《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于無線網(wǎng)絡(luò)的移動醫(yī)療系統(tǒng)解析
摘要: 無線局域網(wǎng)(WLAN)為有線網(wǎng)絡(luò)提供了靈活有效的延伸,。利用PDA或電腦通過無線網(wǎng)絡(luò)隨時隨地進行生命體征數(shù)據(jù)采集,、醫(yī)護數(shù)據(jù)的查詢與錄入,、醫(yī)生查房,、床邊護理、呼叫通信,、護理監(jiān)控,、藥物配送、病人標(biāo)識碼識別,,以及基于WLAN的語音多媒體應(yīng)用等等,,充分發(fā)揮醫(yī)療信息系統(tǒng)的效能,突出數(shù)字化醫(yī)院的技術(shù)優(yōu)勢,。
Abstract:
Key words :

無線局域網(wǎng)(WLAN)為有線網(wǎng)絡(luò)提供了靈活有效的延伸,。利用PDA或電腦通過無線網(wǎng)絡(luò)隨時隨地進行生命體征數(shù)據(jù)采集、醫(yī)護數(shù)據(jù)的查詢與錄入,、醫(yī)生查房,、床邊護理、呼叫通信,、護理監(jiān)控,、藥物配送、病人標(biāo)識碼識別,,以及基于WLAN的語音多媒體應(yīng)用等等,,充分發(fā)揮醫(yī)療信息系統(tǒng)的效能,突出數(shù)字化醫(yī)院的技術(shù)優(yōu)勢,。

根據(jù)應(yīng)用的差異移動醫(yī)療可劃分如下多個典型場景(如表1所示),。可以看出,,從核心應(yīng)用到增值應(yīng)用,,呈現(xiàn)出業(yè)務(wù)多樣性的特征。因此,,面對以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向的醫(yī)療信息化建設(shè),,支撐其業(yè)務(wù)運行的移動數(shù)據(jù)承載平臺的構(gòu)建應(yīng)是移動醫(yī)療解決方案關(guān)注的重點,。
 

 

表1. 移動醫(yī)療的典型應(yīng)用場景


移動醫(yī)療系統(tǒng)架構(gòu)
 

 

圖1. 移動醫(yī)療系統(tǒng)架構(gòu)


依據(jù)數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo),移動醫(yī)療系統(tǒng)的架構(gòu)需要按照業(yè)務(wù)需求劃分為終端層,、IP網(wǎng)絡(luò)層,、服務(wù)器集群。其中IP網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要從傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)架設(shè)過渡到以無線接入為基礎(chǔ)的有線無線一體化智能移動網(wǎng)絡(luò)部署,。終端選型要充分考慮和兼容移動醫(yī)療業(yè)務(wù)未來的發(fā)展,,特別是對語音、條碼掃描,、定位等細(xì)節(jié)的關(guān)注,。服務(wù)器集群在確定獨立的網(wǎng)路管理平臺策略上需要充分規(guī)劃醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的南北向接口。

作為基礎(chǔ)承載平臺,,移動醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)的智能化和一體化成為了數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)的核心組成,。

1. 端到端增強防護——解決無線安全問題


對于醫(yī)療單位的有線網(wǎng)絡(luò),,一般會進行內(nèi)外網(wǎng)隔離建設(shè),。但是由于無線技術(shù)本身的限制,使得同一區(qū)域部署兩套獨立的WLAN網(wǎng)絡(luò)難以實現(xiàn),。所以在同一區(qū)域,,內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)只能共享同一個無線網(wǎng)絡(luò)。那么,,如何保證內(nèi)網(wǎng)的醫(yī)療應(yīng)用安全,、以及外網(wǎng)寬帶接入服務(wù)的順利進行,成為移動醫(yī)療安全的重要關(guān)注點之一,。

傳統(tǒng)的無線安全解決方法,,重在加強空間信號傳輸?shù)募用?加擾,通過基于802.11i/WAPI的高強度的硬件加密和證書認(rèn)證機制來防止無線網(wǎng)絡(luò)遭受多種網(wǎng)絡(luò)攻擊的影響,。但是對于移動醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)來說,,更重要的是需要具備端到端的智能增強防護能力,可以防止非授權(quán)人員使用醫(yī)院無線網(wǎng)絡(luò),,防止非授權(quán)終端使用醫(yī)院無線網(wǎng)絡(luò),,保證醫(yī)療數(shù)據(jù)的私密性和完整性,智能感知無線入侵風(fēng)險,。

無線入侵檢測

對于不合法用戶的控制,,傳統(tǒng)的安全手段是通過定義合法用戶列表、加密方式保證合法用戶數(shù)據(jù)的安全性,,但手段太單一,,而且被動。無線入侵檢測可以突破這種局限性,,增強無線網(wǎng)絡(luò)的安全性:

無線控制器可以指定AP工作在兩種工作模式:模式一,、AP負(fù)責(zé)監(jiān)聽空口所有信道的信息,,但不負(fù)責(zé)用戶報文的轉(zhuǎn)發(fā);模式二,、AP在為用戶轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的同時定期切換到其他信道監(jiān)聽信息,;

AP設(shè)備負(fù)責(zé)把監(jiān)聽到的無線設(shè)備和有攻擊行為的無線設(shè)備上報給無線控制器;

無線控制器根據(jù)AP上報的設(shè)備信息識別非法設(shè)備,,排除合法設(shè)備,;

無線控制器可以控制AP 將非法設(shè)備列入黑名單或者對其發(fā)起攻擊;

無線終端準(zhǔn)入控制(W-EAD),。

在W-EAD方案中,,客戶端支持統(tǒng)一認(rèn)證——無線認(rèn)證和安全認(rèn)證的一次完成,從而方便部署和使用,。擁有合法身份的用戶除了被驗證用戶名,、密碼等信息外,還被檢查是否滿足安全策略的要求,,包括病毒軟件是否安裝,、病毒庫是否升級、是否安裝了必要的系統(tǒng)補丁等等,。對于同時滿足了身份檢查和安全檢查的用戶,,W-EAD會根據(jù)預(yù)定義的策略為其分配對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限,避免了非授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)訪問現(xiàn)象,,達到硬隔離的效果,。

2. 基于RSSI指紋的無線定位——解決人員和設(shè)備的管理問題

目前部分醫(yī)院采用的是傳統(tǒng)RFID模式的定位系統(tǒng),但這些定位系統(tǒng)都需要在病區(qū)內(nèi)安裝對應(yīng)獨立的讀卡系統(tǒng),,而且是基于“點”的定位,,只能定位對象在某一個接收點附近。而基于WLAN的RSSI指紋無線定位,,不僅利用已有的移動IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),,還實現(xiàn)“面”的精確定位,對象在哪個房間,,在走廊哪個位置,,都一目了然。

RSSI指紋特征定位技術(shù)是在多個位置上(P1,P2, P3……)收集來自被定位對象的信號RSSI,由于被定位對象和各采集位置距離不同,,所以這些采集位置將收到不同強度的RSSI (RSSI1, RSSI2, RSSI3……), 特定的RSSI數(shù)據(jù)(也稱為RSSI指紋)將反映出特定物理位置的特征,。

作為移動醫(yī)療網(wǎng)的重要組成部分,無線定位系統(tǒng)應(yīng)滿足以下功能:

對傳染病人,、精神病人,、失智老人實現(xiàn)在人、地、時,、事的全方位的監(jiān)控管理,;

追蹤病人位置、即時通報異常狀況,、隨時掌握病人位置而確保安全,;

當(dāng)高危病人出現(xiàn)緊急情況下,可主動按鍵發(fā)射信號,,在第一時間發(fā)出求救信號,,方便救護人員及時得到信息;

對醫(yī)療儀器與設(shè)備提供即時位置追蹤功能,,加強設(shè)備的綜合利用及管理,。各種精準(zhǔn)的信息也可提供儀器的使用率分析、故障率分析等管理報表,;

加大對危險或單品價值特別大的藥品的管理,,對藥品從入庫到被消耗或報廢的全過程進行監(jiān)管,保證隨時掌握每件藥品的狀態(tài),??梢杂行Ф沤^危險受控藥品的外流濫用。
 

 

圖2. 移動定位邏輯結(jié)構(gòu)

 

3. 智能流量集中轉(zhuǎn)發(fā)——實現(xiàn)移動醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)的無縫漫游


無縫漫游對醫(yī)院的重要性不言而喻,,無線終端設(shè)備在無線網(wǎng)絡(luò)中快速移動,,并且業(yè)務(wù)不中斷是移動醫(yī)療網(wǎng)建設(shè)的基本原則,?;?ldquo;瘦”AP集中轉(zhuǎn)發(fā)架構(gòu)的“一次認(rèn)證,快速移動接入”的方案可以確保全網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)二,、三層無縫漫游,,使醫(yī)護人員在移動查房過程中始終以最高的速率連接到網(wǎng)絡(luò),從而保證了業(yè)務(wù)的連續(xù)性,。
 

 

圖3. 集中轉(zhuǎn)發(fā)模式下的無縫漫游


如圖3所示,,主任醫(yī)生張三在住院樓A工作時查詢的是HIS服務(wù)器A的信息,當(dāng)張三遷移到住院樓B去工作時,,可以看出他還是從原來的HIS服務(wù)器讀取信息,。

由于醫(yī)生的無線終端在住院樓A時都已經(jīng)通過安全認(rèn)證,在住院樓B接入時就無需再次通過安全認(rèn)證,,直接接入即可,。移動過程中,只要有無線網(wǎng)絡(luò)信號,,業(yè)務(wù)就不會中斷,。“一次認(rèn)證,移動接入”無縫漫游方案使無線網(wǎng)絡(luò)不但靈活,而且更加可靠,。

4. 一體化管理平臺——輕松管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

有線無線一體化

智能一體化移動醫(yī)療管理通過基于融合型的一體化管理平臺,,不但將有線、無線設(shè)備有機的融合起來,,構(gòu)成一個整體,,還通過對醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合對接,形成了業(yè)務(wù)透明,、接口通暢,、管理清晰的新型移動醫(yī)療控制中心,顯著降低配置和管理難度,,提高網(wǎng)絡(luò)管理人員的工作效率(如圖4所示):
 

 

圖4. 智能一體化移動醫(yī)療管理


有線無線一體化,,讓部署更簡單,管理更容易,;

一次認(rèn)證,,多次接入,不同住院樓不同病房之間實現(xiàn)無線終端快速漫游切換,;

高安全性:結(jié)合無線EAD實現(xiàn)用戶身份安全認(rèn)證,、動態(tài)加密;

POE供電方式,,解決了供電不方便難題,,同時也保護了投資;

提供WIFI語音和對無線終端和病人具有感知定位等增值功能,;

提供開放的業(yè)務(wù)平臺,,可在此基礎(chǔ)上進行二次開發(fā),與第三方軟件進行有機的融合,。
 

綜合來看,,移動醫(yī)療網(wǎng)已經(jīng)日漸成為醫(yī)療行業(yè)信息化水平提升的重要組成。從傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)實施過渡到智能型移動網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和部署,,相關(guān)的技術(shù)關(guān)注要點已經(jīng)悄然發(fā)生了變化,。網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)、協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn),、用戶接入安全,、工程部署、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),、平臺管理等多個方面都依據(jù)智能醫(yī)療應(yīng)用的需求做出了最佳的方向選擇:

 

 

注:紅色標(biāo)注為推薦選項

表2. 移動醫(yī)療技術(shù)要點
 
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