资源简介

(共15张PPT)
第十八课：智慧医疗
物联网技术赋能现代健康管理
物联网技术正在彻底改变医疗服务模式。通过传感器、RFID和5G等技术，我们能够实现医疗资源的优化配置。
本课程将探索智慧医疗的三层架构，分析其在解决医疗痛点中的应用。
教学目标
信息意识
理解物联网技术在医疗数据采集、传输与应用中的核心作用。识别智慧医疗在患者管理、设备改进等场景的技术逻辑。
计算思维
分析智慧医疗的三层架构，设计符合医疗需求的物联网子系统方案。
数字化学习与创新
通过智能手环、电子标签腕带等案例，探索物联网技术的医疗创新应用。
信息社会责任
讨论医疗数据隐私保护与自主可控技术的战略意义。
导入：
我国面临人口老龄化、慢性病增加、医疗资源不均等问题，传统医院无法满足需求，建设智慧医疗体系势在必行。
核心问题
物联网如何解决医疗资源不均、提升诊疗效率？
互动活动：医疗痛点速写
观看视频：请列举就医难题，猜测物联网
解决方案。
探索：
某天，家中老人突感身体不适，需紧急送医。此时，智慧医疗系统迅速启动，通过物联网技术迅速获取病人的生命体征数据，并实时分析，助力医生快速准确诊断。智慧医疗与物联网的深度融合，展现了现代医疗的魅力。
那么，智慧医疗究竟是什么
物联网技术又是如何在其中大展身手的
本课我们还将探讨如何利用物联网技术，设计出既符合人性化需求，又具备高效性能的智慧医疗子方案，以完善智慧生活物联系统设计方案。
什么是智慧医疗？
定义：
利用新一代信息技术（5G、云计算、人工智能）实现医疗服务的数字化、网络化、智能化，提高诊断准确率、效率和质量的医疗模式。
思考：
基于物联网技术的智慧医疗与传统医疗相比，有什么优势？
智慧医疗VS传统医疗的优势
基于物联网技术的智慧医疗与传统医疗相比，具有系统感知、数据分析、及时反馈以及信息识别等优势，有效实现了患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，促进了医疗设备和医护流程管理的智慧化和高效化，为医护人员和患者提供了更加便捷和人性化的医疗服务。
物联网技术在智慧医疗中的应用
物联网在智慧医疗场景中主要有哪些应用
联系实际生活，讨论物联网在智慧医疗场景中的应用，并思考这些应用的具体作用是什么。参考“智能手环”范例，联系实际生活，完善表格。
名称 作用
智能手环 健康监测与管理，包括日常计步、睡眠监测、心率监测等，还能随时随地把用户位置信息与身体状态发给家人或医院



物联网技术应用——医院运营
挂号与缴费
移动互联网+终端设备实现自助服务。
环境调控
医院大楼根据天气或温湿度等变化而做出恰当的运行调整，保证舒适、安全的医疗环境医疗环境。
便捷服务
患者可通过App远程打印检测结果，减少排队时间。甚至是实现远程诊断和远程看病等需求。
物联网技术应用——患者管理
可穿戴设备
心率传感器、血氧传感器、热量消耗、体温情况、血压高低等进行捕捉，实时监测生理数据
数据传输
通过无线网络将数据传输至云端
数据管理
云端电子健康档案存储与共享
远程诊断
医生可远程调阅患者历史数据，提升诊断效率
物联网技术应用——设备改进
传统医疗资产管理存在很多不足，如医疗设备误放、失窃和保养不及时，寻找特殊医疗器械和药品的时间浪费等。
RFID电子标签
精准识别手术器械、药品位置，实现医疗设备的可视化管理。
电子腕带
替代传统手写腕带，减少信息错误，提高患者识别准确率。
自动化管理
实现医疗设备的自动化管理，提高设备利用率和管理效率。
智能手环体系结构分析
我们以智能手环为例，分析手环在监测人健康状态过程中，感知层、传输层和应用层的具体功能或技术。请参考下表分析其他智慧医疗物联系统不同体系结构层次的具体功能。
智慧医疗如何依靠物联网技术实现具体功能呢
应用层
对人的生理状态、定位等数据进行管理、处理、发送、呈现和危险报警等
传输层
蓝牙/Wi-Fi上传数据至云端
3
感知层
心率传感器、加速度传感器采集生理与运动数据
设计：智慧医疗子方案框架
参考下页表撰写智慧生活物联系统设计方案中的智慧医疗子方案，具体步骤为：
第一步，根据本课的学习优化之前关于智慧医疗部分的构思；
第二步，根据构思展开分析物联网技术应用于智慧医疗场景时存在的问题、智慧医疗应具备的功能；
第三步，根据问题与需求，确定智慧医疗物联系统的基本构成。
现状与问题
医疗资源分配不均、设备管理低效、数据安全隐患
功能需求
实时监测患者生理数据；优化医疗设备管理流程
系统构成
感知层：传感器、RFID标签；传输层：5G/NB-IoT网络；应用层：远程诊疗平台
实践：
1.调研方向：
实地考察医院物联网应用（如电子腕带、智能药柜）；
分析用户对智慧医疗的接受度与改进建议。
2.设计任务：
绘制系统框架图，标注三层架构的技术组件；
撰写方案说明，重点解决医疗资源不均问题。
拓展：智慧社区医疗
1.需求与目的：
解决人口膨胀、健康管理薄弱问题；
提供便捷、智能的社区医疗服务。
2.物联网应用：
智能化的物业管理、智能家居、智慧交通和智慧医疗等服务，为社区群众提供更加便捷、智能和安全的居住环境与生活体验
物联网自主可控技术
1.战略意义：
保障国家信息安全与产业安全；
减少对外部技术的依赖（如华为5G芯片）。
2.技术突破：
我国已建成全球最大物联网基础设施，连接数超30亿。
30亿+
连接数量
我国已建成全球最大物联网基础设施
100%
战略目标
保障国家信息安全与产业安全
5G
核心技术
减少对外部技术的依赖（如华为5G芯片）
核心知识点总结
智慧医疗定义
物联网技术实现诊疗数字化、智能化
三层架构
感知层（传感器、RFID）；传输层（5G、加密技术）；应用层（远程诊断）
应用场景
医院运营；患者管理；设备改进
伦理与安全
数据隐私保护；自主可控技术保障国家安全第十八课：智慧医疗
选择题（8道）
难度分级：
容易 ×5 | 中等 ×2 | 较难 ×1
容易题
智慧医疗的核心技术支撑是？
A. 区块链
B. 物联网
C. 虚拟现实
D. 3D打印
答案：B
解析：教材明确提到物联网是实现智慧医疗的关键技术（“聚焦”部分）。
智能手环的感知层主要依赖哪种设备？
A. 摄像头
B. 心率传感器
C. 扬声器
D. 麦克风
答案：B
解析：教材指出智能手环的感知层通过心率传感器等采集数据（“做一做”表格）。
电子标签腕带相比传统腕带的优势是？
A. 更美观
B. 信息容量大且不易出错
C. 成本更低
D. 无需电力支持
答案：B
解析：教材提到RFID电子标签腕带可解决传统腕带信息易出错的问题（“设备改进”部分）。
传输层在智慧医疗中的主要功能是？
A. 采集患者体温
B. 加密传输数据
C. 生成诊断报告
D. 控制手术器械
答案：B
解析：教材强调传输层需保障数据安全（“传输层”部分）。
以下哪项属于智慧医疗的应用层功能？
A. 心率监测
B. 蓝牙连接
C. 异常报警
D. 传感器供电
答案：C
解析：应用层负责智能服务如异常报警（“应用层”定义）。
中等题
若手术器械丢失，物联网系统的解决方案是？
A. 人工搜索
B. RFID实时定位
C. 关闭网络
D. 重启系统
答案：B
解析：教材提到RFID标签可实时监控手术器械位置（“设备改进”部分）。
保障医疗数据传输安全的核心技术是？
A. 5G网络
B. 数据加密
C. 传感器冗余
D. 手动备份
答案：B
解析：教材指出传输层需通过加密技术防止数据泄露（“传输层”部分）。
较难题
我国物联网自主可控技术的核心目标是？
A. 降低设备成本
B. 依赖外部技术
C. 实现技术独立与安全
D. 减少数据采集
答案：C
解析：教材强调自主可控技术需避免外部依赖，保障国家安全（“科学漫游”部分）。
判断题（8道）
智能手环的传输层只能通过蓝牙连接手机。
答案：
解析：教材提到传输层支持蓝牙和Wi-Fi（“做一做”表格）。
RFID技术仅用于患者腕带管理。
答案：
解析：RFID还用于手术器械和药品管理（“设备改进”部分）。
应用层的功能包括生成健康报告和远程诊断。
答案：
解析：教材明确应用层提供智能服务（“应用层”定义）。
传输层无需考虑数据隐私问题。
答案：
解析：教材指出传输层需加密和权限控制（“传输层”部分）。
智慧医疗的感知层仅需心率传感器即可完成数据采集。
答案：
解析：感知层需多种传感器（如加速度、温湿度传感器）。
物联网自主可控技术完全依赖国外技术。
答案：
解析：教材强调我国需自主研发技术（“科学漫游”部分）。
电子标签腕带可记录患者的用药历史。
答案：
解析：RFID腕带可存储更多信息（“设备改进”部分）。
5G网络仅用于提高传输速度，与数据安全无关。
答案：
解析：5G需结合加密技术保障安全（教材“传输层”逻辑延伸）。教学教案设计
总第 18 课时
课 题 名 称 智慧医疗
学习目标 （包含学科核心素养） 理解物联网技术（如传感器、5G、RFID）在智慧医疗中的核心作用，能识别其在患者管理、设备改进等场景的应用逻辑。 分析智慧医疗的三层架构（感知层、传输层、应用层），设计符合医疗需求的物联网子系统方案 通过案例（如智能手环、电子标签腕带）探索物联网技术的创新应用，优化医疗系统设计。 讨论医疗数据安全（如患者隐私泄露）与自主可控技术的必要性。
问 题 类 型 学生问题 智能手环的传感器如何确保心率监测的准确性？ 电子标签腕带如何解决传统腕带信息易出错的问题？ 物联网技术如何保障医疗数据的传输安全？
学科问题 智慧医疗的感知层需要哪些传感器技术？ 传输层在医疗数据实时传输中面临哪些挑战？如何解决？ 应用层的“危险报警”功能在远程医疗中如何实现？
教师问题 若某医院引入物联网设备管理手术器械，需优先解决哪些技术问题？如何设计感知层方案？ 智慧医疗系统依赖大量患者健康数据，如何平衡数据共享与隐私保护？
问题系统 （星号标出核心问题） 1.智慧医疗的感知层需要哪些传感器技术？ 2.传输层在医疗数据实时传输中面临哪些挑战？如何解决？ 3.应用层的“危险报警”功能在远程医疗中如何实现？
问题探究流程 导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）
导（问题引导）： 教学情境： 播放视频“急诊室的黄金十分钟”：展示患者突发心脏病，智慧医疗系统通过智能手环实时监测心率，自动通知医院并规划急救路线。 核心问题： “物联网如何让急救‘快人一步’？智慧医疗如何改变传统诊疗模式？” 互动活动： “医疗黑科技竞猜”：展示智能手环、电子标签腕带、RFID手术器械图片，学生猜测其功能。 埋下悬念：提问：“若所有医疗设备断网，智慧医院会如何瘫痪？” 知识点：智慧医疗的定义（教材“议一议”原文）；物联网在医疗中的核心作用（感知、传输、应用）。 学（自主探究）： 自主探究任务： 任务1：技术解剖表 知识点：智能手环的三层架构（教材表格）。 活动：填写下表（答案直接引用教材）： 层次功能与技术实例感知层心率传感器、加速度传感器实时监测用户心率、步数传输层蓝牙/Wi-Fi上传数据至云端手环连接手机App同步数据应用层异常报警、健康报告生成心率异常触发紧急通知
任务2：架构连线题 知识点：智慧医疗三层架构（感知层、传输层、应用层）。 活动：将技术组件（如RFID标签、5G网络、远程诊断系统）连线到对应层级。 答案：感知层→RFID标签；传输层→5G网络；应用层→远程诊断系统。 三、探（合作探究）： 合作探究任务： 任务：未来医院设计工坊 分组角色：感知工程师（数据采集）、通信专家（网络设计）、医疗顾问（用户体验）。 环节1：手术器械管理攻防战 问题：如何利用RFID技术防止手术器械丢失？ 答案（教材原文）：器械添加电子标签，实时定位；系统自动清点并报警缺失。 环节2：数据安全应急演练 挑战：医院网络遭黑客攻击，患者数据面临泄露风险，如何防御？ 答案（教材延伸）：传输层加密（如国产SSL协议）；数据匿名化处理（隐藏患者身份信息）。 环节3：伦理辩论赛 辩题： “智慧医疗系统是否应默认共享患者数据给科研机构？便利性与隐私如何平衡？” 论据支持： 正方：加速医学研究；反方：侵犯患者隐私权（教材“信息社会责任”）。 四（课堂检测）： 课堂检测题目设计: 选择题：电子标签腕带的核心技术是？（答案：B） A. 二维码 B. RFID C. GPS D. 温湿度传感器 判断题：智能手环的传输层只能通过蓝牙连接手机。（答案： 支持Wi-Fi） 排序题：急救数据流程：①心率异常 ②云端分析 ③App报警 ④医生响应 答案：①→②→③→④（教材“探索”案例）。 五、拓（知识拓展）： 任务1：智慧社区医疗设计 场景：在老龄化社区推广智能健康监测设备，需哪些物联网技术？ 答案（教材“拓展”延伸）：感知层：血压/血糖传感器；传输层：社区5G基站；应用层：异常数据自动通知社区医生。 任务2：自主可控技术研讨-问题（教材“科学漫游”）： “为何物联网自主可控技术关乎国家安全？举例说明我国的技术突破。” 答案：避免外部技术卡脖子（如华为5G芯片）；保障医疗数据主权（如国产加密算法）。
板 书 设 计 智慧医疗
一、核心应用场景 1. 患者管理：智能手环 → 实时监测 2. 设备改进：RFID标签 → 精准管理 3. 医院运营：物联网系统 → 远程诊断 二、物联网三层架构 感知层：数据采集（传感器、RFID） 传输层：数据传输（5G、加密协议） 应用层：智能服务（报警、远程诊疗） 三、技术挑战 - 数据安全：加密传输、权限分级 - 自主可控：国产芯片、操作系统 四、伦理焦点 - 隐私保护 vs 医疗研究 - 自动化 vs 医护就业 四、伦理焦点 - 隐私保护 vs 效率提升 - 自动化 vs 就业影响
教 学 反 思 智慧医疗
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