[摘 要] 無線接入是醫(yī)療物聯(lián)網連接感知層到網絡層的基礎性環(huán)節(jié)，本文對此提出了多功能網關、無線組網、終端分布等關鍵技術的解決方案。通過應用實踐實現(xiàn)了異構無線網絡與有線網絡的互聯(lián)互通，移動醫(yī)療設備、通信設備與手持智能終端無縫連接。醫(yī)院應用實踐證明無線移動技術的應用為確保醫(yī)療安全，提高醫(yī)療工作的質量與效率發(fā)揮了重要作用。

　　0 前言

　　以醫(yī)院中泛在感知設備的互聯(lián)互通為特點的醫(yī)療物聯(lián)網實現(xiàn)了醫(yī)療健康信息自動化采集、智能化傳輸、全面化匯集、全局化決策分析和全流程輔助。隨著醫(yī)院計算機網絡的普及和醫(yī)療信息系統(tǒng)應用需求的擴大，傳統(tǒng)的固定部署計算機的方式存在點位固定、布線復雜、移動受限等問題，制約了醫(yī)院信息化終端向移動性、便攜性、小型化的發(fā)展。無線網絡具有終端可移動性、接入靈活方便等特點，打破了傳統(tǒng)有線部署的局限性，在越來越多的醫(yī)院得到規(guī)?；慕ㄔO。大量異構無線網絡、移動醫(yī)療設備、智能終端、傳感器、RFID 標簽等在醫(yī)院中的推廣應用，逐漸改變傳統(tǒng)的信息化應用模式，進一步提高醫(yī)療服務能力與效率，改善醫(yī)療服務質量與模式，實現(xiàn)面向全程健康管理的智慧醫(yī)療。

　　1 醫(yī)療物聯(lián)網的總體架構

　　醫(yī)療物聯(lián)網的總體架構由多層組成，由下至上分別為感知層、網絡層、云平臺層和應用層，見圖 1。感知層由各類終端設備與傳感器組成，包括移動或固聯(lián)網的醫(yī)療設備、健康檢測設備，分別部署在家庭、社區(qū)以及醫(yī)療機構，對不同對象進行識別、定位、狀態(tài)感知與采集。網絡層通過有線網、移動通信網和無線網的異構互聯(lián)，連接醫(yī)院、社區(qū)和家庭，實現(xiàn)醫(yī)療健康信息的智能化傳輸。云平臺作為醫(yī)療物聯(lián)網的運行支撐平臺，承擔著醫(yī)療物聯(lián)網的系統(tǒng)連接、信息處理、數(shù)據存儲、網絡管理，為醫(yī)療物聯(lián)網應用服務提供支撐運行環(huán)境。同時，針對醫(yī)療健康領域的應用需求，在各層面提供必要的安全隱私保障。應用層直接面向使用者，緊密結合醫(yī)療業(yè)務需求，包括一系列應用服務系統(tǒng)與界面，應用層為醫(yī)療活動的參與者提供精確、高效、便捷、實時的應用服務。移動終端通過無線網絡接入是構建物聯(lián)網的基礎性工程，包括了異構、多模態(tài)數(shù)據從感知層傳送到網絡層所涉及的平臺建設、技術手段、硬件設計、數(shù)據接口等。

　　2 無線組網方案

　　醫(yī)院無線網絡主要部署住院病區(qū)內，網絡拓撲圖，見圖2。每個醫(yī)療樓宇設有一個核心交換機向上連接醫(yī)院主干網絡，向下連接樓層交換機。每層設有一個 POE（Power Over Ethernet）交換機，取獨立布放無線 AP（Access Point）的方式進行 WLAN（Wireless Local Area Network）覆蓋，平均每 4 個病房部署 1 臺 AP，POE 交換機通過五類線與 AP相連，實現(xiàn)數(shù)據傳輸和供電。AP 采取 3 個頻點復用，同層之間相鄰、樓層之間上下相鄰的 AP 需避免相同頻點，以免造成同頻干擾。每個 AP 區(qū)域內，部署 1 臺多功能無線物聯(lián)網網關，該設備能夠兼容 Bluetooth、Zigbee、RF 等無線通信方式，支持輕量級 IPv6 協(xié)議棧，將異構網絡的數(shù)據轉換成 TCP/IP 數(shù)據包，實現(xiàn)與有線局域網互通，從而實現(xiàn)各種無線物理設備互聯(lián)互通。AP與多功能網關的搭配使用，實現(xiàn)醫(yī)院無線通信的全面覆蓋。

　　3 移動終端設備

　　移動終端設備是生理信號或醫(yī)療數(shù)據采集與顯示的節(jié)點，物聯(lián)網數(shù)據產生的起源之一。醫(yī)院中移動終端設備部署在臨床環(huán)境中，借助無線通信技術，能夠在移動狀態(tài)下向醫(yī)護人員、患者提供實時數(shù)據服務，具有其他固定式設備不具備的功能，主要特點如下 ：移動便攜性 ；低功耗抗干擾 ；在網內實現(xiàn)唯一識別 ；可支持數(shù)據與控制信息的無線傳遞 ；便于消毒。 目前醫(yī)院中成功應用的移動終端包括 3 類。

　　（1）生理信號采集設備包括無線體溫計、無線血壓計、無線血氧儀與移動心電圖機。此類設備能夠采集患者常規(guī)生理參數(shù)，支持 24 h 實時測量，一般由患者隨身佩戴，減少了對患者活動的限制。

　　（2）移動醫(yī)護終端包括基于智能平板電腦的移動醫(yī)生工作站以及基于手持 PDA 與移動護理車的護理工作站。此類設備能夠執(zhí)行數(shù)據采集，信息錄入，RFID 標簽掃描，設備定位等。

　　（3）院內通訊設備主要是指患者佩戴各類無線呼叫器，該類設備由患者隨身攜帶，應急情況下按動呼叫器按鈕可發(fā)出預警信息，根據無線網關獲得定位信息，兩類信息同時通過無線網絡可上傳到護理工作站。

    4 接入方式

　　醫(yī)療無線網中所涉及的主要接入方式包括 WLAN、Bluetooth、ZigBee、RFID。根據應用需求、設備功耗、傳輸距離、傳輸速度、使用環(huán)境等因素選擇移動終端設備最合適的接入方式。終端主要設備的無線接入方式選擇，見表 1。

　　在上述的無線傳輸方式中，無線醫(yī)療設備主要采用WLAN 或者藍牙方式，藍牙適用于病房內小型的無線醫(yī)療終端設備，此類設備功耗低，活動區(qū)域有限，主要適合在幾個病房內部署。院內無線呼叫器主要采用 Zigbee 連接，Zigbee 的組網規(guī)模大于藍牙網絡，通過多功能物聯(lián)網網關中的 Zigbee 模塊在病區(qū)范圍內進行無線組網。WLAN 主要通過無線 AP 實現(xiàn)與醫(yī)院有線網之間的通信，由于其他無線接入方式在硬件接口、通信協(xié)議、數(shù)據類型均不同，多功能醫(yī)療物聯(lián)網網關可實現(xiàn)了異構無線通信的數(shù)據統(tǒng)一，實現(xiàn)了各類醫(yī)療物聯(lián)網感知設備的接入。多功能網關是醫(yī)療物聯(lián)網中的一個實現(xiàn)多網匯一的關鍵設備。其主要功能如下。

　?。?）實現(xiàn)相互獨立、小規(guī)模、異構的無線通信的互聯(lián)，將多個提供某種特定服務的無線傳感器網絡融合成一個提供全面服務的物聯(lián)網，并且提供多種手段將物聯(lián)網接入到傳統(tǒng)互聯(lián)網上。

　?。?）傳感器節(jié)點的低功耗和低能量特點導致通過節(jié)點自身來實現(xiàn)網絡管理并不現(xiàn)實，直接對數(shù)量龐大的物聯(lián)網節(jié)點進行控制的方式過于復雜，利用醫(yī)療物聯(lián)網網關是實現(xiàn)對醫(yī)療設備管理的最佳選擇。醫(yī)療物聯(lián)網網關不僅要實現(xiàn)異構網絡互聯(lián)、協(xié)議翻譯以及路由聚合、地址分配和回收、數(shù)據匯聚、節(jié)點控制等功能，還將實現(xiàn)對設備提供的服務進行抽象和管理，為用戶提供方便的訪問接口。

　　5 應用模式

　　5.1 移動生理信號采集

　　移動與無線技術實現(xiàn)了病區(qū)內的床旁檢測與 24 h 隨身監(jiān)測。通過移動無線醫(yī)療終端臨床醫(yī)生可以進行患者生命體征參數(shù)長期監(jiān)測，包括血壓、血氧、心電、體溫等參數(shù)及相關波形。生理參數(shù)通過無線網絡傳輸?shù)结t(yī)院信息系統(tǒng)，系統(tǒng)將監(jiān)護設備上產生的患者數(shù)據信息實時記錄到電子病歷系統(tǒng)，確保患者生命體征數(shù)據的定時定量自動采集與存儲。生理參數(shù)自動采集后電子病歷系統(tǒng)自動完成評估與評分，為醫(yī)生提供決策支持。對于手術室、監(jiān)護病房等特殊環(huán)境下監(jiān)護設備可直接移動在病人床旁使用，實現(xiàn)實時監(jiān)測生命體征，從而減少患者不便，保障患者安全。

　　5.2 患者應急呼叫

　　患者在住院期間佩戴無線呼叫器，實現(xiàn)應急情況下緊急呼叫，無論患者在住院病房、物理治療室、急救病房、輸液室、衛(wèi)生間等位置，只要屬于無線覆蓋范圍內，應急呼叫器保持與無線網關之間的連接。患者出現(xiàn)意外或者緊急情況下，呼叫器通過無線網絡發(fā)出預警信息，直接傳導到護士站。根據給呼叫器連接的網關可實現(xiàn)迅速的定位，確保提醒醫(yī)護人員到達現(xiàn)場處置。

　　5.3 移動醫(yī)生工作站

　　移動醫(yī)生工作站主要用于無線查房，醫(yī)生在查房的過程中，手持便攜式的智能移動終端如平板電腦，PDA 等可直接連接到 WLAN。移動終端主要實現(xiàn)兩個功能，一是便于醫(yī)生隨時調取患者的電子病歷信息，二是可根據患者當時的具體病情直接在設備上下醫(yī)囑。通過移動工作站的方式有助于醫(yī)護人員更加準確、及時、全面的了解患者的病史詳情和治療過程。無線網絡的應用，避免傳統(tǒng)紙質病歷記錄本的不便與調用困難，有助于患者也能夠得到及時、準確的診治。

　　5.4 移動護理工作站

　　移動護理工作站通過 PDA 或者移動護理車上的 WiFi網卡連接 WLAN。移動護理車實現(xiàn)床旁的閉環(huán)醫(yī)囑執(zhí)行和給藥確認功能。通過掃描患者腕帶標識、藥品單劑量包裝標識，從而記錄護士執(zhí)行操作與執(zhí)行時間，同時實現(xiàn)對醫(yī)囑執(zhí)行過程的信息支持和給藥時醫(yī)囑—患者—藥品的計算機輔助查對，一旦出現(xiàn)給藥錯誤時終端設備自動進行提醒。無線移動護理的實施實現(xiàn)了對醫(yī)囑實際執(zhí)行的全過程跟蹤，醫(yī)囑的生命周期的閉環(huán)式管理，極大程度提高醫(yī)療質量、減少醫(yī)療差錯。護士還可在護理工作站上進行生命體征調取、護理文書的錄入、患者健康教育、不良事件上報等操作。

　　5.5 醫(yī)療設備標簽管理

　　無線物聯(lián)網在設備管理中主要運用無線 PDA 與 RFID 識別技術。重點對醫(yī)院內規(guī)模大或價值高的醫(yī)療設備或者基礎設備進行統(tǒng)一的 RFID 標簽管理。在進行設備盤點時，通過PDA 掃描 RFID 可對重要設備進行自動識別，并實時采集設備的標識、定位、保養(yǎng)記錄與運行狀態(tài)。由于無線 PDA 能夠在全院范圍內與 WLAN 相連，管理人員手持 PDA 直接在設備應用的臨床現(xiàn)場可調取設備管理數(shù)據庫內的基本信息進行核對，同時將現(xiàn)場的設備維保信息直接錄入到數(shù)據庫。

　　6 結論

　　移動與無線技術在醫(yī)療行業(yè)中的應用已經成為行業(yè)的熱點，醫(yī)療物聯(lián)網的無線終端應用模式在很多方面改善我們的醫(yī)療系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)的工作方式，創(chuàng)新出新的管理模式。物聯(lián)網還可以在病人身份管理、移動醫(yī)囑、診療體征錄入、移動藥物管理、移動檢驗標本管理、移動病案管理、嬰兒防盜、護理流程、臨床路徑等應用中發(fā)揮重要作用。無線、有線網絡和各應用系統(tǒng)的有機結合，在醫(yī)院中實現(xiàn)了醫(yī)療、管理信息的廣泛采集、高度共享和有效利用，從而達到提高醫(yī)療服務質量、安全與效率的根本目的。

關鍵字：醫(yī)療  無線網絡  接入  應用引用地址：醫(yī)療物聯(lián)網中無線網絡的接入應用實踐聲明：本文內容及配圖由平臺用戶或入駐媒體撰寫。文章觀點僅代表作者本人，不代表EEWorld網站立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容侵權或違規(guī)，請聯(lián)系本站處理，郵箱地址：bbs_service@eeworld.com.cn

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