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物联健康医疗云应用推广项目简介山东华迪智能技术有限公司一、立项背景随着我国经济社会发展和人民生活水平提高，对健康医疗的需求和关注正向前所未有的高度提升；新信息技术背景和“互联网+”国家战略下的健康医疗，已成为实现国家富强和民族振兴中国梦的第一要素。人口结构与健康医疗需求的变化，深化医疗卫生改革等国家政策的支持，移动互联网、物联网、云计算、大数据等创新技术的发展，以及创投资本的驱动，已成为推动“互联网+医疗”战略加速重构健康医疗生态圈的四大必要要素。物联网、云计算、大数据、移动互联等创新信息技术与传统医学的深度融合，对原有的医疗服务模式和概念提出了颠覆式创新；以物联网和移动互联技术为基础，以云计算技术为平台，以大数据技术为应用支撑，新信息技术的快速发展为“互联网+医疗”的实施提供了强大动力。加快“互联网+医疗”领域的共性关键技术研究，对于在重大民生领域提升信息惠民和公共医疗卫生服务水平，打造健康医疗研究的核心技术创新平台，占领健康医疗领域研究和产业的制高点具有重要意义。另一方面，经济社会的变革，也为我国医疗卫生事业的发展带来严峻考验。（1）人口老龄化问题。至2014年底，我国60岁以上老龄人口已达2.12亿，占总人口15.5%，而传统养老面临医养分离、缺乏家庭端医疗的痛点。（2）农村医疗滞后问题。由于历史原因，我国村级卫生室普遍存在基础设施薄弱、医护水平低下的短板，导致农村多发病、常见病无法及时发现。（3）慢性病多发问题。慢性病逐渐呈井喷状态，已成为威胁我国居民健康的头号杀手，而医院内看病难、看病贵的困境依然难以摆脱。面对此现状，传统医疗明显准备不足、弊端凸显，面临医疗终端无法向互联网延伸、服务平台难以向全行业提供公共支撑、核心关键技术缺失等巨大挑战。针对以上问题，本项目围绕健康医疗的国家战略和重大民生需求，瞄准以物联网、云计算、大数据为代表的新一代信息技术产业的发展方向，提出了以“轻量级智能医疗终端+模型化分层技术体系+生态型综合服务平台”为架构的新型医疗模式，从智能医疗终端研发、医疗资源与医疗服务平台构建、健康医疗云综合系统应用三个方面进行攻关，创建了“精准感知、可靠传输、高度共享、深度挖掘”的模型化四层技术体系。基于以上成果，研发了轻量级、精准化的智能医疗终端，解决了多样化微弱医学信号精准感知、通用可扩展的标准化医疗数据智能处理、低能耗的无线体域网密钥协商、实时医疗数据的异构网络可靠传输等关键技术；构建了整合多级医疗机构资源与多模态医疗服务的云平台，实现了医疗数据的系统级安全保障机制、健康医疗大数据的智能挖掘与决策支持关键技术；系统已在农村医疗、居家养老、医院随诊领域获得了大规模示范应用，形成了涵盖省内多领域、多群体的综合性云健康医疗服务生态体系；形成了商业运营级、可成果转化的新型互联网医疗系统解决方案。本研究物联健康医疗云应用推广即属于“互联网+医疗”行业的典型应用；以山东省云计算中心为运行平台，基于家庭、社区医院、医院的应用和示范体系，最终实现一个以物联网为基础、以云计算平台为服务和运营推广支持、以灾备平台为数据安全支持、达到国际领先水平的健康感知技术、健康信息管理技术和医疗信息共享的云服务应用平台，实现运营商级别、国家级水平的“全民健康云”。二、突破的关键技术1、总体目标依托本项目的实施，已建成了以山东省云计算中心为运营推广支撑、以山东省数据灾备中心为数据存储安全支持、以国家超级计算济南中心为海量信息挖掘支持，面向规模化物联网、云计算与大数据应用的物联健康医疗云平台；实现了平台服务的应用推广和系列健康医疗终端产品的产业化目标。总体目标的完成情况具体如下：（1）本项目已实现了运营级“物联健康医疗云”平台的研发及应用推广。构建了面向规模化物联网、云计算和大数据应用的运营级健康医疗云平台，面向社会提供核心技术支撑和服务，推动了新信息技术背景下健康医疗产业的创新发展。（2）本项目已完成了健康医疗云产品的用户推广。已具备面向全国范围内的医疗卫生机构提供成熟、稳定、可扩展的健康医疗产品与服务的能力，应用推广范围包括山东省各地市、黑龙江省哈尔滨市、江西省南昌市等。以面向农村基层卫生机构的健康医疗服务为例，构建了低成本、易操作的农村普惠云健康系统，以智能云健康检测仪装备村卫生室，使农民足不出村就能享受专业的健康筛查、疾病预防等服务；以面向居家养老的医养结合服务为例，构建了省级居家养老公共服务平台，为老年人提供足不出户的个性化诊疗和疾病风险预警等服务，并依托智慧社区和呼叫中心，实现老有所医、老有所养。（3）本项目已建成了完善的智能云健康检测产品生产体系。实现了血压、血糖、心电、血氧、血脂四项、尿酸、肺活量、脉搏、体温等关键体征数据的精准采集与可靠传输，形成了丰富的智能云健康感知终端产品生产和产品测试体系。（4）物联健康医疗云系统已实现了成果转化，带动了健康医疗产业链条的发展。本项目的实施，为培育和打造技术创新链及覆盖行业上中下游的产业链条提供了强有力支撑，实现了从医药器械到健康医疗服务、健康医疗数据处理的全行业技术解决方案，促进了新信息背景下我省健康医疗的产业升级，为企业提供了核心技术支撑和产业发展服务。2、主要解决的关键技术与创新点本项目完成了物联健康医疗云系统的关键技术研发，形成了以下核心技术：（1）物联健康医疗云数据与协议标准化，及系统安全技术。设计实现了多样化微弱医学信号精准感知技术，通用性、标准化、可动态扩展的医疗数据智能处理技术，基于实时医疗数据融合与压缩感知的异构网络可靠数据传输技术，在此基础上完成了健康医疗设备与管理信息系统间的数据接口协议和标识方法设计、感知数据的标准化。设计实现了基于弱时间同步的无线体域网对称密钥协商技术，基于终端+平台双向认证的健康医疗云系统安全通信机制，以及基于数字信封的双层数据加密机制，在此基础上完成了数据传输的安全性保障，以及系统整体安全架构设计。（2）健康医疗云平台海量并发用户SaaS服务技术。以山东省云计算中心、山东省数据灾备中心为平台支撑，完成了面向健康医疗的SaaS服务快速接入、数据共享以及业务协同设计，实现了支持弹性计算、负载均衡、高可用、可靠备份的健康医疗服务运行支撑一体化平台技术。（3）海量健康医疗信息智能处理技术。以国家超级计算济南中心为平台支撑，针对健康医疗数据体量巨大、模态多样、变化迅速等特征，设计实现了面向个人用户、医疗机构、卫生管理机构等不同需求的海量数据智能处理机制，完成了海量健康医疗信息的模型建立、数据清洗、信息挖掘和决策支持技术。本项目的主要创新点如下：（1）创新终端。攻克了多样化微弱医学信号精准感知、通用可扩展的标准化医疗数据智能处理、低能耗无线体域网密钥协商、实时医疗数据的异构网络可靠传输等关键技术，自主研发了以智能云健康检测仪为核心的系列化轻量级智能医疗终端。研发完成的医疗终端精准度、通用性、动态扩展性大幅提高，数据融合、压缩感知技术显著提高了医疗数据传输的有效性与可靠性，密钥协商机制保障了医疗数据交互的安全与隐私。（2）创新平台。以云计算和超算为支撑，攻克了多级医疗机构资源与多模态医疗服务整合及统一接入、系统级医疗数据安全保障、健康医疗大数据智能挖掘与决策支持等关键技术，解决了医疗资源快速热部署与医疗服务动态伸缩扩展、海量医疗数据高并发与高流量等难题，自主构建了农村虹云、养老云、随诊云三大平台，形成了涵盖省内多领域、多群体的综合性云健康医疗服务生态体系。（3）创新模式。首次提出并实现了以“轻量级智能医疗终端+模型化分层技术体系+生态型综合服务平台”为架构的新型互联网医疗模式，以四层参考模型为创新终端和创新平台提供技术支撑，以创新终端和创新平台打造技术生态型闭环服务，为基层医疗滞后、老龄化社会、看病难与看病贵等问题提供了创新性解决方案。3、技术创新目标通过本项目的实施，已获得了下述创新科技成果：（1）基于在系统感知层、传输层、云服务与云应用层、数据挖掘层、安全层等核心架构上的技术突破，构建了“农村虹云工程”、“居家养老云”、“患者随诊云”三大物联健康医疗云公共服务平台，实现了“云服务+物联网”的健康医疗信息化创新模式。（2）通过对健康医疗大数据进行智能挖掘和分析，引导了社会资源投入方向，提高了配置效率，带动了云计算、物联网、智能移动终端技术与装备产业及相关软件产业发展的决策支持能力，完成了“物联网+云计算=节能减排+绿色计算”的节能降耗创新成果。（3）通过设计健康医疗设备与管理信息系统间的数据接口协议和标识方法，并采用多数据融合方式，实现了各智能终端设备的多类体征数据统一接口技术，解决了健康感知终端的数据并发及多数据源统一接口问题，实现了健康感知数据的标准化，显著提高了系统稳定性和可靠性。（4）完成了多健康参数的自动采集研发，形成了智能云健康套装；完成了多健康感知设备的无线自组网传输和基于自组网网关的健康数据远程传输；针对健康医疗云服务能力扩展的SaaS与一体化平台关键技术，完成了面向健康医疗的SaaS服务快速接入、数据共享及业务协同机制的设计；重点解决了健康医疗应用从部署到运行过程所涉及的集群快速部署与动态调整、集群动态负载均衡、虚机自动迁移与智能放置、云备份与恢复等问题，实现了异构无线传输网络的兼容和无缝接入技术。（5）依托山东省云计算中心、国家超级计算济南中心的平台支撑和智能挖掘技术支撑，建立了健康医疗大数据的综合服务模式与运营机制，具备了为药品、保健品、医疗器械、健身器械产业的需求进行数据级分析，并对相关企业的战略性投资进行评估和咨询的能力。在基于个人用户大数据的个性化诊疗与健康评估方面，实现了动态、实时、可视化的健康评估与健康干预技术，以及个性化挖掘分析与推荐技术。同时在海量健康医疗数据商业智能处理方面，完成了基于超算平台的数据建模、数据清洗、信息挖掘、决策支持等技术架构设计，实现了大数据综合健康服务平台的服务模式创新及运行机制创新。（6）针对健康云核心的隐私保护问题，完成了隐私安全保障机制及方法设计；通过设计的低能耗无线体域网密钥管理方案，解决了健康感知节点在建立安全关联时的高能耗和高密钥存储量难题；并通过双向认证与双层加密的健康医疗云系统安全通信机制，以及多层安全管理策略，实现了跨层整合的完整安全体系，保证了系统的高安全性。（7）以无线智能医疗套装、健康医疗传输终端、云平台接入中间件、智能平台嵌入式软件为核心产品，形成了智能云健康综合检测、移动医疗、可穿戴健康检测共计三大类13种技术产品体系，并实现了产业化，完成了血压、血氧、血糖、心电、总胆固醇、尿酸、呼吸、脉搏、体温等66项关键体征数据的精准采集与可靠传输。本项目已在相关研究领域取得了具有自主知识产权的成果，申请发明专利7项，授权4项；申请实用新型专利3项，授权3项；授权软件著作权21项。4、技术、质量指标本项目已形成了无线智能医疗套装、健康医疗传输终端等系列化智能医疗终端设备，并建成了以云平台、超算平台和灾备平台为支撑的物联健康医疗云综合服务系统，形成了面向全国提供健康服务的能力。具体指标如下：（1）已完成了心电、血压、血糖、血氧、脉搏、呼吸、计步等66项健康参数的精准采集与可靠传输功能；所述健康参数可具体划分为常规检测、生化检测、无创检测、心电监测、肺活量检测（6项）、尿常规检测（11项）、人体成分分析（30项）六大类。（2）已实现了使用范围内各分立健康医疗设备的无线自动组网传输：基于无线体域网MAC层访问控制技术，解决了智能医疗终端间符合IEEE802.15.6、ZigBee、蓝牙等标准规范的动态弹性扩展。（3）智能网关已实现了通过移动通信和互联网络进行远程传输的指标：基于数据融合、压缩感知等技术，完成了对多源异构医疗数据的数据级、特征级、决策级“三级高效融合封装优化”，实现了根据通信网络质量的自适应有损/无损压缩编码传输，有效降低了实时医疗数据通信量，提高了终端与云平台间数据传输可靠性，在不同应用领域的异构网络环境（如宽带网络、Wi-Fi、GPRS/3G/4G等）均具有较好的性能。（4）系统已实现了用户的自动身份识别及测试用户和设备的快速绑定功能：物联健康医疗