[论文解读] Industry 4.0 in Health care: A systematic review

Md Manjurul Ahsan, Zahed Siddique|arXiv (Cornell University)|Jan 13, 2022

COVID-19 diagnosis using AI被引用 5

一句话总结

本篇系统性综述通过346篇文献的文献计量分析与32项关键研究的深入质性分析，分析了物联网（IoT）、区块链、大数据和人工智能（AI）等工业4.0技术在医疗系统中的整合。研究发现，工业4.0显著提升了疫情应对能力，尤其在COVID-19疫情期间，通过实现远程监测、安全数据共享和数字化供应链韧性，但安全、互操作性以及伦理数据使用方面的挑战依然存在。

ABSTRACT

Industry 4.0 in health care has evolved drastically over the past century. In fact, it is evolving every day, with new tools and strategies being developed by physicians and researchers alike. Health care and technology have been intertwined together with the advancement of cloud computing and big data. This study aims to analyze the impact of industry 4.0 in health care systems. To do so, a systematic literature review was carried out considering peer-reviewed articles extracted from the two popular databases: Scopus and Web of Science (WoS). PRISMA statement 2015 was used to include and exclude that data. At first, a bibliometric analysis was carried out using 346 articles considering the following factors: publication by year, journal, authors, countries, institutions, authors' keywords, and citations. Finally, qualitative analysis was carried out based on selected 32 articles considering the following factors: a conceptual framework, schedule problems, security, COVID-19, digital supply chain, and blockchain technology. Study finding suggests that during the onset of COVID-19, health care and industry 4.0 has been merged and evolved jointly, considering various crisis such as data security, resource allocation, and data transparency. Industry 4.0 enables many technologies such as the internet of things (IoT), blockchain, big data, cloud computing, machine learning, deep learning, information, and communication technologies (ICT) to track patients' records and helps reduce social transmission COVID-19 and so on. The study findings will give future researchers and practitioners some insights regarding the integration of health care and Industry 4.0.

研究动机与目标

• 通过全面的文献回顾，考察工业4.0在医疗领域整合的现状与趋势。
• 识别由工业4.0推动的医疗系统中的关键技术、应用场景与挑战。
• 分析工业4.0在应对COVID-19疫情期间的作用，特别是在远程医疗与供应链管理方面的表现。
• 评估在推动医疗领域工业4.0研究方面，领先国家、机构与作者的贡献。
• 为未来在安全、可扩展且以患者为中心的数字健康系统方面的研究与实践提供可操作的见解。

提出的方法

• 依据PRISMA 2015指南开展系统性文献回顾，以确保透明度与可重复性。
• 在Scopus与Web of Science数据库中，使用布尔运算符结合关键词“health care”与“Industry 4.0”进行检索。
• 对346篇经同行评审的文献进行文献计量分析，以绘制出版趋势、关键作者、机构与国家的分布图谱。
• 根据纳入标准，从346篇文献中筛选出32篇高影响力文章，进行质性分析，以探讨核心主题：概念框架、排班、安全性、数字供应链与区块链。
• 采用主题综合法提取关于工业4.0在医疗领域中应用、挑战与未来方向的洞察。
• 评估技术贡献，包括基于区块链的医疗记录、物联网支持的远程监测，以及人工智能驱动的资源分配。

实验结果

研究问题

• RQ1 工业4.0在医疗系统中最具代表性的技术与应用是什么？
• RQ2 工业4.0在COVID-19疫情期间如何提升医疗系统的韧性？
• RQ3 在数据安全与互操作性方面，实施工业4.0于医疗系统的主要挑战是什么？
• RQ4 在工业4.0医疗研究领域，哪些国家、机构与作者处于领先地位？
• RQ5 在安全、可扩展且以患者为中心的数字健康系统方面，未来的研究与实践机会有哪些？

主要发现

• 意大利在医疗领域工业4.0研究产出方面位居第一，其次为英国与中国，依据发表数量。
• IEEE Access、Sensors与Sustainability是发表工业4.0在医疗领域研究最多的三大期刊，反映出广泛的跨学科兴趣。
• Kumar Satish是发表量最多的作者，而科希策技术大学（Technical University of Kosice）是产出最丰富的机构。
• 工业4.0技术显著提升了疫情应对能力，通过实现远程医疗、远程监测与实时数据共享。
• 区块链技术在实现安全、透明与去中心化的医疗记录管理方面展现出强大潜力，但与现有电子健康系统整合仍具挑战。
• 持续存在的问题包括数据安全、身份认证、碳足迹降低，以及医疗系统中长期供应链的韧性。