論數(shù)字化醫(yī)院及我院數(shù)字化建設(shè)分析

戴勇

摘 要：數(shù)字化醫(yī)院，是在數(shù)字醫(yī)療設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和醫(yī)院業(yè)務(wù)軟件的基礎(chǔ)上，對(duì)病人的治療數(shù)據(jù)進(jìn)行采集存儲(chǔ)、傳輸和處理，從而在全院范圍內(nèi)形成全數(shù)字化的流程。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化醫(yī)院；網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；數(shù)字化建設(shè)

1 醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求

1.1 管理優(yōu)化

指人、財(cái)、物的管理，如財(cái)務(wù)管理、各種收費(fèi)、藥品藥庫(kù)管理和OA等，管理的優(yōu)化會(huì)降低醫(yī)院的運(yùn)營(yíng)成本，提高各個(gè)科室、各個(gè)流程、各個(gè)環(huán)節(jié)的效率。

1.2 信息共享

一方面，醫(yī)生可以從網(wǎng)絡(luò)中獲得所需的最新技術(shù)信息，求助于各個(gè)專(zhuān)科的專(zhuān)家，共享自己的醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)和成果。醫(yī)院之間也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)科研、診療等全方位的交流。另一方面，醫(yī)療信息化的核心是病人信息的共享，包括醫(yī)院各個(gè)科室之間、醫(yī)院之間、醫(yī)院與社區(qū)、醫(yī)療保險(xiǎn)、衛(wèi)生行政部門(mén)等的信息共享，以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心實(shí)現(xiàn)病人信息的無(wú)紙化和無(wú)膠片化。

1.3 資源共享

在網(wǎng)絡(luò)的支持下，醫(yī)院可以通過(guò)開(kāi)展示范教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程會(huì)診等多種方式緩解醫(yī)療資源緊張的局面。搭建易用的平臺(tái)，讓社區(qū)醫(yī)療、小醫(yī)院共享資源。

2 內(nèi)網(wǎng)需求

內(nèi)網(wǎng)是醫(yī)院核心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于開(kāi)展日常醫(yī)療業(yè)務(wù)（HIS、LIS、PACS、財(cái)務(wù)、體檢系統(tǒng)等）的內(nèi)部局域網(wǎng)，系統(tǒng)應(yīng)穩(wěn)定、實(shí)用和安全，具有高寬帶、大容量和高速率等特點(diǎn)，并具備將來(lái)擴(kuò)容和帶寬升級(jí)的條件。

2.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求

⑴實(shí)現(xiàn)千兆主干，桌面接入實(shí)現(xiàn)100/1000M自適應(yīng)（傳輸圖像的桌面直接實(shí)現(xiàn)1000M接入）；⑵配備的網(wǎng)管軟件應(yīng)提供可視的形象化的圖形界面，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的全部端口進(jìn)行監(jiān)視和管理；⑶交換機(jī)互連采用多條鏈路捆綁，防止鏈路瓶頸，并提供鏈路冗余。

由于醫(yī)療行業(yè)的特殊性，醫(yī)護(hù)人員和病患者之間需要頻繁地在院內(nèi)移動(dòng)、同時(shí)處理大量的信息，要求網(wǎng)絡(luò)具備可移動(dòng)性、傳輸速率高等特點(diǎn)。同時(shí)考慮到醫(yī)院業(yè)務(wù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)需要留出足夠余地?cái)U(kuò)容而不影響醫(yī)院正常的工作。

2.2 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計(jì)要求

⑴院內(nèi)核心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)HIS、PACS和LIS、體檢系統(tǒng)等應(yīng)用分別單獨(dú)組網(wǎng)。以子網(wǎng)的形式組成醫(yī)院的整體網(wǎng)絡(luò)。各網(wǎng)絡(luò)功能獨(dú)立應(yīng)用，信息互通，資源共享；當(dāng)任何一個(gè)子網(wǎng)出現(xiàn)故障，都不會(huì)影響到其他子網(wǎng)的使用。⑵新建的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)充分考慮跟現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的平滑接入，不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并考慮和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)冗余。⑶住院病區(qū)考慮到無(wú)線(xiàn)查房的需要，需要部署無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。⑷傳輸動(dòng)態(tài)圖像的部門(mén)有：放射影像科、PET/CT、核磁共振MRI、介入放射科DSA、B超室、心超室、腦超室、心電圖室、肌電圖室、胃腸鏡室、內(nèi)窺鏡室、重癥監(jiān)護(hù)室（ICU、CCU等）、手術(shù)室、麻醉科、視頻示教室和會(huì)議室等。⑸醫(yī)保（包括省醫(yī)保、市醫(yī)保、區(qū)醫(yī)保以及市公費(fèi)醫(yī)療）是專(zhuān)線(xiàn)接入。須配置醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)與專(zhuān)線(xiàn)網(wǎng)的接口。⑹為了更好地服務(wù)于醫(yī)療科研工作，需要將各類(lèi)監(jiān)護(hù)治療儀器上的各項(xiàng)生命體征等信息以數(shù)字化手段采集并且保存下來(lái)，在需要時(shí)，可隨時(shí)還原。因此，須考慮將醫(yī)院所有的監(jiān)護(hù)儀器和大型設(shè)備都聯(lián)網(wǎng)。

3 外網(wǎng)需求

外網(wǎng)原則上是指除醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)之外的所有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括INTERNET、銀聯(lián)系統(tǒng)、醫(yī)院圖書(shū)館知識(shí)管理平臺(tái)、和市衛(wèi)生局聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、電視監(jiān)控信號(hào)傳輸、BA、安防監(jiān)控、視頻會(huì)議系統(tǒng)、公共區(qū)域無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)等。⑴應(yīng)急系統(tǒng)也是衛(wèi)生局專(zhuān)線(xiàn)接入，通過(guò)外網(wǎng)接口和院內(nèi)視頻會(huì)議系統(tǒng)連接。⑵銀聯(lián)系統(tǒng)是用各POS機(jī)終端通過(guò)外網(wǎng)接口與原銀聯(lián)系統(tǒng)連接。⑶Internet網(wǎng)提供遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、局辦公自動(dòng)化服務(wù)、醫(yī)療設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)等。⑷醫(yī)院內(nèi)部職工文獻(xiàn)檢索及知識(shí)管理平臺(tái)集中在電子圖書(shū)館，但須在所有辦公場(chǎng)所、住院樓病房、宿舍等地方預(yù)留Internet網(wǎng)接口。⑸院內(nèi)電視監(jiān)控系統(tǒng)采集的信號(hào)需要從醫(yī)院外網(wǎng)系統(tǒng)上傳輸，需預(yù)留外網(wǎng)接口。⑹每個(gè)病區(qū)病床需預(yù)留外網(wǎng)接口考慮將來(lái)做電視點(diǎn)播（IPTV）作用。⑺醫(yī)院公共區(qū)域無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)可以考慮交由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商直接建設(shè)和收費(fèi)。⑻以上系統(tǒng)建議分別單獨(dú)組網(wǎng)，以子網(wǎng)的形式組成整體網(wǎng)絡(luò)。各網(wǎng)絡(luò)功能獨(dú)立應(yīng)用，信息互通，資源共享；當(dāng)任何一個(gè)子網(wǎng)出現(xiàn)故障，都不會(huì)影響到其他子網(wǎng)的使用。

江蘇省中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院新門(mén)急診醫(yī)技綜合樓高16層，計(jì)劃設(shè)置的匯聚層樓層為以下五個(gè)樓層，初步分別設(shè)置信息點(diǎn)如表1。

2層配線(xiàn)間負(fù)責(zé)1-3層的網(wǎng)絡(luò)接入、5層配線(xiàn)間負(fù)責(zé)4-6層的網(wǎng)絡(luò)接入、8層配線(xiàn)間負(fù)責(zé)7-9層的網(wǎng)絡(luò)接入、11層配線(xiàn)間負(fù)責(zé)10-12層的網(wǎng)絡(luò)接入、14層配線(xiàn)間負(fù)責(zé)13-15層的網(wǎng)絡(luò)接入。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到新大樓機(jī)房與老容災(zāi)機(jī)房互為熱備，當(dāng)新門(mén)診大樓的核心出現(xiàn)故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)鏈路能訊速的切換到容災(zāi)機(jī)房，醫(yī)院的各項(xiàng)子系統(tǒng)（包括HIS、LIS、PACS等）也能同時(shí)進(jìn)行切換，以確保醫(yī)院關(guān)鍵業(yè)務(wù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，據(jù)此，整體組網(wǎng)拓?fù)鋱D如下：

組網(wǎng)簡(jiǎn)介：

本次新醫(yī)院門(mén)急診醫(yī)技綜合樓高16層，根據(jù)前期的論證，網(wǎng)絡(luò)將采用接入->匯聚->核心的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，千兆到桌面，萬(wàn)兆骨干的設(shè)計(jì)思路。此次網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)當(dāng)中考慮到2層和5層的信息點(diǎn)比較多，采用雙匯聚的組網(wǎng)方式，由于放射科采用內(nèi)部交互流量較多，單獨(dú)為放射科部署雙匯聚交換機(jī)?？梢钥吹胶诵慕粨Q機(jī)采用雙機(jī)熱備方式。放射科匯聚交換機(jī)的優(yōu)先路由和其他樓層的優(yōu)先路由分別設(shè)置在不同的核心交換機(jī)上，做到三層流量負(fù)載分擔(dān)，新大樓門(mén)診主機(jī)房和老機(jī)房互為熱備，老機(jī)房做為容災(zāi)中心實(shí)備份HIS等關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)從核心->匯聚->接入均采用雙鏈路方式組網(wǎng)

核心與部分匯聚采用虛擬堆疊技術(shù)，確保網(wǎng)絡(luò)核心高速的轉(zhuǎn)發(fā)帶寬和可靠性。

4 方案配置詳細(xì)說(shuō)明

方案整體可以分為三大部分：1、新門(mén)診大樓網(wǎng)絡(luò)架設(shè)；2、容災(zāi)機(jī)房的核心網(wǎng)絡(luò)部署；3、新老兩套網(wǎng)絡(luò)的融合。

4.1 新門(mén)診大樓網(wǎng)絡(luò)架設(shè)

新門(mén)診大樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

配置說(shuō)明

核心交換機(jī)：推薦新增加1臺(tái)S7510E，雙電源、單引擎。1塊8端口萬(wàn)兆業(yè)務(wù)板和7塊萬(wàn)兆XFP多模模塊，分別連接下掛的匯聚交換機(jī)（單臺(tái)與5個(gè)匯聚交換機(jī)連接）、兩臺(tái)核心交機(jī)萬(wàn)兆互聯(lián)、還有與老機(jī)房的核心交換機(jī)萬(wàn)兆互聯(lián)；1塊48端口千兆以太網(wǎng)電接口模塊，負(fù)責(zé)連接醫(yī)院的HIS、LIS、PACS等以太網(wǎng)口服務(wù)器之用；1塊48端口千兆以太網(wǎng)光接口模塊，負(fù)責(zé)連接醫(yī)院的光纖服務(wù)器和光纖交換機(jī)，從可擴(kuò)展性角度來(lái)考慮，隨著醫(yī)院的服務(wù)器數(shù)量不斷增多，需要一臺(tái)專(zhuān)用的服務(wù)器區(qū)接入交換機(jī)，并通過(guò)光纖口連接核心交換機(jī)。

考慮到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的充分利舊，把現(xiàn)在老機(jī)房中的S7510E搬至新門(mén)診大樓主機(jī)房（16F），與新增加的S7510E做雙機(jī)熱備，同時(shí)需要增加相應(yīng)萬(wàn)兆業(yè)務(wù)板和模塊如下：

1塊8端口萬(wàn)兆以太網(wǎng)接口業(yè)務(wù)板和6塊萬(wàn)兆XFP多模模塊，分別連接下掛的匯聚交換機(jī)（單臺(tái)與5個(gè)匯聚交換機(jī)連接）、兩臺(tái)核心交機(jī)萬(wàn)兆互聯(lián)

匯聚交換機(jī)：推薦新增7臺(tái)S5500-28F-EI匯聚層交換機(jī)

由于2層和5層的信息點(diǎn)較多，而且網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)醫(yī)院的門(mén)診掛號(hào)、收費(fèi)等關(guān)鍵性業(yè)務(wù)，必須保證網(wǎng)絡(luò)的高可靠性，所以2層和5層分別配置2臺(tái)匯聚交換機(jī)，負(fù)責(zé)1-6層網(wǎng)絡(luò)接入，并進(jìn)行萬(wàn)兆智能彈性堆疊，同時(shí)，上行萬(wàn)兆雙鏈路至核心交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)鏈路級(jí)的冗余，從而確保醫(yī)院關(guān)鍵業(yè)務(wù)的永續(xù)性；

3層、4層、5層信息點(diǎn)數(shù)較少，分別配置1臺(tái)匯聚交換機(jī)，確保鏈路的可靠性，上行萬(wàn)兆雙鏈路至核心交換機(jī)：

接入層交換機(jī)：新增48口接入層交換機(jī)16臺(tái)、24口接入層交換機(jī)2臺(tái)。此次醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)接入推薦采用全千兆的S5120-EI設(shè)備，實(shí)現(xiàn)光纖雙鏈路上行到匯聚、下行千兆到桌面。在2層和5層配線(xiàn)間的接入層交換機(jī)較多，采用簡(jiǎn)單的堆疊線(xiàn)纜，因?yàn)槎询B數(shù)量太多會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定因素增加，所以分別以2臺(tái)為單位進(jìn)行堆疊，節(jié)約了光模塊采購(gòu)成本同時(shí)也保證了網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性

4.2 容災(zāi)機(jī)房的核心網(wǎng)絡(luò)部署

老機(jī)房做為容災(zāi)機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙缦聢D所示

配置說(shuō)明

核心交換機(jī)：新增兩臺(tái)S7503E交換機(jī)，分別配置單引擎、雙電源。共2塊48端口千兆以太網(wǎng)電接口模塊用于連接現(xiàn)有的所有以太網(wǎng)口服務(wù)器，并采用雙鏈路連接方式；共2塊48端口千兆/百兆以太網(wǎng)光接口模塊（SFP，LC）用于連接老住院樓、婦科樓、老門(mén)診大樓內(nèi)所有接入層交換機(jī)，下行采用光纖雙鏈路方式；配置萬(wàn)兆多模光模塊3個(gè)，其中2個(gè)用于兩臺(tái)核心互聯(lián)智能堆疊之用，1個(gè)用于連接至新門(mén)診大樓的S7510E交換機(jī)，負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程災(zāi)備。

接入層交換機(jī)：新增6臺(tái)S5120-EI交換機(jī)，并分別配置2個(gè)千兆多模光模塊。前期接入設(shè)備采用了其它廠(chǎng)商，現(xiàn)在為了方便日后網(wǎng)絡(luò)管理和配置，更換接入設(shè)備與核心交換機(jī)為同一品牌，所以新增6臺(tái)S5120-EI，并采用雙鏈路光纖上行至核心交換機(jī)。

4.3 新老兩套網(wǎng)絡(luò)的融合

老機(jī)房做為新機(jī)房的容災(zāi)備份中心，其組網(wǎng)拓?fù)淙缦拢?/p>

配置說(shuō)明

⑴首先，為了保證新門(mén)診大樓的醫(yī)療數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)備份到容災(zāi)中心，在新門(mén)診大樓的核心交換機(jī)與容災(zāi)機(jī)房的核心交換機(jī)通過(guò)萬(wàn)兆光纖進(jìn)行互聯(lián)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母邘?；⑵其次，如果新大樓的核心交換機(jī)出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)能訊速的切換到容災(zāi)中心，保證醫(yī)院關(guān)鍵業(yè)務(wù)的不間斷運(yùn)行，所以在新大樓的匯聚交換機(jī)上出一個(gè)千兆光纖口與容災(zāi)中心的核心交換機(jī)相連；⑶配置新大樓匯聚交換機(jī)光模塊數(shù)量為5塊，容災(zāi)機(jī)房的核心交換機(jī)光模塊17個(gè)（其中12個(gè)用于連接現(xiàn)有的接入設(shè)備，5個(gè)連接新大樓的匯聚交換機(jī)）

4.4 方案技術(shù)特點(diǎn)

堅(jiān)不可摧、輕松承載——IRF技術(shù)構(gòu)建高可靠實(shí)時(shí)門(mén)診網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

門(mén)診是醫(yī)院業(yè)務(wù)最繁忙、最關(guān)鍵的部門(mén)之一，涉及醫(yī)院多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相互配合。因此門(mén)診業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可靠性要求高、并發(fā)性、實(shí)時(shí)性和突發(fā)性強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)門(mén)診的網(wǎng)絡(luò)也提出了電信級(jí)的高可靠要求。

除了選擇高可靠核心設(shè)備，大型醫(yī)院還普遍在網(wǎng)絡(luò)中心采用了雙機(jī)冗余的方式，以進(jìn)一步提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠性，這樣任意單核心設(shè)備故障或者鏈路故障都不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。正是考慮到門(mén)診系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的高可靠要求，H3C建議醫(yī)院用戶(hù)在門(mén)診網(wǎng)絡(luò)中同樣采用雙歸屬的高可靠拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但雙核心并不意味著醫(yī)院要投入雙倍的資金去構(gòu)建門(mén)診網(wǎng)絡(luò)，H3C的IRF智能彈性框架技術(shù)能在提升網(wǎng)絡(luò)性能、可靠性的同時(shí)，還能降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本和維護(hù)成本，并為將來(lái)的平滑擴(kuò)展奠定良好基礎(chǔ)。

好處1：性能翻番。核心設(shè)備和匯聚設(shè)備都是負(fù)載分擔(dān)的方式——兩臺(tái)設(shè)備當(dāng)兩臺(tái)用；接入到匯聚以及匯聚到核心的雙鏈路上行都是負(fù)載分擔(dān)方式---兩條鏈路當(dāng)兩條用。

好處2：網(wǎng)絡(luò)更簡(jiǎn)單。二層不需要生成樹(shù)；三層不需要VRRP；多臺(tái)設(shè)備只需配置一次，讓網(wǎng)絡(luò)更簡(jiǎn)單。

好處3：網(wǎng)絡(luò)更可靠。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)秒級(jí)到毫秒級(jí)的切換時(shí)間，保證醫(yī)院業(yè)務(wù)不中斷！

結(jié)果就是：技術(shù)上的分析清晰表明，兩種架構(gòu)除了在可用性上大致相當(dāng)以外，在可靠性、安全性、可管理性與可擴(kuò)展性上，三層架構(gòu)都明顯優(yōu)于二層架構(gòu)。