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电子健康领域的新兴技术

Emerging technologies in eHealth

本文摘自我们关于电子健康的最新 u‑blox 杂志。立即下载您自己的杂志!

医疗保健行业是数字化创新的沃土。事实上,在医疗保健行业,几乎找不到无法在技术上进行改进的领域。寻找替代肾脏?只需在线登记,即可高效地将捐赠者与需要移植的患者进行精确配对。害怕在养老院里度过余生?智能家居技术、辅助生活解决方案和虚拟健康服务可以将您的养老自主权延长数年。需要与您的医疗保健提供者进行更多的人际互动吗?数字化可以取代耗时、缺乏人情味的管理任务,并摆脱任务时间表的束缚。

在整个行业,一些全新的理念正在生根发芽,深入人心。无线通信,数据传感,以及边缘、雾和云计算的快速发展,再加上数据的丰富性、可用性和可分析性的改善,不断推动着医疗保健行业的改变。尽管数字化技术在医疗保健市场中的应用速度慢于其他市场,但目前流行的新冠疫情已证明了当采用新技术是唯一可行的选项时,患者和医疗保健提供者采用新技术的速度有多快。

在下文中,我们将讨论我们现在通常很少面对的五个问题,以及帮助我们实现目标的技术。

失而复得

错放、延迟和丢失的物品以及人(某些情况下)是阻碍整个医疗保健行业发展的常见不利因素。想象一下,如果所有用于等待发货、寻找设备以及追踪患者和人员的时间都得到有效利用,则所有相关的人员都会受益。尽管这似乎显得有些不切实际,但对于此问题,目前出现了一种可行的、尚未大规模实施的技术解决方案。

无缝定位就是此类解决方案,它结合了多种技术,无论物体或人员的位置如何,都能提供最佳的定位估计。在户外,它可以使用下列定位方法:卫星定位,结合了粗粒度的蜂窝网络指纹技术(如果可用);蜂窝技术定位;或者,细粒度的 4G 和 5G 定位(如果可用),通过分析信号到附近蜂窝通信塔的传输时间来确定接收机的位置。利用惯性传感器测量技术的惯性导航解决方案可以进一步提高定位精度,并弥合覆盖范围内的瞬态间隙。

无论是室内还是户外,蜂窝网络指纹技术都可通过 Wi-Fi 无线接入点和蓝牙信标指纹技术进行增强,从而形成更强大的解决方案。当需要极高的定位精度时,蓝牙寻向功能可追踪设备在货架上的具体位置,前提是必须提供所需的专用基础设施来实现新的到达角或离去角室内定位方法。

随着低功耗广域网 (LPWA) 的部署范围日益扩大,以及基于卫星的蜂窝通信技术即将面世,无缝定位解决方案让医疗保健行业受益于同样无缝的追踪解决方案只是时间问题。

指路明灯

专门知识之所以宝贵,大概是因为它来之不易。除非我们开发出一个大脑-计算机接口,可以让我们像电影《黑客帝国》中的 Neo 那样从互联网下载专门知识,否则这种情况将会一直存在。另一方面,技能诀窍更容易分享,并且最好的分享办法是让人亲自、直观地解释。

作为 5G 蜂窝通信网络的一部分,超可靠低延迟蜂窝通信预计会在未来十年内推出。因此,将图像覆盖在物理世界上的增强现实 (AR) 和将物理世界完全融合在一起的虚拟现实 (VR) 可能会经历一系列创新。结果将是越来越先进的、完美匹配众多医疗保健应用需求的解决方案。

举例来说,将来某一天,外科医生能够先将复杂的手术练习一遍,然后再前往手术室。到达手术室后,投射到智能眼镜上的图像或直接投射到视网膜上的图像将引导外科医生完成整个手术过程。外科医生并不会是唯一受益的人。接受培训的医学院学生可以享受到高度沉浸式的生理学课程,在这些课程中,他们可以解剖虚拟对象。此外,处于医疗急救现场的外行人员可以接受现场培训,帮助抢救受害者、接生婴儿或者护理开放性伤口。

凭借充分的可靠性和低延迟,同样的技术最终可能让外科医生不必与患者处在同一个房间内。他们可以通过外科机器人对患者进行手术,而不是直接对患者进行手术。远程手术可能还需要若干年的时间才能成熟,但这一热门话题最终会变为现实。

这是我的!

毫无疑问,人们对健康数据隐私和保密问题十分敏感。如今,在互联网黑市上,医疗记录的交易价格已经高达 1000 美元。根据 Security Boulevard 上的一篇文章,被盗的医疗记录可以用来伪造医疗索赔,通过威胁公开不利于受害者的信息进行敲诈勒索,或从事其他形式的身份盗窃。

但是,随着越来越多的数据汇集在同一平台上 – 并且倍受欢迎的 5G 会加速这一趋势 – 这些担忧将会变得更加合理。原因很清楚:通过研究(包括某人的心率),可能只会获得微不足道的信息。但是,如果把这些信息与体温、运动、购物习惯和医疗记录结合起来,其他人很快就会了解到您不愿意为外人所知的信息。

这种追求更多数据感知、聚合和分析的趋势不太可能很快逆转。因此,找到一种既能保证数据的易用性,又能保护数据安全性并控制数据访问的方法变得愈发重要。从传感器到云端的端到端数据安全是确保数据不被截获或篡改的一项关键因素。

另一个关键因素是分布式分类账技术 (DLT),区块链是该技术的一种实现形式。自围绕 DLT 的炒作达到顶峰以来,DLT 近年来在成熟度方面取得了长足的进步。德勤咨询公司的一份报告表明,区块链将对医疗保健行业产生变革性的影响,主要应用领域是数字化健康数据。具体而言,基于 DLT 的平台可以确保数据以互动的格式安全地存储,这样,患者可以完全控制谁可使用他们的私人数据以及用于什么用途。

大脑等诸多因素

有时候,弄清问题是解决问题最难的一步。当人类的能力达到极限时,技术就有可能以人工智能的形式来帮助人类应对困境。人们认为,人工智能将对医疗保健行业产生最具变革性、最深远的影响,并且很快会以各种方式帮助人类。正如未来医疗学家 Bertalan Meskó a.k.a. 博士在他的视频博客中所说的那样,人工智能将成为“21 世纪的听诊器”,它的普及速度将远超我们的预期。

作为人工智能的一个子类,弱人工智能依靠机器学习或深度学习来“自学”一项非常具体的技能,将在整个医疗保健行业得到广泛应用。通过分析数以百万计的数据点,包括医学图像、书面病历和科学研究,弱人工智能将在分析放射图像方面全面胜过医生。这将开创一个精准医学的时代,届时,弱人工智能将会根据患者个人的独特基因和行为特性(而不是标准的普通患者)进行治疗。同时,该技术还会彻底改变药物研发的艰苦过程 — 从最初的活性成分设计到用于测试药物的临床试验。

以数据为养料

如果说无处不在的定位、混合现实、区块链和人工智能有什么共同点的话,那就是驱动它们的燃料:数据。随着社会和经济各部门对无线数据通信的需求不断上升,5G(第五代移动通信技术)将会提供必要的带宽、覆盖范围和超可靠低延迟通信,从而为下一代医疗保健技术的发展打下坚实的基础。究竟哪些解决方案将从众多的使能技术中脱颖而出,这是无法预测的。但可以肯定的是,此类解决方案将为我们的医疗体系带来以下好处:更出色、更智能、更安全的护理。

 

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