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如何构建医院医疗物联网平台?

2020-11-17 20:39来源:互联网编辑:小狐

医院的医疗无线内网数据应用、物联网移动应用和外网/公网App应用较多,如果无序建设无线网络,必然造成间相互干扰(图1)

例如无线WiFi外网产品各种各样,有三大商、外网App医院自建等项目产品,这些无线外网间相互干扰,同时还严重干扰内网无线网络使用,无序建设的另一个问题就是各个移动应用在吊顶上反复拉线施工,不仅浪费资源,同时各在吊顶上都安装了各自的无线基站,因此基站等有源设备在吊顶上的故障率会比较高,增加医院的维护成本。

另外,病区吊顶属于开放环境,各种维修工都可以上去,医院内网交换机端口就暴露在公共区域,容易被篡改窃听,严重威胁医院内网数据安全,并且频繁的掀开吊顶,不管是拉线施工,还是检修,都会打扰日常医疗业务的正常运行,增加医院感染的几率。

如何构建医院医疗物联网平台?(图1)

图1 传统无线方案

设计与实现

设计目标。医疗物联网平台的构建主要解决三个核心问题:一是统一的物联网基站,体温监护、输液监控、冷链、无线镇痛泵等多种物联网应用,其通信频点不同、协议不同,导致每个应用都需要一台不同的物联网基站,统一物联网基站可以减少物联网基站的采购数量,降低采购成本和成本。二是同时为各种医疗物联网应用统一的数据引擎服务,实时获得物联网传感器上传数据,解决各种医疗物联网应用与医院HIS的数据交互,通过HL7、RESTFUL API等标准通讯协议和各种医疗应用进行数据集成,确保物联网传感器实时感知数据在工作流整合的基础上实现与临床信息交互协作,从而以数字化的形式辅助完成各项业务。三是主动监控物联网基站、智能传感器、定位天线、导航天线等工作状态,分析物联网运行健康指数,为医院进一步优化物联网数据支撑。

物联网平台的结构设计。结构设计 集成平台采用了三层结构设计,即物联网基站、数据引擎和运维平台。其中,物联网基站采用基于网络的,支持基于Web技术,可用浏览器在网络环境中浏览所集成的所有信息。数据引擎是运行在上的软件模块,相对应于物联网基站和智能传感器、智能终端实现的各种数据收发功能。

可兼容性。医疗物联网集成平台设计支持400~6000MHz频段,未来可以接入医院所有的物联网智能终端和应用,并且能够兼容其他的物联网应用,其他的物联网应用无须再另外搭建网络。

可扩展性。医院有多种信息,有些是比较老的遗留,有些是应用了新技术的,各个所能的接口不一样,所以集成平台应该能支持多种通讯协议和协议。通讯协议方面例如COM,WebService,CORBA,数据库表或视图,存储过程,FTP,TCP/IP等等;协议方面有HL7,还有一些被自定义的固定格式的文本,例如定制化的XML。同时集成平台可开放网络接口标准实现与第三方数据的自动传递,并且可以二次接口,按照医院要求实现数据交互,并保证数据的安全传输。

统一性。医疗物联网的建设采取统一规划、分布实施的策略,其过程遵循以下路线:在数据层面上与HIS、LIS、PACS等医院原有的各种信息化可以实现数据共享、互联互通(图2)

如何构建医院医疗物联网平台?(图2)

图2 架构图

在此平台中(图3)可实现资源的集中化、规模化,能够实现对各类异构软硬件基础资源的兼容和资源的动态流转,同时将静态、固定的硬件资源进行调度,形成资源池。另外还要实现信息和业务的处理,从海量数据中挖取出有用的部分,进行大规模基础软件、硬件资源的监控和,为应用层的各项子决策信息,是业务层的主要数据。

如何构建医院医疗物联网平台?(图3)

图3 医疗物联网平台

医疗物联网平台的应用效果

通过建设一套超宽频室内信号分布可以同时满足多种医疗无线应用,从WLAN无线数据网到WMTS医疗专网、从医疗定位网络到医疗物联网,同时支持多个RF频率,从UHF频段到5.8GHz,同时支持N种无线通讯协议,包括802.11a/b/g/n/ac、私有RFID协议、ZigBee、BLE、WMTS以及运用商3G/4G/5G协议等。接入N种无线网络应用,从而避免了重复建设,简化了无线网络架构,降低了整体拥有成本和维护成本。

开展物联网应用,如体温监护,只需在目标楼层的弱电间内增加一台支持体温监护的基站即可,不需要重新拉线施工,通过医疗物联网平台,病区每个角落就都能收到体温采集的信号。如再增加输液监控,同样在楼层弱电间内增加一台支持输液监控的基站,不需要拉线施工,通过医疗物联网平台,病区每个角落就都能收到输液监控的信号。如果医院对内网带宽不满意,可以对内网基站进行升级或增加一台内网基站,带宽可以线性扩容,两台内网基站还可以做冗余热备使用,进一步保证手术区、ICU/CCU等关键区域的网络稳定性。如果医院想开展无线外网业务,同样可以在楼层弱电间内增加相应的基站,比如说一台支持外网点播的基站,或外网App的基站,这些外网基站与内网基站完全独立,没有共享任何有源部件,因此属于严格意义上的物理隔离。

医院还可以将楼宇智控、安防对讲等接入到医疗物联网平台上,甚至可以要求商付费将3G/4G和未来5G网络接入到医疗物联网平台上。

结语

通过建立医疗物联网平台,解决了原有医院无线网络无序建设导致的无线网络间相互干扰、重复实施布线的浪费资源、增加维护难度和成本、频繁打扰正常医疗业务等混乱局面,实现医院一网覆盖的效果。

本文相关词条概念解析:

基站

基站即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式,是指在一定的无线电复盖区中,通过移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。移动通信基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分,移动通信基站的建设一般都是围绕复盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展,移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大复盖面建设及IP化。一个基站的选择,需从性能、配套、兼容性及使用要求等各方面综合考虑,其中特别注意的是基站设备必须与移动交换中心相兼容或配套,这样才能取得较好的通信效果。基站子系统主要包括两类设备:基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)。

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