近年來，隨著物聯網技術和雲端計算、大資料等概念的興起，資訊通訊技術與健康產業的融合越來越深入。下面在分析物聯網與雲端計算的體系架構基礎上，結合我國健康產業的發展的實際需求，構建了智慧健康系統的體系架構。
1 智慧健康概念及核心技術
1.1 智慧健康概念
資訊通訊技術在醫療領域的應用產生了電子健康(e-health)的概念，電子健康的發展也對降低醫療成本和提高醫療效率起到了至關重要的作用。在電子健康的基礎上，隨著移動裝置的發展和普及， 將醫療服務與帶有定位功能的移動裝置結合成為一個可行的方案，移動健康(m-health)成為一個新的研究熱點。移動健康不僅具有電子健康所有的優勢，還具有可監控性，即時性和可及性等優點。近年來，隨著物聯網的興起和感知感測技術的發展，智慧健康的概念隨著產生[5-6]。智慧健康是指以智慧技術，健康技術，網路技術為支撐，為人類健康提供服務功能的複雜動態系統[7]。
1.2 醫療物聯網技術
隨著人類社會由工業時代買入資訊時代，人們的醫療需求也由被動的醫療救治轉變為主動健康管理。不僅患者希望自身疾病能夠得到更加及時、專業的治療，普通的健康人也需要實時獲取自己的健康資料以便監測自己的健康狀態。尤其隨著我國工業化、城鎮化程序的加深，人口老齡化問題逐漸突出，疾病譜和生態環境發生變化，慢性病和公共健康問題成為新的主要健康問題。這也對社會健康服務提出了更高的要求，慢性病的自我管理以及公共衛生問題的監控與預警必須要藉助資訊通訊技術的幫助。物聯網技術在其中就起到了關鍵性的作用。一方面，物聯網的標識技術可以實時快捷的識別各種與醫療相關的資訊，實現全面互聯互通的資訊化醫療系統[8-9]。智慧健康系統可以協助醫院工作人員實現對人的智慧化醫療和對物的智慧化管理工作，支援通過採用採集、處理、儲存、傳輸、共享等過程，最終實現醫院內部的醫療資訊、裝置資訊、藥品資訊、人員資訊、管理資訊的資訊化等，實現物資管理視覺化、醫療資訊數字化、醫療過程數字化、醫療流程科學化、服務溝通人性化[10]。另一方面，物聯網的感測技術可以通過設定在人體上的感知節點採集人體重要的健康資料引數。這些健康資料經過處理後經無線網路傳輸給醫療遠端終端，醫生在遠端終端上獲取健康資料從而判斷使用者的健康狀況並進行反饋，即實現了遠端醫療服務[11]。
1.3 健康大資料與雲端計算
健康領域的大資料主要由以下幾個方面構成：(1)生命的整體性和疾病的複雜性，具體包括疾病的遺傳和分子機制、基因和環境的互動作用以及病因學研究等資料;(2)醫院資訊化迅速發展產生的諸如電子病歷、影像、檢查檢驗等資料;(3)基因檢測資料，隨著基因測序成本降低將大大促進基因測序資料的增長;(4)醫療物聯網建設，物聯網技術引入到健康領域，通過其感知技術和標識技術將採集大量的健康資料[12-13]。由此可見，傳統的資料庫技術完全無法滿足健康大資料在儲存、運算等方面的需求，傳統的資料分析方法也無法挖掘出其價值。利用雲端計算技術將是一個可行的解決途徑。根據美國國家技術與標準研究院(National Institute of Standards and Technology，NIST) 的定義，雲端計算是一種模型，它可以實現隨時隨地，便捷地，隨需應變地從可配置計算資源共享池中獲取所需的資源(例如，網路、伺服器、儲存、應用、及服務)，資源能夠快速供應並釋放，使管理資源的工作量和與服務提供商的互動減小到最低限度[14]。在智慧健康系統構建中，需要運用雲端計算技術實現資料儲存、運算、傳遞，使用大資料的深度挖掘(deep mining)和知識發現(knowledge discover in database，KDD)等相關方法從資料中挖掘出有價值的資訊，用以支援醫療決策，提供大規模流行病預警等[15-16]。
2 智慧健康體系架構
智慧健康系統的架構設計秉持著開放性、相容性以及可擴充套件性的原則。在研究物聯網及雲端計算體系架構設計的基礎上，結合健康產業的實際業務需求，智慧健康系統的體系架構應分為五層，分別為物理層、感知層、資料層、網路層、應用層，見圖1。物理層即為健康體系中涉及到的人和物。人包括醫生、護士、患者以及其他與健康相關或有健康需求的人員。物即為健康相關物資，包括醫療裝置， 藥品，醫用消耗品等健康相關的實體物品。感知層一方面是通過標識技術如RFID 對健康相關實體進行標識，以便後續的計算機化的管理;另一方面是通過感測技術如可穿戴裝置，從感知節點獲取人體的健康資料並上傳。考慮到健康資料的複雜性和精準性的要求，感知層對採集的資料需要進行初步的加工，對資料的標準化程度決定了後續分析處理結果的可靠性，顯得尤為重要。資料層主要指在醫院內部資訊化系統基礎上形成的大資料與雲端計算平臺。資料層應具有開放的介面以供各資料平臺之間的資料互聯互通，實現真正意義上的雲端儲存和資料共享。網路層主要針對資料的.傳輸和安全保密。隨著移動通訊技術的迅速發展，網路傳輸的方式多種多樣，既有有線網路也有無線網路，通過無線WiFi、3G/4G 行動網路、區域網和Internet 等，實現全方位的網路覆蓋。應用層可實現的功能多種多樣，例如健康監測、流行病預警、電子病歷瀏覽、遠端醫療等等。
3討論
3.1 加快產業標準建設
智慧健康涉及到醫療、計算機、通訊、物聯網、大資料等諸多領域，如何促進各個領域內部及相互之間的互聯互通是智慧健康亟待解決的第一個問題，加快推進各領域的標準建設就顯得尤為重要。針對智慧健康架構而言，標準建設主要集中在以下幾個方面：(1)物聯網領域的標識體系、採集資料的標準化;(2)衛生保健領域的術語、資料字典、共享文件等諸多標準;(3)大資料領域的資料庫結構、資料庫介面標準等;(4)通訊領域的網路介面標準，執行環境安全性標準等。行政管理部門應發揮其主導作用，促進各交叉行業間的合作，組織專業人員，加快相應標準規範的制定[17-18]。
3.2 加快感測器的研發及產業化
由於醫療本身的複雜性、敏感性以及隱私性，對醫療和健康管理專用的各類感測器提出了更高的要求。在加快感測器研發及產業化的過程中需注意以下三個問題：第一, 醫學是精準科學，對健康資料的精度要求非常高，感測器務必保障其資料真實準確[19-20];第二，無線網路環境十分複雜，通過WIFI 和移動3/4G 傳輸資料安全性和傳輸效率均無法保證, 如何使得健康資料及時高效且不失真的傳輸需要引起重視[21-22]; 第三，目前市場上在用的健康專用感測器基本都是通過私有協議與封閉專用平臺對接, 開放性差，缺乏行業公認的公用協議, 中國移動已經在前幾年推出了規範物聯網終端與M2M 平臺間資料通訊和用於終端規範管理的WMMP 協議, 值得智慧醫療產業在發展專用感測器時借鑑[23-24]。
3.3 注重隱私安全
智慧健康系統的資料來源十分複雜，採集到的資料可能不止反應了個人的健康狀況，還可能顯示其興趣愛好、社會地位、家庭住址、收入、宗教信仰等等。尤其當這些相當私密的資訊與健康資料夾雜在一起，更加加大了資料處理的難度[25]。對於個人隱私資料的保護，一方面要從技術上進行探索， 在資料流通的每一個環節，應用隱私安全保護的工具和方法;另一方面需從政府監管和法律層面入手， 出臺相應的法律法規，明確個人隱私資料的邊界和監管的實體職權部門，對隱私洩露行為嚴厲打擊。希望通過各方共同努力，智慧健康系統能夠更安全、更智慧，更好的為人民提供方便快捷高效的健康服務。