摘要：智慧醫(yī)療涉及到統(tǒng)一通信、視頻、無線網絡、傳感技術和RFID等當前最新的和最熱門的技術領域，從而打造了一個整合各種應用的信息化平臺，為患者提供一種前所未有的智慧體驗。
2009年初，一個名叫“IBM醫(yī)療行業(yè)解決方案實驗室”的機構成立了，它把一個頗具吸引力的單詞推倒了我們的面前——智慧醫(yī)療。智慧醫(yī)療涉及到統(tǒng)一通信、視頻、無線網絡、傳感技術和RFID等當前最新的和最熱門的技術領域，從而打造了一個整合各種應用的信息化平臺，為患者提供一種前所未有的智慧體驗。
醫(yī)療神經元
智慧醫(yī)療的核心是病人信息的傳遞與共享，包括這些信息在醫(yī)院不同科室之間、醫(yī)院之間，甚至醫(yī)院與社區(qū)、醫(yī)療保險、政府部門等的信息傳遞。這使得一種叫做無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks)的概念成為業(yè)界的熱點。WSNs的概念起源于美國國防先進技術研究計劃署中的一個研究項目。這種無線傳感網絡結合了感測、運算以及網絡連接的能力，被部署在整個醫(yī)院中的不同傳感器，在其感測范圍內監(jiān)控與偵測周圍環(huán)境與特定目標的即時狀態(tài)，并透過無線網絡將這些狀態(tài)信息回傳到主處理系統(tǒng)，系統(tǒng)管理者在收到這些信息時，就能據(jù)此實施地對患者的病情變化做出適當?shù)奶幚怼?/p>
醫(yī)療無線傳感器網絡要求分布在醫(yī)院、醫(yī)生、患者和設備等處的傳感器節(jié)點，具備無線通信能力，目前無線傳感器網絡技術主要使用ZigBee協(xié)議。ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低成本的無線網絡技術，主要用于近距離無線連接。通過ZigBee可以簡單地實現(xiàn)各種器件的實時在線。其低數(shù)據(jù)速率和通信范圍較小的特點，決定了ZigBee技術適合于承載數(shù)據(jù)流量較小的業(yè)務。它依據(jù)IEEE802.15.4標準，ZigBee技術在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調實現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，其通信效率很高。相對于現(xiàn)有的各種無線通信技術，ZigBee技術將是最低功耗和成本的技術。ZigBee的出發(fā)點就是實現(xiàn)一種易實現(xiàn)的低成本無線網絡，同時它的低功耗性能可以使采用電池供電的產品維持6個月到數(shù)年的工作時間。這一點對于醫(yī)院應用來說非常重要，它可以保證部署在醫(yī)院各處的成千上萬個傳感器長期穩(wěn)定地工作，而不會因為供電問題造成信息確實和維護的麻煩。
在床邊的影像
和傳統(tǒng)的網絡構建需求不同，實現(xiàn)智慧醫(yī)療的網絡基礎不再是帶寬和傳輸速度，而是網絡的移動性和靈活性。因此，無線寬帶在智慧醫(yī)療的實現(xiàn)過程中，將成為關鍵的承載技術。全面覆蓋現(xiàn)代醫(yī)院的無線移動網絡可以保證隨時隨地進行多元化應用，讓管理者、專家、醫(yī)生、護士、病人、家屬在醫(yī)院的任何地方都能方便的查找信息。例如，在查房的過程中，醫(yī)護人員可以隨時隨地使用平板電腦、掌上電腦等工具輸入、查看病人信息，可以通過無線網絡隨時查詢患者的即往病史、過敏史等關鍵資料，可以通過無線網絡核對處方藥品及處置方式是否正確等等，不必手工記錄大量信息，在突發(fā)性情況發(fā)生的時候，專家可以不必尋找電腦去查找資料來幫助診斷，當時就可上網查詢，沒有一分鐘的延誤。
這種在床邊的無線信息記錄于訪問技術在上海市胸科醫(yī)院甚至被應用到了對醫(yī)學影像的處理方面。該醫(yī)院收治的主要是臨床病危病人，骨科牽引病人及小兒搶救病人，這些病人往往需要床邊采集圖像資料，這就對設備的移動性和信息的無線傳輸提出了非常高的要求。胸科醫(yī)院采用了新型移動CR系統(tǒng)用于在病人床邊的X線影像實時采集作業(yè)。該設備是一種含有單板CR閱讀器、X射線發(fā)生器、PC工作站(帶有觸摸屏顯示器)和便攜式電源的移動CR系統(tǒng)。但移動CR設備仍需要將數(shù)字影像保存在其PC工作站中，等操作人員檢查完所有預約病人后，回到放射科再將所有影像資料通過有線方式一次性上傳到PACS系統(tǒng)。此后，各相關病人的主管醫(yī)生才可以查閱影像資料。這樣做的結果是，在病人較多時，查閱影像資料的周期長。另外，遇到特殊的急診病人則無法滿足需求。
放射科主任葉劍定說道：“針對這類新的需求，我們提出了床邊放射影像的數(shù)字化并采用無線傳輸方式接入PACS的方案。這是我院在國內首創(chuàng)的新應用，由于移動床邊攝影的特殊性和影像數(shù)據(jù)傳輸格式的標準要求，所選擇的放射攝影設備和無線接收、發(fā)射裝置都有相關的數(shù)據(jù)接口、交換要求。選擇的原則是既要有可靠的安全抗干擾能力，又要保持靈敏和高速的傳輸特性。”
上海市胸科醫(yī)院部署的智能無線方案包括在中心機房的一臺卓紀思MX-200R智能無線控制器以及分布于住院部大樓17個病區(qū)護士站的30個MP-422A無線接入點，并由RingMaster進行無線網絡的規(guī)劃，配置，部署，監(jiān)控和優(yōu)化，SmartPass則負責精確控制接入管理的各個方面，包括用戶、內容、時間、地點、原因、以及接入方式。為完成客戶端部署，需要在移動CR設備所配備的PC工作站上安裝支持802.11a,b/g的無線網卡，這樣就使該移動CR系統(tǒng)具有了無線傳輸能力。
數(shù)字醫(yī)學影像含有龐大的數(shù)據(jù)規(guī)模這對網絡的吞吐能力提出了新的要求，據(jù)計算機室主任孫科芬介紹說：“通常一張胸片影像的數(shù)據(jù)文件大約在5MB左右，這是因為臨床醫(yī)生對胸片輔助診斷的要求非常高，細微的變化都可能左右診斷的結果。為了保證檢查人員在每個護士站都能迅速將采集到的影像資料上傳至PACS系統(tǒng)，我們采用了獨特的智能無線體系架構Smart Mobile，因此所使用的無線接入點MP-422A擁有了足夠的數(shù)據(jù)處理能力。在執(zhí)行加/解密及策略的同時，也處理數(shù)據(jù)轉發(fā)。即AP負責轉發(fā)這類高數(shù)據(jù)率的影像數(shù)據(jù)流量至交換機，然后直接發(fā)至PACS，而無需通過WLAN控制器做集中轉發(fā)，從而提高了上傳速度和整體無線網的可擴展性。另一方面，由于802.11b/g工作的2.4GHz電磁波干擾非常嚴重，而802.11a標準工作的5GHz頻段不僅可以有效的避免干擾，而且可以實現(xiàn)與802.11g的數(shù)據(jù)一樣傳輸速率，因此，本次無線網絡部署采用了802.11a的Wi-Fi標準用于保證高速，穩(wěn)定的PACS接入能力。
優(yōu)化醫(yī)療體驗
智慧醫(yī)療的另一個關鍵是為就醫(yī)者提供更好的醫(yī)療體驗。例如在一些特殊的病房，一方面因患者病情嚴重易受外部感染，一方面因患者本身的疾病帶有極強的傳染性，不能與外界直接接觸。典型的如重癥監(jiān)護室（ICU），這是一個集中救治危重患者的特殊場所，這里收治的患者均為手術后病人和危重病人，抵抗力最低、最容易產生并發(fā)癥和嚴重感染。但是，這一類患者往往同時又最需要家人的陪同和安慰。
為了解決這個問題，未來的智慧醫(yī)院通過網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)遠程探視，這樣既可以保護患者免遭外部感染或交叉?zhèn)魅?，又可以實現(xiàn)患者與家人的“面對面”交流。
在特殊病房內配備的視頻編碼器以及攝像機、麥克風、音箱、電視機，可以隨時將患者的病況、影像、聲音采集并傳遞出來，同時在隔離區(qū)外設立遠程探視室，配備了視頻編碼器、攝像機以及PC、耳麥，這些設施通過醫(yī)院局域網接入監(jiān)控中心管理平臺。家屬或朋友在室外的探視點即可實時看到室內的患者的情況，并與患者進行交流溝通，患者也可以看到外面家屬的視頻。如果將管理平臺接入Internet，家屬或朋友即使在家里或身在外地，也可通過PC遠程登錄，與患者探視對講，既方便又快捷。而通過視頻編碼器與病房內相關醫(yī)療設施的結合，還可以提供更為智能和更為人性化的服務。比如與輸液報警器連接，患者輸液完畢時通過監(jiān)控系統(tǒng)的報警聯(lián)動自動向護士站報警，與血壓儀、心電圖機、床邊監(jiān)護儀等儀器連接，實現(xiàn)自動報警以及數(shù)據(jù)參數(shù)與監(jiān)控圖像的疊加顯示，在發(fā)生異常時及時報警通知護士站醫(yī)護人員。
在國外，基于視頻德遠程醫(yī)療應用已經開始實現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計美國每年有 70 多萬人患有中風，大多數(shù)人因此致殘。一種經 FDA 認證的藥物可以幫助部分患者防止因中風造成的殘疾，但此藥物必須在中風發(fā)作后三小時內服用。中風病人接受治療越早，康復機率也就越大。
在位于波士頓的醫(yī)療聯(lián)盟集團公司(Partners HealthCare)，視頻會議技術首次與醫(yī)療保健系統(tǒng)進行集成，針對其電視醫(yī)療計劃部醫(yī)療聯(lián)盟集團公司署的視頻會議解決方案允許各地的用戶進行面對面的實時交流，還支持多種演示程序，例如 PowerPoint，35 毫米幻燈片以及高層投影。該組織還部署了多位置技術，最多可使位于32 個不同地點的用戶共同進行視頻會話。另外，橋接技術使醫(yī)療聯(lián)盟集團公司內外部聯(lián)網自如，如有需要，還能夠讓可變的H.323 (IP) 和H.320 (ISDN) 協(xié)議以不同的線速參與到同一視頻會話中。
在 Partners HealthCare 視頻網絡中，有 30% 用于醫(yī)療系統(tǒng)的管理； 10% 用于在緊急情況下或者對住院及門診病人提供醫(yī)療服務。Partners 利用三個特定的視頻方式向患者提供醫(yī)療服務，它們分別是電視皮膚學應用程序、世界范圍內的醫(yī)療咨詢以及馬薩諸塞州綜合醫(yī)院（MGH）的電視中風中心（TeleStroke Center）。例如，一家叫做Nantucket 的醫(yī)院患者總數(shù)較少，無法支付一個醫(yī)師或者常設固定的門診的費用，使用視頻會議技術后，Nantucket 可以安排每周三小時的會診時間，為突發(fā)性或者有必要的患者提供醫(yī)療服務。"視頻會議技術清除了在時間和距離上的障礙，使我們能夠將來自 MGH 的急性中風專家的意見即時提供給來自美國和整個世界更多的患者。未來醫(yī)療保健業(yè)發(fā)展的關鍵在于：在有效的時間內，向患者提供有針對性的治療。"
Partners HealthCare 視頻網絡技術主要包括VSX 系列的全線產品，其包含了 Siren音頻和StereoSurround提供業(yè)界最佳的音頻和視頻效果。Partners 還通過部署 VSX 3000 個人會議視頻系統(tǒng)和PVX 臺式機會議軟件應用程序來啟動臺式機視頻。
針對多位置通話和 IP 與 ISDN 混合網絡通話，Partners 使用了 Polycom MCG-50 橋接技術。PathNavigator 高級監(jiān)管程序被用于進行網絡管理和呼叫選路。通過使用視頻會議技術來提供可供點播的神經科專家門診，患者無論身處何地，都可隨時獲得專業(yè)的中風病醫(yī)療服務，還可進行迅速的病情診斷并開始治療。通過由醫(yī)學專家主持的電視中風中心， Partners 建立的醫(yī)學院研究中心（MGH）正致力于此項事業(yè)的發(fā)展。該中心將 MGH 中風病研究小組和馬薩諸塞州所有的急診室進行聯(lián)網，從而支持急診部門的醫(yī)師向中風病患者提供醫(yī)療救助。
通信對構建更為智慧的醫(yī)療體驗至關重要，從接聽緊急求助電話到第一時間聯(lián)系到患者，無論處于任何位置，工作人員都必須迅速并有效地進行溝通，這些一直是醫(yī)療機構面臨的一個挑戰(zhàn)。
基于統(tǒng)一通信的視頻技術還能夠提供智慧醫(yī)療的卓越效果。這一點在國外的一些案例中可以得到借鑒。英國北布里斯托爾國民保健信托會準備借助一套能夠在信托會內部以及普通社區(qū)內提供移動和應答通信服務的解決方案設立一座全新的超級醫(yī)院，依靠這種超前、強大的平臺的支持，確?；颊叻盏目沙掷m(xù)發(fā)展。
該部署方案包括創(chuàng)新的語音自動電話簿技術，以及領先的數(shù)據(jù)中心和統(tǒng)一通信應用， 這些工具將幫助改善信托會各辦事處的9,000 名員工之間的協(xié)作。另外，通過患者尋呼服務和多方視頻會議功能，醫(yī)護人員和患者之間能夠更加緊密地進行溝通。
更值得一提的是，該醫(yī)療機構將有600名工作人員會配備一種叫做“我的即時通”的OmniTouch 8600統(tǒng)一通信解決方案，這套由阿爾卡特朗訊研發(fā)的系統(tǒng)能夠在一臺移動設備上實現(xiàn)語音郵件、文本消息、傳真、電子郵件、及時信息及語音和視頻會議等全部功能。這將幫助信托會提升生產力，減少差旅需求和成本，同時確保員工擁有必要的工具，能夠始終為患者提供最佳的服務。
另外一項被公認為是未來智慧醫(yī)院賴以提升醫(yī)療體驗水平的技術是RFID。據(jù)市場調查公司Kalorama Information一份最新報告稱，2007年美國RFID醫(yī)療市場估計將達到2億9700萬美元，并預計在接下來5年內增長突飛猛進，在2010年將達到10億美元，2012年31億美元。
在這份標題為“RFID在美國RFID醫(yī)療業(yè)的發(fā)展機會”的報告中，Kalorama Information稱 - 雖然RFID在醫(yī)療業(yè)的應用還處在初期階段，但當網絡基礎設備可升級，互用性和高昂實施費用問題得到解決后，RFID在醫(yī)藥業(yè)的應用將快速展開。
“RFID可改革目前的醫(yī)療服務的方式，”Kalorama Information主管Steven Heffner稱。“醫(yī)藥業(yè)采用RFID的主動力是提高工作效率和成本效益，RFID可在個多種應用中發(fā)揮作用，如移動資產管理、庫存管理、實時病人監(jiān)測、藥品追蹤和分配。
俄亥俄州州立大學醫(yī)療中心（OSUMC）安裝了一套美國迄今最大的醫(yī)療實時定位系統(tǒng)，采用現(xiàn)有的 Cisco Wi-Fi 基礎設施和 Ekahau Wi-Fi 標簽來定位資產和人員。這套系統(tǒng)將覆蓋 500 萬平方英尺，包括 40 多幢建筑物，系統(tǒng)安裝將大約花費三周時間，據(jù) Ekahau 商務開發(fā)主管 Tuomo Rutanen 稱。
一旦完成安裝，在接下來兩年內有望應用 15，000 個 Wi-Fi RFID 標簽，識別和追蹤資產、病人和員工。醫(yī)院將在其服務器上采用 Ekahau Positioning Engine 定位軟件來定位各個標簽的位置，并根據(jù)這些位置信息進行商務分析。
OSUMC 技術主管 Chad Neal 稱。最初，中心希望購買一套 RFID 系統(tǒng)，在整個中心安裝閱讀器，然而，要在像 OSUMC 這么大面積的范圍內安裝定位系統(tǒng)來捕獲標簽的 ID 碼和定位位置是相當耗時，且成本過高。如果只在中心部分地區(qū)采用這套系統(tǒng)則又不切實際的，Neal 稱，因為當貼標人員或物品離開覆蓋區(qū)時，中心便無法追蹤到他們位置。
最終 OSUMC 判斷出最好的方案是利用醫(yī)院現(xiàn)有的 802.11 Wi-Fi 網絡，然而，中心也了解到當時技術還并不成熟。因此，醫(yī)療中心暫時擱淺 RFID 應用計劃，等待該技術成本的變低和效率的提高。同時，醫(yī)院還升級其 Wi-Fi 的基礎設施，安裝了近 3000 臺 Cisco Wi-Fi 接入點和 30 臺網絡控制器。
標簽位置被定位在 3 米內，在這一范圍內，Cisco Wi-Fi 節(jié)點可以讀取標簽的唯一 ID 碼，發(fā)送數(shù)據(jù)到后端服務器。服務器上 Ekahau Positioning Engine 軟件根據(jù)信號強度計算物品的位置。標簽還可以接收信息，如收到指令發(fā)送聲音信號，作為警報（舉個例子，如果某件物品不應該被使用）。中心可利用 Ekahau XML API 軟件根據(jù)特定物品的位置執(zhí)行商務分析，如設備離開所屬區(qū)域，或干凈設備與臟污設備混在一起，進入洗衣區(qū)域，系統(tǒng)發(fā)送電郵或文本信息警報。
目前，在大多數(shù)醫(yī)院里已經建立起了完善HIS、LIS、PACS/RIS系統(tǒng)，配合醫(yī)生工作站、電子病歷和處方、網上報告?zhèn)鬏敽筒樵兿到y(tǒng)，智慧醫(yī)療的基礎架構已初具規(guī)模，下一步的重點將是這些應用與文中提到的最新網絡和通信技術相結合，使醫(yī)療體驗更加智慧和自由。這些技術與應用系統(tǒng)之間的默契配合，將迅速改變整個醫(yī)療信息的流向和醫(yī)療工作的流程，從而展開一幅智慧醫(yī)療的美好畫卷。
下載文檔
