医疗技术和人才资源优势，实现突发危重病例的诊治和监控，从而解决各社区群众大病、重病、疑难病的就医难问题。

2.3 “无边界”疾病预警及治疗评估

3 “无边界”感知医院技术体系架构

“无边界”感知医院的多个研究内容基于统一的四层一体系的技术架构模型，其设计如图1所示，包括感知医院标准规范层、通用及专用标记传感器及网络层、信息存储及中间件层、“无边界”感知医院应用服务层，以及无线网络信息安全保障体系。
 

其中感知医院标准规范层描述系统的协议及制定的标准规范；最上层的“无边界”感知医院应用服务层采用基于“需求驱动”的服务定制及管理模式，拓展系统功能，提供具体的“无边界”远程会诊， 突发危重病例一体化感知、诊治监控，“无边界”疾病预警及治疗评估服务，等相关服务及功能。无线网络信息安全保障体系制定无线传输、数据传输加密、服务访问权限管理等安全技术及手段，合理保障个人隐私及服务安全。