資源簡介

(共15張PPT)
第十八課：智慧醫療
物聯網技術賦能現代健康管理
物聯網技術正在徹底改變醫療服務模式。通過傳感器、RFID和5G等技術，我們能夠實現醫療資源的優化配置。
本課程將探索智慧醫療的三層架構，分析其在解決醫療痛點中的應用。
教學目標
信息意識
理解物聯網技術在醫療數據采集、傳輸與應用中的核心作用。識別智慧醫療在患者管理、設備改進等場景的技術邏輯。
計算思維
分析智慧醫療的三層架構，設計符合醫療需求的物聯網子系統方案。
數字化學習與創新
通過智能手環、電子標簽腕帶等案例，探索物聯網技術的醫療創新應用。
信息社會責任
討論醫療數據隱私保護與自主可控技術的戰略意義。
導入：
我國面臨人口老齡化、慢性病增加、醫療資源不均等問題，傳統醫院無法滿足需求，建設智慧醫療體系勢在必行。
核心問題
物聯網如何解決醫療資源不均、提升診療效率？
互動活動：醫療痛點速寫
觀看視頻：請列舉就醫難題，猜測物聯網
解決方案。
探索：
某天，家中老人突感身體不適，需緊急送醫。此時，智慧醫療系統迅速啟動，通過物聯網技術迅速獲取病人的生命體征數據，并實時分析，助力醫生快速準確診斷。智慧醫療與物聯網的深度融合，展現了現代醫療的魅力。
那么，智慧醫療究竟是什么
物聯網技術又是如何在其中大展身手的
本課我們還將探討如何利用物聯網技術，設計出既符合人性化需求，又具備高效性能的智慧醫療子方案，以完善智慧生活物聯系統設計方案。
什么是智慧醫療？
定義：
利用新一代信息技術（5G、云計算、人工智能）實現醫療服務的數字化、網絡化、智能化，提高診斷準確率、效率和質量的醫療模式。
思考：
基于物聯網技術的智慧醫療與傳統醫療相比，有什么優勢？
智慧醫療VS傳統醫療的優勢
基于物聯網技術的智慧醫療與傳統醫療相比，具有系統感知、數據分析、及時反饋以及信息識別等優勢，有效實現了患者與醫務人員、醫療機構、醫療設備之間的互動，促進了醫療設備和醫護流程管理的智慧化和高效化，為醫護人員和患者提供了更加便捷和人性化的醫療服務。
物聯網技術在智慧醫療中的應用
物聯網在智慧醫療場景中主要有哪些應用
聯系實際生活，討論物聯網在智慧醫療場景中的應用，并思考這些應用的具體作用是什么。參考“智能手環”范例，聯系實際生活，完善表格。
名稱 作用
智能手環 健康監測與管理，包括日常計步、睡眠監測、心率監測等，還能隨時隨地把用戶位置信息與身體狀態發給家人或醫院



物聯網技術應用——醫院運營
掛號與繳費
移動互聯網+終端設備實現自助服務。
環境調控
醫院大樓根據天氣或溫濕度等變化而做出恰當的運行調整，保證舒適、安全的醫療環境醫療環境。
便捷服務
患者可通過App遠程打印檢測結果，減少排隊時間。甚至是實現遠程診斷和遠程看病等需求。
物聯網技術應用——患者管理
可穿戴設備
心率傳感器、血氧傳感器、熱量消耗、體溫情況、血壓高低等進行捕捉，實時監測生理數據
數據傳輸
通過無線網絡將數據傳輸至云端
數據管理
云端電子健康檔案存儲與共享
遠程診斷
醫生可遠程調閱患者歷史數據，提升診斷效率
物聯網技術應用——設備改進
傳統醫療資產管理存在很多不足，如醫療設備誤放、失竊和保養不及時，尋找特殊醫療器械和藥品的時間浪費等。
RFID電子標簽
精準識別手術器械、藥品位置，實現醫療設備的可視化管理。
電子腕帶
替代傳統手寫腕帶，減少信息錯誤，提高患者識別準確率。
自動化管理
實現醫療設備的自動化管理，提高設備利用率和管理效率。
智能手環體系結構分析
我們以智能手環為例，分析手環在監測人健康狀態過程中，感知層、傳輸層和應用層的具體功能或技術。請參考下表分析其他智慧醫療物聯系統不同體系結構層次的具體功能。
智慧醫療如何依靠物聯網技術實現具體功能呢
應用層
對人的生理狀態、定位等數據進行管理、處理、發送、呈現和危險報警等
傳輸層
藍牙/Wi-Fi上傳數據至云端
3
感知層
心率傳感器、加速度傳感器采集生理與運動數據
設計：智慧醫療子方案框架
參考下頁表撰寫智慧生活物聯系統設計方案中的智慧醫療子方案，具體步驟為：
第一步，根據本課的學習優化之前關于智慧醫療部分的構思；
第二步，根據構思展開分析物聯網技術應用于智慧醫療場景時存在的問題、智慧醫療應具備的功能；
第三步，根據問題與需求，確定智慧醫療物聯系統的基本構成。
現狀與問題
醫療資源分配不均、設備管理低效、數據安全隱患
功能需求
實時監測患者生理數據；優化醫療設備管理流程
系統構成
感知層：傳感器、RFID標簽；傳輸層：5G/NB-IoT網絡；應用層：遠程診療平臺
實踐：
1.調研方向：
實地考察醫院物聯網應用（如電子腕帶、智能藥柜）；
分析用戶對智慧醫療的接受度與改進建議。
2.設計任務：
繪制系統框架圖，標注三層架構的技術組件；
撰寫方案說明，重點解決醫療資源不均問題。
拓展：智慧社區醫療
1.需求與目的：
解決人口膨脹、健康管理薄弱問題；
提供便捷、智能的社區醫療服務。
2.物聯網應用：
智能化的物業管理、智能家居、智慧交通和智慧醫療等服務，為社區群眾提供更加便捷、智能和安全的居住環境與生活體驗
物聯網自主可控技術
1.戰略意義：
保障國家信息安全與產業安全；
減少對外部技術的依賴（如華為5G芯片）。
2.技術突破：
我國已建成全球最大物聯網基礎設施，連接數超30億。
30億+
連接數量
我國已建成全球最大物聯網基礎設施
100%
戰略目標
保障國家信息安全與產業安全
5G
核心技術
減少對外部技術的依賴（如華為5G芯片）
核心知識點總結
智慧醫療定義
物聯網技術實現診療數字化、智能化
三層架構
感知層（傳感器、RFID）；傳輸層（5G、加密技術）；應用層（遠程診斷）
應用場景
醫院運營；患者管理；設備改進
倫理與安全
數據隱私保護；自主可控技術保障國家安全第十八課：智慧醫療
選擇題（8道）
難度分級：
容易 ×5 | 中等 ×2 | 較難 ×1
容易題
智慧醫療的核心技術支撐是？
A. 區塊鏈
B. 物聯網
C. 虛擬現實
D. 3D打印
答案：B
解析：教材明確提到物聯網是實現智慧醫療的關鍵技術（“聚焦”部分）。
智能手環的感知層主要依賴哪種設備？
A. 攝像頭
B. 心率傳感器
C. 揚聲器
D. 麥克風
答案：B
解析：教材指出智能手環的感知層通過心率傳感器等采集數據（“做一做”表格）。
電子標簽腕帶相比傳統腕帶的優勢是？
A. 更美觀
B. 信息容量大且不易出錯
C. 成本更低
D. 無需電力支持
答案：B
解析：教材提到RFID電子標簽腕帶可解決傳統腕帶信息易出錯的問題（“設備改進”部分）。
傳輸層在智慧醫療中的主要功能是？
A. 采集患者體溫
B. 加密傳輸數據
C. 生成診斷報告
D. 控制手術器械
答案：B
解析：教材強調傳輸層需保障數據安全（“傳輸層”部分）。
以下哪項屬于智慧醫療的應用層功能？
A. 心率監測
B. 藍牙連接
C. 異常報警
D. 傳感器供電
答案：C
解析：應用層負責智能服務如異常報警（“應用層”定義）。
中等題
若手術器械丟失，物聯網系統的解決方案是？
A. 人工搜索
B. RFID實時定位
C. 關閉網絡
D. 重啟系統
答案：B
解析：教材提到RFID標簽可實時監控手術器械位置（“設備改進”部分）。
保障醫療數據傳輸安全的核心技術是？
A. 5G網絡
B. 數據加密
C. 傳感器冗余
D. 手動備份
答案：B
解析：教材指出傳輸層需通過加密技術防止數據泄露（“傳輸層”部分）。
較難題
我國物聯網自主可控技術的核心目標是？
A. 降低設備成本
B. 依賴外部技術
C. 實現技術獨立與安全
D. 減少數據采集
答案：C
解析：教材強調自主可控技術需避免外部依賴，保障國家安全（“科學漫游”部分）。
判斷題（8道）
智能手環的傳輸層只能通過藍牙連接手機。
答案：
解析：教材提到傳輸層支持藍牙和Wi-Fi（“做一做”表格）。
RFID技術僅用于患者腕帶管理。
答案：
解析：RFID還用于手術器械和藥品管理（“設備改進”部分）。
應用層的功能包括生成健康報告和遠程診斷。
答案：
解析：教材明確應用層提供智能服務（“應用層”定義）。
傳輸層無需考慮數據隱私問題。
答案：
解析：教材指出傳輸層需加密和權限控制（“傳輸層”部分）。
智慧醫療的感知層僅需心率傳感器即可完成數據采集。
答案：
解析：感知層需多種傳感器（如加速度、溫濕度傳感器）。
物聯網自主可控技術完全依賴國外技術。
答案：
解析：教材強調我國需自主研發技術（“科學漫游”部分）。
電子標簽腕帶可記錄患者的用藥歷史。
答案：
解析：RFID腕帶可存儲更多信息（“設備改進”部分）。
5G網絡僅用于提高傳輸速度，與數據安全無關。
答案：
解析：5G需結合加密技術保障安全（教材“傳輸層”邏輯延伸）。教學教案設計
總第 18 課時
課 題 名 稱 智慧醫療
學習目標 （包含學科核心素養） 理解物聯網技術（如傳感器、5G、RFID）在智慧醫療中的核心作用，能識別其在患者管理、設備改進等場景的應用邏輯。 分析智慧醫療的三層架構（感知層、傳輸層、應用層），設計符合醫療需求的物聯網子系統方案 通過案例（如智能手環、電子標簽腕帶）探索物聯網技術的創新應用，優化醫療系統設計。 討論醫療數據安全（如患者隱私泄露）與自主可控技術的必要性。
問 題 類 型 學生問題 智能手環的傳感器如何確保心率監測的準確性？ 電子標簽腕帶如何解決傳統腕帶信息易出錯的問題？ 物聯網技術如何保障醫療數據的傳輸安全？
學科問題 智慧醫療的感知層需要哪些傳感器技術？ 傳輸層在醫療數據實時傳輸中面臨哪些挑戰？如何解決？ 應用層的“危險報警”功能在遠程醫療中如何實現？
教師問題 若某醫院引入物聯網設備管理手術器械，需優先解決哪些技術問題？如何設計感知層方案？ 智慧醫療系統依賴大量患者健康數據，如何平衡數據共享與隱私保護？
問題系統 （星號標出核心問題） 1.智慧醫療的感知層需要哪些傳感器技術？ 2.傳輸層在醫療數據實時傳輸中面臨哪些挑戰？如何解決？ 3.應用層的“危險報警”功能在遠程醫療中如何實現？
問題探究流程 導（問題引導）、學（自主探究）、探（合作探究）、測（課堂檢測）、拓（知識拓展）
導（問題引導）： 教學情境： 播放視頻“急診室的黃金十分鐘”：展示患者突發心臟病，智慧醫療系統通過智能手環實時監測心率，自動通知醫院并規劃急救路線。 核心問題： “物聯網如何讓急救‘快人一步’？智慧醫療如何改變傳統診療模式？” 互動活動： “醫療黑科技競猜”：展示智能手環、電子標簽腕帶、RFID手術器械圖片，學生猜測其功能。 埋下懸念：提問：“若所有醫療設備斷網，智慧醫院會如何癱瘓？” 知識點：智慧醫療的定義（教材“議一議”原文）；物聯網在醫療中的核心作用（感知、傳輸、應用）。 學（自主探究）： 自主探究任務： 任務1：技術解剖表 知識點：智能手環的三層架構（教材表格）。 活動：填寫下表（答案直接引用教材）： 層次功能與技術實例感知層心率傳感器、加速度傳感器實時監測用戶心率、步數傳輸層藍牙/Wi-Fi上傳數據至云端手環連接手機App同步數據應用層異常報警、健康報告生成心率異常觸發緊急通知
任務2：架構連線題 知識點：智慧醫療三層架構（感知層、傳輸層、應用層）。 活動：將技術組件（如RFID標簽、5G網絡、遠程診斷系統）連線到對應層級。 答案：感知層→RFID標簽；傳輸層→5G網絡；應用層→遠程診斷系統。 三、探（合作探究）： 合作探究任務： 任務：未來醫院設計工坊 分組角色：感知工程師（數據采集）、通信專家（網絡設計）、醫療顧問（用戶體驗）。 環節1：手術器械管理攻防戰 問題：如何利用RFID技術防止手術器械丟失？ 答案（教材原文）：器械添加電子標簽，實時定位；系統自動清點并報警缺失。 環節2：數據安全應急演練 挑戰：醫院網絡遭黑客攻擊，患者數據面臨泄露風險，如何防御？ 答案（教材延伸）：傳輸層加密（如國產SSL協議）；數據匿名化處理（隱藏患者身份信息）。 環節3：倫理辯論賽 辯題： “智慧醫療系統是否應默認共享患者數據給科研機構？便利性與隱私如何平衡？” 論據支持： 正方：加速醫學研究；反方：侵犯患者隱私權（教材“信息社會責任”）。 四（課堂檢測）： 課堂檢測題目設計: 選擇題：電子標簽腕帶的核心技術是？（答案：B） A. 二維碼 B. RFID C. GPS D. 溫濕度傳感器 判斷題：智能手環的傳輸層只能通過藍牙連接手機。（答案： 支持Wi-Fi） 排序題：急救數據流程：①心率異常 ②云端分析 ③App報警 ④醫生響應 答案：①→②→③→④（教材“探索”案例）。 五、拓（知識拓展）： 任務1：智慧社區醫療設計 場景：在老齡化社區推廣智能健康監測設備，需哪些物聯網技術？ 答案（教材“拓展”延伸）：感知層：血壓/血糖傳感器；傳輸層：社區5G基站；應用層：異常數據自動通知社區醫生。 任務2：自主可控技術研討-問題（教材“科學漫游”）： “為何物聯網自主可控技術關乎國家安全？舉例說明我國的技術突破?！?答案：避免外部技術卡脖子（如華為5G芯片）；保障醫療數據主權（如國產加密算法）。
板 書 設 計 智慧醫療
一、核心應用場景 1. 患者管理：智能手環 → 實時監測 2. 設備改進：RFID標簽 → 精準管理 3. 醫院運營：物聯網系統 → 遠程診斷 二、物聯網三層架構 感知層：數據采集（傳感器、RFID） 傳輸層：數據傳輸（5G、加密協議） 應用層：智能服務（報警、遠程診療） 三、技術挑戰 - 數據安全：加密傳輸、權限分級 - 自主可控：國產芯片、操作系統 四、倫理焦點 - 隱私保護 vs 醫療研究 - 自動化 vs 醫護就業 四、倫理焦點 - 隱私保護 vs 效率提升 - 自動化 vs 就業影響
教 學 反 思 智慧醫療
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