端到端医疗物联网平台如何开发
人阅读 2022-01-02 14:45:18
这是有关开发医疗物联网平台以及物联网如何为医疗行业带来收益的完整指南。
不管是心率追踪还是提醒吃药，物联网（IoT）都为医疗保健行业带来了新的革命。物联网通过允许他们远程连接来弥合医生，医疗机构和患者之间的鸿沟。
Grand View Research透露，到2025年，医疗保健市场的全球物联网预计将达到5343亿美元，在预测期内的复合年增长率为19.9％。从个人健身跟踪产品到远程监控应用程序和手术机器人，物联网具有将创新带入医疗保健生态系统的潜力。
尽管技术无法一次消除慢性疾病，但至少可以使医疗保健在可及性方面变得更加容易。
物联网在医疗保健领域的应用是希望获得更好医疗保健的希望，因为它可以促进医疗中心的正常运作和患者获得更好的治疗。
在本文中，我们将讨论：
物联网如何在医疗保健行业提供帮助
- 监控和报告
联网的IoT设备可用于实时监控，以在发生糖尿病，哮喘发作和心力衰竭等医疗紧急情况时挽救生命。通过将智能医疗设备连接到移动应用程序，已连接的设备可以收集医疗和其他健康数据，并使用智能手机数据连接功能与医生共享收集的信息。物联网设备收集并发送健康数据，例如氧气和血糖水平，血压，ECG和体重。数据被存储在云中，并可以转移到授权人，该人可以是医生，保险提供商，医疗机构或第三方顾问。授权用户可以查看收集的数据，而不管他们的时间，设备或地点如何。互联医疗政策中心公布的一项研究指出，由于对心力衰竭患者进行远程监测，30天再入院率下降了50％。
- 跟踪和警报
在危及生命的情况下，及时警报至关重要。医疗保健物联网设备收集基本数据并将其传输给医生以进行实时跟踪，同时使用移动应用程序和其他关联设备向人们发送有关紧急情况的警报。警报和患者报告提供了关于患者状况的意见，而与时间和地点无关。物联网还有助于做出明智的决策并提供及时的治疗，因此，物联网可促进实时监控，跟踪和警报，从而提高准确性和医生的适当干预并提高患者护理的交付效果。 - 改善研究系统
医疗保健物联网产品还可用于进行临床研究。物联网有助于收集有关患者疾病的大量数据，如果我们手动收集数据，这些数据将花费数年的时间。收集的数据也可以用于统计研究，以支持医学研究。物联网不仅可以节省时间，还可以节省投资于研究的资金。因此，物联网在研究领域做出了重大贡献，并引入了更好，更大的医疗方法。 - 数据分类和分析
医疗保健物联网设备可在短时间内生成大量数据。如果您无法访问云，则很难保存和管理数据。
而且，对于医疗保健提供者来说，从多个来源和设备收集数据并手动分析它们是非常困难的。但是，物联网设备可以实时收集，报告和分析数据，并减少了通过边缘计算存储数据的需求。医疗保健组织可以使用医疗保健物联网设备来获取关键的医疗保健数据驱动的见解和分析，从而加快决策速度制作过程，避免错误。 - 增强的疾病管理
IoT通过医疗保健设备实现对患者的实时远程监控，确保不遗漏与患者状况有关的数据。它有助于及时，快速地诊断疾病。即使没有护士或医生陪同患者，也可以通过医疗物联网设备和医疗应用程序监视患者的状况。由于IoT医疗保健设备是相互连接的，因此它们可以在需要时立即提供帮助。可以将这些设备配置为较低或较高的限制。如果任何医疗设备设置了更高或更低的限制，它将自动触发另一个可以稳定患者状况的已连接设备，同时可以向医生，看护者或护士智能手机应用触发警报，以便他们可以持续提供医疗服务为患者提供帮助。
全球员工，患者和库存医院的监控必须处理至关重要的安全问题。医院主管部门需要管理很多东西，例如患者，员工，硬件和医生。尽管在小型医院中可以有效地处理所有这些问题，但在拥有多个建筑物以及众多患者和员工的大型医院中，这似乎具有挑战性。医院正在使用物联网和实时GPS服务来增强监控过程。借助WSN和RFID等物联网技术，您不仅可以跟踪与医疗相关的资产（例如血袋，医疗废物和输液泵），还可以控制资产的状况，包括湿度，方向和温度。因此，医疗保健物联网不仅可以提高资产位置和特征的可见性，而且可以利用资产管理的其他方面，包括预防性维护，产品标识和保质期估算。
- 连接有传感器的吸入器将传感器
添加到医疗保健设备可以帮助向医生提供准确的数据，以跟踪患者的病情。其中一家公司设计了一种传感器，可以将其安装到吸入器上，以获取真实的见解，例如，您何时最后一次服药以及何时应重新服药。
可摄入的传感器患者可以摄入胶囊大小的小型IoT传感器，以使医疗团队能够使医疗团队跟踪血液水平，身体的不规则状况，并确定该人是否服用了处方药。对于可以有效监控用药的老年患者很有用。- 血液凝结测试
启用蓝牙的凝结系统可帮助用户快速监控血凝块测试。了解慢性疾病（如心脏病发作或糖尿病）的治疗中的血凝块水平是有益的。在医疗保健中使用物联网可以使糖尿病患者定期监测凝血系统。它可以帮助患者保持在治疗范围内，以减少中风或出血的风险。
医疗保健物联网安全问题和风险
尽管启用了物联网的医疗保健设备可带来很多好处，但它们也带来了某些挑战和安全性问题：
- 数据隐私和安全
许多医疗保健物联网设备必须面对数据隐私和安全的问题。隐私仍然是全世界医疗保健系统中的关键问题。
物联网设备通过具有一些安全和隐私挑战的远程访问机制收集医疗数据。传感器收集的数据通过互联网传输到云中。此外，物联网设备使用互联网连接其他设备和应用程序并与之通信。由于将数据保护在一个集中位置，因此增加了安全风险，并为漏洞和攻击打开了漏洞。因此，必须保护数据的隐私。 - 集成：多个设备和协议
集成多个设备也为医疗保健行业中的IoT实施创造了障碍。障碍背后的原因是设备制造商没有通用的通信标准和协议。连接各种设备时，其通信标准的差异会阻碍数据聚合过程。
所连接设备协议的差异使整个过程减速，并缩小了医疗保健部门中IoT的可扩展性范围。 - 数据窃听
通常，只有授权的医生或护理人员才能访问患者的健康数据。但是，在通过无线链路传输数据时，数据可能会被窃听。例如，广泛的启用IoT的葡萄糖监测和胰岛素输送系统使用无线通信链路，这些链路通常用于驱动隐私攻击，因此需要保护传输的数据。 - 数据所有权
每个国家/地区都有保护患者数据的法律，该法律因州而异。但是，在某些情况下，例如在健身可穿戴设备中，许多人认为收集和跟踪的数据受立法保护，在许多情况下无效。
这些因素使数据容易受到黑客和网络犯罪分子的攻击，黑客和网络犯罪分子可以入侵系统并操纵医生和患者的个人健康信息。 - 数据过载和准确性
IoT设备生成大量数据，这些数据可用于获取基本见解。但是，数据量如此之大，以至于医生无法从中提取见解。结果，它对决策质量产生巨大影响。随着越来越多的设备开始连接以记录和监视大量数据，对数据准确性和超载的担忧日益增加。
- DDoS（分布式拒绝服务）
分布式拒绝服务是一种攻击，其中各种受损的系统被用来针对单个系统，从而导致拒绝服务。它还可能导致崩溃，从而使数据不可用。 - 未经授权的数据访问
每个应用程序都有大量用户，并且将不同的用户分配给各种应用程序。随着大量数据存储在云中，确保只有授权用户才能访问特定数据的需求变得至关重要。此外，访问控制对于防止未经授权的成员访问系统的资源和数据至关重要。 - Medjacking
在2015年6月，一家名为TrapX的安全公司表示，许多医疗保健组织都面临着医疗设备劫持（也称为medjacking）的威胁。当前，许多医疗保健设备使黑客能够轻松访问，以从医疗保健提供者的系统中窃取大量敏感数据。
通过访问连接的医疗设备，黑客可能会更改患者的用药剂量，以使他们致死或服药过量。
如何确保医疗保健物联网设备的安全？
- 每个设备的数字证书/凭证
数字证书有助于构建全面的安全程序，并用作识别多个实体（包括应用程序，设备和人员）的证明点。借助每台设备的数字证书，医疗保健组织可以确保设备的消息是真实的，从而验证设备是否真实。
每台设备的证书还使医疗保健物联网平台和应用能够验证从每台连接的设备发送和发送到每台连接的设备的消息的完整性，从而确认专用收件人只能交换数据。 - 硬件中的私钥存储
颁发数字证书时会生成密钥。私钥是用于数据加密的单独文件。安全存储硬件或可信平台模块（TPM）旨在提供基于硬件的安全功能。
TPM是执行加密操作的安全加密处理器。它提供了一种启用硬件的方法来保护加密证书和密钥。 - 代码签名
医疗保健设备制造商会生成不同类型的代码-用于设施和医院的软件应用程序，小程序或脚本，或者运行在医疗设备内部的代码，例如芯片组（也称为固件），
在发布代码之前，先进行签名使它更安全的代码。代码签名是数字签名的应用，该签名被添加到代码段中，以对其进行合法身份验证并提供源代码的真实性。
为此，需要x.509证书。根据签名的代码，证书可以是私有或公开身份的证书颁发机构。使用代码签名方法，可以确保产品的安全性。 - 信任根信任
根是进行安全设备交换的最佳方法之一。如果医疗机构自己管理RoT，则他们可以完全控制每个人或设备的身份验证，并向其颁发密钥。颁发数字证书后，任何人都可以验证密钥持有者的身份。
如何开发端到端医疗物联网系统？
IoT体系结构图中介绍了我们为医疗保健组织构建IoT产品的方法。它显示了物联网产品的组件以及它们如何连接以收集，存储，处理和分析数据。
- 事物
事物是装备有传感器和执行器的物体。传感器收集数据（例如，血压水平，葡萄糖水平，体温，脉搏率）以通过网络传输。另一方面，执行器使事物能够起作用（例如，在患者的脉搏频率下降或打开医疗设备的情况下向医生发送警报）。 - 网关
数据通过网关从事物迁移到云，再从云迁移到产品。网关可实现云与事物之间的连接。它还有助于在将数据传输到云之前进行数据过滤和预处理。
网关将控制命令从云转发到事物。然后，事物使用执行器运行那些控制命令。 - Cloud Gateway
Cloud Gateway允许在IoT云服务器和现场网关之间进行安全的数据传输和数据压缩。它使用多种协议与现场网关进行交互，并确保与不同协议的兼容性。 - 流数据处理器
它可确保将输入数据传输到数据湖并控制应用程序。确保没有数据被破坏或丢失。 - 数据湖
数据湖存储由连接的设备收集的数据。大数据来自“流”或“批次”。当需要任何数据来生成有意义的见解时，将从数据湖中提取数据并将其添加到大数据仓库中。 - 大数据仓库
获得有价值的见解所需的预处理和过滤后的数据已从数据湖移至大数据仓库。大数据仓库仅包含结构化，匹配和干净的数据。事件协议。 - 机器学习模型
可以在医疗保健物联网产品中实施机器学习，以创建用于控制应用程序的高效且精确的模型。根据存储在大数据仓库中的历史数据，可以定期更新模型。。 - 控制应用
程序控制应用程序用于向执行器发送自动警报和命令，例如：- 如果体温升高或血压下降，患者可能会收到服药警告，具体取决于健身可穿戴设备中配备的传感器收集的数据。
- 传感器有助于监视患者的危急状况，并自动向医生或看护者发送通知，为他们提供即时药物。
- 数据分析
数据分析师可以利用大数据仓库中的数据来获得有价值的见解并找到趋势。从收集的数据中发现的模式和相关性可以有助于创建更多用于控制应用程序的算法。
在开发医疗保健物联网产品时，必须考虑安全性，这样就不会不必要地共享患者和医生的数据。如果您希望为您的组织构建安全且合规的医疗物联网平台，请联系我们的物联网专家并开始30分钟的免费咨询。
- 事物
事物是装备有传感器和执行器的物体。传感器收集数据（例如，血压水平，葡萄糖水平，体温，脉搏率）以通过网络传输。另一方面，执行器使事物能够起作用（例如，在患者的脉搏频率下降或打开医疗设备的情况下向医生发送警报）。 - 网关
数据通过网关从事物迁移到云，再从云迁移到产品。网关可实现云与事物之间的连接。它还有助于在将数据传输到云之前进行数据过滤和预处理。
网关将控制命令从云转发到事物。然后，事物使用执行器运行那些控制命令。 - Cloud Gateway
Cloud Gateway允许在IoT云服务器和现场网关之间进行安全的数据传输和数据压缩。它使用多种协议与现场网关进行交互，并确保与不同协议的兼容性。 - 流数据处理器
它可确保将输入数据传输到数据湖并控制应用程序。确保没有数据被破坏或丢失。 - 数据湖
数据湖存储由连接的设备收集的数据。大数据来自“流”或“批次”。当需要任何数据来生成有意义的见解时，将从数据湖中提取数据并将其添加到大数据仓库中。 - 大数据仓库
获得有价值的见解所需的预处理和过滤后的数据已从数据湖移至大数据仓库。大数据仓库仅包含结构化，匹配和干净的数据。事件协议。 - 机器学习模型
可以在医疗保健物联网产品中实施机器学习，以创建用于控制应用程序的高效且精确的模型。根据存储在大数据仓库中的历史数据，可以定期更新模型。 - 控制应用
程序控制应用程序用于向执行器发送自动警报和命令，例如：- 如果体温升高或血压下降，患者可能会收到服药警告，具体取决于健身可穿戴设备中配备的传感器收集的数据。
- 传感器有助于监视患者的危急状况，并自动向医生或看护者发送通知，为他们提供即时药物。
- 数据分析
数据分析师可以利用大数据仓库中的数据来获得有价值的见解并找到趋势。从收集的数据中发现的模式和相关性可以有助于创建更多用于控制应用程序的算法。
在开发医疗保健物联网产品时，必须考虑安全性，这样就不会不必要地共享患者和医生的数据。
