医疗行业无线网络技术应用
时间：2010-11-12 16:15:03
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[导读]随着医院计算机网络的普及和网络医疗管理系统的完善，许多医院建立了功能强大的医疗信息管理系统（如HIS、PACS等），医护人员可以通过计算机接入有线网络访问这类管理系统，并实现医生查房、病人监护、药剂师配药和分
随着医院计算机网络的普及和网络医疗管理系统的完善，许多医院建立了功能强大的医疗信息管理系统（如HIS、PACS等），医护人员可以通过计算机接入有线网络访问这类管理系统，并实现医生查房、病人监护、药剂师配药和分发、医疗设备管理和实时监控、药品库存管理、病人档案和病例查阅等功能，计算机也成为医院人员工作中不可缺少的工具。目前，很多医院的计算机都是放置在各部门或科室的固定位置，甚至在病房中放置计算机，通过计算机综合布线连网组成医院管理系统网络。这种固定部署计算机的方式存在终端设备移动不方便，信息点固定等局限性，制约了医院信息管理系统发挥更大的作用。如何利用计算机网络更有效的提高管理人员、医生、护士、及相关部门的协调运作，是当前医院需要考虑的问题。无线局域网（WLAN）技术以其终端可移动性、接入灵活方便等特点在医院的应用彻底打破了这一局限性，使医院更加有效地提高管理人员、医生和护士的工作效率，协调相关部门有序工作。
1. 无线查房服务
医生在查房的过程中，往往需要随时调取患者的诊疗记录或病史等信息，并随时根据患者当时的具体病情下医嘱。无线网络的部署，可以使医生通过随身携带的具有无线上网功能的电脑或PDA，随时查询患者的相关信息。免除了医护人员携带一大堆病例记录本查房诊断的麻烦，帮助他们更加准确、及时、全面的了解患者的详细信息，使医生的查房工作变得简单轻松，而患者也能够得到及时、准确的诊治。
2. 无线上网服务
在医院部署无线网络，不仅方便为病人和医务人员提供无线上网服务，还可以方便的为病人的家属、访客、等提供上网服务。此外，由于医院会和许多供应商合作，为这些供应商的人员提供上网和数据服务也是非常必要的。无线技术的应用可以为各类用户提供便利的上网服务，从而提高医院服务满意度。
3. 无线定位服务
由于医疗场所以及工作业务的特殊性，医院需要对病人位置、药品以及医用垃圾进行跟踪。确定病人位置可保证病人在出现病情突发的情况下能够得到及时抢救治疗；药品跟踪可使药品使用和库存管理更加规范，防止缺货以及方便当药品召回；定位医用垃圾的目的是明确医院和运输公司的责任，防止违法倾倒医疗垃圾，造成医院环境污染。无线定位则为这些工作提供了快速、准确的服务。带有RFID（射频识别标识）腕带的病人，贴有RFID标签的药瓶和医用垃圾袋，均可通过无线网络的无线定位功能被随时跟踪其位置。
4. 无线语音服务（VoWLAN）
调查显示，出于对患者健康的考虑，部分医院通过屏蔽移动网络信号限制手机的使用。通过在医院网络实施基于WLAN语音服务，可满足医生对于移动语音通话的需求。只要是在无线网络覆盖到的区域，医护人员在医院的任何地方，通过一部WiFi手机，就可以随时进行无线通话，把手机变成自己的分机。H3C的无线VoIP 和WiFi语音解决方案，可以实现语音和数据业务的整合，在不影响病人健康的同时，降低了高额通讯费用，并保证语音和数据业务的安全。
5. 无线视频服务
现在，很多医疗设备上都配备WiFi功能，通过基于802.11n的无线AP，传输速率可达300Mbps以上，配合轮式移动工作站可以随时随地传输检查检验结果或数据，包括放射影像图像。通过安装无线IP摄像头，进行实时监控，在重症监护室（ICU病房），可以使医生或患者家属时刻掌握病人治疗情况，在停车场和医院的外围，可以保障医院的治安。
医院对无线应用的顾虑
1. 无线设备的干扰
一直以来，国内医疗行业对WLAN的使用都比较谨慎。虽然无线网络所带来的移动灵活，部署简单等特点对医院业务的开展非常有帮助，但无线网络设备在工作时是否对医疗设备和病人（特别内置心脏起搏器的病人）存在辐射和干扰等问题，医院始终心存疑虑。
2. 无线设备的无缝移动和安全特性
通信终端的移动性对于医疗行业是非常重要的。由于工作需要医护人员经常处于移动状态，只有在医院内任何地方随时收到患者的呼叫和病况信息，才能够更好地实现“以病人为中心”的随身医疗服务的理念。WLAN技术是满足医疗移动通讯需求的首选技术，但是医护人员在移动过程中是否会出现通信掉线现象，无线局域网的传输稳定性、网络安全性等因素成为医院所关注的内容。
医院无线技术与方案
1. 无线辐射的安全性
中国工业信息化部无线电管理委员会规定单个无线接入点设备RF 发射功率不可超过100mW，一般无线网络设备的输出功率在60mW~100mW，手机的发射功率约 200mW至300mW之间，手持式对讲机高达5W。无线网络使用方式并非像手机那样直接接触人体。在实际无线网络建设中，可以根据特殊场地的实际情况，在保证信号强度情况下，适当调小输出功率，把辐射强度降低至最小，因此在医院部署无线局域网对于医疗设备或使用心脏起搏器的患者来说是安全的。
德国科隆大学附属医院对该院使用普通手机的心脏起搏器携带者进行了研究，科学家经过反复试验发现，手机与起搏器保持25 厘米以上距离时，起搏器功能基本不受手机干扰；那么更低功率的无线网络更不会对患者的健康造成危害，也不会影响到心脏起搏器的正常工作。
H3C在北京医院针对无线信号是否会对医疗设备存在干扰做了现场测试：采用两台无线AP与EEG2100数字心电遥测仪进行测试，无线AP与数字遥测仪之间的距离保持在20—50cm之间，EEG2100对2路模拟的心电信号进行无线监控，连续运行72小时，并自动记录测试结果，记录结果表明WLAN无线设备对数字心电遥测仪没有任何影响，这也说明无线网络信号对医疗设备无任何干扰。
只要无线网络设备符合国际标准，实际工作功率在安全发射功率范围之内，就不会对人体健康产生影响。另外，实验证明，只要在建设无线网络之前对部署环境进行严密的测量，对无线设备的摆放位置进行合理的设计，采用适当的发射功率，无线设备不会对医院内的精密医疗设备造成影响，医院的各类仪器电磁干扰也不会影响无线设备的正常运行。
2. 无线终端的快速移动、无缝漫游
无线网络的最大特点就是接入终端可移动性，这也是医院非常关注的问题，那么无线技术如何实现无线终端设备移动的呢？
无线AP部署方式分为FAT AP（胖AP）和FIT AP（瘦AP）两种方式，由于FIT AP方式具有配置方便、管理容易等特性，已逐渐成为主流部署方式。FIT AP方式是网络中所有AP的配置和管理都是通过无线控制器完成，不需要在单个AP做配置。也就是说所有AP的配置信息都保存在无线控制器上。由于无线AP是分散部署的，如果需要对某个AP做配置，在中心机房对无线控制器进行操作即可，省去了到现场配置AP的麻烦。
FIT AP的部署方式使无线网络内的终端真正移动起来。以某终端设备在两个AP之间来回移动为例：终端设备经由某个AP通过正确的加密认证接入无线网络，当其通过另一个AP接入到无线网络中时，由于AP的配置存在于无线控制器上，终端设备的接入加密认证信息同样也是保存到无线控制器上，所以无需再次认证便可接入网络中，实现了终端无缝漫游。也就是说，只要在无线信号覆盖范围内，即可保证终端设备移动时数据传输的连续性，不会发生中断。这个特性完全满足医院各类移动业务的需要，使医院业务真正人性化的“移动起来”。
下图为某持无线上网终端的医生在住院楼A与住院楼B之间移动，实现无缝漫游。
图1 医生接入住院楼A的无线网络
图2 医生漫游至住院楼B的无线网络
如图1和图2所示，医生A在住院楼A工作时查询的是HIS服务器A的信息，医生B在住院楼A工作时查询的是服务器B的信息，现在医生A和医生B都需要到住院楼B去工作，从上图我们可以看出，即使医生A和医生B的位置移动到B楼，他还是从原来各自的HIS服务器读取信息。
由于医生的无线终端在住院楼A时都已经通过安全认证，在住院楼B接入时就无需再次通过安全认证，直接接入即可。移动过程中，只要有无线网络信号，业务就不会中断。“一次认证，移动接入”无缝漫游解决方案使无线网络不但灵活，而且更加可靠。
3. 无线网络安全性
除移动性以外，网络信息安全性和保证患者隐私对于医疗行业也是至关重要的。1996年美国颁布了HIPAA法案(健康保险流通与责任法案)，目的是确保病人信息的安全和隐私，随后许多国家都相继颁布了类似的规定。由此可见，医院网络安全性非常重要。WLAN安全技术可以为医院提供最高级别的安全性。目前，大多数医院都选择实施基于802.11i的认证与加密功能，以增强WLAN的安全性。为了最大限度的保障无线网络应用安全，在遵循802.11i标准加密技术基础之上，H3C公司提出无线入侵检测和无线EAD两种无线安全解决方案。
无线入侵检测技术是指无线网络设备启用监听功能，随时监听周围的非法无线设备，并上报无线控制器，拒绝非法无线设备接入到医院无线网络，并将其加入黑名单，必要时对其发起报文攻击，直至其不能工作。无线入侵检测技术的采用可彻底杜绝非法无线设备恶意接入医院网络窃取资料的行为，从而确保了病人信息的安全。
无线EAD（端点准入防御）解决方案采用C/S或B/S安全构架，拥有合法身份的医院用户除了被要求验证用户名、密码等信息外，还被要求检查接入网络客户端（平板电脑、移动电脑）是否满足医院网络安全策略要求，安全策略要求包括病毒软件是否安装、病毒库是否升级、是否安装了必要的系统补丁等等。对于同时满足身份验证和安全检查要求的用户，EAD根据预定义的策略为其分配对应的网络访问权限，避免出现用户越权访问的情况。无线EAD方案保证了访问医院资源的人和终端的接入安全，只有合法的人使用满足安全策略要求的终端设备才能访问医院资源，从而使医院病人信息不被泄露，保证患者隐私。
4. 无线网络传输速率
刚开始接触无线网络的人会对无线网络的传输速率提出质疑，习惯性认为无线网络的带宽比有线网络低很多。其实无线网络传输速率并没有想象那样低。按照无线标准协议规定，802.11b的理论传输速率是11Mbps，802.11a/g的理论传输速率是54Mbps。随着无线技术的发展，基于802.11n的无线产品诞生了，借助先进的MIMO/OMDF无线编码技术，基于802.11n设备的理论传输速率可达到600Mbps，实际传输速率能达到100Mbps以上，保证了高带宽业务的正常运行。医院的无线视频服务，如重症监护，传输放射图像等业务，都可以通过无线网络技术实现。
5. 无线网络管理维护
医院网络中既存在有线网络设备，又部署了无线网络设备，有线和无线设备分别配置和管理，对于网络管理人员来说会非常麻烦。如果有线与无线能够有机的结合起来，融合为一个整体，就会大大的减小网络配置和管理难度，提高网络管理人员的工作效率。
为了满足医院的需要，结合当前的先进技术，业界主流网络无线厂商纷纷提出先进的解决方案，比如H3C提出了“H3C有线无线一体化解决方案”。“有线无线一体化”是指在核心交换设备上直接插入无线控制器板卡，不需要另外增加单独的无线控制器，使有线、无线设备有机的融合起来，构成一个整体。这样不仅方便了管理员对网络的配置管理，并且极大的保护了医院的投资。同时，H3C公司的iMC智能管理平台可以管理网络中的任何人和设备，实现有线无线设备以及接入用户的统一管理。
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