近年來，隨着物聯網技術和雲計算、大數據等概念的興起，信息通信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
信息通信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，隨着移動設備的發展和普及， 將醫療服務與帶有定位功能的移動設備結合成爲一個可行的方案，移動健康(m-health)成爲一個新的研究熱點。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，隨着物聯網的興起和感知傳感技術的發展，智慧健康的概念隨着產生[5-6]。智慧健康是指以智能技術，健康技術，網絡技術爲支撐，爲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
隨着人類社會由工業時代買入信息時代，人們的醫療需求也由被動的醫療救治轉變爲主動健康管理。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數據以便監測自己的健康狀態。尤其隨着我國工業化、城鎮化進程的加深，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爲新的主要健康問題。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信息通信技術的幫助。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信息，實現全面互聯互通的信息化醫療系統[8-9]。智慧健康系統可以協助醫院工作人員實現對人的智能化醫療和對物的智能化管理工作，支持通過採用採集、處理、存儲、傳輸、共享等過程，最終實現醫院內部的醫療信息、設備信息、藥品信息、人員信息、管理信息的信息化等，實現物資管理可視化、醫療信息數字化、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，物聯網的傳感技術可以通過設置在人體上的感知節點採集人體重要的健康數據參數。這些健康數據經過處理後經無線網絡傳輸給醫療遠程終端，醫生在遠程終端上獲取健康數據從而判斷用戶的健康狀況並進行反饋，即實現了遠程醫療服務[11]。
1.3 健康大數據與雲計算
健康領域的大數據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、基因和環境的交互作用以及病因學研究等數據;(2)醫院信息化迅速發展產生的諸如電子病歷、影像、檢查檢驗等數據;(3)基因檢測數據，隨着基因測序成本降低將大大促進基因測序數據的增長;(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數據[12-13]。由此可見，傳統的數據庫技術完全無法滿足健康大數據在存儲、運算等方面的需求，傳統的數據分析方法也無法挖掘出其價值。利用雲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，網絡、服務器、存儲、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交互減小到最低限度[14]。在智慧健康系統構建中，需要運用雲計算技術實現數據儲存、運算、傳遞，使用大數據的深度挖掘(deep mining)和知識發現(knowledge discover in database，KDD)等相關方法從數據中挖掘出有價值的信息，用以支持醫療決策，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着開放性、兼容性以及可擴展性的原則。在研究物聯網及雲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爲五層，分別爲物理層、感知層、數據層、網絡層、應用層，見圖1。物理層即爲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。物即爲健康相關物資，包括醫療設備， 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;另一方面是通過傳感技術如可穿戴設備，從感知節點獲取人體的健康數據並上傳。考慮到健康數據的複雜性和精準性的要求，感知層對採集的數據需要進行初步的加工，對數據的標準化程度決定了後續分析處理結果的可靠性，顯得尤爲重要。數據層主要指在醫院內部信息化系統基礎上形成的大數據與雲計算平臺。數據層應具有開放的接口以供各數據平臺之間的數據互聯互通，實現真正意義上的雲存儲和數據共享。網絡層主要針對數據的.傳輸和安全保密。隨着移動通信技術的迅速發展，網絡傳輸的方式多種多樣，既有有線網絡也有無線網絡，通過無線WiFi、3G/4G 移動網絡、局域網和Internet 等，實現全方位的網絡覆蓋。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、遠程醫療等等。
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、通信、物聯網、大數據等諸多領域，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爲重要。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、採集數據的標準化;(2)衛生保健領域的術語、數據字典、共享文檔等諸多標準;(3)大數據領域的數據庫結構、數據庫接口標準等;(4)通信領域的網絡接口標準，運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 加快傳感器的研發及產業化
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傳感器提出了更高的要求。在加快傳感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，對健康數據的精度要求非常高，傳感器務必保障其數據真實準確[19-20];第二，無線網絡環境十分複雜，通過WIFI 和移動3/4G 傳輸數據安全性和傳輸效率均無法保證, 如何使得健康數據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傳感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 平臺間數據通信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傳感器時借鑑[23-24]。
3.3 注重隱私安全
智慧健康系統的數據來源十分複雜，採集到的數據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信息與健康數據夾雜在一起，更加加大了數據處理的難度[25]。對於個人隱私數據的保護，一方面要從技術上進行探索， 在數據流通的每一個環節，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，明確個人隱私數據的邊界和監管的實體職權部門，對隱私泄露行爲嚴厲打擊。希望通過各方共同努力，智慧健康系統能夠更安全、更智能，更好的爲人民提供方便快捷高效的健康服務。