医疗物联网(IoMT):应用、挑战与前景

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1.医疗物联网概述

医疗物联网(I0MT)是物联网(I0T口)在医疗领域的重要应用,它聚焦于将可用的医疗资源和医疗服务相互连接。物联网融合了人类不同领域的努力,而医疗物联网则更关注物联网在医疗领域的相关贡献。

在新冠疫情期间,医疗物联网的应用得到了进一步的拓展。通过各种云系统连接基于网络的服务,实现了数据共享、患者跟踪、医疗卫生管理、信息收集与分析等功能,这不仅保护了众多生命,尤其是保障了医护人员和其他一线工作者的安全,还彻底改变了医疗设施的工作流程。例如,借助提出的医疗物联网技术,即使在疫情封锁期间,也能为骨科患者提供卓越的护理和满意度,实现远程医疗服务。

此外,传染病爆发促使相关技术的引入以应对疫情。在新冠疫情早期,世界各地的疾病控制中心推出了一些便携式、经济高效的即时诊断系统,这些系统可以利用全球网络构建医疗物联网。同时,研究人员还实施了一个基于医疗物联网的快速、用户友好的系统,使用小型聚合酶链式反应设备对登革热病毒的互补脱氧核糖核酸进行扩增,并将数据自动上传到基于安卓的智能手机,通过蓝牙接口传播到全球网络,使测试结果能在世界任何地方即时获取,这一系统也被列为控制传染病爆发的重要工具。

2.数据驱动的医疗物联网技术

数据驱动是物联网和医疗物联网的重要特征之一。在部署医疗物联网解决方案以提供医疗服务时,这些特征可用于监测能源消耗、容错能力、负载平衡和时间延迟等方面。

下面是IoMT数据和多媒体数据的对比:

序号 |loMT数据|多媒体数据

1线性数据|大容量数据

2低处理需求|高处理需求

3低带宽|高带宽

4低存储需求|高存储需求

5容忍延迟|对延迟敏感

6低能耗|高能耗

如今,许多技术都是数据驱动的,这也推动了计算机科学的一些领域,如数据科学和大数据在其他领域的发展。在医疗系统中,一些学者也提供了许多数据驱动的解决方案,以下是部分数据驱动技术及其解决方案:作者及年份|数据驱动技术|解决方案|

Khan等[111|葡萄糖传感器|使用物联网和人工神经网络进行葡萄糖监测|Geetha等[12]|尿液检测|自我监测、可靠且有效的葡萄糖监测系统|Valenzuela等[13]|葡萄糖传感器|基于物联网的葡萄糖监测,预防老年人糖尿病并发症|IAl- Odat[14]|Alaris-8100输液泵|实施胰岛素泵,用于糖尿病患者的控制和监测,以及基于云的健康数据共享|

Schwartz等[15]|智能手表和健身追踪器|连续葡萄糖监测|

3.医疗物联网的应用

医疗物联网的部署在新冠疫情之前就已存在,但疫情使其实践有了新的发展,尽管面临数据共享和隐私问题它从物联网发展而来,专注于在医疗领域充分利用和最大化物联网的应用。

以下是医疗物联网的一些应用领域及用途,

序号|作者及年份|应用领域|用途


1、Matheny等[38]|医院|用于连接患者和医生进行监测,将实验室和扫描设备(如X光、CT扫描、MRI)以及智能应用从实验室连接到医生办公室,以便获取实验室报告和进行医疗护理

2Polu[39]|家庭|连接医院外的医疗设备,实现家庭治疗,即“远程医疗”。例如,远程患者监测系统(RPMS/RTM)常用于心脏病和糖尿病患者,可监测心跳和血糖水平并自动向医生发送警报

3Pateraki M.等,Aiami& Teimouri[40,411|人体|用于设计和开发可穿戴设备进行患者监测。生物传感器可嵌入服装(贴肤)或植入皮下,让患者自由活动并实时监测健康状况

4美国国家科学院[421健康保险|连接医疗保健中的利益相关者(护理人员、临床医生和患者),确保无缝监测和诊断操作,提高整体效率」

5Alotaibi& Federico[431|远程诊所|作为连接远程患者和医生的媒介,为患者提供医疗护理,增加医疗服务的舒适度并降低成本!

6Sharma等[44]农村地区|利用数字解决方案为医疗服务难以到达的村庄提供医疗服务。虽然可能只是提供急救治疗,但证明了医疗物联网在农村地区的应用价值1


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