全民医疗的智能信息技术

1 引言

信息技术（IT）被用于多种应用，如数据的存储、检索、传输和处理。所有这些应用都可以通过计算机和电信系统来实现。IT 应用广泛用于多个领域，其中医疗保健是一个新兴领域。将 IT 应用于健康科学被称为健康信息技术（HIT）。在本章节中，我们涵盖 IT 在医疗保健中的各个方面和应用，以提供一个智能本体模型，从而实现更优质、更高效的医疗服务。本章节重点 关注快速医疗响应系统的需求，并基于此提出一种新的设计，采用无线体域网（WBANs）、软件定义网络（SDNs）、LoRa、窄带物联网（NBIoT）以及物联网（IoT）等技术。在卫生服务中实施所有这些技术，使我们能够设计出具备以下功能的系统：

1. 集中式数据库
2. Remotehealthcare
3. 医疗保健数据分析与管理
4. 高效健康管理
5. 数字化医疗
6. 反馈式医疗

医疗健康服务中的信息技术可归类为信息科学、计算机科学和医疗保健的结合。集式数据库使用户能够从集中式存储库在任何时间、任何地点检索其健康信息。远程医疗侧重于对患者的远程治疗，从而缩短响应时间，并在医疗服务不易获得和/或效果不佳的偏远地区发挥重大推动作用。通过软件定义网络（SDN），可以高效地管理医疗服务，其中所有网关均通过SDN技术进行管理。数字化医疗将通过个人数字助理（PDA）实现便捷的信息访问。反馈式医疗可以通过物联网技术向患者和医生提供未来使用所需的任何反馈。

多年来，患者病历的计算机化概念已被提出并实施，但直到过去几十年才得到广泛采用。将患者记录保存在计算机中以形成电子病历（EMR）被称为电子健康记录（EHR），从而消除了处理纸质和归档系统的模糊性。EHR服务已在许多国家不同程度地广泛采用。

定义医疗服务的因素有很多。互联网健康记录的评估标准如下：

• 可信度 ——包括信息的时效性、实用性、来源或相关性以及编辑审核。
• 内容 ——数据本身应准确且完整。
• 披露 ——披露并让用户了解网站目的以及与网站相关的信息收集情况。
• 链接 ——基于选择、内容、架构和反向链接进行评估。
• 设计 ——涵盖互联网功能的可访问性、可导航性和搜索功能。
• 交互性 ——关注数据的交互程度。可通过引入反馈机制和用户间的信息交换来增强交互性。
• 注意事项 ——明确网站功能是用于服务和产品的营销，还是仅为一个主要信息提供者。

随着对医疗服务日益增长的需求，传统诊断服务正变得无法满足需求。E‐health 是解决这一问题的方案，可提供高成本效益的居家服务[1]。远程移动医疗是能够满足医疗服务日益增长需求的举措之一。基于实时基础的健康记录监测可以实现对患者状况的长期持续检测。远程医疗可用于提高患者生活质量，同时减轻医疗系统的负担和公共卫生成本。

约瓦诺夫 [2] 使用基于传感器技术的个人区域网络（PAN）来实现远程医疗保健系统。马姆尼亚尼提出基于微机电系统（MEMS）加速度计、陀螺仪以及用于心电图（ECG）采集的集成前端，应用于其关于远程医疗服务的研究中。这些是基于传感器的系统，可提供生命体征和生理活动信息。

斯宾桑特和甘比 [3]提出了一种用于远程医疗应用的无线且以家庭为中心的健康监测系统，该系统用于医疗设备的高效管理。他的研究基于开放服务网关€倡议（OSGi）软件框架。库尔卡尼和奥兹图€尔克 [4]将研究重点放在灾难情况上，提出了一种用于无线基础设施的软件框架和通用协议。该系统可在灾害易发地区跟踪患者，并能从远程地点进行无线监测。郑提出的 MobiHealth项目[5]旨在实现患者在医院外的持续监测，从而通过远程援助、不同疾病的诊断、身体状态监测、临床研究等多种服务提高生活质量。陈[6]提出了一种基于网络的远程人体脉搏监测系统，该系统具备智能数据分析功能。该系统可检测人体脉搏，并利用个人数字助理（PDA）、万维网以及无线通信手段实现日常医疗保健的监测。该系统提供用户友好的基于网络的界面，用于观察实时脉率信号，以支持远程医疗治疗和服务。雷东迪提出[7]了一种用于室内患者的远程监测方法，以及一种利用无线传感器网络对患者进行跟踪和监测的设备。除了这些项目和提案外，信息与通信技术（ICT）领域还提出了许多其他医疗服务相关的项目和系统。

远程医疗是医疗保健应用中使用的技术之一；它利用信息技术用于健康应用和服务，以弥合医生与患者之间的通信鸿沟。远程医疗在传统卫生服务中使用了多种信息技术服务，如远程放射学、远程会诊、远程重症监护室、远程护理、远程手术等。这些服务中的每一项在实时应用中都有其自身的优势和挑战，以确保服务高效且合法地运行。以临床医学为例，远程医疗是该领域中快速发展应用之一。远程医疗可用于进行检查和远程医疗程序。对于医疗保健系统而言，远程医疗使用先进的通信技术，通过信息交换、通信以及医务人员与患者之间的对话来协助并加快沟通。远程医疗的应用包括患者护理[8],培训、研究和公共卫生领域，用于诊断、提供护理[9],发送和接收健康信息[10],X光分析以及培养卫生专业人员[11]。

本章节提出了一种新方法，通过信息技术提供定制化和集成的技术解决方案，以实现更佳且高效的健康管理。

2 案例研究

医学中的信息技术引入始于20世纪50年代。1949年，古斯塔夫在德国建立了他的第一个健康信息学专业组织。随后，在20世纪60年代，大学和培训中心设立了健康信息学的专门部门在荷兰、德国、法国和比利时建立了医学信息学研究单位。20世纪70年代，美国和波兰也出现了医学信息学研究单位，这些发达国家在高质量健康教育的发展方面开展了大量工作。所有这些发展工作都集中在利用信息与通信技术（ICT）进行医疗服务教育领域的研究和基础设施建设。目前，各国仍在开展多项举措，以整合多种服务和技术，实现高效医疗服务。

2001年，加拿大通过信息与通信技术（ICT）实施医疗保健现代化举措。到2015年，已将91%的公民健康档案以电子健康记录格式创建。2014年有 6.2万家诊所使用EHR服务，到2015年增加至9.1万家。

英格兰于2001年启动了一项名为国家信息技术计划（NPfIT）的全国性倡议，旨在推动其医疗服务的现代化。该计划的目标是为近5400万人（约占英格兰总人口的96%）建立摘要健康记录（SHR）。

在德国，近90%的私人执业医生使用电子健康记录系统存储其数据。在将健康数据以电子形式保存的同时，安全是几乎所有国家都关注的重要方面。

电子健康记录技术已被新西兰接受并实施，覆盖其97%的人口。新西兰采用的是分布式电子健康记录系统，而非可在全国内任意访问的集中式电子健康记录系统，其短期目标是转向用于卫生服务实施的集中式电子健康记录系统。

南非使用一种称为Dokoza系统的实时移动系统，用于快速处理和高效医疗服务。该系统最初用于艾滋病/艾滋病和结核病患者，并计划扩展至包括许多其他疾病。该系统还使用短信服务和手机技术进行信息管理、个人通信和事务交换。

印度尼西亚在西爪哇省苏加武眉的部分地区实施了移动远程医疗系统。该项目覆盖面积4248km²，人口约230万。该系统在医疗保健领域使用移动远程医疗，提供基于信息通信技术的健康监测服务。

以印度为例，医疗中的信息技术使用相较于其他国家较为有限。在印度，医疗保健可分为私营和公共卫生系统，其中公共卫生系统在农村地区更为突出，主要侧重于疫苗接种、儿童健康等初级保健服务。私营医疗系统在城市地区占主导地位，提供有组织的医疗服务。私营医疗系统还提供二级和三级医疗服务。此外，还有个体从业者支持并提供初级卫生保健服务。

私营医疗保健服务正在实施集成的信息通信技术，以提供高效和更好的卫生服务。例如，印度的Max Healthcare从2009年开始为患者实施电子健康记录系统，并达到了医疗卫生信息与管理系统学会（HIMSS）用于评估医院电子病历系统采用水平的EMR采用模型的第6级[1]。

阿波罗集团已在位于金奈、南达纳姆、艾纳姆巴卡姆和朱比利山的四家医院的电子健康记录系统中实施了电子病历采用的第6级。[12]桑卡拉眼科医院（SN）已在其位于金奈的医院及卫星诊所实施了电子病历服务。该医院使用塔塔咨询来实施此项服务。桑卡拉眼科医院与塔塔咨询服务公司（TCS）合作，还向其他医院提供电子病历服务。

印度专家与英国拉夫堡大学专家合作，于2005年开发出一种独特的基于手机的健康监测系统。该系统利用手机服务将患者生命体征信息（如心电图（ECG）心脏信号、血压、血氧饱和度和血糖水平）传输至全球各地的医院或专家。为进一步开发该系统，已与印度理工学院德里分校、全印度医学科学研究所、阿利格尔穆斯林大学和伦敦金斯顿大学建立了合作关系。

印度理工学院坎普尔分校启动了一项名为“健康伙伴”的基于信息通信技术的医疗服务计划。该系统由亚洲媒体实验室开发，旨在实现农村远程医疗，重点是将医疗服务带到国家偏远地区。系统的前端由经过培训的非专业医务人员支持和推进，后端则由医生和其他医疗卫生专业人员提供支持。亚洲媒体实验室与全印度医学科学研究所合作，使用手持式计算机进行医疗数据收集和规划。

3 使用的工具和技术

本章讨论的所提出的设计采用多种基于信息与通信技术的工具和技术，利用智能本体构建全民医疗解决方案。用于全民医疗解决方案的工具和技术如下：

1. 无线体域网（WBAN）
2. 软件定义网络（SDN）
3. 物联网（IoT）
4. LoRaWAN

3.1 无线体域网

无线体域网（WBAN）是一种IEEE 802.15.6标准协议，用于将人体不同部位的信息传播到远程位置。WBAN作为人体的通信媒介，具有低功耗、短距离和高可靠性特点。WBAN使用广泛的数据速率进行通信，范围从75.9 Kbps（窄带）到15.6 Mbps（超宽带）。根据使用类型，我们可以选择适用于通信的WBAN类型。WBAN技术可与互联网以及多种无线技术交互，如蓝牙、无线局域网（WLAN）、ZigBee、无线传感器网络（WSNs）、无线个人区域网络（WPAN）、蜂窝网络和视频监控系统。WBAN传感器能够采样、监测、处理并传输各种生命体征并且可以帮助向用户和医务人员方便地提供实时反馈。无线体域网可用于患者生理参数的连续监测，从而为患者提供更大的移动性和灵活性。无线体域网还提供数据安全、数据访问便捷性、数据隐私、实时访问以及患者数据兼容性无[13]。体域网架构包含作为独立实体的节点，这些节点用于通信。根据其功能和实现方式，节点可分为三类：

1. 外部节点
2. 植入节点
3. 体表节点

植入节点是植入人体内或紧贴皮肤下方或身体组织内部的节点或传感器，用于追踪或提取人体信息。体表节点放置在患者身体的上表面，用于读取身体信息。外部节点则放置在距离人体约5米远的位置，用于提取人体数据。

附着在人体上的传感器用于提取内部或外部不同参数的数据。传感器收集物理刺激的数据，并处理必要信息，以对从传感器接收到的信息提供无线响应。这些传感器可以是环境传感器、生理传感器或生物运动学传感器。根据应用或使用类型的不同，这些传感器可能是植入节点、体表节点或外部节点。传感器将数据发送给执行器，执行器接收来自传感器的数据，然后与用户进行交互。网络通过处理传感器数据实现反馈机制。它们可用于诸如向患者体内进行精确药物剂量泵送等应用。个人设备用于收集来自传感器和执行器的信息，并处理与用户的交互。这在不同类型的应用中也被称为体域网关、汇聚节点、体控单元（BCU）或个人数字助理（PDA）。

根据节点在无线体域网中的网络角色，可以将节点按以下方式分类：

1. 协调器
2. 终端节点
3. 中继

协调器节点充当无线体域网与外部世界、另一个无线体域网、接入协调器或可信中心之间的网络网关。它是无线体域网中的个人数字助理（PDA），用于与所有其他节点进行通信。终端节点用于嵌入式应用，这些节点不能用于转发来自其他节点的消息。中继节点是中间节点，用于数据感知。这些节点具有父节点和子节点，并能够转发消息。如果任何节点是一个足部节点或其他末端的节点，那么任何发送的数据都必须通过其他节点中继，才能到达个人数字助理（PDA）并向患者显示。

无线体域网内的节点数量可以从几个执行器或传感器到数十个甚至数千个执行器或传感器，这些节点通过网关与互联网通信。无线体域网在一个三立方米的区域内最多支持256个节点[14]。一个无线体域网中的一个集线器最多可支持64个节点；此限制是由于传输策略的限制。在每平方米范围内（IEEE 802.15‐10），允许一个人或患者拥有2至4个无线体域网[15],，这使得一个网络内最多可支持256个节点。用于为节点、集线器或无线体域网分配特定地址以在无线体域网内交换帧的无线体域网标识符称为无线体域网标识符（WBAN ID）[16]。八位字节中的地址范围从x00到xFF，即从零到255。

就使用无线体域网技术的数据安全而言，我们可以说数据是非常安全的，因为该网络通过安全的数据加密和解密管理机制以及数据的可用性提供了便利的安全保障。它通过密钥实现数据认证，通过数据认证协议确保数据完整性，并通过数据新鲜度来保证数据不会被重用且其数据帧顺序正确。

在无线体域网中，可以使用多种类型的路由协议来传输患者数据。根据网络结构、位置、温度、层和服务质量（QoS）指标，路由协议可分为以下五类：

1. 基于簇的算法 ：该算法将无线体域网的节点划分为不同的簇，并为每个簇分配一个簇头。数据通过这些簇头从传感器传输到汇聚节点。因此，该协议减少了传感器到汇聚节点的直接传输次数，但存在开销和延迟的缺点。
2. 概率算法 ：该算法基于链路状态信息工作，并根据链路状态信息得出的最小代价寻找最佳路径。该算法会定期根据链路状态信息更新其代价函数。该算法的缺点是需要大量传输来更新链路状态信息。
3. 跨层算法 ：该算法采用生成树的概念在无线体域网内进行流量路由。该协议提供低能耗、高吞吐量和固定端到端延迟。
4. 基于温度的算法 ：该算法基于无线通信会产生电磁场这一概念，这种电磁场暴露会导致辐射吸收，从而引起人体平均温度上升[17]。该算法的主要缺点是牺牲了网络寿命和可靠性。
5. 基于服务质量的路由算法 ：该算法通过为不同的服务质量指标提供不同的模块来实现，这些模块相互协调工作。

3.2 软件定义网络

数据与通信领域的创新推动了信息与通信技术领域的新进展。在线网络、分布式计算和物联网等技术仅仅是最新先进科技中的几个例子。创新需要无处不在的可用性、高数据传输能力和动态管理[18]。软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）是新出现的系统管理理想模型，它们改变了传统的常规系统。这两种新兴技术满足了信息与通信技术领域当前和未来的需求。

SDN 被描述为引入路由器控制平面集中化的概念，以便将统一的管理能力整合到整个系统中，而 NFV 则基于虚拟化的概念，实现系统能力的虚拟化[19]。

SDN将控制平面与数据平面分离。控制平面的集中化使得从单一位置对整个网络进行更便捷的管理、控制和监控成为可能。这种集中化还实现了网络的全局策略管理、基于事件的触发，以及信息库的集中，有助于网络应对快速变化的场景。通过使用SDN技术，所有拓扑信息都可以在一个中心位置访问，从而能够快速、方便地进行拥塞与故障检测，并通过纠正措施（如重新路由策略管理等）实现有效管理。SDN用于为现有系统提供以下功能：

1. 集中式管理
2. 易于监控且容错的网络
3. 开放协议与接口
4. 可编程网络
5. 动态配置网络

软件定义网络的架构用于将紧密耦合的控制平面和转发平面分布到不同的层。开放网络基金会（ONF）提出了三层参考架构[20] ，用于SDN网络，如下所示（图1）：

1. 数据层 ：数据链路层被称为转发层，因为它用于转发数据。该层与控制层通过南向API或通信接口进行连接和通信。
2. 控制层 ：控制层是为软件定义网络提出的架构中的中间层，负责应用需求转换。该层也被称为软件定义网络架构的大脑，因为它根据在开放流元素上实施的期望策略来管理所有连接的开放流元素的执行。
3. 应用层 ：应用层包含在软件定义网络中执行所需的所有应用。该层通过北向API或通信接口与SDN应用进行通信。

如前所述，SDN控制器被称为SDN网络的大脑，负责对SDN网络采取所有必要的操作。SDN控制器的特性可以是分布式的、集中式的或混合式的。在集中式控制器中，所有转发元素均由控制器本身进行管理和协调，从而保持对SDN控制器的全局视图。在分布式控制器中，存在多个控制器，并且它们分布在整个网络中。混合式控制器是集中式和分布式概念的结合。一些SDN控制器的示例包括FlowVisor、OpenContrail、Floodlight、OpenDaylight、Ryu、NOX FlowVisor、BEACON和POX。

OpenFlow 是在软件定义网络中用于在控制器和交换机之间建立通信的常用协议。它是一个开放接口，可根据 SDN 控制器确定的网络数据包的期望路径来配置网络交换机和路由器的转发表。OpenFlow 协议使用传输控制协议（TCP）实现控制器与网络内交换机之间的交互。

3.3 物联网

物联网是一项新兴技术，正在信息与通信技术领域引发一场革命。它极大地改变了我们对科学和信息技术的认知方式。物联网可以被描述为用于各种应用（如家用电器、农业、医疗应用、智慧城市、智能电网、智能交通系统等）的物理设备网络。物联网系统由传感器、电子设备、执行器、软件、互联网以及其他支持这些设备进行信息共享或交换的技术或设备组合而成。这些不同的设备被集成到一个独特的系统中，可用于通过网络与其他设备进行通信。物联网正被用于减少人力投入和人工干预，从而提高生产效率。

在21世纪初，RFID标签被用于智能路由和运输。后来出现的物联网技术最初被应用于损失检测和预防。

应用层
控制层
数据层
SDN应用
网络服务
转发设备
北向通信
南向通信

在2010年，物联网的应用增加，并开始应用于医疗保健、食品安全、安全测量等多个领域。此外，物联网的未来前景广阔，最终将应用于我们生活的几乎各个方面。

近年来，物联网的发展显著增长，随着在该领域投入的资金不断增加，相关创新必将不断涌现。

随着技术的进步，在未来几年，物联网有望显著减少对人力劳动的依赖，并减少人为错误的数量。在医疗保健领域，物联网设备将提供早期诊断并实现更高效的人机交互。自物联网发展以来，也出现了许多挑战，其中隐私和安全是两大主要问题，紧随其后的是互操作性不足、连接挑战、兼容性与使用寿命、物联网内智能分析的适应，以及政策执行。

3.4 远距离低功耗无线平台

有许多技术框架，例如窄带物联网、LTE‐M和SigFox，它们为未来数十亿流行的物联网设备的移动到移动通信提供了支持。为了在这些设备内完整处理算法，与移动到移动设备相比，需要更少的数据量、更短的时间以及更低的成本。在这种情况下，LoRA应答器可以带来很大益处。对于大量自适应物联网设备而言，需要一个经济高效的快速连接骨干网，而最可行的驱动技术是LoRa、窄带物联网、SigFox等。

全球LoRa联盟已在此章节中扩大了所提出技术的显著应用。

LoRaWAN技术在不同地理位置的不同频段上的接受度，提升了相关传感器的能力。LoRaWAN可用于构建用于智能医疗传感器的全球网络，支持多种多样化用途，从而实现语义数据流和医学多样性的模式识别。融合各种不同的信号将有助于我们提供全球医疗解决方案，以满足特定和定制化需求的通用解决方案。

各种活动可以与作为实体的患者相关的物联网传感器作为终端节点关联，通过LoRaWAN使用LoRa射频与集中器/网关同步；此外，这些集中器/网关通过TCP/IP SSL与网络服务器关联，网络服务器还通过安全有效载荷与应用服务器连接。

LoRaWAN 将无线电池供电设备连接到区域、国家和全球网络。物联网关键要求包括安全的双向通信、定位服务和移动性。

LoRaWAN架构采用星型拓扑结构，其中网关作为透明桥接，用于在终端用户设备与中央网络服务器之间转发消息。需要单跳无线通信，以便在终端设备与一个或多个网关之间建立连接。双向终端通信和多播可用于空中软件升级或其他大规模分发消息，以减少空中通信时间。

为了在终端设备和网关之间建立通信，LoRa网络在不同的数据速率和信道频率上进行扩展。在选择数据范围时，需要在消息持续时间与通信范围之间进行权衡。通过创建“虚拟”信道来分离不同数据速率之间的干扰，从而提高网关容量，这一过程采用了扩频技术。LoRaWAN容量范围从0.3 kbps到50 kbps。自适应数据速率（ADR）技术可用于管理数据速率和RD 输出，从而最大化终端设备的电池寿命以及整体网络容量。

国家级物联网网络，包括关键基础设施、关键功能以及社会的机密个人数据，对安全通信具有特殊需求。为解决这些问题，存在多个层级的加密技术：唯一网络密钥（EUI64）用于确保网络层的安全，唯一应用密钥（EUI64）用于确保应用层的端到端安全，设备专用密钥（EUI128）为满足广泛应用的需求，LoRaWAN 可以分为不同的类别。LoRaWAN 网络中的双向终端设备被称为 A 类。A类终端设备使用双向通信。在传输过程中，LoRa 终端设备基于通信需求，采用 ALOHA协议 在终端设备之间调度时隙，并在随机时间基础上进行微小调整。

应客用户
LoRaWAN 从设备
客服户逻务辑器
LoRaWAN
主设备
SPI
加密的
加密的
安全的
以太网, 3G, WiFi
串行外设接口/通用串行 bus
Gateway Host
Network server
Processor
LoRaTM/ FSK Sensor
HAL
PHY PHY
HAL
数据包转发 回传
IP协议栈
回传
IP协议栈

4 基于ICT的医疗保健体系结构提案

信息技术的变化几乎影响了我们日常生活的各个领域，其中对卫生服务的影响尤为重大。鉴于此，我们提出了一种融合智能本体模型的全民医疗保健模型，该模型整合了无线体域网、软件定义网络、物联网和LoRaWAN等不同的信息通信技术概念，以提供更高效的卫生服务。

所提出的设计采用体感传感器，通过无线体域网将患者信息发送至汇聚节点。无线体域网通过无线传感器网络技术进行数据聚合，并将数据发送到远程服务器。来自不同服务器的数据通过LoRaWAN传输至链路卫星，并利用SDN技术对数据进行管理，以实现各节点之间高效且时间管理通信。存储的数据可通过反馈物联网传送给患者，便于患者或医生随时随地检索使用相关信息。

如前所述，在所提出的无线体域网（WBAN）架构中，该网络由多种类型的传感器节点（最多64个）组成，这些节点根据患者的健康监测状况及其医疗需求与患者相关联。这些传感器节点进一步连接并形成一个无线体域网（WBAN），用于持续跟踪主管部门规定的必要生命体征参数。它们通过关联的汇聚节点同步数据流，并通过LoRa应答器将数据直接上传。作为输出链路，LoRa应答器代表网络‐1与SDN控制器建立连接，类似地，所有其他相关网络也将通过SDN控制器共享各自的多数据流。我们提出了一种通过“反馈物联网”实现的反馈机制，可根据需要控制各种电气或电子设备，例如为接受治疗的患者的生理需求维持室温。上传的包含多个维度的多数据流将存储在语义数据库服务器上。

用于我们提出的基于本体的个性化健康监测和SMART（具体、可衡量、可实现、现实、及时）解决方案系统。

为患者提供的医疗解决方案在治疗该健康问题方面的适应性进一步提升至成熟阶段。医疗保健中介和患者档案中介通过自适应引擎共享数据流。它们会记录所有关于所给药物的评估以及患者对此的反应。患者档案将通过自适应引擎与医疗措施保持同步（图3）。

全球医疗服务有四个常见的维度：

• 物理可及性
• 资源可用性
• 资源质量
• 治疗可负担性

患者是具有不同医疗结果的实体，这些结果体现在各自的健康状况中。这些不同的信号通过模式映射进一步解读和处理，并依据提出的本体模型进行治疗，关注全球范围内的系统化医疗程序，而非不同方法。

实现。根据所提出的模型，无线体域网（WBAN）采集有关医疗实施的实际和实时信号，并通过按所提本体映射的语义数据库直接将这些信号传输给相关医生。通信主干通过长距离、低功耗无线平台（LoRa）进行管理。所提出的本体模型跟踪来自患者无线体域网的所有生命体征信号；随后与规定的数据范围进行评估，得出所需结果，并通过自适应引擎与患者及相应医生共享。最后，数据流被存储在语义数据库的存储库中，保留历史日志以及各定义维度之间的关联。更新的中介模块向嵌入在自适应引擎中的评估单元提供必要的反馈；这些反馈将进一步更新领域模型以及患者和医疗保健模型，同时考虑它们之间的关联。该本体旨在管理物理可访问性、所需资源可用性、维持医疗保健所需的资源质量，以及根据患者个人资料提供的治疗的可负担性。

5 结果

本章提出的基于智能信息技术与智能本体的全民医疗解决方案模型，利用了多种信息与通信技术。通过整合无线体域网、软件定义网络、物联网以及 LoRa/窄带物联网等技术，该模型代表了一种提供以下医疗保健应用功能的新方法：

远程医疗监控 ：本系统旨在为医院可及性对患者构成挑战的发展中国家提供解决方案。同时，也为那些需要远距离医学专家建议的患者提供了解决方案。所提出的方法/设计还着重于克服交通拥堵等问题，这些问题会导致对患者的响应时间延迟。该设计中使用的无线体域网技术可向医生提供实时患者信息。在救护车上，由专业培训人员将传感器连接到患者身体，数据被聚合至医院服务器，医生可基于实时基础开始对患者进行治疗。在救护车上，通过专业人员的操作，治疗行动时间得以加快。该系统还通过物联网和无线体域网技术实现远程健康管理和远程医疗。此外，该系统支持应急响应系统，使医生能够根据传感器传输至医院服务器的数据更快速地对患者进行治疗。

电子病历 ：以电子方式存储和访问患者数据是医疗服务行业的需求，因为它消除了纸质文件的使用，并解决了将患者报告携带到不同位置的困难。本章节中提出的方案和设计将使用户能够随时随地获取患者的任何信息。

集中式网络管理 ：通过SDN技术在所提出的设计中提供的集中管理所有卫生服务网络的方法，更加高效，节省时间，并提供更有效的健康记录管理。

反馈医疗系统 ：反馈医疗系统是所提出的设计通过物联网技术实现的功能之一。采用这种方法，患者可以跟踪自己的数据，并能够提供与所接受的医疗服务相关的任何反馈。

应急医疗解决方案 ：在紧急情况下，通过预处理和基于本体的语义数据流的实时信号同步进行诊断的注册患者，将根据其个人资料和需求获得 SMART（具体、可衡量、可实现、现实、及时）的医疗解决方案。