基于下一代互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)院研究進(jìn)展

卓鑒軍

摘要：數(shù)字化醫(yī)院是_種新型的醫(yī)療服務(wù)模式，數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)對優(yōu)化醫(yī)療服務(wù)流程，提高醫(yī)療服務(wù)效率和質(zhì)量具有重要意義。文章歸納分析了國內(nèi)外現(xiàn)有基于下一代互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)院發(fā)展現(xiàn)狀以及下一代互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，總結(jié)已有的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，為今后的研究提供理論和方法依據(jù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化醫(yī)院；下一代互聯(lián)網(wǎng)；研究狀況

1 引言

數(shù)字化醫(yī)院是智慧醫(yī)療和區(qū)域衛(wèi)生信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，是公立醫(yī)院改革的重要技術(shù)支撐，對全民健康保障體系的建立具有重要的作用。以IPv4為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)所固有的缺陷：網(wǎng)絡(luò)地址獲取量不足、安全可信度較差、服務(wù)質(zhì)量較低、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和管理難度增加，網(wǎng)絡(luò)與信息安全水平和服務(wù)質(zhì)量降低等突出問題，已不能滿足數(shù)字化醫(yī)院發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)的需求，嚴(yán)重制約著數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)向著更高層次發(fā)展。迫切要求數(shù)字化醫(yī)院系統(tǒng)由現(xiàn)行的封閉式物理隔斷模式轉(zhuǎn)向開放運(yùn)行模式，與外部系統(tǒng)（如區(qū)域衛(wèi)生信息平臺、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)信息系統(tǒng)、公共衛(wèi)生信息系統(tǒng)等）進(jìn)行實(shí)時信息交換與共享，充分利用下一代互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢，構(gòu)建數(shù)字化醫(yī)院的服務(wù)模型及體系結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)數(shù)字化醫(yī)院的發(fā)展趨勢。開放環(huán)境下的數(shù)字化醫(yī)院服務(wù)流程、服務(wù)模型和體系結(jié)構(gòu)等問題的研究，可充分滿足當(dāng)前醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)以服務(wù)為導(dǎo)向的需求，為數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)提供總體規(guī)劃和頂層設(shè)計，能快速實(shí)現(xiàn)更廣泛互聯(lián)、更便捷移動、更高效共享的全面數(shù)字化醫(yī)療。

2 國外基于下一代互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)院研究狀況

美國已啟動“農(nóng)村衛(wèi)生保健試點(diǎn)計劃”，以幫助公共和非營利性醫(yī)療機(jī)構(gòu)建設(shè)國家或區(qū)域范圍內(nèi)的寬帶網(wǎng)絡(luò)連接，以便其向全國各地提供遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)，該計劃將資助85%的網(wǎng)絡(luò)升級、Internet2連接和選定接收者的先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)費(fèi)用。約翰霍普金斯全球臨床健康教育中心正在使用運(yùn)行在Internet2網(wǎng)絡(luò)之上的遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)，該技術(shù)可提供高質(zhì)量視頻會議并可連接高分辨率顯微鏡、三維核磁共振成像，支持艾滋病毒耐藥性互助陳述分析。

歐盟2001年建成GeANT高速試驗(yàn)網(wǎng)，并在2005年6月啟動GeANT2研究計劃。該計劃是第一個在全球范圍部署的混合網(wǎng)絡(luò)同時采用包交換和電路交換。GeANT2的許多連接都達(dá)到10Gbps的速度，可應(yīng)用于許多領(lǐng)域的協(xié)作研究，如網(wǎng)格計算、生命科學(xué)、射電天文學(xué)和天氣變化等。GeANT2提供的數(shù)據(jù)信息包括高清晰度圖像、視頻和音頻文件、DNA樣本及相關(guān)數(shù)據(jù)，目前，歐盟GeANT2高速試驗(yàn)網(wǎng)已應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)信息共享。

亞太地區(qū)1997年6月3日由17個亞太地區(qū)國家或地區(qū)近40多個成員組成的先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)組織成立，建立APAN主干網(wǎng)，其主要宗旨是對連接亞太地區(qū)各國的學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行。日本于2002年推出IPv6商用服務(wù)，2005年完成互聯(lián)網(wǎng)向IPv6的過渡，2007年啟動了“新一代網(wǎng)絡(luò)”國家重大項(xiàng)目，研究下一代互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。在醫(yī)院信息化應(yīng)用方面，IPv6技術(shù)主要用于電子病歷共享和遠(yuǎn)程醫(yī)療等方面。如在十勝地區(qū)建立起基于IPv6的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，為地方醫(yī)院、大學(xué)附屬醫(yī)院，甚至一般家庭提供醫(yī)療支援、遠(yuǎn)程手術(shù)指導(dǎo)、遠(yuǎn)程會診以及家庭監(jiān)護(hù)等服務(wù)。

3 國內(nèi)基于下一代互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)院研究狀況

1998年，我國開始搭建IPv6試驗(yàn)床，開始了下一代互聯(lián)網(wǎng)研究。2003年8月我國啟動了下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程（CNGD。CNGI的核心網(wǎng)中規(guī)模最大的學(xué)術(shù)性主干網(wǎng)是CNGICERNET2以及CNGI國際/國內(nèi)互聯(lián)中心CNGI-6IX。我國的CERNET2主干網(wǎng)采用純IPV6協(xié)議，使用CERNET的全國高速傳輸網(wǎng)，以2.5-10Gbps傳輸速率和部分IPv6路由器，連接全國20個主要城市的CERNET2核心節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全國200余所高校下一代互聯(lián)網(wǎng)高速接入，同時為全國其他科研院所和研發(fā)機(jī)構(gòu)提供下一代互聯(lián)網(wǎng)高速接入服務(wù)。目前，我國已建成全球最大的下一代互聯(lián)網(wǎng)示范網(wǎng)絡(luò)，推動并形成了中國的下一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)群，下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程項(xiàng)目使我國在下一代互聯(lián)網(wǎng)研究及關(guān)鍵技術(shù)方面走到了世界前列。

我國在基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)已取得了一系列成果，可擴(kuò)展、更安全、更大、可信、可管理、高質(zhì)量的以IPv6核心協(xié)議為基礎(chǔ)的下一代互聯(lián)網(wǎng)在學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界共同努力下，現(xiàn)已進(jìn)入大規(guī)模研究和建設(shè)階段，其技術(shù)已基本成熟并已經(jīng)商用化，使用它可以改變現(xiàn)行數(shù)字化醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)傳輸能力有限、服務(wù)質(zhì)量難以確保、網(wǎng)絡(luò)安全隱患嚴(yán)重、有效管理機(jī)制缺乏、移動性能差等問題。NGI地址空間巨大，接入方式方便快捷，支持100Mbps以上的端到端高性能通信，支持終端的無線接入和移動通信，提供身份認(rèn)證和訪問授權(quán)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證完整性，同時可進(jìn)行有序的管理、有效的運(yùn)營和及時的維護(hù)，這些優(yōu)勢都將為數(shù)字化醫(yī)院的發(fā)展提供可靠的技術(shù)支撐。

目前利用CERNET和APAN進(jìn)行國際性的醫(yī)療會議和交流應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，可遠(yuǎn)程觀看臨床手術(shù)，與主刀醫(yī)生現(xiàn)場交流，遠(yuǎn)程醫(yī)療培訓(xùn)等。2009年11月在清華大學(xué)舉行的第十三屆全國超聲內(nèi)鏡暨內(nèi)鏡新技術(shù)學(xué)術(shù)研討會上，利用CERNET與亞太先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)APAN連接，北京協(xié)和醫(yī)院、京都第二紅十字醫(yī)院、韓國峨山醫(yī)療中心同步操作演示的手術(shù)現(xiàn)場，開啟國內(nèi)醫(yī)院首次利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行手術(shù)直播到海外的先例。

就廣東省而言，為了推進(jìn)廣東省下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，已提出了“十二五”期間的一系列發(fā)展目標(biāo)：全省要進(jìn)一步提升光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，用戶接入帶寬平均每年翻一番，力爭在光網(wǎng)絡(luò)覆蓋、網(wǎng)絡(luò)速率和應(yīng)用水平方面達(dá)到先進(jìn)國家水平；到2015年建成全國規(guī)模最大的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，推動廣東率先進(jìn)入4G時代。在“智慧廣東”的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域中提出了智慧醫(yī)療，提出建立家政服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系，探索居家養(yǎng)老、虛擬養(yǎng)老院等家庭保健服務(wù)新模式，推廣應(yīng)用帶物聯(lián)網(wǎng)功能的便攜式醫(yī)療設(shè)備。加快數(shù)字化醫(yī)院的建設(shè)，建立居民電子健康檔案，重點(diǎn)在重癥監(jiān)護(hù)、病患管理、用藥安全、血液制品管理以及醫(yī)療廢棄物處理等方面開展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。目前，廣東范圍內(nèi)部分三甲醫(yī)院推行基于下一代互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)的成效相對比較明顯，初步建立了基于下一代互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)院服務(wù)模型、服務(wù)流程和體系結(jié)構(gòu)，但離全面推行基于下一代互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化醫(yī)院還有一定的距離，尚需制度及財務(wù)等方面的保障和基層醫(yī)院的切實(shí)推行。

4 基于下一代互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)院的應(yīng)用技術(shù)

（1）數(shù)字化醫(yī)院中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。借助于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)即時監(jiān)測和自動數(shù)據(jù)采集以及遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)。（2）數(shù)字化醫(yī)院中的云計算技術(shù)。醫(yī)療行業(yè)的云計算中，病人的電子醫(yī)療記錄或檢驗(yàn)信息都存儲在中央服務(wù)器中，病人的信息和相關(guān)資料可以全球存取，醫(yī)護(hù)人員從因特網(wǎng)激活的設(shè)備上實(shí)時獲取資料。（3）數(shù)字化醫(yī)院中的移動計算技術(shù)。移動計算幫助完成對醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳感器獲得的信息進(jìn)行語義理解、推理和決策，任何時候都可以通過某種設(shè)備訪問所需要的信息，實(shí)現(xiàn)智能控制。（4）數(shù)字化醫(yī)院中的數(shù)據(jù)融合技術(shù)。在臨床診斷、治療、手術(shù)導(dǎo)航中，將各種模式的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)和融合，提供互補(bǔ)的醫(yī)學(xué)信息。

5 結(jié)語

（1）國內(nèi)外下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究已基本成熟，為數(shù)字化醫(yī)院由封閉走向開放提供一個良好的技術(shù)支持，但在數(shù)字化醫(yī)院方面的應(yīng)用研究不僅僅限于遠(yuǎn)程醫(yī)療等，還有很多其他領(lǐng)域，因此，建立基于下一代互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化醫(yī)院服務(wù)模型、服務(wù)流程和體系結(jié)構(gòu)，將成為發(fā)展趨勢。（2）在下一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究中，要盡可能繼承和發(fā)揚(yáng)目前互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)精髓，基于IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)，從基本組成、工作原理和實(shí)現(xiàn)機(jī)理，攻克重大技術(shù)挑戰(zhàn)和開發(fā)新的革命性應(yīng)用，開展下一代互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)研究。