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夏小明:安全智能簡約的醫療移動與物聯網平臺

作者:RFID世界網 收編
來源:C114中國通信網
日期:2011-08-15 15:48:16
摘要:IBM的全球科技服務部醫療系統架構師夏小明先生在“2011中國移動醫療產業大會”上做了演講,他的演講是打造安全智能簡約的醫療移動與物聯網平臺。
     IBM的全球科技服務部醫療系統架構師夏小明先生在“2011中國移動醫療產業大會”上做了演講,他的演講是打造安全智能簡約的醫療移動與物聯網平臺。

  夏小明:

  各位領導、各位專家大家下午好!我今天匯報的題目,是如何打造安全、智能、簡約的醫療移動與物聯網的平臺。我更多從架構和實施的角度來看在醫院怎么打造這樣一個移動和物聯網的平臺。

  我的匯報三部分,第一個是醫療信息化面臨的問題,第二個是怎么建設一個智能、簡約移動醫療以及物聯網的系統,第三是我怎么打造一個基礎架構去支持相應的智能的踐約的移動醫療和物聯網的應用系統。

  其實大家可以看到,我們在實施信息化過程中,其實是會有很多矛盾,首先是標準化,工作效率的矛盾。通過信息化系統實現業務流程標準化為醫護人員帶來的額外的工作量,包括我們系統的管理,其實在這個過程中,需要讓醫生去錄很多的數據,這樣反而帶來了對于醫生的一個工作的壓力。我們在這個考慮的時候,是不是我們一些數據的采集,我們可以自動化,然后我們對于一些流程的處理,我們可以自動化。

  第二個矛盾是,應用功能與業務安全的矛盾。其實這個在醫院信息科的,對這個安全,維持主要的關鍵點。但是現在越來越多的無線應用,已經在行業重要的應用和移動應用的采集,這樣對醫院的無線架構提出了很高的要求,我們怎么控制它的安全,怎么防止對人體,對社會的輻射,怎么讓這個覆蓋更加地平滑、穩定,所以這也是我們說在建設無線和物聯網系統所需要考慮的問題。

  第三個問題,現在的應用系統開發越來越復雜,功能越來越多,對于醫院來說,我可能要開發系統,要做集成。這樣帶來的問題,我們能不能有一個整合的平臺,來處理物聯網的事件,然后我的操作是不是可以基于一個統一的平臺,比如協同,我們可以用移動通信這樣的方式來統一進行溝通。

  對于我們IBM來說,智慧醫療的建設思路,我們選智能、互聯的,物聯化。這三方面的一定的平衡。也就是說物聯化對一些醫療設備的采集是自動的,互聯化必須有一個網絡的基礎,同時對于物聯網的信息集成,其實是電腦的一個數據,我們怎么用一個電腦的整合平臺,來規范相應的數據。再后來,我們有相應的智能服務流程,設備的服務流程,設備的防盜流程,病人的呼叫管理流程,像這個流程應該是一個智能化的處理。

  這個是IBM相對的我們在物聯化的體系架構,分為三個層面。最底下的層面是包括不同的傳感器,包括有超聲的、超寬帶的、WIFI的,在這個基礎上,我們會有一個集成平臺,這個集成平臺最主要是收集和業務的定義。因為它本身是基于SOA的平臺,它會把我們的事件翻譯成其他的平臺,然后給相應的應用系統處理,這樣了我傳感器和應用系統之間的溝通。

  首先看一下,我們會選擇不同的前端產干系統。比如ZIG BEE,它是房間的控制的管理,還有傳感的采集。UHFRFID讀取范圍達到10米,快速數據傳輸速率,HFRFID是13.56MHz,它有很好的水和金屬的穿透。另外還有一個是WIFI,它的定位精度不是那么高,可能是兩米到三米的定位精度,所以我們在我們已經部署了WIFI的情況下,對一些手持終端,像IPHONE蘋果等等,定義一些防偷盜等。另外還有一些防超聲的定位設備,其實超聲的定位精度非常高,它可以達到在10公分左右的一個定位精度。而且,超聲它的一個距離是說,它是在一個房間范圍內,它很難穿透墻壁,這樣我可以精確地知道VIP病房,可以防止病人的跌落,這塊可以很精確地被感知到。

  這塊其實是我們不同的應用程序下,可能我會使用的一些傳感器的標簽。比如說在最右邊,是這種佩戴式的,其實它是可以做成超聲的,也可以做成WIFI的。然后它最主要是適合醫生使用,并且可以做成雙頻卡,同時可以用于醫生的準確定位。另外在中間這塊,對于病人來講,這塊也是可以做成超聲RFID和WIFI,對這一塊病人,可能佩戴舒適,防剪斷的功能。像條碼,我們向醫院推薦的是二維條碼,因為二維條碼可以有一千個漢字,所以它特別適合用于聲音的出世的手術包的跟蹤。另外還有生命體征的柴基,最主要符合一些標準,前面已經介紹了。

  另外,再看一看,特別是在醫院,我們需要根據不同的醫生、應用場景去選擇不同的應用終端。這個其實有幾個考量,其實從醫院的角度,它有幾個企業級的。像移動會診,它的使用一定是高清的,同時,它的攝象頭是可以移動的。因為大家也知道,會診的時候,醫生可能移動看這個病人的病灶,或者看他的瞳孔,這樣的趨勢需要攝像是高清移動的。

  同時,操作醫院很多設備運用起來,其實操作不方便。所以說,在這個應用性上一定要去考慮的。特別像我們現在的移動探視、移動繪制,我們是建立在融合通信的技術上,其實它的操作就像操作一臺電話,我通過按電話的按紐,我就可以建立一個雙向的硬視頻的溝通。

  像這個醫療一鍵呼,其實它整個是基于融合通信的一個通信系統,但是它只有一個鍵,可以通過語音識別來進行,比如說和醫院內的電話,或者是呼叫進行及時的溝通,但是使用的時候非常方面,醫生和護士只是需要掛在胸前,可以進行很方便的呼叫,或者是語音相應的溝通。

  其實現在來看,我們剛才還看到有不同的應用的前端的傳感器,不同的應用終端。其實這個對物聯網和醫療的應用帶來一個挑戰。挑戰是什么?現在比較迷互聯網的應用,包括有什么東西,我們剛才也談到,大概有十幾種。其實我們現在的開發,還是從醫院獨立的開發階段。這樣帶來一個問題,我的這個數據,特別是應用的數據,傳感器的數據,我都是和應用綁定的。比如說,我在應用場景變化了,我以前是用RFID,但是我可能現在用超聲,定律防盜的定位,進行定位的重啟。另外還有RFID,在這個里面,可能對數據,重復的數據進行一個清理。還有對一些干擾信號進行清理。這種情況下,其實也是需要我們有一個數據的平臺,來對數據進行整理。

  另外,我們在應用這個層面上,其實物聯網,它是基于很多的應用的開發,是基于世界的。比如說,比如說一個壽命對于防盜的流程,我怎么定義,比如我定義一個防盜區,從內趕到外面。但是同時,從外到內,這可能就不是一個防盜事件。其實很多事情需要邏輯去判斷的。但是如果說這些判斷的事件,都放在應用程序里面去做的話,這個對應用程序稍微有一個,應用程序稍微一改變,就會帶來很多的程序修改。所以說,我們現在集成一個物聯網的集成平臺,首先它會是一個數據整合的一個平臺,它可以集成各種比如說像現在我們超聲的RFID的,WIFI的,還有相應的生命體征的數據采集。

    第二個部分,它可以進行邏輯世界的一個定義,對于這種傳感器事件,它到底意味著什么流程,然后把這個實踐反映成一個業務事件之后,把這個東西通過SOA傳遞給相應的ERP資產管理等等,或者相應的嬰兒防盜等等系統軟件。它帶來的好處是傳感器和應用程序對于外面世界的改變,還有對邏輯程序的修改。

  這個來看,這是我們WSE的平臺架構。其實底層是怎么運作的,首先是數據的采集,然后會有一個GATEWAY,會把不同的傳感器的事件,比如我們發現一種電腦可以設立的數據格式,然后我們在它第二個工作需要做DATA IN RICH。對應你的標簽,它到底是一個設備,還是一個什么。這個設備是什么樣的設備,處于哪個部門。像這樣的設備,進行一個翻譯。然后我們再看有一個叫WEBSPHERE SENSOR EVENTS,這是一個游戲規則,游戲規則是不是改變了。我在這個設備的管理區,是不是我的設備壞了,需要維修,還是需要清理。這個定義了非常多的邏輯規則,會把WEBSPHERE SENSOR EVENTS進行一個翻譯,然后我們會通過ESP這樣的整合平臺,向后端的應用發送整個的事件。所以對于整個事件來說,需要處理這個情況,代表應用的流程。

  這塊是我們的管理自動化,實時定位服務與資產管理系統進行整合。比如說,一個服務維修流程,醫院在,比如我們在相應的醫療設備,比如說發生問題,護士可以按下服務按紐,這個按紐會從WSE把這個信息發送給我們的資產管理。WSE就知道在什么地方,很快就知道了發生的故障,我需要維修。這個時候,資產管理可以自動發一個工單,給相應的維修人員。相應的維護人員看到這樣的休息之后,我會在資產消息里面看,我現在的設備,現在是不是在保修區,它的服務級別是怎么樣的,然后我的供應商聯系方式是怎么樣的,合同的等級是怎么樣的,這樣可以很輕易聯系。包括資產的防盜,包括在SU,或者是經常會有設備找不到的情況下,我們通常可以看到,這個設備在什么位置,它的使用狀態是在維修狀態還是在什么狀況,我們設定一個防火區域,可能又一次是被防盜,自動通過WSE,讓相應的安防人員進行相應的保安的措施。

  另外一個的應用,就是在醫院流程和精細化管理,這個最主要是RFID定律一個定位,然后進行跟蹤,確保每個定位的進行。這個前面大家也談了很多了,我就不詳細展開了。

  另外是在病人定位這一塊可以開發出非常多的應用。包括之前我們在一家高端的醫院,它的高端病人到了醫院,他說了一句,護士對他進行一對一的陪護,病人到了,就通知護士某某病人到了,趕緊去接待。這樣相應的護理人員得到相應的跟蹤。老年病人可以得到的跟蹤,傳染病人出了隔離區,他和誰接觸了,對感染事件有一個跟蹤和隔離實踐,確實起到了很好的一些作用。

  另外一個,我們來看,其實無線和物聯網的應用,還放在無線環控方面。還有門窗自動控制,無線環境傳感器,無限影印娛樂系統,還有IPAD方面的應用。

  這個是在遠程醫療這一塊,WSE依然可以處理生命體征的數據,它是經過認證。它有一個好處是什么?像這種家庭醫療或者社區醫療,它的地域非常分散,而且對于分布式的數據處理,大部分人認為數據處理方式,有天生的優勢。而且在這樣的情況下,也可以集成整個事件的處理,比如說這種醫療的體征處理特別多,什么事情對于醫生來說,我需要去關注,我可以去看血糖濃度等等,這樣可能給后端的慢性跟蹤的提升進行一個提醒。

  另外還有一個很重要的使用是說,在移動應用,最早還是在醫院的協同。其實那個協同,大概我們說三個方面,一個是通信,一個是臨床的系統。所以,然后同時可以有多種方式,比如說IP電話,然后PDA雙模手機,還有我們剛才說的移動的探視,移動的會診制度,所所有的繼承都集中在移動的基礎上,通過電話的按紐就可以建立相應的溝通方式。同時,我們可以在方面集成統一的醫院錄入。比如我在我手機上,就可以集成,我可以看到醫院所有的科室的設置,人員的通信聯絡方式,他的職責范圍,然后通過這樣的設置及時馬上找它。

  另外,在移動設備上整合即時通信的信息系統,我可以輕易的,醫院任何消息發出,可以離線或者在線的信息發出。因為原來可能更多是從網頁性質宣傳的,很多時候,醫生如果不上網,可能漏掉很多的消息。

  第三塊,因為我們談到這么多的應用,你怎么談移動和物聯網的基礎架構。其實以前在很多醫院都講過,他們在上互聯網或者誣陷應用了,我可能找一個比如CISIC,或者其他的網絡架構。這個做出來,其實我們有很多核心的業務要考證,我無線上面,會有很多問題。首先你應用的要求是什么樣的,你對未來的認為是怎么樣的。比如ICU有很多的設備,或者放射科會屏蔽,這樣的話,我怎么放置無線的架構,其實我們更多要有一個整體的方式去部署相應的移動和物聯網的基礎架構。

  第一步要了解醫院現在的狀況,以及我們未來可能會部署的應用,以及這些應用可能未來采用的一些新的技術。比如說802.11n的部署,對醫院可能提出更高的要求。在這個基礎上架構、設計,然后再看哪些廠商的產品是適合的。其實醫院的網絡建設大概經歷了這么幾個階段。醫院網絡的發展趨勢,基礎建設,業務細分,無線網絡,多網融合。現在有很多AP,它可以既支持無線,又可以支持RFID,還可以支持超聲,然后還可以跑移動、3G等等,還可以跑WIFI。

  另外從技術架構來說,我們怎么架構基于融合的技術的應用、通信。其實這塊有幾大塊內容要去做,首先要構建基礎的語音平臺,這塊的IP電話,或者CNN。在這個基礎上,我們構建它的增值應用,包括即使通信,包括視頻會議系統,然后構建醫院通信度,在這樣的基礎上,我們就可以構建了相應了無線,以辦公和臨床的系統,其實這個系統已經構建好了,我只是針對不同的應用,采取不同的應用終端,包括這種移動探視的,包括IP電話的。我們說,一套系統解決了醫院無線的溝通以及辦公的協同和臨床的協同。

  另外,我們其實來看,醫院無線物聯網協同的要點,大家一直在看,我不能只買一套配置來做。但是我要考慮這套東西是否足夠穩定,是否安全。比如說從安全的角度,對人體的輻射有沒有影響,這個方面我們可以看。比如說我們使用802.11n,這個從頻率上就可以避開這種壽命和干擾,這個需要具體的情況來看。

  另外從安全的訪問控制來說,我們要根據不同的應用,我們來設定不同的安全訪問機制。比如病人的無線上網,我可能通過WEB的認證,就可以這樣操作,會更簡單。但是對于醫院的員工,我這么說,這個安全的要求和管理的方便性其實是非常重要的。現在我們可能用WEP這樣一種靜態來設置的話,我們在家里可以看到,會容易把這個應用給拆除了。在醫院802.11N,三方面認證。

  另外一個,從覆蓋的考慮,工作區全覆蓋是非常重要的。如果我們把功率調大了,它相應的可能發生頻段干擾,如果功率調小了,就會有覆蓋的真空。即使從自動頻率的管理,還會引起我們自動的系統的失敗。比如臨床在執行一個醫囑的時候,其實已經執行了,但是網絡里面,仍然發現還沒有發生之前,這個就是引起一些醫療事故的產生。

  在這樣的基礎上,我們考慮這種饋線的模式來做。因為饋線是AP的數量減少,它的吞吐量可能也會減少。

  另外就是干擾,比如醫院跑2.4G的設備,很多的微波的通訊也跑到2.4G,在這樣的情況下,在醫院的實施,要進行一個分析。這種可能說,現在可能很多用到802.11n,這樣可以用到5G的頻率。

  另外一個,兼容性的考慮,可能也是我們著重要考慮的一個問題。也就是說,終端和無線網絡的兼容。因為大家知道,比如我無線終端,我可能是n的,無線可能是n的網絡,但是我的設備可能是b的,那就達不到你的效果了,所以必須從整個終端和網絡的兼容性、匹配性來思考。包括像網絡的兼容性,比如說802.11N,它可能兼容到B,兼容到C,你可能帶有網絡性能的下降。另外PUE的供電也要考慮。以前的PUE的供電可能支持15瓦,但是如果要在802.11因,我們可能要支持30瓦,這方面都要考慮。

  另外一個是QOS的設置。醫院這方面,特別是在有眾多數據,業務在無線網的時候,真的要考慮哪些是高的級別,生命體征、醫囑是高的級別,可能上網等等是低的級別要考慮的。

  最后再總結一下,如何成功建設一個移動醫療系統,首先我們要有明確的應用需求與業務模式,第二塊,確實要把框架架構設計包括應用系統、平臺、基礎、傳感系統、用戶終端作為一個整體的考量。在這個基礎上,再建一個SOA平臺和穩固感覺的物流基礎。同時要有成熟穩定的實施過程,這樣對于醫院來說,風險是最小的,這是我的報告。
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