首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京婦產(chǎn)醫(yī)院 王 婷

伴隨著近年來信息系統(tǒng)快速的發(fā)展，現(xiàn)代科技與醫(yī)療技術(shù)的高度融合，先進(jìn)的信息系統(tǒng)技術(shù)，高清可視技術(shù)，醫(yī)療技術(shù)數(shù)字化技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，醫(yī)學(xué)影像傳輸數(shù)字技術(shù)等，使得傳統(tǒng)的手術(shù)示教模式被再次重組，新型示教信息系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。沒有時(shí)間限制，沒有地域限制，沒有病菌感染衛(wèi)生安全憂患，在有效的網(wǎng)絡(luò)及安全保障措施下，手術(shù)過程和細(xì)節(jié)信息被真實(shí)的全方位呈現(xiàn)在觀者面前；但同時(shí)，基于呈現(xiàn)層、數(shù)據(jù)層搭建的安全架構(gòu)也是本次探索中的核心內(nèi)容，本文將全面的介紹本院在安全架構(gòu)上的設(shè)想內(nèi)容及經(jīng)驗(yàn)。

隨著信息系統(tǒng)多媒體技術(shù)、醫(yī)療信息數(shù)據(jù)化技術(shù)和遠(yuǎn)程通信技術(shù)的快速發(fā)展，醫(yī)療行業(yè)的信息化和數(shù)字水平不斷提高，已從監(jiān)測、診治、看護(hù)等基礎(chǔ)設(shè)備的單一化向臨床信息的一體化集成、共享和信息交流發(fā)展，臨床示教信息一體化為醫(yī)護(hù)、專家、學(xué)生提供了高效的醫(yī)療數(shù)字化信息，涵蓋了病患基本信息、生理體征、診療信息、手術(shù)參數(shù)、醫(yī)學(xué)影像、手術(shù)視頻等。通過建設(shè)數(shù)字化醫(yī)療示教系統(tǒng)平臺，可將過去“封閉式”、“孤島式”獨(dú)立的單元過渡到開放的信息共享中心，可廣泛應(yīng)用于手術(shù)示教、數(shù)據(jù)采集分析、學(xué)術(shù)交流、遠(yuǎn)程會診、重癥監(jiān)護(hù)和移動(dòng)救護(hù)等。

數(shù)字化醫(yī)療示教系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效提高醫(yī)療系統(tǒng)的診治質(zhì)量和工作效率，跨域空間和時(shí)間障礙，通過數(shù)字化醫(yī)療示教系統(tǒng)可以使身處異地的醫(yī)學(xué)專家之間進(jìn)行集中會診；也可以作為醫(yī)療專業(yè)的遠(yuǎn)程示教和培訓(xùn)的工具，覆蓋廣、收益快、效率高、適合將專家技術(shù)輸出需求，有良好的社會效益和應(yīng)用前景；同時(shí)，可以作為醫(yī)療單位系統(tǒng)內(nèi)的視頻會議系統(tǒng)，召開大范圍、多點(diǎn)的視頻會議，充分利用通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空優(yōu)勢，可是效果，節(jié)約時(shí)間，減少費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的效果。

但同時(shí)，面對復(fù)雜的系統(tǒng)接口和龐雜的數(shù)據(jù)，需要有成體系的數(shù)據(jù)安全及網(wǎng)絡(luò)安全保障措施，上述解決方案將在下文中詳述探討。

1 環(huán)境改造及配置

1.1 硬件環(huán)境配置

?對醫(yī)院的其中1間“手術(shù)室”進(jìn)行數(shù)字化手術(shù)室改造建設(shè)，使其主要用于手術(shù)教學(xué)、手術(shù)記錄，并可對手術(shù)室的各種設(shè)備進(jìn)行集中控制、調(diào)用切換、采集傳輸，包括術(shù)野攝像機(jī)、全景攝像機(jī)、內(nèi)窺鏡、呼吸機(jī)、心電監(jiān)護(hù)儀、麻醉機(jī)、PACS影像、音頻信號等；教學(xué)醫(yī)院及附屬醫(yī)院的實(shí)習(xí)醫(yī)生、醫(yī)護(hù)人員在示教室能清楚的觀看現(xiàn)場主刀醫(yī)生的操作細(xì)節(jié)和相關(guān)的醫(yī)學(xué)診斷影像，并可與手術(shù)室進(jìn)行對講，外院專家及醫(yī)師也可在外地觀看整個(gè)主刀醫(yī)生的手術(shù)過程可對手術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)，術(shù)后也可以對整個(gè)手術(shù)過程給予點(diǎn)評；

?對醫(yī)院的1間“遠(yuǎn)程會診室”進(jìn)行建設(shè)使其主要用于遠(yuǎn)程會診，使得基層醫(yī)院或其他兄弟醫(yī)院的基層患者可以享受專家會診，支持會診專家與申請醫(yī)生、患者間的實(shí)時(shí)音視頻交互；?對醫(yī)院1間“示教室”進(jìn)行建設(shè)，使其主要用于手術(shù)示教，使更多的實(shí)習(xí)醫(yī)生可以對手術(shù)過程進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)。

1.2 軟體環(huán)境配置

?對醫(yī)院的手術(shù)過程、會診過程需要進(jìn)行全過程記錄，并進(jìn)行數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)化及存儲，為醫(yī)療學(xué)術(shù)研究、教學(xué)、存檔提供了非常真實(shí)的資料，也為醫(yī)療糾紛提供事實(shí)依據(jù)；

?建立操作及使用權(quán)限管理體系，確保病患的個(gè)人隱私和醫(yī)護(hù)的學(xué)術(shù)隱私，原則是請求查詢和觀看示教的科室或個(gè)人，需要經(jīng)過權(quán)限認(rèn)證，同時(shí)，醫(yī)生在開展手術(shù)時(shí)，提前授權(quán)或知道來訪觀看的用戶情況，并可以隨時(shí)關(guān)閉或剔除來訪者，以及按照授權(quán)可以對錄像、圖片、設(shè)備數(shù)據(jù)等進(jìn)行授權(quán)；

?系統(tǒng)需具備極大的可擴(kuò)展性，方便實(shí)現(xiàn)和HIS系統(tǒng)、PACS 系統(tǒng)以及醫(yī)院其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成。規(guī)避出現(xiàn)不同醫(yī)療信息系統(tǒng)的信息孤島問題，最大程度保護(hù)用戶的投資。

2 實(shí)施及探索

系統(tǒng)采用光纖傳輸技術(shù)，采用分布式部署，設(shè)備間部署流媒體服務(wù)器、錄播服務(wù)器、全光纖矩陣、視頻合成服務(wù)器，手術(shù)室部署一體機(jī)進(jìn)行手術(shù)音視頻采集和設(shè)備控制，示教室部署示教終端可選擇要觀看的手術(shù)。在XXXX醫(yī)院本部會診室和基層醫(yī)院會診室部署相應(yīng)的終端用于遠(yuǎn)程會診，此外系統(tǒng)還支持手機(jī)、pad、筆記本觀看手術(shù)直播和遠(yuǎn)程會診。

2.1 設(shè)備間

在醫(yī)院設(shè)備間部署流媒體服務(wù)器和錄播服務(wù)器，流媒體服務(wù)器用于主要是對手術(shù)室、示教室、會診室的音視頻信號進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)并可以對指定的音視頻流轉(zhuǎn)發(fā)給錄播服務(wù)器進(jìn)行錄制，光纖矩陣對手術(shù)室輸出的視頻信號進(jìn)行采集、匯總、切換。

錄播服務(wù)器可以通過網(wǎng)絡(luò)，在管理系統(tǒng)的控制下，對指定的音視頻進(jìn)行錄制，并提供同步回放工具，可以完整地錄制一個(gè)手術(shù)示教活動(dòng)或遠(yuǎn)程會診的全部場景，方便醫(yī)院進(jìn)行遠(yuǎn)程權(quán)限登錄查看學(xué)術(shù)研究、教學(xué)、存檔。

對于有通過手機(jī)、PAD觀看手術(shù)示教、移動(dòng)會診的需求時(shí)，需要部署視頻合成服務(wù)器。

2.2 手術(shù)室

對醫(yī)院其中1間手術(shù)室進(jìn)行數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)，使其主要用于手術(shù)教學(xué)，手術(shù)記錄以及遠(yuǎn)程會診，對手術(shù)室的各種設(shè)備進(jìn)行集中控制、音視頻信號進(jìn)行集中采集傳輸。 手術(shù)室設(shè)備如圖1所示。

圖1 手術(shù)室設(shè)備

手術(shù)室是學(xué)習(xí)系統(tǒng)的信息源。手術(shù)現(xiàn)場情景、手術(shù)監(jiān)護(hù)儀器影像數(shù)據(jù)、醫(yī)生現(xiàn)場的語言是教學(xué)中的主要元素。手術(shù)室中的影像采集設(shè)備主要有全景攝像機(jī)、術(shù)野攝像機(jī)、內(nèi)窺鏡、PACS影像等醫(yī)療設(shè)備。這些醫(yī)療設(shè)備的影像數(shù)據(jù)不僅需要在手術(shù)室進(jìn)行集中控制，而且需要傳送到示教室，但是傳統(tǒng)的手術(shù)示教往往只能傳送兩路圖像，通過在手術(shù)室部署華平數(shù)字化手術(shù)室一體機(jī)可同時(shí)將多個(gè)設(shè)備的醫(yī)療影像數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞窘淌?、觀摩室等房間。

為了使主刀醫(yī)生和示教室能夠?qū)崟r(shí)雙向語音對講，在手術(shù)室內(nèi)部署一套對講系統(tǒng)，并接入一體機(jī)。一體機(jī)需要采集的設(shè)備如下：

?全景攝像機(jī)，用于采集手術(shù)室全景視頻信息；

?術(shù)野攝像機(jī)，用于采集手術(shù)中細(xì)節(jié)；

?內(nèi)窺鏡視頻，用于采集各類胃鏡、腸鏡、耳鼻喉鏡、宮腔鏡、治療內(nèi)鏡、膽道鏡、支氣管鏡等各類腔鏡圖像信號；

?PACS影像，如MR、CT等影像。

?麥克風(fēng)，將主刀醫(yī)師的語音實(shí)時(shí)傳送到示教室；

?可選接入手術(shù)室各類醫(yī)療儀器，如心電監(jiān)護(hù)儀、麻醉機(jī)、C型臂X光機(jī)、呼吸機(jī)等。

2.3 示教室

這些示教室可以是會議室，在這些教室部署專業(yè)的示教終端，可實(shí)時(shí)觀摩醫(yī)院手術(shù)室的手術(shù)實(shí)施情況。示教室設(shè)備如圖2所示。

圖2 示教室設(shè)備

示教室為實(shí)習(xí)醫(yī)生提供一個(gè)集中和實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)、交互答疑的環(huán)境，通過安裝大屏幕顯示設(shè)備，如多臺投影機(jī)、平板電視和手持設(shè)備等，如果是全光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，可直接通過光電轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換至視頻信號，投影到示教室的大屏上設(shè)備間，全高清無損呈現(xiàn)手術(shù)視頻。涉及到IP網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，可通過示教終端從IP網(wǎng)絡(luò)上獲取手術(shù)視頻流輸出到顯示設(shè)備上，用戶能靈活切換現(xiàn)場手術(shù)視頻畫面，方便組合顯示多路的手術(shù)視頻畫面并支持雙向語音可視對講。

3 安全保障

3.1 數(shù)據(jù)安全

（1）對于數(shù)據(jù)獲取有嚴(yán)格的授權(quán)和審批體系

數(shù)據(jù)安全管理策略必須遵守醫(yī)院安全管理規(guī)范，配置策略的需求應(yīng)僅限于業(yè)務(wù)系統(tǒng)自身業(yè)務(wù)范疇。在配置和授權(quán)訪問權(quán)限時(shí)，源地址、目的地址、服務(wù)或端口的范圍必須以實(shí)際訪問需求為前提，盡可能縮小范圍，保護(hù)數(shù)據(jù)的安全。

相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息只有授權(quán)內(nèi)人員可以查閱，內(nèi)部擁有用戶權(quán)限管理體制。

（2）數(shù)據(jù)交換及應(yīng)用安全保障

與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過立項(xiàng)、簽署保密協(xié)議、明確雙方數(shù)據(jù)管理權(quán)責(zé)后，由信息科根據(jù)保密協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

構(gòu)建安全架構(gòu)的安全機(jī)制和程序，包含但不限于：

在公共網(wǎng)絡(luò)和組織私有網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)立的進(jìn)行協(xié)調(diào)的防火墻機(jī)制；由相關(guān)負(fù)責(zé)人監(jiān)控應(yīng)用程序日志，包括操作系統(tǒng)日志和控制臺消息、網(wǎng)絡(luò)管理消息、防火墻日志和警報(bào)、路由器管理消息等；確保傳送數(shù)據(jù)的機(jī)密性（如通過加密的安全套接字層【SSL】來保護(hù)資源）；安全漏洞識別方法和程序，基于網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)的入侵檢測系統(tǒng)；保護(hù)現(xiàn)有系統(tǒng)不受計(jì)算機(jī)病毒侵害并防止將病毒傳播給其他端口；定義通俗易懂的管理層安全意向的實(shí)務(wù)和程序。

（3）病患數(shù)據(jù)保護(hù)

每位醫(yī)護(hù)員工簽署數(shù)據(jù)保密協(xié)議；由信息科負(fù)責(zé)與本科室員工另外簽署信息保密守則，建立了安全策略、職責(zé)文件的手冊，簽署《安全操作承諾書》；所有核心系統(tǒng)、密碼體系等，只有科室負(fù)責(zé)人持有。

3.2 應(yīng)急處置

應(yīng)急分配方式適用于無法預(yù)測的業(yè)務(wù)突發(fā)情況（如遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊等），需要立即啟動(dòng)備份設(shè)備，并視應(yīng)用環(huán)境地域條件配置云資源以保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。該分配方式由信息采集階段、手動(dòng)配置資源階段（使用授額采購）、資源付費(fèi)階段組成。

在云資源付費(fèi)階段需要云資源服務(wù)提供的費(fèi)用賬單（或資源訂單）、云資源緊急狀態(tài)截圖、相關(guān)資源采購合同。上述材料作為支付依據(jù)，上傳至醫(yī)院財(cái)務(wù)系統(tǒng)以完成云資源費(fèi)用結(jié)算。

4 探索總結(jié)

醫(yī)院系統(tǒng)面臨和擔(dān)負(fù)著時(shí)代技術(shù)變革的責(zé)任，也面臨著技術(shù)升級的挑戰(zhàn)，與全球醫(yī)院和醫(yī)學(xué)管理者所要面對的挑戰(zhàn)相同，站在醫(yī)療體系前言的示教系統(tǒng)，在突破傳統(tǒng)手術(shù)示教的限制和全面融合信息化技術(shù)的同時(shí)，也要不斷強(qiáng)化信息技術(shù)的安全性、信息數(shù)據(jù)的安全性，以及專業(yè)學(xué)術(shù)和病患隱私的保障能力。

伴隨著近年來信息系統(tǒng)快速的發(fā)展，現(xiàn)代科技與醫(yī)療技術(shù)的高度融合，先進(jìn)的信息系統(tǒng)技術(shù)，高清可視技術(shù)，醫(yī)療技術(shù)數(shù)字化技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，醫(yī)學(xué)影像傳輸數(shù)字技術(shù)等，使得傳統(tǒng)的手術(shù)示教模式被再次重組，新型示教信息系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。沒有時(shí)間限制，沒有地域限制，沒有病菌感染衛(wèi)生安全憂患，在有效的網(wǎng)絡(luò)及安全保障措施下，手術(shù)過程和細(xì)節(jié)信息被真實(shí)的全方位呈現(xiàn)在觀者面前。