來源:中國數(shù)字醫(yī)療網(wǎng)
摘要“十三五”期間,“健康中國”上升至國家戰(zhàn)略,基于“云大物移”等新興信息技術(shù)的應(yīng)用作為健康中國的驅(qū)動(dòng)力而備受關(guān)注。醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)以其在人員定位、資產(chǎn)管理、輸液健康、病人監(jiān)護(hù)、行為合規(guī)等業(yè)務(wù)的應(yīng)用,極大提升了醫(yī)療效率,減少醫(yī)療差錯(cuò)。華為敏捷分布式無線網(wǎng)絡(luò)方案,以醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的技術(shù)需求出發(fā),分析目前物聯(lián)網(wǎng)與WIFI網(wǎng)絡(luò)建設(shè)結(jié)合的建設(shè)思路,總結(jié)出一套開放的、可持續(xù)發(fā)展的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)模式,讓醫(yī)療機(jī)構(gòu)可以輕松應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)需求。
1. 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)概述
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)即通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把醫(yī)療業(yè)務(wù)相關(guān)的人員、資產(chǎn)、物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。簡而言之,醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)就是以服務(wù)醫(yī)療業(yè)務(wù)為目標(biāo)“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。
1.1醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)從架構(gòu)上,分為6層,如下圖所示:

圖 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽:廣義的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽,只要能識(shí)別人、物的身份和狀態(tài)的,都可以稱之為標(biāo)簽,包括條形碼、二維碼、射頻標(biāo)簽(如WIFI、RFID、ZigBee、藍(lán)牙、LoRa等);讀寫器:也稱之為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),用于讀寫物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽的數(shù)據(jù),同時(shí)將非IP的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能夠在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù);網(wǎng)絡(luò):通過無線網(wǎng)絡(luò)或者有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的應(yīng)用服務(wù)器;定位服務(wù)器:用于處理收集到的位置信息數(shù)據(jù);物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用:將物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽收集到的位置信息和數(shù)據(jù)類信息統(tǒng)一處理;醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng):如HIS、EMR等,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用*終都要服務(wù)于醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)。
1.2醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段
業(yè)界常見的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)有WIFI、藍(lán)牙、RFID、ZigBee已經(jīng)LoRa等,各種技術(shù)的對(duì)比見下表。
表射頻技術(shù)對(duì)比表

2. 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用從數(shù)據(jù)類型可以分為兩大類,一類是跟位置信息相關(guān)的,如嬰兒防盜、資產(chǎn)管理,行為分析等;另一類是純數(shù)據(jù)類型的,如生命體征監(jiān)護(hù)、溫濕度管理等。按照?qǐng)鼍胺譃樵呵凹本?、院?nèi)人員資產(chǎn)管理、醫(yī)療安全管理以及院外恢復(fù)監(jiān)控。
2.1院前急救
病人在院前急救的過程中,救治時(shí)間對(duì)挽救患者生命十分珍貴。借住物聯(lián)網(wǎng)傳感器,可以將患者實(shí)時(shí)的心電圖、脈搏、體溫等生命體征信息,以及其他檢查結(jié)果實(shí)時(shí)通過4G網(wǎng)絡(luò)傳回醫(yī)院。在來醫(yī)院的路上,醫(yī)生可以提前完成會(huì)診,等病人來到醫(yī)院直接安排治療工作,爭取更多救治時(shí)間。
2.2 院內(nèi)人員資產(chǎn)管理
醫(yī)院內(nèi)部的醫(yī)療設(shè)備,如PACS推車、呼吸機(jī)等設(shè)備會(huì)在不同科室間移動(dòng),在使用設(shè)備的時(shí)候經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備找不到,甚至丟失的問題。借助于物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽以及物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù),可以實(shí)時(shí)確定設(shè)備位置、狀態(tài)等信息,快速找到設(shè)備。同時(shí),結(jié)合報(bào)表系統(tǒng),能夠統(tǒng)計(jì)匯總出設(shè)備的使用情況以及盈利情況等信息。醫(yī)院輸液一旦漏針,會(huì)造成嚴(yán)重醫(yī)療事故,通過輸液泵的紅外傳感器和重力傳感器系統(tǒng),能夠監(jiān)測輸液速度,并在漏針或者液體輸完的時(shí)候,自動(dòng)關(guān)閉輸液,防止醫(yī)療事故的發(fā)生。通過心率、體溫等傳感器,可以在不打擾病人休息的情況下,完成生命體征測量,并自動(dòng)記錄到醫(yī)療系統(tǒng)中,既提高服務(wù)效率,又改善就醫(yī)體驗(yàn)。
2.3 醫(yī)療安全管理
在婦產(chǎn)科,嬰兒被盜、抱錯(cuò)等事故常有報(bào)道。借助醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)母嬰配對(duì),當(dāng)母親標(biāo)簽和嬰兒標(biāo)簽靠近時(shí),如果匹配則通過認(rèn)證,否則告警;利用電子圍欄技術(shù),在病區(qū)門口,通過近距離定位器結(jié)合門禁系統(tǒng),能夠在未授權(quán)嬰兒靠近出口的時(shí)候報(bào)警,并完成門禁自動(dòng)落鎖功能,防止嬰兒被盜。在感染科,SARS等嚴(yán)重感染病患者是禁止私自外出的,一旦發(fā)生病人出逃的情況,會(huì)造成社會(huì)安全問題。通過電子圍欄技術(shù),同樣可以防止重感染病人出逃問題。
2.4 院外恢復(fù)監(jiān)控
糖尿病、心臟病等慢性病管理,需要在院外長時(shí)間的監(jiān)控病人相關(guān)指標(biāo)。一方面,可以長期跟蹤病人生命體征情況,在必要的時(shí)候可以通知病人復(fù)查或者住院治療;另一方面,在突發(fā)情況下,如心臟病突發(fā),醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)及時(shí)通知患者家屬或者醫(yī)院,采取急救措施,防止意外的發(fā)生。
3. 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)模式
從上文的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)可以看出,醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的需求是有很強(qiáng)的科室屬性,也就是說應(yīng)用范圍和應(yīng)用方式是根據(jù)業(yè)務(wù)定制化建設(shè)的。物聯(lián)網(wǎng)射頻信號(hào),作為連接傳感器和有線的載體,在信號(hào)覆蓋方式上與WIFI網(wǎng)絡(luò)類似,越來越多的醫(yī)療機(jī)構(gòu)在建設(shè)WIFI網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候,考慮在WIFI網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)射頻信號(hào),避免在后期重復(fù)施工布線造成的浪費(fèi)。
3.1醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)模式
常見的WIFI信號(hào)的物聯(lián)網(wǎng)射頻統(tǒng)一建設(shè)的模式有兩種,一種是緊耦合模式,一種是松耦合模式。但是無論采取哪種模式建設(shè),基于RFID、ZigBee等技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用并不通用,醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)硬件和軟件是強(qiáng)綁定關(guān)系,不同廠商之間的硬件和軟件系統(tǒng)是不能天然融合的。
緊耦合方式則是通過定制化的產(chǎn)品,將無線接入點(diǎn)設(shè)備內(nèi)部集成了WIFI射頻的同時(shí),支持PCIE插槽,通過定制化開發(fā)將RFID、ZigBee、藍(lán)牙等射頻插卡通過內(nèi)置的方式集成在產(chǎn)品中,可以作為一款定制化的產(chǎn)品支持醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,如下圖所示華為AP4050DN-E架構(gòu)。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是能夠一套網(wǎng)絡(luò)滿足多套信號(hào)的覆蓋,節(jié)省重復(fù)投資建設(shè)造成的資源浪費(fèi)。但是,緊耦合模式的缺點(diǎn)也很明顯,大量的定制化開發(fā)工作造成了上線周期長。同時(shí)內(nèi)置插卡需要和無線接入點(diǎn)制定廠商深度對(duì)接,這樣也造成了嚴(yán)重的技術(shù)壁壘,沒有對(duì)接的廠商無法基于這一方案實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)射頻基于AP設(shè)備平滑升級(jí)。

圖 AP4050DN-E緊耦合模式
松耦合方式則是目前業(yè)界能看到*主流的方案,該方案在普通AP設(shè)備上,通過支持POE OUT功能,用AP對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行供電,完成基于WIFI網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)射頻升級(jí)。該方案不僅在擴(kuò)展方式上是開放的,沒有廠商壁壘;同時(shí),升級(jí)成本低,不需要任何定制化開發(fā)。
3.2華為開放的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)中,基于WIFI的移動(dòng)醫(yī)療是醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)*基本的要求,同時(shí)也是方案的核心。在WIFI信號(hào)的覆蓋中,需要先建設(shè)完成無盲點(diǎn)的WIFI網(wǎng)絡(luò),如下圖所示。在WIFI網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備選型中,考慮在每個(gè)房間、過道,以及門診和會(huì)議室等開闊區(qū)域保留開放的物聯(lián)網(wǎng)升級(jí)接口,滿足在各種場景下的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)平滑升級(jí)。

圖 醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方案
華為針對(duì)醫(yī)療場景給出定制化的解決方案。在病房和手術(shù)室采用敏分架構(gòu),敏分架構(gòu)由中央AP9430與遠(yuǎn)端模塊R250D-E組成,中央AP放置于弱電間,一個(gè)中央AP可以下掛24,*多48個(gè)遠(yuǎn)端模塊,中央AP和遠(yuǎn)端模塊之間通過網(wǎng)線互聯(lián),中央AP負(fù)責(zé)管理,遠(yuǎn)端模塊負(fù)責(zé)信號(hào)覆蓋,具備以下優(yōu)點(diǎn):
1)更高帶寬:每個(gè)房間802.11ac Wave2, *高1.2G帶寬,入室雙條流(業(yè)界*高性能);
2)避免施工:通過網(wǎng)線連接,施工更加方便;
3)方便管理運(yùn)維:管理通過中央AP完成,管理節(jié)點(diǎn)減少95%,故障點(diǎn)可以定位(傳統(tǒng)饋線方式無法定位天線故障和饋線故障);
4)更方便的擴(kuò)展性:病房、過道的遠(yuǎn)端模塊,全部支持POE OUT功能,給物聯(lián)網(wǎng)模塊供電。架構(gòu)更加開放,升級(jí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用無需定制化開發(fā),也不存在業(yè)務(wù)廠商強(qiáng)制綁定);
5)內(nèi)置藍(lán)牙;
6)支持房間級(jí)定位:能夠判斷終端從哪個(gè)遠(yuǎn)端模塊接入,房間級(jí)的定位。
結(jié)語
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,可以幫助實(shí)現(xiàn)醫(yī)院治療、管理、服務(wù)過程的智能化、信息化,通過建立一體化的管理系統(tǒng)、護(hù)理體系、服務(wù)體制,可以幫助醫(yī)院提高服務(wù)水平,優(yōu)化了各項(xiàng)資源配置,從而提高了醫(yī)院的工作效率,從而為病人提供更加人性化的服務(wù)。醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用目前還處于探索和起步階段,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)模式也不盡相同。醫(yī)療機(jī)構(gòu)需要結(jié)合自身業(yè)務(wù)需求,做整體和統(tǒng)一的規(guī)劃,為醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)預(yù)留開放的接口。同時(shí),醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的不成熟造成了硬件和軟件架構(gòu)昂貴,在建設(shè)過程中可先采取試點(diǎn)的方式摸索出一套適合自身需求的建設(shè)模式,循序漸進(jìn)的推廣,*后擁抱醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)。