《電子技術應用》
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基于物聯(lián)網(wǎng)的智能移動醫(yī)療方案
摘要: 無線局域網(wǎng)(WLAN)為有線網(wǎng)絡提供了靈活有效的延伸。利用PDA或電腦通過無線網(wǎng)絡隨時隨地進行生命體征數(shù)據(jù)采集、醫(yī)護數(shù)據(jù)的查詢與錄入、醫(yī)生查房、床邊護理、呼叫通信、護理監(jiān)控、藥物配送、病人標識碼識別,以及基于WLAN的語音多媒體應用等等,充分發(fā)揮醫(yī)療信息系統(tǒng)的效能,突出數(shù)字化醫(yī)院的技術優(yōu)勢。
Abstract:
Key words :

無線局域網(wǎng)(WLAN)為有線網(wǎng)絡提供了靈活有效的延伸。利用PDA或電腦通過無線網(wǎng)絡 隨時隨地進行生命體征數(shù)據(jù)采集、醫(yī)護數(shù)據(jù)的查詢與錄入、醫(yī)生查房、床邊護理、呼叫通信、護理監(jiān)控、藥物配送、病人標識碼識別,以及基于WLAN的語音多媒體應用等等,充分發(fā)揮醫(yī)療信息系統(tǒng)的效能,突出數(shù)字化醫(yī)院的技術優(yōu)勢。

根據(jù)應用的差異移動醫(yī)療可劃分如下多個典型場景(如表1所示)??梢钥闯觯瑥暮诵膽玫皆鲋祽?,呈現(xiàn)出業(yè)務多樣性的特征。因此,面對以業(yè)務為導向的醫(yī)療信息化建設,支撐其業(yè)務運行的移動數(shù)據(jù)承載平臺的構(gòu)建應是移動醫(yī)療解決方案關注的重點。


一、 智能移動醫(yī)療系統(tǒng)架構(gòu)



依據(jù)數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)的建設目標,移動醫(yī)療系統(tǒng)的架構(gòu)需要按照業(yè)務需求劃分為終端層、IP網(wǎng)絡層、服務器集群。其中IP網(wǎng)絡的建設需要從傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡架設過渡到以無線接入為基礎的有線無線一體化智能移動網(wǎng)絡部署。終端選型要充分考慮和兼容移動醫(yī)療業(yè)務未來的發(fā)展,特別是對語音、條碼掃描、定位等細節(jié)的關注。服務器集群在確定獨立的網(wǎng)路管理平臺策略上需要充分規(guī)劃醫(yī)療業(yè)務系統(tǒng)間的南北向接口。

作為基礎承載平臺,移動醫(yī)療網(wǎng)絡的智能化和一體化成為了數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)的核心組成。 

1. 端到端增強防護——解決無線安全問題 

對于醫(yī)療單位的有線網(wǎng)絡,一般會進行內(nèi)外網(wǎng)隔離建設。但是由于無線技術本身的限制,使得同一區(qū)域部署兩套獨立的WLAN網(wǎng)絡難以實現(xiàn)。所以在同一區(qū)域,內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)只能共享同一個無線網(wǎng)絡。那么,如何保證內(nèi)網(wǎng)的醫(yī)療應用安全、以及外網(wǎng)寬帶接入服務的順利進行,成為移動醫(yī)療安全的重要關注點之一。

傳統(tǒng)的無線安全解決方法,重在加強空間信號傳輸?shù)募用?加擾,通過基于802.11i/WAPI的高強度的硬件加密和證書認證機制來防止無線網(wǎng)絡遭受多種網(wǎng)絡攻擊的影響。但是對于移動醫(yī)療網(wǎng)絡來說,更重要的是需要具備端到端的智能增強防護能力,可以防止非授權(quán)人員使用醫(yī)院無線網(wǎng)絡,防止非授權(quán)終端使用醫(yī)院無線網(wǎng)絡,保證醫(yī)療數(shù)據(jù)的私密性和完整性,智能感知無線入侵風險。

· 無線入侵檢測

對于不合法用戶的控制,傳統(tǒng)的安全手段是通過定義合法用戶列表、加密方式保證合法用戶數(shù)據(jù)的安全性,但手段太單一,而且被動。無線入侵檢測可以突破這種局限性,增強無線網(wǎng)絡的安全性:

· 無線控制器可以指定AP工作在兩種工作模式:模式一、AP負責監(jiān)聽空口所有信道的信息,但不負責用戶報文的轉(zhuǎn)發(fā);模式二、AP在為用戶轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的同時定期切換到其他信道監(jiān)聽信息;

· AP設備負責把監(jiān)聽到的無線設備和有攻擊行為的無線設備上報給無線控制器;

· 無線控制器根據(jù)AP上報的設備信息識別非法設備,排除合法設備;

· 無線控制器可以控制AP 將非法設備列入黑名單或者對其發(fā)起攻擊。

· 無線終端準入控制(W-EAD)

在W-EAD方案中,客戶端支持統(tǒng)一認證——無線認證和安全認證的一次完成,從而方便部署和使用。擁有合法身份的用戶除了被驗證用戶名、密碼等信息外,還被檢查是否滿足安全策略的要求,包括病毒軟件是否安裝、病毒庫是否升級、是否安裝了必要的系統(tǒng)補丁等等。對于同時滿足了身份檢查和安全檢查的用戶,W-EAD會根據(jù)預定義的策略為其分配對應的網(wǎng)絡訪問權(quán)限,避免了非授權(quán)的網(wǎng)絡訪問現(xiàn)象,達到硬隔離的效果。 



2. 基于RSSI指紋的無線定位——解決人員和設備的管理問題

目前部分醫(yī)院采用的是傳統(tǒng)RFID模式的定位系統(tǒng),但這些定位系統(tǒng)都需要在病區(qū)內(nèi)安裝對應獨立的讀卡系統(tǒng),而且是基于“點”的定位,只能定位對象在某一個接收點附近。而基于WLAN的RSSI指紋無線定位,不僅利用已有的移動IP網(wǎng)絡基礎,還實現(xiàn)“面”的精確定位,對象在哪個房間,在走廊哪個位置,都一目了然。

RSSI指紋特征定位技術是在多個位置上(P1,P2, P3……)收集來自被定位對象的信號RSSI,由于被定位對象和各采集位置距離不同,所以這些采集位置將收到不同強度的RSSI (RSSI1, RSSI2, RSSI3……), 特定的RSSI數(shù)據(jù)(也稱為RSSI指紋)將反映出特定物理位置的特征。

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作為移動醫(yī)療網(wǎng)的重要組成部分,無線定位系統(tǒng)應滿足以下功能: 

· 對傳染病人、精神病人、失智老人實現(xiàn)在人、地、時、事的全方位的監(jiān)控管理;

· 追蹤病人位置、即時通報異常狀況、隨時掌握病人位置而確保安全;

· 當高危病人出現(xiàn)緊急情況下,可主動按鍵發(fā)射信號,在第一時間發(fā)出求救信號,方便救護人員及時得到信息;

· 對醫(yī)療儀器與設備提供即時位置追蹤功能,加強設備的綜合利用及管理。各種精準的信息也可提供儀器的使用率分析、故障率分析等管理報表;

· 加大對危險或單品價值特別大的藥品的管理,對藥品從入庫到被消耗或報廢的全過程進行監(jiān)管,保證隨時掌握每件藥品的狀態(tài)??梢杂行Ф沤^危險受控藥品的外流濫用。 



3. 智能流量集中轉(zhuǎn)發(fā)——實現(xiàn)移動醫(yī)療網(wǎng)絡的無縫漫游

無縫漫游對醫(yī)院的重要性不言而喻,無線終端設備在無線網(wǎng)絡中快速移動,并且業(yè)務不中斷是移動醫(yī)療網(wǎng)建設的基本原則?;?ldquo;瘦”AP集中轉(zhuǎn)發(fā)架構(gòu)的“一次認證,快速移動接入”的方案可以確保全網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)二、三層無縫漫游,使醫(yī)護人員在移動查房過程中始終以最高的速率連接到網(wǎng)絡,從而保證了業(yè)務的連續(xù)性。


如圖3所示,主任醫(yī)生張三在住院樓A工作時查詢的是HIS服務器A的信息,當張三遷移到住院樓B去工作時,可以看出他還是從原來的HIS服務器讀取信息。

由于醫(yī)生的無線終端在住院樓A時都已經(jīng)通過安全認證,在住院樓B接入時就無需再次通過安全認證,直接接入即可。移動過程中,只要有無線網(wǎng)絡信號,業(yè)務就不會中斷。“一次認證,移動接入”無縫漫游方案使無線網(wǎng)絡不但靈活,而且更加可靠。


4. 一體化管理平臺——輕松管理網(wǎng)絡設備

有線無線一體化

智能一體化移動醫(yī)療管理通過基于融合型的一體化管理平臺,不但將有線、無線設備有機的融合起來,構(gòu)成一個整體,還通過對醫(yī)院業(yè)務系統(tǒng)的融合對接,形成了業(yè)務透明、接口通暢、管理清晰的新型移動醫(yī)療控制中心,顯著降低配置和管理難度,提高網(wǎng)絡管理人員的工作效率(如圖4所示):


· 有線無線一體化,讓部署更簡單,管理更容易;

· 一次認證,多次接入,不同住院樓不同病房之間實現(xiàn)無線終端快速漫游切換;

· 高安全性:結(jié)合無線EAD實現(xiàn)用戶身份安全認證、動態(tài)加密;

· POE供電方式,解決了供電不方便難題,同時也保護了投資;

· 提供WIFI語音和對無線終端和病人具有感知定位等增值功能;

· 提供開放的業(yè)務平臺,可在此基礎上進行二次開發(fā),與第三方軟件進行有機的融合。

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5. 智能移動醫(yī)療網(wǎng)絡技術點小結(jié)

綜合來看,移動醫(yī)療網(wǎng)已經(jīng)日漸成為醫(yī)療行業(yè)信息化水平提升的重要組成。從傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡實施過渡到智能型移動網(wǎng)絡的設計和部署,相關的技術關注要點已經(jīng)悄然發(fā)生了變化。網(wǎng)絡的架構(gòu)、協(xié)議的標準、用戶接入安全、工程部署、網(wǎng)絡架構(gòu)、平臺管理等多個方面都依據(jù)智能醫(yī)療應用的需求做出了最佳的方向選擇:


二、 結(jié)束語

目前,智能移動醫(yī)療網(wǎng)絡解決方案已經(jīng)廣泛的被醫(yī)療用戶接受和認可,隨著無線技術的不斷發(fā)展,相關技術細節(jié)也會更加完善和融合。智能移動醫(yī)療網(wǎng)的建設,將為醫(yī)生、護士提供實時、實地、全方位的數(shù)字化醫(yī)院IT支持,極大地提高了工作效率、有效地減輕了勞動強度、為患者提供了更加優(yōu)質(zhì)、可靠的服務。同時,隨著效率的提升、服務流程的優(yōu)化,數(shù)字化醫(yī)院的社會效益和經(jīng)濟效益都會在智能移動醫(yī)療中取得最佳。

 



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