醫(yī)學(xué)信息處理新技術(shù)

第8章醫(yī)學(xué)信息處理新技術(shù)參考文獻(xiàn)雷萬云.云計(jì)算技術(shù)、平臺及應(yīng)用.清華大學(xué)出版社埃里克.托普.顛覆醫(yī)療大數(shù)據(jù)時代的個人健康革命.電子工業(yè)出版社唐雄燕等.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧醫(yī)療技術(shù)及其應(yīng)用.電子工業(yè)出版社馮建.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論.機(jī)械出版社本章主要內(nèi)容云計(jì)算概念及技術(shù)基礎(chǔ)云計(jì)算應(yīng)用案例物聯(lián)網(wǎng)概念及技術(shù)基礎(chǔ)

物聯(lián)網(wǎng)與智慧醫(yī)療云計(jì)算概念及技術(shù)基礎(chǔ)什么是云計(jì)算？你所知道的云計(jì)算有哪些應(yīng)用？云計(jì)算定義2006年8月，Google首席執(zhí)行官埃里克·施密特首次提出“云計(jì)算”（CloudComputing）的概念Wiki對云計(jì)算的定義是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。云計(jì)算定義美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院(NIST)的定義云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲，應(yīng)用軟件，服務(wù)），只需投入很少的管理工作就能夠快速提供這些資源，與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。云計(jì)算四大特征云計(jì)算的核心思想，是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計(jì)算資源池，向用戶按需服務(wù)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴(kuò)展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴(kuò)展，按使用付費(fèi)。四大特征：按需自助獲取服務(wù)：服務(wù)可計(jì)量網(wǎng)絡(luò)接入方式:無所不在的網(wǎng)絡(luò)訪問響應(yīng)和釋放對應(yīng)的服務(wù)：快速彈性獲取資源池中的計(jì)算資源:劃分用戶獨(dú)立的資源池云計(jì)算的技術(shù)基礎(chǔ)分布式計(jì)算（DistributedComputing）并行計(jì)算（ParallelComputing）效用計(jì)算（UtilityComputing）網(wǎng)絡(luò)存儲（NetworkStorageTechnologies）虛擬化（Virtualization）負(fù)載均衡（LoadBalance）熱備份冗余（HighAvailable）分布式計(jì)算

廣義分布式計(jì)算定義：研究如何把一個需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最后把這些計(jì)算結(jié)果綜合起來得到最終的結(jié)果。中科院定義：在兩個或多個軟件互相共享信息，這些軟件既可以在同一臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，也可以在通過網(wǎng)絡(luò)連接起來的多臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。工作原理：開發(fā)計(jì)算用服務(wù)端和客戶端。服務(wù)端負(fù)責(zé)將計(jì)算問題分成許多小的計(jì)算部分，然后把它分配給許多聯(lián)網(wǎng)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)進(jìn)行并行處理，最后將這些計(jì)算結(jié)果綜合起來得到最終的結(jié)果。并行計(jì)算用多個處理器來協(xié)同求解同一問題，即將被求解的問題分解成若干個部分，各部分均由一個獨(dú)立的處理機(jī)來并行計(jì)算。并行計(jì)算系統(tǒng)既可以是專門設(shè)計(jì)的、含有多個處理器的超級計(jì)算機(jī)，也可以是以某種方式互連的若干臺的獨(dú)立計(jì)算機(jī)構(gòu)成的集群。通過并行計(jì)算集群完成數(shù)據(jù)的處理，再將處理的結(jié)果返回給用戶。并行計(jì)算可分為時間上的并行和空間上的并行。時間上的并行：是指流水線技術(shù)空間上的并行：是指多個處理機(jī)并發(fā)的執(zhí)行計(jì)算并行計(jì)算流程效用計(jì)算一種基于計(jì)算資源使用量付費(fèi)的商業(yè)模式。服務(wù)提供商產(chǎn)生客戶需要的計(jì)算資源和基礎(chǔ)設(shè)施管理，客戶從計(jì)算資源供應(yīng)商獲取和使用計(jì)算資源并基于實(shí)際使用的資源付費(fèi)。效用計(jì)算的具體目標(biāo)是結(jié)合分散各地的服務(wù)器、存儲系統(tǒng)以及應(yīng)用程序來立即提供需求數(shù)據(jù)的技術(shù)，使得用戶能夠象把燈泡插入燈頭一樣來使用計(jì)算機(jī)資源。網(wǎng)絡(luò)存儲NAS（NetworkAttachedStorage-網(wǎng)絡(luò)附加存儲），即將存儲設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（例如以太網(wǎng)）連接到一群計(jì)算機(jī)上。NAS是部件級的存儲方法，它的重點(diǎn)在于幫助解決迅速增加存儲容量的需求。SAN存儲區(qū)域網(wǎng)(StorageAreaNetwork）是獨(dú)立于服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之外的高速光纖存儲網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)采用高速光纖通道作為傳輸體,以SCSI-3協(xié)議作為存儲訪問協(xié)議.將存儲系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)真正的高速共享存儲。SAN網(wǎng)絡(luò)存儲組成結(jié)構(gòu)虛擬化，是指通過虛擬化技術(shù)將一臺計(jì)算機(jī)虛擬為多臺邏輯計(jì)算機(jī)。在一臺計(jì)算機(jī)上同時運(yùn)行多個邏輯計(jì)算機(jī)，每個邏輯計(jì)算機(jī)可運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。虛擬化不同層次的虛擬化技術(shù)桌面虛擬化、應(yīng)用虛擬化、整合應(yīng)用與數(shù)據(jù)服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、整合服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)用應(yīng)用虛擬機(jī)虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器桌面虛擬化：通過虛擬化技術(shù)將桌面與底層硬件分離，使桌面操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)能夠以獨(dú)立的方式進(jìn)行管理服務(wù)器虛擬化：在一臺物理主機(jī)上虛擬出多個虛擬機(jī)（VM），各個虛擬機(jī)之間相互隔離，并能同時運(yùn)行相互獨(dú)立的操作系統(tǒng)，客戶操作系統(tǒng)通過虛擬機(jī)管理器（VMM）訪問實(shí)際的物理資源。負(fù)載均衡（LoadBalance），其意思就是分?jǐn)偟蕉鄠€操作單元上進(jìn)行執(zhí)行。它是建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之上，它提供了一種廉價有效透明的方法擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。內(nèi)建InboundLoadBalance（鏈路負(fù)載均衡）ServerLoadBalancing（服務(wù)器負(fù)載均衡）VPNTrunk負(fù)載均衡負(fù)載均衡云計(jì)算與桌面計(jì)算傳統(tǒng)桌面計(jì)算：以PC為中心，實(shí)現(xiàn)程序的本地安裝和使用，以及文件的本地存儲和管理。云計(jì)算，以文件為中心，實(shí)現(xiàn)程序的遠(yuǎn)程使用、遠(yuǎn)程存儲和管理。提供了更多的存儲和處理能力帶來了信息獲取、數(shù)據(jù)處理和分析，以及從全球任何地點(diǎn)連接人和資源的新方法最終用戶再也不會被完全綁定到一臺PC、一個地點(diǎn)或一個網(wǎng)絡(luò)。云計(jì)算的服務(wù)模型和部署方式（1）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS(InfrastructureasaService)（2）平臺即服務(wù)（PlatformasaService，PaaS）（3）軟件即服務(wù)（SoftwareasaService，SaaS）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaSIT基礎(chǔ)設(shè)施：計(jì)算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源、中間件資源、數(shù)據(jù)庫資源指云系統(tǒng)對消費(fèi)者提供處理、存儲、網(wǎng)絡(luò)及基礎(chǔ)計(jì)算資源的一種能力。用戶可以利用云系統(tǒng)配置和運(yùn)行任意軟件如操作系統(tǒng)，或使用硬件資源，如虛擬機(jī)，但是不必管理、控制、維護(hù)云中的設(shè)施，不必花費(fèi)時間、人力、財(cái)力去購買服務(wù)機(jī)等計(jì)算機(jī)硬件和配置系統(tǒng)軟件、維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等成本，而是通過網(wǎng)絡(luò)得到一個可用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)“虛擬機(jī)”。云基礎(chǔ)設(shè)施根據(jù)布置模式不同，通?？梢苑譃樗接性?、公有云和混合云。IaaS服務(wù)內(nèi)容和業(yè)務(wù)特征IaaS服務(wù)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)提供的通信服務(wù)服務(wù)器設(shè)備提供的計(jì)算資源數(shù)據(jù)存儲空間提供的存儲服務(wù)操作系統(tǒng)、中間件和數(shù)據(jù)庫等軟件服務(wù)IaaS業(yè)務(wù)特征用戶獲得的是IT資源服務(wù)用戶通過網(wǎng)絡(luò)獲得服務(wù)用戶能夠自助服務(wù)按需計(jì)費(fèi)平臺即服務(wù)PaaS提供開發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺、硬件資源等服務(wù)給用戶，用戶可以在服務(wù)提供商的基礎(chǔ)架構(gòu)基礎(chǔ)上開發(fā)開發(fā)程序并通過互聯(lián)網(wǎng)和其服務(wù)器傳給其他用戶。PaaS能夠提供企業(yè)或個人定制研發(fā)的中間件平臺，提供應(yīng)用軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器、試驗(yàn)、托管及應(yīng)用服務(wù)，為個人用戶或企業(yè)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作。軟件即服務(wù)SaaS軟件廠商將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在服務(wù)器或服務(wù)器集群上，通過互聯(lián)網(wǎng)提供軟件給用戶。用戶也可以根據(jù)自己實(shí)際需要向軟件廠商定制或租用適合自己的應(yīng)用軟件，通過租用方式使用基于Web的軟件來管理企業(yè)經(jīng)營活動。軟件廠商負(fù)責(zé)管理和維護(hù)軟件云計(jì)算部署私有云、公有云、社區(qū)云和混合云私有云：為某個機(jī)構(gòu)服務(wù)內(nèi)部構(gòu)建的云計(jì)算服務(wù)模式，通常限于機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用，不對外開放，既可獨(dú)立運(yùn)作，也可委托第三方管理公有云：資源以服務(wù)的方式提供給大眾或廣大企業(yè)群體，資源可以是應(yīng)用程序平臺或基礎(chǔ)設(shè)施，提供的服務(wù)被公眾所擁有社區(qū)云：支持某個具有共同需求的社區(qū)；混合云是通過標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)將兩個以上的云組合到一起的方式，每種云保持獨(dú)立。云計(jì)算的特點(diǎn)（1）優(yōu)化資源，動態(tài)管理虛擬化技術(shù)：將計(jì)算資源加以抽象，對外提供統(tǒng)一的邏輯接口，實(shí)現(xiàn)資源共享和有效利用（2）海量存儲，高速計(jì)算分布式存儲技術(shù)實(shí)現(xiàn)海量存儲（3）管理可靠，保護(hù)隱私云存儲的結(jié)構(gòu)模型云存儲的結(jié)構(gòu)模型（1）存儲層：存儲層是云存儲最基礎(chǔ)的部分，采用SAN或NAS存儲設(shè)備。（2）基礎(chǔ)管理層：通過集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)云存儲中多個存儲設(shè)備之間的協(xié)同工作，對外提供同一種服務(wù)。（3）應(yīng)用接口層：不同的云存儲運(yùn)營商開發(fā)不同的應(yīng)用服務(wù)接口，提供不同的應(yīng)用服務(wù)。（4）訪問層：任何一個授權(quán)用戶都可以通過標(biāo)準(zhǔn)的公用應(yīng)用接口來登錄云存儲系統(tǒng)，享受云存儲服務(wù)。本章主要內(nèi)容云計(jì)算概念及技術(shù)基礎(chǔ)云計(jì)算在醫(yī)療中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)概念及技術(shù)基礎(chǔ)

物聯(lián)網(wǎng)與智慧醫(yī)療云計(jì)算應(yīng)用案例

：AmazonAmazonWebServices(AWS)是Amazon公司提供的一組網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或者云服務(wù)AWS面向應(yīng)用開發(fā)人員，為客戶端應(yīng)用和Web網(wǎng)站提供在線服務(wù)AmazonElasticComputeCloud(EC2)彈性計(jì)算云提供了快速可擴(kuò)展、可重構(gòu)的計(jì)算資源極大方便了web應(yīng)用的開發(fā)和維護(hù)以簡單的web服務(wù)接口向用戶提供計(jì)算資源改變了計(jì)算的商業(yè)模型，“Payasyouuse”哈佛醫(yī)學(xué)院將IT平臺搭建在AmazonEC2上，形成私有云。管理交流工作共享GoogleCharts云計(jì)算應(yīng)用案例：Google不管你是否意識到，Google正在改變我們的生活方式Google云計(jì)算：以用戶數(shù)據(jù)為中心數(shù)據(jù)存儲在“云”中數(shù)據(jù)訪問不受地理位置限制數(shù)據(jù)能夠很方便地共享/musicpreferencesmapsnewscontactsmessagesmailinglistsphotoe-mailscalendarphonenumbersinvestments金蝶醫(yī)療hBOS金蝶hBOS云平臺區(qū)域衛(wèi)生信息平臺、數(shù)字化醫(yī)院、居民健康服務(wù)和管理曙光云計(jì)算醫(yī)療云解決方案江西醫(yī)療云項(xiàng)目是為江西省搭建在無錫城市云計(jì)算中心的醫(yī)療信息系統(tǒng)。覆蓋了江西省宜春、贛州、南昌和九江四個市及縣的一級醫(yī)院，共計(jì)4000多個終端。具有以下優(yōu)勢：1）數(shù)據(jù)安全。2）信息共享。3）動態(tài)擴(kuò)展。4）布局全國本章主要內(nèi)容云計(jì)算概念及技術(shù)基礎(chǔ)云計(jì)算應(yīng)用案例物聯(lián)網(wǎng)概念及技術(shù)基礎(chǔ)

物聯(lián)網(wǎng)與智慧醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的概念—定義（P244）物聯(lián)網(wǎng)是指通過智能感應(yīng)裝置（射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備），按約定協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

信息管理中心Internet、衛(wèi)星或移動通信網(wǎng)絡(luò)等匯聚節(jié)點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)示意圖監(jiān)測節(jié)點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)的概念—定義

本質(zhì)2

其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。

本質(zhì)1

物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；意義：實(shí)現(xiàn)了物理空間與數(shù)字空間的無縫連接。物聯(lián)網(wǎng)的概念—定義199519992004在《未來之路》中，比爾·蓋茨已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念只是當(dāng)時受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展，并未引起重視。MITAuto-IDCenter提出物聯(lián)網(wǎng)概念即把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識別和管理。日本總務(wù)省提出u-Japan，希望在2010年將日本建設(shè)成一個“Anytime，Anywhere，Anything，Anyone”都可以上網(wǎng)的環(huán)境。韓國政府制定了u-Korea戰(zhàn)略。20世紀(jì)40年代早在20世紀(jì)40年代，美國數(shù)學(xué)家諾伯特?維納在其代表作《控制論，或關(guān)于在動物和機(jī)器中的通訊和控制的科學(xué)》中已提出了物聯(lián)網(wǎng)的最初思想。物聯(lián)網(wǎng)的概念—物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程20082009美國總統(tǒng)奧巴馬提出“智慧的地球”概念即“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)=智慧地球”，以此做為經(jīng)濟(jì)振興戰(zhàn)略。國務(wù)院總理溫家寶提出“提出盡快建立中國的傳感信息中心，并形象地稱為“感知中國”中心，把我國物聯(lián)網(wǎng)研究和應(yīng)用推向新的高潮。2005.11國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，報(bào)告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨。物聯(lián)網(wǎng)的概念—物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)全面感知：利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息?？煽總鬟f：通過各種網(wǎng)絡(luò)融合、業(yè)務(wù)融合、終端融合、運(yùn)營管理融合，將物體的信息實(shí)時、準(zhǔn)確地傳遞出去。智能處理：利用云計(jì)算、模糊識別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)對物體實(shí)時智能化控制。物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“InternetofThings”。通過物聯(lián)網(wǎng)可以使日常生活中的物體有“感覺”、有“思想”，會“說話”、會“思考”、會“行動”，實(shí)現(xiàn)人與物的對話。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)—原理物聯(lián)網(wǎng)=RFID等智能感應(yīng)裝置+Internet本質(zhì)：一感知互動層基于感知設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息的采集和匯聚。二網(wǎng)絡(luò)傳輸層將采集到的信息通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)、廣電網(wǎng)等傳輸。三應(yīng)用服務(wù)層將采集信息的實(shí)現(xiàn)商務(wù)應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)體系五自特征自組織（self-organizing)自管理（self-Administering）自維護(hù)（self-Maintaining）自配置（self-Configurating）自適應(yīng)(Adaptation)RFID并發(fā)服務(wù)質(zhì)量保障跨層擁塞控制技術(shù)高能效MAC與路由技術(shù)精確同步與定位傳感器網(wǎng)絡(luò)行業(yè)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范制定認(rèn)知無線電通信技術(shù)機(jī)會通信技術(shù)精細(xì)化頻譜監(jiān)測管控多體制無線接入技術(shù)專業(yè)微型傳感器集成射頻的片上系統(tǒng)基于MIMS的一體化設(shè)備事件驅(qū)動專用處理器1.組網(wǎng)體系2.短距離通信3.軟件工具4.專用器件基于特性語義的匿名標(biāo)示、隱私安全微型低功耗、可泛在接入與傳感物理環(huán)境Cyber空間嵌入式軟件設(shè)計(jì)技術(shù)多模態(tài)智能人機(jī)交互技術(shù)共性服務(wù)中間件技術(shù)專用一體化開發(fā)測試工具物理世界智能感知—Cyber空間重建在這些技術(shù)當(dāng)中，又以底層嵌入式設(shè)備芯片開發(fā)最為關(guān)鍵，引領(lǐng)整個行業(yè)的上游發(fā)展，以下我們著重介紹RFID技術(shù)。Internet與移動網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)行業(yè)應(yīng)用軟件射頻識別(RFID)裝置WSN網(wǎng)絡(luò)紅外感應(yīng)器全球定位系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)—核心技術(shù)

無線射頻識別技術(shù)（RadioFrequencyIdentification,RFID），或稱射頻識別技術(shù)，它是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到自動識別目標(biāo)對象,并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，具有精度高、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、抗干擾強(qiáng)、操作快捷等許多優(yōu)點(diǎn)。沃爾瑪使用的RRID物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)—RFID技術(shù)

RFID技術(shù)的基本工作原理

RFID進(jìn)入電磁場后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（PassiveTag，無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽），或者主動發(fā)送某一頻率的信號（ActiveTag，有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)—RFID技術(shù)RFID技術(shù)的優(yōu)勢——與傳統(tǒng)的條形碼相比物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)—RFID技術(shù)日本東京大學(xué)坂村健教授在計(jì)算所介紹RFID。蘿卜上的RFID記錄了整個蘿卜生產(chǎn)信息（產(chǎn)地、施肥、農(nóng)藥），運(yùn)輸信息等。買家在超市可以追蹤這些信息。桌子上的煙、酒、飲料都有RFID。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)—RFID技術(shù)傳感器是機(jī)器感知物質(zhì)世界的“感覺器官”，可以感知熱、光、電、聲等各種信號，傳感器把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號使計(jì)算機(jī)才能夠處理。無線傳感網(wǎng)：（WSN）由布置在檢測區(qū)域內(nèi)大量微型傳感器結(jié)點(diǎn)組成，其中每個傳感器節(jié)點(diǎn)都具有傳感器、微處理器、以及通信單元，節(jié)點(diǎn)之間通過通信聯(lián)絡(luò)組成自組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采集和處理所覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)—傳感器和傳感網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)—短距通信海量用頻設(shè)備需要精細(xì)化頻譜監(jiān)測管控物聯(lián)網(wǎng)終端需要支持多體制無線接入，實(shí)現(xiàn)無縫泛在接入網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知無線電技術(shù)和機(jī)會通信技術(shù)利用人工智能所采用的各種方法和手段，實(shí)現(xiàn)智能控制技術(shù)物體中植入智能系統(tǒng),可以使得物體具備一定的智能性，能夠?qū)ξ矬w的運(yùn)動軌跡控制、準(zhǔn)確的定位和跟蹤目標(biāo)等物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)—智能技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)—物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)嵌入式軟件協(xié)同系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)上下文感知的系統(tǒng)自適應(yīng)設(shè)計(jì)技術(shù)軟硬協(xié)同技術(shù)多模態(tài)智能人機(jī)交互技術(shù)人、機(jī)、物協(xié)調(diào)的互操作環(huán)境人機(jī)交互技術(shù)嵌入式網(wǎng)絡(luò)的中間件技術(shù)可運(yùn)營可管理的云計(jì)算服務(wù)中間件技術(shù)中間件技術(shù)并行化處理的操作系統(tǒng)平臺開發(fā)、編譯、調(diào)試、測試一體化開發(fā)工具開發(fā)測試工具物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)—專用器件與設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)核心芯片具有多種射頻接入能力的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)SOC芯片傳感事件驅(qū)動的低功耗安全芯片具有頻譜環(huán)境感知功能的低功耗射頻前端處理芯片面向行業(yè)的微型高精度傳感器設(shè)計(jì)與研制技術(shù)三維空間感知位置傳感器低成本微型專業(yè)傳感器物聯(lián)網(wǎng)專用微型智能終端多模式互聯(lián)網(wǎng)無縫接入能力基于SOC和MIMS的微功耗、微型一體化終端適應(yīng)環(huán)境的自治安全的協(xié)作控制技術(shù)寬帶移動通信G網(wǎng)/C網(wǎng)共存技術(shù)LTE技術(shù)WiFi/WiMax技術(shù)IMT-Advanced技術(shù)NGN與IPv6產(chǎn)業(yè)化、業(yè)務(wù)拓展和技術(shù)革新多體制接入共存技術(shù)多媒體高速接入技術(shù)v4到v6的平滑過渡技術(shù)6LowPAN技術(shù)V6下P2P重疊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)移動IPv6網(wǎng)絡(luò)規(guī)模無限擴(kuò)展技術(shù)超高速骨干交換高速桌面接入1.無線寬帶2.寬帶接入3.IPv6技術(shù)4.NGN技術(shù)疆域覆蓋、寬帶接入無限擴(kuò)展、高速交換、質(zhì)量可控采集信息融合信息物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)—泛在接入與傳輸信息處理技術(shù)基礎(chǔ)軟件技術(shù)超算平臺技術(shù)海量感知數(shù)據(jù)分布式存儲、檢索技術(shù)物理實(shí)體的匿名標(biāo)識與映射技術(shù)人性化服務(wù)發(fā)現(xiàn)與信息發(fā)布技術(shù)具有傳感信息實(shí)時交互能力的分布式數(shù)據(jù)倉庫設(shè)計(jì)技術(shù)并行化處理的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)面向物聯(lián)網(wǎng)的共性服務(wù)中間件系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)面向物聯(lián)網(wǎng)的一體化開發(fā)和評測工具并行處理計(jì)算結(jié)構(gòu)新體系研究多核陣列超級計(jì)算系統(tǒng)研發(fā)智能控制技術(shù)分布式協(xié)作控制分布式安全控制算法與協(xié)議移動計(jì)算與移動控制模型物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)—計(jì)算、處理與控制本章主要內(nèi)容云計(jì)算概念及技術(shù)基礎(chǔ)云計(jì)算應(yīng)用案例物聯(lián)網(wǎng)概念及技術(shù)基礎(chǔ)

物聯(lián)網(wǎng)與智慧醫(yī)療智慧醫(yī)療是智慧地球重要組成，智慧醫(yī)療就是指利用先進(jìn)的信息化技術(shù)，改善疾病預(yù)防、診斷和研究，最終讓醫(yī)療生態(tài)圈的各個組成部分受益。智慧城市智慧交通智慧城管智慧天網(wǎng)智慧能源智慧社區(qū)智慧醫(yī)療智慧物流智慧環(huán)保智慧樓宇智慧景區(qū)智慧醫(yī)療的概念智慧醫(yī)療的概念（續(xù)）智慧醫(yī)療是一套融合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，以患者數(shù)據(jù)為中心的醫(yī)療服務(wù)模式。采用新型傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、通信等技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)理念，構(gòu)建出以電子健康檔案為中心的區(qū)域醫(yī)療信息平臺，將醫(yī)院之間的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行整合，優(yōu)化了區(qū)域醫(yī)療資源，實(shí)現(xiàn)跨醫(yī)療機(jī)構(gòu)的在線預(yù)約和雙向轉(zhuǎn)診，縮短病患就診流程、縮減相關(guān)手續(xù)、使得醫(yī)療資源合理化分配，真正做到以病人為中心的智慧醫(yī)療。智慧醫(yī)療的概念（續(xù)）智慧醫(yī)療的服務(wù)模式主要分為數(shù)據(jù)獲取、知識發(fā)現(xiàn)和遠(yuǎn)程服務(wù)三個階段。智慧醫(yī)療應(yīng)用2004年美國食品和藥品管理局（FDA）通過立法，加強(qiáng)RFID和其它相關(guān)技術(shù)來對藥品在運(yùn)輸、銷售、防偽、追蹤體系的應(yīng)用英特爾公司推出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的家庭護(hù)理技術(shù)，通過在鞋、家具和家用電器等中嵌入半導(dǎo)體傳感器，幫助老齡人士、阿爾茨海默氏病患者以及殘障人士的家庭生活2011年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了蘋果iPad/iPhone對CT、MRI的結(jié)果判讀蘋果iPad/iPhone讓醫(yī)生利用手機(jī)來隨時跟蹤病人的病情、記錄用戶的心電、血壓、血氧等各項(xiàng)生命體征。醫(yī)院管理信息化階段臨床管理信息化階段區(qū)域衛(wèi)生信息化階段醫(yī)療系統(tǒng)1.2

智慧醫(yī)療的發(fā)展智慧醫(yī)療的組成-智慧醫(yī)院系統(tǒng)智慧醫(yī)院系統(tǒng)由數(shù)字醫(yī)院和提升應(yīng)用兩部分組成。數(shù)字醫(yī)院包括擁有為醫(yī)院所屬各部門提供對病人診療信息和行政管理信息的收集、存儲、處理、提取及數(shù)據(jù)交換的能力，并滿足所有授權(quán)用戶的功能需求的醫(yī)院信息系統(tǒng).提升應(yīng)用包括遠(yuǎn)程圖像傳輸、海量數(shù)據(jù)計(jì)算處理等技術(shù)在數(shù)字醫(yī)院建設(shè)過程的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療服務(wù)水平的提升；遠(yuǎn)程探視；遠(yuǎn)程會診；智慧處方。智慧醫(yī)療的組成-區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)由區(qū)域衛(wèi)生平臺和公共衛(wèi)生系統(tǒng)兩部分組成。區(qū)域衛(wèi)生平臺包括收集、處理、傳輸社區(qū)、醫(yī)院、醫(yī)療科研機(jī)構(gòu)、衛(wèi)生監(jiān)管部門記錄的所有信息的區(qū)域衛(wèi)生信息平臺；包括個體疾病危險(xiǎn)度的評價和干預(yù)計(jì)劃，減少醫(yī)療費(fèi)用支出，以及個人電子健康檔案（ElectronicHealthRecord，EHR）；一般疾病基本治療、慢病社區(qū)護(hù)理以及大病向上轉(zhuǎn)診和接收恢復(fù)轉(zhuǎn)診雙向轉(zhuǎn)診服務(wù)的社區(qū)醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)；對醫(yī)學(xué)院、藥品研究所、中醫(yī)研究院等醫(yī)療衛(wèi)生科院機(jī)構(gòu)的病理研究、藥品與設(shè)備開發(fā)、臨床試驗(yàn)等信息進(jìn)行綜合管理的科研機(jī)構(gòu)管理系統(tǒng)。公共衛(wèi)生系統(tǒng)由衛(wèi)生監(jiān)督管理系統(tǒng)和疫情發(fā)布控制系統(tǒng)組成智慧醫(yī)療的組成-家庭健康系統(tǒng)家庭健康系統(tǒng)是最貼近市民的健康保障，包括針對行動不便無法送往醫(yī)院進(jìn)行救治病患的視訊醫(yī)療，對慢病以及老幼病患遠(yuǎn)程照護(hù)，對智障、殘疾、傳染病等特殊人群的健康監(jiān)測，還包括自動提示用藥時間、服用禁忌、剩余藥量等的智能服藥系統(tǒng)。用戶醫(yī)生服務(wù)平臺網(wǎng)絡(luò)體征檢測設(shè)備數(shù)字醫(yī)療設(shè)備通過生命體征檢設(shè)備、數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備等傳感器，采集用戶的體征數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)傳遞到遠(yuǎn)端的服務(wù)平臺，由平臺上的服務(wù)醫(yī)師根據(jù)數(shù)據(jù)指標(biāo)，為遠(yuǎn)端用戶提供保健、預(yù)防、監(jiān)測、呼救于一體的遠(yuǎn)程醫(yī)療與健康管理服務(wù)體系。生物傳感器技術(shù)應(yīng)用BACK運(yùn)動能量管理用戶用戶的運(yùn)動能量數(shù)據(jù)采集完畢BACK遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)用戶用戶心電圖健康管理終端設(shè)備測量方式SMS、Phone健康管理服務(wù)平臺BACK遠(yuǎn)程高血壓與糖尿病管理用戶血糖儀血壓計(jì)用戶的血壓與血糖數(shù)據(jù)采集完畢BACK智慧藥瓶自動提示服藥時間醫(yī)生可以根據(jù)病人情況，遠(yuǎn)程控制服藥量減少誤服的機(jī)會BACK微型檢測機(jī)器人直接口服進(jìn)人體，減少病人痛苦可以配合外接無線通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診療BACK手術(shù)輔助機(jī)器人運(yùn)用人工智慧技術(shù)，實(shí)用機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)操作，可幫助外科醫(yī)生更加精確的進(jìn)行外科手術(shù)，避免醫(yī)療事故的發(fā)生。通過高質(zhì)量專線保障，還可進(jìn)行遠(yuǎn)程機(jī)器人控制BACK遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)，主要是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建以患者為中心，基于危急重病患的遠(yuǎn)程會診和持續(xù)監(jiān)護(hù)服務(wù)體系遠(yuǎn)程醫(yī)療。將農(nóng)村、社區(qū)居民的有關(guān)健康信息通過無線和視頻方式傳送到后方，建立個人醫(yī)療檔案移動生命體征監(jiān)護(hù)。生命體征采集設(shè)備：血壓、血氧、心率、體溫、心電傳感器，通過監(jiān)測體溫、心跳等一些生命體征，數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲及分析模塊為每個客戶建立一個包括該人體重、膽固醇含量、脂肪含量、蛋白質(zhì)含量等信息的身體狀況，實(shí)時分析人體健康狀況。例如：美國斯坦福大學(xué)“可穿戴式生理監(jiān)護(hù)儀”CPOD醫(yī)療設(shè)備與藥品防偽RFID標(biāo)簽依附在產(chǎn)品上的身份標(biāo)識具有唯一性，難以復(fù)制，可以起到查詢信息和防偽打假的作用，將是假冒偽劣產(chǎn)品一個非常重要的查處措施。例如，把藥品信息傳送到公共數(shù)據(jù)庫中，患者或醫(yī)院可以將標(biāo)簽的內(nèi)容和數(shù)據(jù)庫中的記錄進(jìn)行核對，方便地識別假冒藥品藥品存儲將RFID技術(shù)應(yīng)用在藥品的存儲、使用、檢核流程中，簡化人工與紙本記錄處理，防止缺貨及方便藥品召回，避免類似的藥品名稱、劑量與劑型之間發(fā)生混淆，強(qiáng)化藥品管理，確保藥品供給及時、準(zhǔn)備藥品制劑防誤通過在取藥、配藥過程中加入防誤機(jī)制，在處方開立、調(diào)劑、護(hù)理給藥、病人用藥、藥效追蹤、藥品庫存管理、藥品供貨商進(jìn)貨、保存期限及保存環(huán)境條件等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)對藥品制劑的信息化管理，確認(rèn)病患使用制劑之種類、記錄病人使用流向及保存批號等，避免用藥疏失，病患用藥安全醫(yī)療器械與藥品追溯通過準(zhǔn)確記錄物品和患者身份，包括產(chǎn)品使用環(huán)節(jié)的基本信息、不良事件所涉及的特定產(chǎn)品信息、可能發(fā)生同樣質(zhì)量問題產(chǎn)品的地區(qū)、問題產(chǎn)品所涉及的患者、尚未使用的問題產(chǎn)品位置等信息，追溯到不良產(chǎn)品及相關(guān)病患，控制所有未投入使用的醫(yī)療器械與藥品，為事故處理提供有力支持。2007年首先試驗(yàn)建立了植入性醫(yī)療器械與患者直接關(guān)聯(lián)的追溯系統(tǒng)，系統(tǒng)使用GSI標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識醫(yī)療器械，并在上海地區(qū)的醫(yī)院廣泛應(yīng)用醫(yī)療垃圾信息管理通過實(shí)現(xiàn)不同醫(yī)院、運(yùn)輸公司的合作，借助RFID技術(shù)建立一個可追蹤的醫(yī)療垃圾追蹤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對醫(yī)療垃圾運(yùn)送到處理廠的全程跟蹤，避免醫(yī)療垃圾的非法處理。目前，日本已經(jīng)展開了這方面的研究，并取得了較好的效果全方位全過程智慧醫(yī)院的建設(shè)目標(biāo)病人、醫(yī)護(hù)人員、藥品、耗材等任何部門、所有科室病人治療、住院的過程全對象銀江智慧醫(yī)療-建設(shè)目標(biāo)銀江數(shù)字醫(yī)院-信息化建設(shè)臨床醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)CIS醫(yī)院綜合管理系統(tǒng)外部系統(tǒng)接口臨床移動信息系統(tǒng)移動門診輸液系統(tǒng)移動臨床信息系統(tǒng)嬰兒安全系統(tǒng)病人無線定位管理系統(tǒng)營養(yǎng)點(diǎn)配餐管理系統(tǒng)設(shè)備藥品定位系統(tǒng)等醫(yī)生工作站護(hù)士工作站LISRISPACS電子病歷EMR/HER手術(shù)麻醉系統(tǒng)辦公自動化系統(tǒng)查詢與分析系統(tǒng)決策管理系統(tǒng)醫(yī)院門戶系統(tǒng)區(qū)域衛(wèi)生信息系統(tǒng)接口醫(yī)保接口系統(tǒng)其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)接口系統(tǒng)臨床業(yè)務(wù)輔助系統(tǒng)門診和住院費(fèi)用管理系統(tǒng)門診掛號系統(tǒng)分診叫號系統(tǒng)藥品信息管理系統(tǒng)固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)供應(yīng)室管理系統(tǒng)手術(shù)示教系統(tǒng)遠(yuǎn)程會診系統(tǒng)自助服務(wù)查詢系統(tǒng)基于手機(jī)平臺的醫(yī)療技術(shù)移動醫(yī)療的概念國際醫(yī)療衛(wèi)生會員組織HIMSS給出的定義為，mHealth，就是通過使用移動通信技術(shù)——例如PDA、移動電話和衛(wèi)星通信來提供醫(yī)療服務(wù)和信息，具體到移動互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，則以基于安卓和iOS等移動終端系統(tǒng)的醫(yī)療健康類App應(yīng)用為主。不再受網(wǎng)絡(luò)制約，打破地域的限制，解決醫(yī)療資源分布不均的問題移動醫(yī)療就醫(yī)過程患者通過使用移動通信設(shè)備完成遠(yuǎn)程預(yù)約，在指定預(yù)約時間到醫(yī)院就診后，無需打印各項(xiàng)檢查結(jié)果和報(bào)告，醫(yī)生會根據(jù)系統(tǒng)反饋的患者檢查結(jié)果開出相應(yīng)的醫(yī)囑和處方；系統(tǒng)會將電子簽名的醫(yī)囑和處方發(fā)送給患者；系統(tǒng)還會向患者發(fā)送健康指導(dǎo)，以及各類具有針對性的通知提醒?；颊咴诩抑锌梢岳脭?shù)字化監(jiān)測設(shè)備，記錄血壓、血糖、心跳、心電圖等數(shù)據(jù)，通過隨身佩戴的傳感器獲得體征信息直接傳遞給醫(yī)生。移動醫(yī)療的分類基于智能手機(jī)的模式HeartToGo—個基于智能手機(jī)的平臺，可以通過ECG傳感器連續(xù)監(jiān)測使用者的心電信號，實(shí)時分析并監(jiān)測可能導(dǎo)致心血管疾病的異常模式。該系統(tǒng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)地分析使用者的生理情況2.基于體域網(wǎng)模式體域網(wǎng)BAN（BodyAreaNetwork）是附著在人體身上的一種網(wǎng)絡(luò)，由一套小巧可移動、具有通信功能的傳感器和一個身體主站(或稱BAN協(xié)調(diào)器)組成。分布于身體不同部位的微小節(jié)點(diǎn)采集不同類型的生理信號，然后把這些信號無線發(fā)送到中心節(jié)點(diǎn)工作站中。每一傳感器既可佩戴在身上，也可植入體內(nèi)。協(xié)調(diào)器是網(wǎng)絡(luò)的管理器，也是BAN和外部網(wǎng)絡(luò)(如3G、WiMAX、Wi-Fi等)之間的網(wǎng)關(guān)，使數(shù)據(jù)能夠得以安全地傳送和交換。體域網(wǎng)應(yīng)用體域網(wǎng)是一種可長期監(jiān)視和記錄人體健康信號的基本技術(shù)，利用體域網(wǎng)技術(shù)將各種人體生理信息傳感器植入人體，采集相關(guān)生理信號參數(shù)如心律、血壓、血糖等，實(shí)時或長期監(jiān)測人體的相關(guān)生理參數(shù)。IEEE802.15專門設(shè)立BAN標(biāo)準(zhǔn)組SG-BAN和第6任務(wù)組TG6，討論議題包括BAN常用模型、標(biāo)準(zhǔn)問題及候選技術(shù)等例如糖尿病患者一旦他的胰島素水平下降，他身上的BAN馬上可以激活一個泵，自動為患者注射胰島素NASA阿莫斯實(shí)驗(yàn)室和斯坦福大學(xué)合作開發(fā)LifeGuard系統(tǒng)，用于監(jiān)測運(yùn)動中宇航員的生理參數(shù)。藍(lán)牙個人體域網(wǎng)（personalareanetwork，簡稱PAN）項(xiàng)目利用智能手機(jī)采集配備藍(lán)牙的生理信號傳感器3.基于智能紡織材料的模式此類型的系統(tǒng)是嵌入到衣服，傳感器模塊和傳輸模塊被植入衣服中，衣服內(nèi)的傳感器具有生理信號檢測和處理、信號特征提取和數(shù)據(jù)傳輸?shù)然竟δ苣K，可以實(shí)現(xiàn)對人體的無創(chuàng)監(jiān)測、診斷和治療。傳感器設(shè)計(jì)、生物適應(yīng)性研究、多傳感器數(shù)據(jù)融合、軀域傳感網(wǎng)絡(luò)開發(fā)、系統(tǒng)優(yōu)化、電池壽命穿戴式醫(yī)療儀器大致可分為兩類：一類是個人隨身物品,如腕表、手機(jī)和指環(huán)等；另一類是電子織物美國VivoMetrics公司開發(fā)的生命衫是全球第一個可以實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)、連續(xù)收集生理參數(shù)的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)移動醫(yī)療的應(yīng)用面向醫(yī)生的移動醫(yī)療應(yīng)用Epocrates是全球第一家上市的移動醫(yī)療公司，其主打產(chǎn)品是藥品和臨床治療數(shù)據(jù)庫，為醫(yī)生提供手機(jī)上的臨床信息參考iPad平板設(shè)