需求與挑戰(zhàn)
國(guó)家政策：2016年，國(guó)家發(fā)布《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》將“為人民群眾提供全生命周期健康服務(wù)”上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。2021年，國(guó)家衛(wèi)健委發(fā)布《公立醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展促進(jìn)行動(dòng)（2021-2025年）》，明確指出“十四五”時(shí)期要將信息化作為醫(yī)院基本建設(shè)的優(yōu)先領(lǐng)域，建設(shè)智慧醫(yī)療、智慧服務(wù)、智慧管理“三位一體”的智慧醫(yī)院信息系統(tǒng)，充分發(fā)揮信息技術(shù)在智慧醫(yī)院建設(shè)管理的重要作用。國(guó)家衛(wèi)健委一直在積極推進(jìn)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)在智慧醫(yī)院中的應(yīng)用，在其發(fā)布的《全國(guó)醫(yī)院信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范(試行)》中明確指出，為提升醫(yī)院信息化建設(shè)水平，要在數(shù)據(jù)采集、患者安全、資產(chǎn)和物資管理等方面積極采用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)。
當(dāng)前痛點(diǎn)：
截止2018年，全國(guó)執(zhí)業(yè)醫(yī)師總?cè)藬?shù)為301.04萬(wàn)人，平均“每萬(wàn)人擁有執(zhí)業(yè)醫(yī)師數(shù)”為21.5人，我國(guó)的醫(yī)療服務(wù)供給仍然是不足的，加之未來(lái)二十年老年人口數(shù)量會(huì)持續(xù)增加，全社會(huì)對(duì)醫(yī)療服務(wù)的需求仍將持續(xù)上升，因而對(duì)醫(yī)生的需求會(huì)更大，這就導(dǎo)致傳統(tǒng)醫(yī)院向智慧醫(yī)院演進(jìn)過(guò)程中長(zhǎng)期面臨如下問(wèn)題：
- 診療護(hù)理工作繁重
我國(guó)的醫(yī)療服務(wù)資源供給緊張的情況短期難以緩解，醫(yī)院由于智慧化醫(yī)療和監(jiān)護(hù)手段不足，大多依靠醫(yī)護(hù)人員人工監(jiān)測(cè)及護(hù)理，導(dǎo)致大多數(shù)醫(yī)護(hù)人員存在加班多、夜班多的情況。醫(yī)護(hù)人員不堪重負(fù)。
- 患者就醫(yī)體驗(yàn)差
醫(yī)院患者多，醫(yī)護(hù)人員一人負(fù)責(zé)多個(gè)病房，工作繁忙，經(jīng)常無(wú)法及時(shí)響應(yīng)患者的訴求，如及時(shí)換液、輸液結(jié)束停針等，導(dǎo)致患者感覺(jué)不被重視，就醫(yī)體驗(yàn)差。新生兒由于抱被穿戴等比較相似，容易引發(fā)母親及家屬對(duì)可能發(fā)生新生兒錯(cuò)抱等情況的焦慮。
- 資產(chǎn)管理效率低
醫(yī)療物資及資產(chǎn)的出入庫(kù)，主要依靠護(hù)士手工記錄臺(tái)賬，護(hù)士在護(hù)理病患的同時(shí)，每天還要花費(fèi)大量的時(shí)間去記錄臺(tái)賬以及找尋醫(yī)療設(shè)備，很容易出錯(cuò)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)醫(yī)療物資及資產(chǎn)的精準(zhǔn)管理。
而醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)可以有效提升病患就醫(yī)體驗(yàn)、醫(yī)護(hù)工作效率、醫(yī)院精細(xì)化管理水平和醫(yī)療科研水平。
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)
物聯(lián)終端層
物聯(lián)終端層是醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的“末端傳感”。醫(yī)療物聯(lián)終端從應(yīng)用場(chǎng)景上主要分為：智慧醫(yī)療類的Wi-Fi CPE終端，智慧管理類的后勤物聯(lián)終端，如資產(chǎn)標(biāo)簽、輸液檢測(cè)器等，智慧服務(wù)類的穿戴式終端，如智能手環(huán)、患者腕表等。這些終端可以部署在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，有室內(nèi)也有室外，有固定的也有移動(dòng)的，種類多樣，協(xié)議各異，如Wi-Fi、RFID、ZigBee、藍(lán)牙等，可靈活接入物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
邊緣網(wǎng)關(guān)和感知接入層
邊緣網(wǎng)關(guān)和感知接入層是醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的“神經(jīng)末梢”。邊緣網(wǎng)關(guān)和感知接入層是決定整個(gè)解決方案易用性的關(guān)鍵一層，為海量的物聯(lián)終端提供接入，或者與其他物聯(lián)終端、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)接收指令或發(fā)送數(shù)據(jù)等。其中Wi-Fi 6物聯(lián)融合AP作為感知接入設(shè)備，提供高速率、高連接數(shù)、低延遲的Wi-Fi組網(wǎng)能力，同時(shí)支持IoT能力擴(kuò)展，可額外提供RFID、ZigBee、藍(lán)牙等多種無(wú)線協(xié)議融合接入的能力，實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入基站All-in-One，降低部署復(fù)雜度，通過(guò)干擾避免技術(shù)實(shí)現(xiàn)各個(gè)射頻之間干擾最小，通信質(zhì)量最優(yōu)，達(dá)到多種無(wú)線終端可靠共存，有效節(jié)約建設(shè)成本。智能邊緣數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)作為邊緣網(wǎng)關(guān)，內(nèi)置的醫(yī)療數(shù)據(jù)采集軟件實(shí)現(xiàn)“設(shè)備指令”到“醫(yī)療信息物模型”的轉(zhuǎn)換，屏蔽不同醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)采集接口協(xié)議的差異，從而讓醫(yī)療設(shè)備與應(yīng)用之間互通更簡(jiǎn)單高效，實(shí)現(xiàn)邊緣智能。
網(wǎng)絡(luò)回傳層
網(wǎng)絡(luò)回傳層是醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，主要用于保障物聯(lián)數(shù)據(jù)高效、可靠、安全的傳輸。本著經(jīng)濟(jì)性原則，回傳網(wǎng)通常是多業(yè)務(wù)融合承載的，可采用VLAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)多業(yè)務(wù)承載，對(duì)不同的業(yè)務(wù)劃分不同的虛擬子網(wǎng)保障業(yè)務(wù)隔離安全可靠，同時(shí)支持全量數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的加密傳輸，支持多種安全協(xié)議，如CAPWAP（Control And Provisioning of Wireless Access Points，無(wú)線接入點(diǎn)控制與供應(yīng)）， MACsec（MAC security，MAC安全策略）、IPsec（Internet Protocol Security，因特網(wǎng)協(xié)議安全）等，充分保障數(shù)據(jù)安全。網(wǎng)絡(luò)回傳層主要由交換機(jī)和WLAN AC組成，具備業(yè)務(wù)隨行能力，支持接入側(cè)終端認(rèn)證接入控制，提供邊界安全。同時(shí)，接入交換機(jī)具備PoE供電能力，提供光電復(fù)合線纜掛接Wi-Fi 6 AP，可對(duì)AP進(jìn)行長(zhǎng)距PoE供電。
平臺(tái)層
平臺(tái)層是醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的“神經(jīng)中樞”。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理、安全管理、物聯(lián)管理三大功能。平臺(tái)層對(duì)整個(gè)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行全網(wǎng)管理、控制、分析，屏蔽南向物聯(lián)網(wǎng)的接入、協(xié)議、設(shè)備的差異性并提供開(kāi)放的接口和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)給應(yīng)用，讓北向應(yīng)用可方便的對(duì)接獲取設(shè)備采集的醫(yī)療數(shù)據(jù)。
應(yīng)用層
應(yīng)用層是整個(gè)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的“大腦”，主要由各類物聯(lián)應(yīng)用如智慧ICU、資產(chǎn)管理、輸液監(jiān)護(hù)等和醫(yī)院自有的醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成。應(yīng)用層通過(guò)聯(lián)接使能平臺(tái)的北向接口，無(wú)需關(guān)心物聯(lián)終端的聯(lián)接方式和使用的協(xié)議類型等，只需從聯(lián)接使能平臺(tái)獲取相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)或者運(yùn)維所需的數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)物聯(lián)應(yīng)用與醫(yī)療應(yīng)用業(yè)務(wù)，提升醫(yī)護(hù)工作效率和病患滿意度。
醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場(chǎng)景
（1）嬰兒守護(hù)
利用RFID射頻技術(shù)，在嬰兒出生時(shí)佩戴對(duì)人體無(wú)害的RFID智能手環(huán)，并與母親手環(huán)進(jìn)行配對(duì)，同時(shí)通過(guò)手環(huán)發(fā)射出的射頻信號(hào)，實(shí)時(shí)掌握嬰兒的位置信息。當(dāng)母嬰手環(huán)信息不匹配、嬰兒標(biāo)簽脫落、剪斷時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出預(yù)警，提醒醫(yī)護(hù)人員和家屬及時(shí)處理。當(dāng)出口監(jiān)視器監(jiān)控到嬰兒未被允許被抱出安全區(qū)域時(shí)，會(huì)自動(dòng)觸發(fā)聲光報(bào)警并封鎖門禁，避免嬰兒錯(cuò)抱情況發(fā)生，提升安全
（2）生命體征監(jiān)測(cè)
生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)電子體溫貼等硬件傳感器，自動(dòng)采集病患等體征數(shù)據(jù)，降低醫(yī)護(hù)人員和患者直接接觸頻率，從而減少傳染情況的發(fā)生。體溫貼等體征檢測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)傳感器獲取病患生命體征數(shù)據(jù)后，通過(guò)藍(lán)牙、RFID等協(xié)議，將信息上傳至物聯(lián)網(wǎng)AP，再由物聯(lián)網(wǎng)AP通過(guò)回傳網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)中間件平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)中間件平臺(tái)通過(guò)內(nèi)網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送至護(hù)士臺(tái)的護(hù)理看板進(jìn)行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。
（3）資產(chǎn)管理
醫(yī)院資產(chǎn)按照價(jià)值可以分為易耗資產(chǎn)（低值易耗品，如口罩、藥水等）、普通資產(chǎn)（常用的醫(yī)療設(shè)備，如呼吸機(jī)等）和貴重資產(chǎn)（大型醫(yī)療設(shè)備，如核磁共振設(shè)備等）。醫(yī)院可按照資產(chǎn)分類采用不同的辦法進(jìn)行管理。
易耗資產(chǎn)通過(guò)粘貼無(wú)源的RFID標(biāo)簽，采用掃碼槍做日常盤(pán)點(diǎn)，掃碼槍通過(guò)掃描資產(chǎn)標(biāo)簽并通過(guò)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)將資產(chǎn)出入庫(kù)等信息快速錄入到資產(chǎn)管理系統(tǒng)。
普通資產(chǎn)通過(guò)粘貼有源的RFID標(biāo)簽實(shí)時(shí)上報(bào)位置信息到資產(chǎn)管理系統(tǒng)，醫(yī)護(hù)人員在尋找資產(chǎn)的時(shí)候，可以通過(guò)資產(chǎn)管理系統(tǒng)方便地查詢到該資產(chǎn)的位置。同時(shí)通過(guò)電子圍欄對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控，防止資產(chǎn)在未被允許的情況下移動(dòng)到非法區(qū)域。
貴重資產(chǎn)通過(guò)RFID或藍(lán)牙電磁標(biāo)簽可監(jiān)控設(shè)備的開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間、使用時(shí)長(zhǎng)、電源、電流等信息，以便綜合評(píng)估設(shè)備的使用率。
（4）智慧ICU
通過(guò)Wi-Fi 6 CPE將ICU病房中的常用設(shè)備，如監(jiān)護(hù)儀、呼吸機(jī)、麻醉機(jī)、輸注泵、血?dú)夥治鰞x等各類生命體征監(jiān)測(cè)與支持類醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行無(wú)線化改造，每臺(tái)醫(yī)療設(shè)備配置1個(gè)Wi-Fi 6 CPE。Wi-Fi 6 CPE通過(guò)認(rèn)證后接入網(wǎng)絡(luò)，將采集的患者生命體征數(shù)據(jù)等醫(yī)療數(shù)據(jù)回傳到邊緣醫(yī)療數(shù)采網(wǎng)關(guān)，邊緣醫(yī)療數(shù)采網(wǎng)關(guān)按需部署多個(gè)款型設(shè)備的數(shù)采APP，同時(shí)對(duì)接多個(gè)醫(yī)療設(shè)備，其具體工作流程為：
在有線接口的醫(yī)療設(shè)備上增加Wi-Fi 6 CPE，通過(guò)Wi-Fi 6 CPE實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備無(wú)線化并接入醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)。
Wi-Fi 6 CPE上電并認(rèn)證通過(guò)后，開(kāi)啟雙發(fā)選收功能，Wi-Fi 6 CPE將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到WLAN AC進(jìn)行去重，然后將采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到醫(yī)療數(shù)采網(wǎng)關(guān)。
醫(yī)療數(shù)采網(wǎng)關(guān)接收到數(shù)據(jù)后，將醫(yī)療數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式，上送到醫(yī)療數(shù)據(jù)采集平臺(tái)。
ICU體征監(jiān)控、電子病歷等上層智慧應(yīng)用通過(guò)醫(yī)療數(shù)據(jù)采集平臺(tái)獲取相應(yīng)的醫(yī)療數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電子病歷自動(dòng)錄入、病患體征實(shí)時(shí)監(jiān)控。
- 研究型病房
在研究型病房部署醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)融合AP，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備和物聯(lián)協(xié)議（如藍(lán)牙、RFID、ZigBee等）各異的可穿戴設(shè)備統(tǒng)一無(wú)線接入；通過(guò)邊緣計(jì)算技術(shù)，快速適配各種新增醫(yī)療設(shè)備的數(shù)據(jù)采集協(xié)議，為上層大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)和AI科研創(chuàng)新平臺(tái)提供準(zhǔn)確、詳盡的醫(yī)療數(shù)據(jù)，支撐新藥、新設(shè)備的科研創(chuàng)新。
通過(guò)部署物聯(lián)融合Wi-Fi 6網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)AP解決Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID等協(xié)議的接入，滿足各種新型醫(yī)療設(shè)備、可穿戴設(shè)備的接入和數(shù)據(jù)回傳訴求。
通過(guò)Wi-Fi 6 CPE對(duì)有線醫(yī)療設(shè)備無(wú)線化改造，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備“剪辮子”，既解決了信息點(diǎn)位規(guī)劃部署難題，也讓醫(yī)療設(shè)備移動(dòng)使用無(wú)需插拔網(wǎng)線和參數(shù)配置，讓設(shè)備移動(dòng)共享使用更便捷。
通過(guò)邊緣數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)容器化部署醫(yī)療數(shù)采APP。醫(yī)療數(shù)采APP通過(guò)私有協(xié)議對(duì)接新型醫(yī)療器械實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后上傳醫(yī)院大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。新增醫(yī)療設(shè)備只需在邊緣數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)中部署相應(yīng)的數(shù)采APP，可大大簡(jiǎn)化醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)采集和標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換難度。
在安全上，通過(guò)終端證書(shū)認(rèn)證，保障終端接入安全。通過(guò)在Wi-Fi 6 CPE和AP無(wú)線通道之間的加密機(jī)制，確保數(shù)據(jù)傳輸安全。
方案亮點(diǎn)：
高品質(zhì)體驗(yàn)：高品質(zhì)Wi-Fi6實(shí)現(xiàn)連續(xù)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不在，無(wú)線終端隨時(shí)接入；Wi-Fi與loT融合，“0”干擾；極簡(jiǎn)超寬的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，滿足未來(lái)30年“超寬
松耦合部署：在頂層設(shè)計(jì)上采用分層次架構(gòu)，通過(guò)感知接入層的無(wú)線物聯(lián)Wi-Fi6融合AP，輕松實(shí)現(xiàn)Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)松合部署，以及Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)到物聯(lián)網(wǎng)駱的平滑演進(jìn)。
集約化網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃集約化，一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，基于VLAN虛擬化技術(shù)承載醫(yī)院多個(gè)隔離的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，滿足多樣化訴求，靈活部署，彈性擴(kuò)縮，最終降低業(yè)務(wù)增加或調(diào)整的成本；策略控制集約化，基于用戶身份進(jìn)行策略控制的業(yè)務(wù)隨行方案。用戶不管身處何地、使用哪個(gè)P地址，都可以保證該用戶在醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)中獲得一致的訪問(wèn)策略，做到用戶即身份的體驗(yàn)隨行。
開(kāi)放化架構(gòu)：在頂層設(shè)計(jì)上采用分層次架構(gòu)，天然具備良好的開(kāi)放性，各個(gè)層次都可以獨(dú)立進(jìn)行擴(kuò)展。通過(guò)在感知接入層的 WiFi6物聯(lián)融合 AP，統(tǒng)一射頻接入，屏蔽南向物聯(lián)網(wǎng)的接入、協(xié)議、設(shè)備的差異性。通過(guò)聯(lián)接使能平臺(tái)層部署的物聯(lián)網(wǎng)中間件平臺(tái)，提供開(kāi)放的接口和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)給應(yīng)用，讓北向應(yīng)用可方便的對(duì)接獲取網(wǎng)絡(luò)采集的醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)。