ヘルスケアにおけるIoT: MQTTで医療ラボ機器を接続
Ernest Russell
目次
ヘルスケアの現状と課題
従来、医療ラボでは、それぞれが特定の機能を独立して実行するスタンドアロンの機器が運用されていました。これらの機器は、診断、研究、治療計画に不可欠な貴重なデータを生成します。しばしば、この貴重なデータはサイロ化され、医療専門家にすぐには利用できません。
病院の敷地内や複数の敷地に多くの医療機器が分散している中、課題は、この多様なデータを統合し効率的に管理すること、そしてリアルタイムのデータアクセスを確実にサポートするために信頼性高くスケールできる共通の通信プロトコルを選択することです。
医療機器通信における一般的なプロトコル
精密性と正確性が最も重要な医療ラボの複雑な世界では、シームレスな運用を確保するためにコミュニケーションが不可欠です。ラボの多様な機器は、しばしば様々な通信プロトコルを使用する必要があります。これらのプロトコルの世界を掘り下げ、医療現場におけるデータ交換の複雑な舞踏における役割を理解しましょう。
HL7: ヘルスケアシステムをつなぐ
Health Level Seven (HL7) は医療データ交換における人気の標準として注目されています。HL7は30年以上にわたり、患者ケア、臨床研究、公衆衛生のための世界で最も広く使用されている相互運用性ソリューションを開発してきました。このプロトコルは、異なるヘルスケアアプリケーション間の情報のシームレスな流れを促進します。
ASTM: ラボ機器間の通信を標準化
米国材料試験協会（ASTM） は、医療ラボ機器とコンピュータシステム間のデータ交換のための標準を定義することで、その専門知識を提供しています。これらの標準は、ラボ機器の間で統一された通信を確保し、調和のとれた交響曲を生み出します。
DICOM: 医用画像における精密さ
医用ディジタル画像と通信（DICOM） は、医用画像の伝送、保存、共有の際に脚光を浴びます。一般的に放射線科と関連付けられていますが、その関連性は画像を扱うラボにまで及び、視覚的な医療データを扱う際の標準化されたアプローチを確保します。
LISインターフェース: 臨床検査情報システムの接続
臨床検査情報システム（LIS）はラボ運営の中核を成します。これらのシステムは、しばしば他のインターフェース（プロプライエタリまたはASTMやHL7などの標準に基づくもの）を組み込んでいます。例えば、広く使用されているLabwareシステムは、シームレスなデータ交換を確保する上でのこれらのインターフェースの重要性を示しています。
シリアルおよびイーサネットプロトコル: 世代をつなぐ
常に進化するラボ機器の世界では、通信方法は様々です。古い、あるいはシンプルな機器の中には、接続に直接シリアル通信（RS-232、RS-485など）を利用するものもあります。一方、最新のセットアップでは、ローカルネットワーク内の接続性を促進するイーサネットベースのプロトコルが好まれています。
カスタムまたはプロプライエタリプロトコル: 精密な通信に合わせて調整
専門的または高度なラボ機器は、しばしば独自の言語、つまりカスタムまたはプロプライエタリプロトコルを備えています。メーカーによって作られたこれらのプロトコルは、機器に合わせて調整され、汎用性や互換性を犠牲にしながらも、効率的な通信と制御を確保します。
ヘルスケアにおけるIoT: なぜMQTTが医療機器の接続に最適なのか
軽量で効率的なメッセージングプロトコルであるMQTTは、シームレスな機器接続を求める医療ラボにとって、ゲームチェンジャーとして浮上しています。MQTTはパブリッシュ・サブスクライブ型のメッセージングアプローチを使用し、メッセージを送信するクライアント（パブリッシャー）とメッセージを受信するクライアント（サブスクライバー）を切り離します。この分離により、直接の接続やお互いの存在を知ることなく通信できます。
MQTTのパブリッシュ・サブスクライブパターンでは、ブローカーとして知られる中央の仲介者が、すべてのメッセージのルーティングと配信を担当します。パブリッシャーは特定のトピックを持つメッセージをブローカーに転送し、サブスクライバーは特定のトピックに興味を示し、ブローカーから関連するメッセージを受信します。
MQTTの柔軟性により、既存の医療情報システムや電子カルテ（EHR）プラットフォームとシームレスに統合できます。これにより、相互運用性が促進され、医療機器がより広範なヘルスケアエコシステム内で効果的に通信できるようになります。
モノのインターネット（IoT）がヘルスケアに浸透するにつれ、ラボ機器は接続されたエコシステムに参加しています。MQTTは、接続を可能にする最高のプロトコルとして際立っており、数百万台のデバイスのリモート監視と制御を可能にします。このデジタルの飛躍は、前例のないスケーラビリティとリアルタイムのデータアクセスを提供します。
医療機器の接続におけるMQTT統合の主なメリット
リアルタイムのデータアクセス
MQTTは、医療ラボ機器と接続されたシステム間のリアルタイムのデータ交換を促進します。この即時通信により、医療専門家は重要な情報にすぐにアクセスでき、より迅速な意思決定と患者転帰の改善につながります。
拡張性の向上
医療ラボが技術の進歩とともに進化するにつれ、MQTTはスケーラブルなソリューションを提供します。新しい機器を既存のネットワークに簡単に統合でき、効率を損なうことなくラボが革新の最前線に立ち続けられるようにします。
信頼性とサービス品質
ヘルスケアでは、信頼性は譲れません。MQTTのQoS（Quality of Service）レベルは、メッセージが確実に配信されるようにし、データの損失や遅延のリスクを最小限に抑えます。MQTTは永続的な接続をサポートしているため、断続的な接続の問題が発生した場合でも、医療機器はネットワークに接続し続けることができます。これにより、重要なデータが失われることなく、接続が回復するとすぐに送信できるようになります。
レイテンシーの削減
医療診断ではしばしば迅速な対応が求められます。MQTTの低レイテンシー通信により、データが最小限の遅延で目的地に到達し、よりレスポンシブで効率的なヘルスケアエコシステムに貢献します。
リアルタイム医療ラボモニタリングのワークフロー例
リモート診断機器が臨床検査情報システム（LIS）とシームレスに通信し、検査結果、機器のステータス、キャリブレーションデータをリアルタイムで共有する医療ラボを想像してみてください。この相互接続されたエコシステムにより、ラボの技術者や医療専門家はタイムリーに informed な意思決定を行うことができます。
この例では、異なるメッセージングプロトコルを使用するオンサイトのラボ機器からのデータがエッジでMQTTに変換され、Alibaba、AWS、AzureまたはGoogle Cloudプラットフォームに配信されます。
NeuronEXは、様々な機械間通信プロトコルを変換し、PLC、CNC機械、ロボット、SCADAシステム、スマートセンサーなどの機器データのリアルタイムな収集と統一されたアクセスを可能にします。エッジコンピューティングと低レイテンシーのネットワークアーキテクチャの利点を活用し、迅速かつ効率的なデータ処理を確保します。
EMQX MQTTプラットフォームは、IoTデバイスとクラウドサービス間でIoTデータをリアルタイムに確実に移動できるようにします。ラボ機器からクラウドへのセンサーデータであろうと、クラウドからデバイスへのコマンドと制御であろうと。EMQXは、独自のプライベートクラウドまたは任意のパブリッククラウドプラットフォームに導入できます。
EMQXのMQTT機能とNeuronEXのデータ変換機能を組み合わせることで、組織はデータへの統一アクセス、プロセスの合理化、データ駆動型の意思決定の新時代を実現できます。
まとめ
医療ラボにMQTTを統合することで、接続性、効率性、患者ケアの改善の新時代が幕を開けます。ヘルスケアがデジタルトランスフォーメーションを受け入れ続ける中、MQTTは医療専門家が診断ツールの可能性を最大限に活用できるようにする基盤技術として浮上しています。相互運用性とリアルタイム通信を促進することで、MQTTはより接続され、反応の良い医療の風景への道を開き、医療提供者とその患者に便利をもたらします。