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年、未来5-10年,甚至于20年,智慧医疗将朝着什么方向发展?会在年热门突破上实现哪些革新?我们对海外智慧医疗产业的优秀创业公司做了深度的研究及讨论,内容涉及:传感器、智能硬件、POCT、大数据存储、大数据应用等领域,希望对国内的智慧医疗同业能有帮助.
智慧医疗概念及业务形式
智慧医疗是一门新兴学科,也是一门交叉学科,融合了生命科学和信息技术。智慧医疗的关键技术是现代医学和通信技术的重要组成部分。智慧医疗通过打造以电子健康档案为中心的区域医疗信息平台,利用物联网相关技术,实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动,逐步达到全面信息化。
目前,类似概念很多,诸如无线医疗、移动医疗、物联健康等说法,然而从以上概念的核心特征看均属于智慧医疗范畴。根据信息互动主体不同,智慧医疗的业务医院服务、区域医疗交互服务、社区/家庭自助健康监护服务、智能远程急救服务。
1.1医院服务
医院医院范围内部展开的智能化业务,一方面有方便患者的智能化服务,如患者无线定位、患者智能输液、智能导医等(如图1所示为患者智能输液的业务流程,在药品配发、输液耗材配发、人药匹配上均自动化实现);另一方面有方便医护人员的智能化服务,如防盗、视频监控、一卡通、无线巡更、手术示教、护理呼叫等。此外,医院之间的远程会诊也是智慧医疗业务的重要组成部分。
医院业务流程
在医院内部信息化平台方面,各医院正在加速实施基于信息化平台、医院信息系统(HIS)的整体建设。建立以患者为中心,以优化流程为导向,以电子病历为信息单元的医疗临床信息标准化、电子化、语义化处理平台,在实现临床信息采集与存储的基础上,实现临床信息的深入利用。同时,医院逐步整合HIS,医学影像存储与传输系统(PACS、RIS)、实验室信息管理系统(LIS)、会诊系统,实现临床科研一体化以及医疗信息集成和共享交换,实现医疗临床信息的深层次利用。
在医院医生所持终端方面,逐渐向智能化、便捷化发展。据Manhattan研究所预言,到年,81%的医生将拥有一部智能手机。
然而在Manhattan研究所年5月的报告中展现,这一数字已经在年得以实现。随着终端产品的小型化及屏幕分辨率提高,移动护士站、医用Pad医院中应用。
1.2区域医疗服务
区域医疗服务信息化是以用户为中心,将公共卫生、医疗服务、疾病控制甚至包括社区自助健康服务的内容相互联系起来。该信息化服务以健康档案信息的采集、存储为基础,自动产生、分发、推送工作任务清单,为区域内各类卫生机构开展医疗卫生服务活动提供支撑。该服务作为“十二五”卫生信息化的主要组成部分,将在“十二五”医疗卫生规范中成为医疗信息化建设重点内容之一。
区域医疗服务平台是连接区域内的医疗卫生机构基本业务信息系统的数据交换和共享平台,是不同系统间进行信息整合的基础和载体。
1.3家庭自助健康监护服务
健康监护业务主要直接针对个人类或家庭类客户,主要实现方式为通过手机、家庭网关或专用的通信设备,将用户使用各种健康监护仪器采集到的体征信息实时(或准实时)传输至中心监护平台,同时可与专业医师团队进行互动、交流,获取专业健康指导。实现形式多种多样,也可结合区域医疗服务信息化平台,开展全民建档及电子健康档案信息更新;也可与应急指挥联动平台结合,结合定制化手机或定位网关提供一键呼、预报警等功能。
健康监护业务根据应用场景不同可分为家庭健康监护业务、个人健康监护业务和车载急救监护业务几类,各场景对平台、网络及终端的关键技术、实现形式均有不同需求。
2智慧医疗应用技术特点
智慧医疗需要新一代的生命科学技术和信息技术作为支撑,才能实现全面、透彻、精准、便捷的服务。智慧医疗体系架构图
智慧医疗体系架构图智慧医疗在整个泛在网、物联网体系中所涉及感知层、网络层、平台层的各种关键技术。
(1)技术范围广在智慧医疗相关技术领域涉及感知层、网络层、平台层的关键技术,针对以上介绍的几类业务场景所相关的技术包括:?智能感知类技术。如射频识别(RFID)技术、定位技术、体征感知技术、视频识别技术等。智慧医疗中医院和用户家中各系统传出信息的传感器获取的,实现被检测对象准确的数据采集、检测、识别、控制和定位。?信息互通类技术。如上下文感知中间件技术、电磁干扰技术、高能效传输技术等。实现用户与医疗机构、服务机构之间健康信息网络协作的数字沟通渠道,为整个医疗系统海量信息的分析挖掘提供通道基础。?信息处理技术。如分布式计算技术、网络计算技术等,完成对各类传感器原始测报或经过预处理的数据进行综合和分析,更高层次的信息融合实现对原始信息进行特征提取,再进行综合分析和处理。
(2)技术需求个性化强针对几类医疗健康场景采用的关键技术也各有不同特点,具有一定复杂性。
(3)技术门槛高
智慧医疗属新兴行业,但其涉及技术和研发成本偏高,在为传统医疗信息系统和设备厂商带来商机的同时,也将一些研发实力薄弱、投入资金有限的企业逐渐排挤出智慧医疗主流产品供应商外围。
基于以上技术分析,面向智慧医疗的一些关键技术仍不成熟,还待继续完善、研发、产品化。规模化生产和产业布局仍需投入较大研发成本,因此对企业的创新研发能力、技术基础和产品沉淀有较高的要求。
随着传感器越来越多地被应用到社会发展及人类生活的各个领域,如航天技术、军事工程、机器人技术、海洋探测、医疗诊断等。全球传感器产业飞速发展则催生了一批传感器制造商。以Kionix为代表,全球主要的消费类电子产品、汽车、健康与健身及工业公司都在使用它的传感器和整体系统解决方案,以便在其产品中实现基于运动的功能。
那么,便携传感器技术又如何投入体外诊断市场的应用当中呢?
诊断是治疗的前提。医生只有在正确的时间做出精准的诊断才能继而做出正确的治疗方案。火视介绍的Nanōmix便携式检测系统能让医生快速获得对诊断有价值的指标信息,进而辅助医生做出最快、最准的诊断;若是在边远的缺医少药地区,Nanōmix获得诊断信息后可通过远程医疗技术与医疗专家们取得联系,帮助患者制订相应的治疗计划。
另外Endotronix开发无线传感器则整合了可穿戴设备的数据,通过测量人体心脏内肺动脉压力,在心脏病发作数月前来提醒人们提前做好防范和治疗。
除了在医疗方面贡献巨大,基于云计算的人体数字地图—BioDigitalHuman赢得了无数的奖项和荣誉,它帮助医生和科学家研究人体构造、疾病治疗、进行模拟实验等,除了用在科研和临床中,日常医患沟通也能用BioDigital来让患者更理解治疗方案。
另一个服务于医生的大数据系统则是Apixio,它将病历集中到云端,医生可通过语义搜索查找任何病历中的相关信息。
正如开放数据强中的大多数企业一样,MarkLogic是作为一个中间者将政府的开放数据变得对商业公司和政府部门更为有用。这家公司正是奥巴马Healthcare.gov的开发者。
医疗数据是医生对患者诊疗和治疗过程总产生的数据,包括患者基本数据、电子病历、诊疗数据、医学影像数据、医学管理、经济数据、医疗设备和仪器数据等,以患者为中心,成为医疗信息的主要来源。
总结起来医疗数据来源大致可分为以下几类:
1、患者就医流程所产生的数据:包括患者基本信息、检测数据、检验数据、影像数据、诊断数据、治疗数据、费用数据等,这类数据一般产生及存储在医疗机构,这也是医疗数据最主要的产生地。
2、检验中心数据:大量存在的第三方医学检验中心承接着医疗机构的检验外包功能,产生了大量患者的诊断、检测、影像数据。
3、药企、基因测序数据:制药公司在新药研发及临床过程中会产生大量数据,今年火爆的基因测序同样也会产生大量的个人遗传基因数据。
基因测序:打开深入了解疾病的大门
外显子组和基因组测序能够筛查一些遗传学疾病的突变基因,以及为预防和减缓疾病发展提供线索。未来,基因组测序技术将有望扩张应用疾病的范围。
德雷克塞尔大学医学院的临床教授MaurieMarkman指出,对生殖系细胞的基因数据的挖掘将成为改变癌症风险一个重要方向,例如BACR1/2易感基因。Medscape主编、医学博士EricTopol表示,当下我们正处于由CRISPR技术领衔的基因时代,通过基因编辑技术正在或者有望进军临床试验、癌症治疗、胎儿染色体异常筛查、以及其他致病机制不明的疾病。
随着年万人基因组测序项目的启动,基因治疗的发展将会加速。该项目囊括了10亿人,将于年完成全部的测序。科学家们期待全外显子测序将协助疾病的诊断,并构建个性化医疗网络。
药物基因组学:完美结合基因功能学与分子药理学
药物基因组学是基因功能学与分子药理学的有机结合,以药物效应、安全性为目标,促进个性化医疗的发展。虽然仍然处于初级阶段,但是科学家预计,随着基因组测序技术的发展、对大数据解析的完善,将为基于基因型研发的个性化治疗药物提供可能。当然这种药物的上市可能涉及多种问题,包括安全和成本。
基因组学:实现个性化癌症治疗
除了临床用药,基因组学研究对于了解癌症机制及治疗也有着重要意义,例如癌症基因组图谱(TCGA),一项始于年完结于年、斥资1亿美元的项目,从遗传学角度解析1万个肿瘤细胞,旨在实现个性化癌症治疗。未来20年,对生殖系基因、肿瘤易感基因的了解,将允许科学家集合信息,提前预估患病风险以及实现靶向治疗。
基因编辑、基因治疗:基于基因水平的医疗手段
作为年度最热门词汇,基因编辑实现了对内源基因进行敲除、插入等操作。在疾病治疗方面的应用模式主要包括矫正/沉默有害突变,插入保护性突变,加入治疗性基因以及敲除病毒DNA。而基因治疗则是通过导入外源正常基因进行治疗,其历史可以追溯至20世纪90年代。时隔30年,围绕基因治疗的临床试验仍然处于新潮状态。
目前,基因治疗可以分为两类:离体基因治疗和体内基因治疗。离体基因治疗是从体内分离出异常细胞,在实验室用基因治疗方法改造好之后,再将改造后的输入人体。体内基因治疗是直接把携带有正常基因的病毒,注入人体相应器官,病毒会直接在人体内完成修复工作。例如基因疗法让失明者重获视觉、恢复耳聋小鼠听力、治疗囊肿型纤维化等。
目前采用基因治疗的疾病还很有限,多集中于单基因疾病和少量多基因疾病。未来20年,适用于基因治疗进行诊疗的疾病范围将拓宽,包括针对复杂的多基因疾病。但是,无论是基因治疗还是基因编辑都存在安全顾虑和伦理担忧,需要科学家们谨慎使用。
表观遗传学:基于基因表达的医疗策略
表观遗传学变异指的是细胞分裂过程中基因表达发生变化。这种变化并不改变DNA序列,易受到包括饮食、情绪、有害的化学物质等在内的多种环境因素影响。研究证实,表观遗传学变异对于疾病的发展也起着重要作用。表观遗传标记可以作为生物标志物,从而提高风险预测和疾病致病机理的机会。
表观基因组的变化可能会持续很长时间,甚至于会遗传给下一代。目前临床研究多针对于癌症祖细胞,借助表观遗传学标记修复消除癌变细胞对治疗药物的耐药性。
考虑到很多复杂的疾病通常涉及到很多因素,包括遗传学、表观遗传学、环境因素以及微生物,所以未来,表观遗传学变化将作为疾病治疗的一个研究重点。
免疫疗法:癌症治疗的有力武器
12月初,美国前总统吉米?卡特通过放射线治疗和免疫疗法,服用默沙东著名的PD-1药物Keytruda,成功清除大脑中的黑色素瘤癌变细胞。相隔几日,在第57届美国血液学年会(ASH)上,CAR-T领域领军者诺华宣布,其CAR-T细胞疗法CTL在一个有59例复发或难治性急性淋巴细胞白血病(r/rALL)儿童或年轻成年患者参与的2期临床试验中取得了难以置信的93%完全应答率(55/59)。
癌症免疫治疗因为PD-1抗体和CAR-T治疗的喜讯而备受瞩目。近日,全球商业情报机构GBI发布最新数据,预计到年,全球免疫治疗市场规模将从年的亿美元扩大至亿美元,或将占据肿瘤治疗的半壁江山。(详细)
未来20年,最重要的创新性目标是建立一个个性化的高效抗癌免疫反应,从而控制癌变细胞的生长和扩散。除了癌症,免疫治疗有望应用于包括免疫学疾病在内的其他疾病上。
美国已宣布将建立一个包含一百万人基因组数据的巨型数据库助力精准医疗。前几天,中国也将启动以个人基因组信息为基础的精准医疗计划,预计年前投入亿元。那么全基因组数据有着怎样的前景,为什么会受到各国的广泛 信息化是促进我们医疗、医保、医药这样三医联动改革重要技术支撑。“我们在实践中也体会到信息化是一个大的趋势,无论你想不想做,它都发生了,而且必然发生在这个你的整个的改革发展的过程中,它正在改变着我们传统的医疗的模式。”
因为医疗的信息化更加 公卫领域信息化获得较高发展
传染病直报半天即可传达
7.远程医疗:实现全球化
医疗信息化作为一种趋势,将朝着全球化方向推延。远程医疗推行的同时,会有人顾虑虚拟环境最终能取代熟悉的医生诊疗室吗?纽约州立大学医学中心的临床助理教授KendraL.Campbell认为远程医疗将会普及,因为它实现了医疗的全球化,例如远程医疗弥补了偏远地区医生、医疗设备的欠缺。
在管理供方方面,国外采用的疾病相关分组―预付费制度(DRGs―PPS)成为了重要的探索方向。DRGs是将费用相近的疾病分成类,当病人就诊后,医保按照病人疾病类别付费,而不是按照实际花费付费。医院实际的花费低于这个平均值,医院就有收益,医院将赔本。美国采用了DRGs付费制度后,明显遏制了医药费用快速增长的势头。DRGs医院管理者的利益与医生拿回扣的行为对立起来,建立起了相互制约的机制,医院管理者认真管理医生行为,可以起到间接抑制的作用。DRGs的弊端是导致医疗质量的下降,需要有关部门制定严格的医疗质量管理措施和规范,并严格进行质量监管。否则,将会进一步激化医患矛盾,导致医改的失败。目前,卫生部正积极组织专家制定常见疾病“临床路径(临床诊疗规范)”,以此来规范临床行为,保证医疗质量,避免从一个极端走到另一个极端。
采用DRGs,需要对大量的历史医疗数据进行测算。我国不同地区医疗费用差异很大,医保筹资水平不同,必须制定各地自己的标准,难度可想而知。临床路径实际是医疗服务支付方、医疗服务提供方和医疗服务监管方的“博弈”平台,而支持各方博弈的基本手段就是信息系统。因此,卫生部将“临床路径”和“信息化”列为医改的主要“抓手”。
医疗改革中运用电子技术,国外也有许多经验可借鉴。奥巴马成为美国总统后,将医改列为主要的执政目标,推出了“健康美国计划”,主要目标是提高医保覆盖面,降低医疗费用。这是所有国家医疗改革的主要目标。据估计,奥巴马的医改计划至少需要一万亿美元以上。在节流方面,通过降低药品采购价格,削减医疗成本,使用电子技术等节约费用。其主要手段就是建设区域卫生信息系统,医疗机构之间通过交换病人的电子病历,共享病人信息,减少重复检查,达到“提高医疗质量、减少医疗差错、降低医疗费用、提高医疗效率”的目标。美国政府制定的振兴经济的计划,其中将建设基于电子病历共享的区域卫生信息系统列为重要的内容,重点投资予以支持。美国政府计划在十年之内为每个美国公民建立自己的电子病历。
电子医疗档案:完善医疗数据的完整
通过建立标准、规范的电子监控档案,医生能够及时了解、分析和整合患者的身体状况、诊疗记录和疾病发展。同时,电子医疗记录的完整,能够为患者随时掌握自己的诊疗结果,更加有意识地