王立準(zhǔn) 王春雨 魏瑜帥

(濰坊市人民醫(yī)院 濰坊 261041)

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無線移動技術(shù)在數(shù)字化醫(yī)療中的研究和應(yīng)用*

王立準(zhǔn) 王春雨 魏瑜帥

(濰坊市人民醫(yī)院 濰坊 261041)

介紹無線移動技術(shù)在國內(nèi)外醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，探討如何在濰坊市人民醫(yī)院搭建完善的無線移動醫(yī)療應(yīng)用平臺，包括無線局域網(wǎng)和開發(fā)無線應(yīng)用系統(tǒng)。選擇某一科室作為試點安裝并應(yīng)用本平臺，測試結(jié)果顯示該平臺的應(yīng)用是可行的，為醫(yī)護(hù)工作帶來便利。

醫(yī)療無線局域網(wǎng)； 無線移動醫(yī)療技術(shù)； 數(shù)學(xué)化醫(yī)院

1 引言

1.1 無線移動技術(shù)在國外醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對利用科技進(jìn)步改善醫(yī)療、健康服務(wù)水平需求日益增加，大量信息化手段應(yīng)用在醫(yī)療上。通信技術(shù)、計算機(jī)硬件、軟件的發(fā)展大大促進(jìn)了醫(yī)院的數(shù)字化工作，數(shù)字化醫(yī)院的提出和發(fā)展在促進(jìn)醫(yī)院實現(xiàn)資源整合、降低運(yùn)行成本、提高服務(wù)質(zhì)量和工作效率等方面發(fā)揮了重要作用。近年來，物聯(lián)網(wǎng)、無線移動技術(shù)在促進(jìn)醫(yī)療事業(yè)的應(yīng)用中得到了社會的廣泛認(rèn)可，在歐美等發(fā)達(dá)國家，便攜式無線醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)已被廣泛使用[1]。目前，在美國使用醫(yī)用 PDA 終端的醫(yī)生數(shù)量占總數(shù)的 27%～30%，41%的醫(yī)院已經(jīng)實施了基于無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks，WLAN)的移動電子病歷系統(tǒng)[2]。而且隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展、嵌入式系統(tǒng)的普及以及醫(yī)療系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和無線移動化，越來越多的醫(yī)院及醫(yī)護(hù)人員將開展無線移動化的醫(yī)療服務(wù)。

1.2 無線移動技術(shù)在我國醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

在我國一些醫(yī)院也進(jìn)行了基于無線局域網(wǎng)、Web 服務(wù)器及移動醫(yī)護(hù)工作站的嘗試，采用的平臺多是普通的商務(wù) PDA 或者推車型移動醫(yī)護(hù)工作站等國外的專用終端產(chǎn)品。這些終端產(chǎn)品作為醫(yī)用 PDA 終端使用時，由于在國內(nèi)的產(chǎn)品技術(shù)支持有限，存在著無法通過軟件來彌補(bǔ)的局限性[3]；另外，軟件也需要結(jié)合每個醫(yī)院的實際情況進(jìn)行開發(fā)，由于國外公司的技術(shù)壟斷，無法為國內(nèi)用戶提供更多、更深層次的個性化設(shè)計[4]。而我國基于無線移動技術(shù)的醫(yī)療信息系統(tǒng)的研究剛剛進(jìn)入實質(zhì)啟動階段，且在技術(shù)方面也存在一些問題，如網(wǎng)絡(luò)速度慢、安全性差等。無線移動技術(shù)對于醫(yī)療行業(yè)是非常重要的。由于醫(yī)務(wù)人員的工作經(jīng)常是移動的，只有他們在任何地方都可以隨時收到患者的呼叫和信息，才能夠更好地實現(xiàn)“以病人為中心”和隨身醫(yī)療服務(wù)的理念[5-6]。此外，除了移動性，安全性和保證患者隱私對于醫(yī)療行業(yè)也很關(guān)健。在本課題中，科研人員除研究開發(fā)一套基于大型公立醫(yī)院的無線移動醫(yī)療平臺以外，還將研究開發(fā)出一套核心業(yè)務(wù)網(wǎng)安全管理系統(tǒng)來增強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)的安全性和對患者隱私的保護(hù)。本文主要介紹研究的內(nèi)容和方法，以濰坊市人民醫(yī)院部分科室作為試點安裝無線醫(yī)療平臺，配合使用無線移動醫(yī)護(hù)工作線進(jìn)行測試。

2 研究內(nèi)容和方法

2.1 主要內(nèi)容

(1)研究無線移動技術(shù)在數(shù)字化醫(yī)療系統(tǒng)中的應(yīng)用，設(shè)計并開發(fā)一套適合大型公立醫(yī)院的無線移動信息系統(tǒng)。醫(yī)務(wù)人員可以通過基于802.11協(xié)議族無線局域網(wǎng)的PDA、平板電腦以及移動工作站輸入和提取病歷、檢驗檢查結(jié)果以及影像圖像。 (2)在藥物管理方面，由于不合法的處方書寫方式、計量、禁忌配伍等與藥物管理相關(guān)的錯誤將對患者、醫(yī)療質(zhì)量和服務(wù)產(chǎn)生巨大影響和損失,因此在藥皿以及病人的腕帶上使用條碼，再配上PDA或平板電腦等帶有條碼掃描功能的無線通訊設(shè)備，以加強(qiáng)藥物管理，保證正確的藥物在正確的時間以正確的計量給正確的病人服用。 (3)醫(yī)院的辦公系統(tǒng)將會利用無線網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)出一套在手機(jī)上可以運(yùn)行的辦公軟件，這樣后勤、行政管理、職能部門人員可以通過無線移動辦公系統(tǒng)進(jìn)行移動辦公。 (4)數(shù)字化醫(yī)療信息系統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的安全管理也是本課題研究的重點之一。醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)涉及大量的人員、應(yīng)用程序和設(shè)備，其安全性是極其重要的，開發(fā)的安全性管理平臺可以管理網(wǎng)絡(luò)中任何人或設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)安全采用中央管理的方式，僅需要少數(shù)人員就可以對全院進(jìn)行管理，不僅如此，全部安全管理特性還可以跟隨，無論醫(yī)生在病房、門診還是手術(shù)室，只要連接到醫(yī)院的業(yè)務(wù)網(wǎng)，就可以同樣登錄到醫(yī)院的信息系統(tǒng)，其安全性、連接性、可應(yīng)用的系統(tǒng)以及權(quán)限都一樣，而且不需要改變?nèi)魏卧O(shè)置。

2.2 研究方法

2.2.1 選擇試點科室 選擇心內(nèi)科作為試點科室，原因是網(wǎng)絡(luò)容易改造，床與床之間空隙較為適宜，既能為無線局域網(wǎng)的搭建提供便利條件，又能為查房車的使用提供可靠保障。病區(qū)呈“一”字形分布，對于無線信號的影響比較小[7]。

2.2.2 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)路線(圖1)

圖1 技術(shù)路線

從研究開始到結(jié)束，按照需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實現(xiàn)、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)實施與維護(hù)的基本路線開發(fā)系統(tǒng)，中間不斷穿插新的維護(hù)請求和更多的需求分析，不斷在系統(tǒng)開發(fā)階段進(jìn)行設(shè)計、編碼、測試的反復(fù)迭代，最終取得研究成果。 需求分析階段產(chǎn)生最初需求規(guī)格說明書，該說明書內(nèi)容應(yīng)包括系統(tǒng)基本功能需求和對計算機(jī)系統(tǒng)、手持設(shè)備終端、無線網(wǎng)絡(luò)等的要求。系統(tǒng)設(shè)計階段的任務(wù)是通過綜合考慮所有的技術(shù)限制，以擴(kuò)展和細(xì)化分析階段的模型[8]。系統(tǒng)實現(xiàn)階段是對程序進(jìn)行編碼的過程，可以選擇面向?qū)ο蟮木幊陶Z言(Java)作為實現(xiàn)系統(tǒng)的軟件環(huán)境。系統(tǒng)測試和配置是本技術(shù)路線一條循環(huán)中的最后一個環(huán)節(jié)，該階段在完成系統(tǒng)編碼后，需要對系統(tǒng)進(jìn)行測試，通常包括單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試和驗收測試。

2.2.3 無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的整合(圖2)

圖2 醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

原有的核心業(yè)務(wù)網(wǎng)是由有線網(wǎng)絡(luò)組成的局域網(wǎng)，要在原有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上架構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)有線局域網(wǎng)和無線局域網(wǎng)的整合是最大的難點，涉及VLAN的對接、WLAN-VLAN的映射以及DHCP中

繼等一系列問題。濰坊市人民醫(yī)院主要由門診樓、住院一部、住院二部、住院三部、心血管病房樓、傳染病房樓等組成，樓宇非常分散，多以CISCO3550-48、H3C5120-24和H3C3600-24匯聚各樓層的接入交換機(jī)到核心交換機(jī)。

3 醫(yī)療無線局域網(wǎng)運(yùn)行效果測試

3.1 無線網(wǎng)絡(luò)測試

選擇幾個試點科室改造無線網(wǎng)絡(luò)，然后進(jìn)行測試。使用的測試工具為內(nèi)置Intel 3945 ABG無線網(wǎng)卡的筆記本電腦1臺、Network Stumbler軟件1款。由于病區(qū)較多，測試的數(shù)據(jù)不進(jìn)行一一羅列，本文主要從心血管病房樓、住院三部和傳染病病房樓來闡述測試結(jié)果。首先，對心血管病房樓進(jìn)行測試，AP位于一樓北區(qū)值班室門口，使用測試工具進(jìn)行信號強(qiáng)度測試后得出的數(shù)據(jù),見表1。其次，對傳染病病房樓進(jìn)行測試，AP位于1樓5號房間門口，使用測試工具進(jìn)行信號強(qiáng)度測試后得出的數(shù)據(jù)，見表2。最后，對住院三部進(jìn)行測試，AP位于1樓7號病房和9號病房門口之間，使用測試工具進(jìn)行信號強(qiáng)度測試后得出的數(shù)據(jù)，見表3。

表1 心血管病房樓信號強(qiáng)度對比

表2 傳染病病房樓信號強(qiáng)度對比

表3 住院三部信號強(qiáng)度對比

3.2 測試結(jié)論

根據(jù)醫(yī)院對WLAN的穩(wěn)定性要求和實際情況，每個點的信號強(qiáng)度建議在60分貝毫瓦以內(nèi)。對于心血管病房樓，1個AP信號覆蓋單排3個房間，超過3個房間信號會不好，所以心血管病房樓的病區(qū)需要4個AP，加上主任辦公室和醫(yī)生辦公室，共需5個AP。 對于傳染病病房樓，其結(jié)構(gòu)、洗手間影響了AP的信號，所以1個AP覆蓋單排的2個房間，病區(qū)AP為4個。辦公室距離比較遠(yuǎn)，AP單獨(dú)放1個，一層AP的數(shù)量為5個。對于住院三部，1個AP覆蓋單排3個房間，共需要5個AP。

4 移動醫(yī)療信息系統(tǒng)

4.1 移動辦公自動化系統(tǒng)

在先前已發(fā)表過的論文中已經(jīng)提到如何實現(xiàn)基于現(xiàn)有的辦公自動化系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)一套移動辦公自動化系統(tǒng)的問題。該平臺整合了Internet技術(shù)、無線通訊技術(shù)，利用兩種不同的接入方式，通過無線移動設(shè)備和終端解決信息實時交換問題[9]。該平臺又是一個多層次的綜合平臺，包括4個層次,分別為移動終端設(shè)備層、業(yè)務(wù)處理層、系統(tǒng)支持層和信息存儲層[10]。

4.2 移動醫(yī)護(hù)工作站

移動醫(yī)生站是在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可以隨時隨地接入到醫(yī)院信息系統(tǒng)，方便醫(yī)生查房、電子病歷操作、醫(yī)囑執(zhí)行的一款醫(yī)療器械。對于移動醫(yī)生站支持醫(yī)院信息系統(tǒng)程度問題，科研小組人員將系統(tǒng)安裝到移動醫(yī)生站所配計算機(jī)上，在實際操作過程中進(jìn)行兼容性、容錯性、工作效率等測試。對于計算機(jī)配置情況，科研小組人員利用專業(yè)的硬件測試工具，測試并生成準(zhǔn)確而詳細(xì)的硬件報表。

5 結(jié)語

濰坊市人民醫(yī)院作為濰坊市最大的綜合性三級甲等醫(yī)院，無線移動技術(shù)在臨床上的應(yīng)用正步入一個新的臺階。通過本文的介紹，明確了如何實現(xiàn)醫(yī)院綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)無線化，在對醫(yī)院現(xiàn)有的有線局域網(wǎng)進(jìn)行分析基礎(chǔ)上，再對無線局域網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃與建設(shè)。

1 劉文,徐濤. 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)院設(shè)備管理中的應(yīng)用[J]. 醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志,2010,31(12):34-37.

2 趙立春,梁健. 移動查房系統(tǒng)構(gòu)建[J]. 醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志,2013,34(2):25-27.

3 杜柯,朱新銀,趙碧霞. 無線通信技術(shù)在智慧醫(yī)療管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志,2013,34(6):14-17.

4 強(qiáng)莉萍. 移動醫(yī)生工作站設(shè)計與應(yīng)用[J]. 醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志,2013,34(7):29-31，34.

5 王修來,張偉娜. 數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)中移動臨床信息系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志,2011,32(9):16-18，22.

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8 王園園,劉硯燕,魏春嵐，等.移動醫(yī)療在衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀[J].解放軍護(hù)理雜志,2012,29(23):29-32.

9 姜姣嬌,趙濤,張晨曦，等.基于移動技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合的醫(yī)療信息系統(tǒng)[J].天津大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版,2012,14(3):253-257.

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Research and Application of Wireless Mobile Technology in Digital Medical Treatment

WANGLi-zhun，WANGChun-yu，WEIYu-shuai，

WeifangPeople'sHospital,Weifang261041,China

The paper introduces the application of wireless mobile technology in medical field both in China and abroad, discusses how to establish perfect wireless mobile medical application platform, including wireless local area networks and wireless application system development. A department is selected as a pilot to install and utilize this platform, the testing result shows that the application of this platform is feasible, providing facility for the medical work.

Medical wireless local area network; Wireless mobile medical technology; Digital hospital

2014-05-06

王立準(zhǔn)，碩士，發(fā)表論文5篇。

濰坊市衛(wèi)生局科研項目計劃(項目編號：2012010)。

R-058

A 〔DOI〕10.3969/j.issn.1673-6036.2015.04.005