浅谈物联网与智能医疗

2019年1月

表2准确率表

epoch 数目

准确率(%)1

91.551093.4610096.02500

98.20100099.24

表示,错误分类的正常样本数用FN 表示。

将入侵数据经过PCA 和归一化处理后,经过卷积神经网络,我们得到批处理数据量的准确率如表2所示。

从表2中,我们可以得到,当epoch 数量越来越多时,入侵检测准确率越高。

5总结

互联网的迅速发展,网络对人类的影响日益增大,网络安全问题也日益增大,传统的安全防御技术往往是安全问题产生之后才产生的防御技术,而入侵检测是一种主动防御技术,可以提前检测出异常数据,达到提前保护网络的目的。传统的入侵检测技术是通过标识入侵数据来达到检测目的,该方法效率较低、成本较高,本文提出基于CNN 的入侵检测技术,本

文使用KDDCup99的数据集,首先对数据集使用PCA 算法进行降维,其次使用Min-Max 算法进行归一化处理,将处理后的数据输入到包含3个隐含层的卷积神经网络中。实验证明,入侵检测数据的准确率可以达到99%以上。

参考文献

[1]Landress A D.A hybrid approach to reducing the false positive rate in unsupervised machine learning intrusion detection[C].Southeastcon.IEEE ,2016:1~6.

[2]袁琴琴,吕林涛.基于改进蚁群算法与遗传算法组合的网络入侵检测[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2017,29(1):84~89.[3]杨昆朋.基于深度学习的入侵检测[D].北京交通大学,2015.

[4]李春林,黄月江,王宏,等.一种基于深度学习的网络入侵检测方法[J].信息安全与通信保密,2014(10):68~71.

[5]牛雷,孙忠林.PCA-AKM 算法及其在入侵检测中的应用[J].计算机科学,2018,45(2):226~230.

[6]宋勇,蔡志平.大数据环境下基于信息论的入侵检测数据归一化方法[J].武汉大学学报(理学版),2018(2).

收稿日期：2018-12-13

浅谈物联网与智能医疗

潘奕辰（浙江省永嘉中学，

浙江省温州市325100）【摘要】随着物联网技术的不断兴起，智能医疗技术逐渐步入人们的生活中。本文阐述了未来智能医疗主流设备、

设施，患者护理设施，控制系统（方案）、并分析现阶段智能医疗建设性价比。【关键词】物联网；智能药物配给；机器人【中图分类号】TP391.44【文献标识码】A 【文章编号】1006-4222（2019）01-0235-02

1引言

随着科技的发展,社会医疗水平正在飞速提高,但地区医疗设施建设仍不完备,再加上人口基数庞大,经常出现就医难,救治不及时造成病患者病情加重甚至死亡的现象。根据这些情况,若能将智能医疗技术与物联网相结合,医疗系统的治愈率与救治效率将会大大提升,对于国民经济和社会进步将有极大的帮助。

2物联网与智能医疗发展现状

虽在物流上,物联网技术已充分利用,能随时随地知晓物件所在地。但在医疗上应用还不够广泛,虽已离开概念层次到达试验机状态,仅在个别大型医院有一两个试验机,甚至还只在实验室中有模型机。

2.1物联网的特点

互联网是人-人相连的话,那么物联网就是物-物相连,也可以认为是互联网是人-人相连的延伸。物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。

2.2物联网技术的应用

物联网技术可用于诸多方面,如:城市管理、数字家庭、定

位导航、现代物流管理、食品安全控制、零售、防入侵系统、智能医疗等等。例如在城市管理方面可应用于智能交通(公路、桥梁、公交、停车场、共享单车等)、智能建筑(绿色照明、安全检测等)、古迹、古树实时监测、数字图书馆和数字档案馆。现阶段物联网技术已广泛应用于现代物流管理———通过在物流商品或配送设备上植入传感芯片(节点),供应链上的生产制造、包装、运输、配送、服务每一个环节都能无误地被感知和掌握。这些感知信息与后台的定位系统数据库完美结合,形成强大的物流信息网络[2]。

2.3智能医疗技术的发展现状

现阶段,智能医疗并未普及,只有少量地区的医疗机构有着试验区。虽说国家大力支持智能医疗的建设,目前为止大部分也还只是在初步的第一阶段———医疗设备、药物记录及走向;患者信息医院间传递;少数到了第二阶段———临床应用系统,如身体状况实时监查(现已有部分设备做到了小部分,如小米手环等)。发展至此,智能医疗欠缺的不只是高端设备,去普及性也十分欠缺。

3物联网在智能医疗中的应用

3.1物联网智能医疗系统

3.1.1医疗设备

纳米手术机器人,通过注射方式进入人体内环境,根据原定程序与人工设定任务,依靠微定位技术结合云端储存的患

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者内部构造图精确到达患者病变部位,进行智能手术或人工控制进行微操以便更好地治疗患者。在手术完成后,若是还有能量剩余,则部分在体内四处游走,可寻找疑似癌变细胞等对人体有害细胞并进行清理;另一部分则前往动脉进行清理附着在血管壁上的胆固醇以降低心脑血管疾病发生的概率[1]。

自下而上型医用人工智能,“自下而上型人工智能”是通过后天学习,知识的累积而拥有“智慧”。它在患者诊治时能根据各医疗仪器检测结果与数据库所储存数据对比,推测可能病因与主治医师推断结合确诊,并据此提出诊治建议辅助医师做出医治方案。人工智能在辅助医师诊断的同时并学习、修正错误,使医疗云端数据库更加完备。他在辅助诊治时,能为医师指出数据不正常之处,如:核磁共振片中异常之处、血检尿检等中数值异常处等[3]。

3.1.2药物供给

因医护人员不足,为腾出人手照顾患者,而设计智能药物供给方案。

(1)建造专用药物供给路线。主治医师为患者设定为日用药量,智能管理系统将依据清单自动抓取药物控制剂量沿专用通道运输至患者病床床头配合植入式实时监察芯片判断患者是否服用,若未服用则声音提醒每分钟提醒一次,超过5min无反应则呼叫医护人员。

(2)使用运输机器人,根据患者所需自行前往最近的药物仓库,通过与数据库联网,提取所需药物。通过各种传感器获取信息,与数据库信息核对无误后,送至患者处。用摄像头确认患者服用后,执行下一任务。

3.1.3病人看护

“植入式实时监察芯片”,可于任意肢体部位植入。通过纳米检测头实时监察人体数据,如血液中的营养含量、激素含量等。通过与设定正常范围比较,亦或是与云端数据比较,自行判断其严重程度,决定只是联系护理机器人还是呼叫医护人员[5]。

护理机器人,分家用与医用。“家用护理机器人”又称“家用保姆机器人”自载家务系统与常见病症状及护理办法,通过“植入式实时监察芯片”获取的信息选定护理方案。主人在外工作护理机器人无法到场时,自动通过手机以短信方式提醒,如若情况继续恶化至无法自行处理的地步,将紧急启动“植入式实时监察芯片”自带的BDS/GPS定位系统,同时呼叫医院并发送定位。医用护理机器人,配置比家用更高端,可活动关节更多,护理更加细致,可代替护工或是家属护理生活无法自理的患者,可自行处理更多情况如新病况判断,紧急救治等[4]。

3.2主要实现办法

3.2.1传统办法

以人工智能为核心对医疗资源进行统一管理的分配。人工智能主要负责患者挂号、医疗器械使用安排、辅助主治医师诊断病情、药物资源管理职责,附带为患者解惑、药物供给管理、护理机器人管理等小功能[6]。

患者挂号:以患者“植入式实时监察芯片”所提供信息,挂号以严重程度为主要指标,排队时间为次要指标,严重者能在安全时间内就诊,轻者在合理时间内就诊。

辅助主治医师诊断病情:系统建成初期,云数据库数据不完备,只能分析数据寻找患者数据不正常之处,主要由医师判断病种,此时人工智能主要负责学习,完备数据库数据。中后期,可独立判断患者病种并给出治疗方案,主治医师主要负责检查。

3.2.2机器人为执行核心的智能医疗

现在诊所、医院,医治、护理患者的主力是人力。但现在社会患者数量剧增,医治、护理人手不够,造成的结果就是部分患者没人护理,护理人员过度疲劳造成效率下降甚至使患者病情恶化。在这种情况下,就需要护理机器人对患者进行护理了。智能医疗中病情诊断、药物配给、手术进行、病人护理从根本上减少了对人力的需求,改人力为“人力”。这种情况下,不仅提高了医治效率,还减少了手术风险等,人力难以“提高”、“降低”概率的领域。

4物联网技术在智能医疗中应用的问题4.1智能医疗的安全性问题

初期、中期智能医疗改造阶段,人工智能“智能医疗系统”比人工就诊较为死板,技术不发达,抑或是信息收集不精确情况下容易出现误判,抑或是开出的药方会对患者身体其他薄弱处造成损害。需要坐班医师随时检查对患者的医治方案进行检查,同时据患者要求对药方进行修改,以更好的进行治疗。

医疗设施及植入体内的医疗设备的运行基本依靠网络进行正常运作,有可能会受到黑心黑客攻击,获取患者信息,或以重症患者为要挟谋取钱财,这会严重威胁到患者生命安全。据此,智能医疗系统需要加强网络信息安全防火墙的建立,或一套独立的算法语言以加强对智能医疗系统的保护。4.2智能医疗的实用性问题

智能医疗建设初期投入大,效果不明显。前中期出错率较高,需人工检查,若检查医师素质不高工作消极易造成误诊。中期安全建设不完善,网络漏洞大需大量经费投入网络安全维护。简而言之,智能医疗系统建设前中期收益不高,仍需大量人力、财力投入。但到建设后期,人力投入大量减少,只需高素质人才定期维修甚至无需人工,只用人工智能自行维护、升级安全系统。

5结语

本文大致讲述了智能医疗系统在未来可能的存在形式,虽然凭借现在的科学技术,仅仅只能做到患者医疗信息互通这第一阶段智能医疗建设。但随着科技的进步与网络的发展,机器人技术的不断发展,机器人职工必将成为社会工作的主流,医疗领域也不会例外,这将是智能医疗系统建成的基础条件;而人工智能技术的发展,让机器人成为主治医师成为可能。

智能医疗系统在机器人与人工智能两大核心的支持下,将会有更高的效率与更低的出错率,给患者更便捷的医治。

参考文献

[1]杨志勇,陈海荣,樊庆福.林林总总的智能医疗器械[J].生物医学工

程学进展,2005.

[2]刘秋平.物联网的主要技术及实际运用展望[J].电子技术与软件工

程,2014(21):29.

[3]桑磊.基于物联网的智能医疗系统研究与运用[J].科技与企业,2011 (13):77.

[4]杨超,史秀男,江旭,等.基于物联网的智能医疗监护系统[J].数码

世界,2017(12):264.

[5]孙萍.基于物联网的智能医疗监护系统网络的构建[J].福建质量管

理,2015(10).

[6]戚洁.基于物联网的智能医疗产品设计研究[D].华东理工大学, 2015.

收稿日期：2018-12-17

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