無(wú)線移動(dòng)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)

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無(wú)線移動(dòng)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(wú)線移動(dòng)技術(shù)在國(guó)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(wú)線移動(dòng)醫(yī)療應(yīng)用平臺(tái)，包括無(wú)線局域網(wǎng)和開發(fā)無(wú)線應(yīng)用系統(tǒng)。選擇某一科室作為試點(diǎn)安裝并應(yīng)用本平臺(tái)，測(cè)試結(jié)果顯示該平臺(tái)的應(yīng)用是可行的，為醫(yī)護(hù)工作帶來(lái)便利。

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

1 引言

1.1 無(wú)線移動(dòng)技術(shù)在國(guó)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(duì)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(jì)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(shí)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(lái)，物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線移動(dòng)技術(shù)在促進(jìn)醫(yī)療事業(yè)的應(yīng)用中得到了社會(huì)的廣泛認(rèn)可，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，便攜式無(wú)線醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)已被廣泛使用[1]。目前，在美國(guó)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(shí)施了基于無(wú)線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks，WLAN)的移動(dòng)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(wú)線移動(dòng)化，越來(lái)越多的醫(yī)院及醫(yī)護(hù)人員將開展無(wú)線移動(dòng)化的醫(yī)療服務(wù)。

1.2 無(wú)線移動(dòng)技術(shù)在我國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

在我國(guó)一些醫(yī)院也進(jìn)行了基于無(wú)線局域網(wǎng)、Web 服務(wù)器及移動(dòng)醫(yī)護(hù)工作站的嘗試，采用的平臺(tái)多是普通的商務(wù) PDA 或者推車型移動(dòng)醫(yī)護(hù)工作站等國(guó)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(shí)，由于在國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品技術(shù)支持有限，存在著無(wú)法通過(guò)軟件來(lái)彌補(bǔ)的局限性[3]；另外，軟件也需要結(jié)合每個(gè)醫(yī)院的實(shí)際情況進(jìn)行開發(fā)，由于國(guó)外公司的技術(shù)壟斷，無(wú)法為國(guó)內(nèi)用戶提供更多、更深層次的個(gè)性化設(shè)計(jì)[4]。而我國(guó)基于無(wú)線移動(dòng)技術(shù)的醫(yī)療信息系統(tǒng)的研究剛剛進(jìn)入實(shí)質(zhì)啟動(dòng)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(wú)線移動(dòng)技術(shù)對(duì)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(dòng)的，只有他們?cè)谌魏蔚胤蕉伎梢噪S時(shí)收到患者的呼叫和信息，才能夠更好地實(shí)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(dòng)性，安全性和保證患者隱私對(duì)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(wú)線移動(dòng)醫(yī)療平臺(tái)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(lái)增強(qiáng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全性和對(duì)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(diǎn)安裝無(wú)線醫(yī)療平臺(tái)，配合使用無(wú)線移動(dòng)醫(yī)護(hù)工作線進(jìn)行測(cè)試。

2 研究?jī)?nèi)容和方法

2.1 主要內(nèi)容

(1)研究無(wú)線移動(dòng)技術(shù)在數(shù)字化醫(yī)療系統(tǒng)中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)并開發(fā)一套適合大型公立醫(yī)院的無(wú)線移動(dòng)信息系統(tǒng)。醫(yī)務(wù)人員可以通過(guò)基于802.11協(xié)議族無(wú)線局域網(wǎng)的PDA、平板電腦以及移動(dòng)工作站輸入和提取病歷、檢驗(yàn)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(jì)量、禁忌配伍等與藥物管理相關(guān)的錯(cuò)誤將對(duì)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(wú)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(shí)間以正確的計(jì)量給正確的病人服用。 (3)醫(yī)院的辦公系統(tǒng)將會(huì)利用無(wú)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(guò)無(wú)線移動(dòng)辦公系統(tǒng)進(jìn)行移動(dòng)辦公。 (4)數(shù)字化醫(yī)療信息系統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全管理也是本課題研究的重點(diǎn)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(tái)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(duì)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(wú)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(diǎn)科室 選擇心內(nèi)科作為試點(diǎn)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(wú)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(duì)于無(wú)線信號(hào)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(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)測(cè)試、系統(tǒng)實(shí)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(qǐng)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(jì)、編碼、測(cè)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(shuō)明書，該說(shuō)明書內(nèi)容應(yīng)包括系統(tǒng)基本功能需求和對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、手持設(shè)備終端、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等的要求。系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的任務(wù)是通過(guò)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(shí)現(xiàn)階段是對(duì)程序進(jìn)行編碼的過(guò)程，可以選擇面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言(Java)作為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件環(huán)境。系統(tǒng)測(cè)試和配置是本技術(shù)路線一條循環(huán)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，該階段在完成系統(tǒng)編碼后，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，通常包括單元測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試。

2.2.3 無(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)有線局域網(wǎng)和無(wú)線局域網(wǎng)的整合是最大的難點(diǎn)，涉及VLAN的對(duì)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(wú)線局域網(wǎng)運(yùn)行效果測(cè)試

3.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)測(cè)試

選擇幾個(gè)試點(diǎn)科室改造無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，然后進(jìn)行測(cè)試。使用的測(cè)試工具為內(nèi)置Intel 3945 ABG無(wú)線網(wǎng)卡的筆記本電腦1臺(tái)、Network Stumbler軟件1款。由于病區(qū)較多，測(cè)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(lái)闡述測(cè)試結(jié)果。首先，對(duì)心血管病房樓進(jìn)行測(cè)試，AP位于一樓北區(qū)值班室門口，使用測(cè)試工具進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試后得出的數(shù)據(jù),見表1。其次，對(duì)傳染病病房樓進(jìn)行測(cè)試，AP位于1樓5號(hào)房間門口，使用測(cè)試工具進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試后得出的數(shù)據(jù)，見表2。最后，對(duì)住院三部進(jìn)行測(cè)試，AP位于1樓7號(hào)病房和9號(hào)病房門口之間，使用測(cè)試工具進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試后得出的數(shù)據(jù)，見表3。

表1 心血管病房樓信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比

表2 傳染病病房樓信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比

表3 住院三部信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比

3.2 測(cè)試結(jié)論

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

4 移動(dòng)醫(yī)療信息系統(tǒng)

4.1 移動(dòng)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)

在先前已發(fā)表過(guò)的論文中已經(jīng)提到如何實(shí)現(xiàn)基于現(xiàn)有的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)一套移動(dòng)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的問題。該平臺(tái)整合了Internet技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù)，利用兩種不同的接入方式，通過(guò)無(wú)線移動(dòng)設(shè)備和終端解決信息實(shí)時(shí)交換問題[9]。該平臺(tái)又是一個(gè)多層次的綜合平臺(tái)，包括4個(gè)層次,分別為移動(dòng)終端設(shè)備層、業(yè)務(wù)處理層、系統(tǒng)支持層和信息存儲(chǔ)層[10]。

4.2 移動(dòng)醫(yī)護(hù)工作站

移動(dòng)醫(yī)生站是在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可以隨時(shí)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(duì)于移動(dòng)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(dòng)醫(yī)生站所配計(jì)算機(jī)上，在實(shí)際操作過(guò)程中進(jìn)行兼容性、容錯(cuò)性、工作效率等測(cè)試。對(duì)于計(jì)算機(jī)配置情況，科研小組人員利用專業(yè)的硬件測(cè)試工具，測(cè)試并生成準(zhǔn)確而詳細(xì)的硬件報(bào)表。

5 結(jié)語(yǔ)

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

1 劉文,徐濤. 無(wú)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(dòng)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(wú)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(dòng)醫(yī)生工作站設(shè)計(jì)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(lái),張偉娜. 數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)中移動(dòng)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.

6 孔華明,周天舒,李勁松，等.基于戴明循環(huán)的移動(dòng)醫(yī)療信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2010,5(12):15-18.

7 楊宏橋,吳元立,李學(xué)斯，等.移動(dòng)醫(yī)療技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué),2011,6(11):49-52.

8 王園園,劉硯燕,魏春嵐，等.移動(dòng)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(dòng)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(bào)：社會(huì)科學(xué)版,2012,14(3):253-257.

10 王立準(zhǔn)，王春雨，魏瑜帥，等.大型公立醫(yī)院移動(dòng)辦公系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2011，6(11)：61-64.

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(xiàng)目計(jì)劃(項(xiàng)目編號(hào)：2012010)。

R-058

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