华为智慧医院辅助医疗物联网解决方案

华为智慧医院 辅助医疗物联网解决方案 主编:柳林、陈元波 前言 主编简介 柳林，华为数据通信产品线信息体验工程师，2008年加入华为，拥有9年网络服务交付经验，5年资料开发经验，当前负责华为数据通信医疗行业解决方案资料开发工作。 陈元波，华为数据通信产品线医疗行业解决方案架构师，2005年加入华为，拥有 17年产品和解决方案开发经验，当前负责华为智慧医院辅助医疗物联网解决方案设计工作。 本书内容 在国家政策以及医院数字化转型的双轮驱动下，智慧医院建设不断提速，而医疗物联网作为智慧医院建设的基石不可或缺。本书详细介绍了华为智慧医院辅助医疗物联网解决方案产生的背景及方案架构、方案优势、关键技术、典型应用场景、方案主打产品，旨在向读者全面呈现华为智慧医院辅助医疗物联网解决方案在智慧医院中发挥的重要作用。 目录 第1章方案简介1 17.1医疗物联网是智慧医院的基石1 17.2医疗物联网建设面临的挑战5 17.3解决方案简介10 第2章方案优势14 2.1高品质体验14 2.2松耦合部署15 2.3集约化网络16 2.4开放化架构17 第3章关键技术19 3.1Wi-Fi6连续组网19 3.2干扰抑制22 3.3物联融合，无感接入25 第4章典型应用场景28 4.1婴儿守护28 4.2生命体征监测30 4.3输液监护32 4.4人员定位34 4.5资产管理35 4.6医废管理37 第5章主打产品39 第6章医疗物联网展望43 第1章 方案简介 摘要 本章首先介绍宏观政策在医院智慧化转型过程中发挥的重要作用以及医疗物联网作为智慧医院基础设施的重要性，其次介绍医院在医疗物联网建设过程中面临的挑战与诉求，最后介绍华为智慧医院辅助医疗物联网解决方案的架构以及方案解决的问题。 1.1医疗物联网是智慧医院的基石 什么是医疗物联网 1991年“物联网之父”美国麻省理工学院KevinAshton教授首次提出了“物联网”的概念，物联网技术开始萌芽。1999年，KevinAshton教授提出在计算机互联网的基础上，利用RFID（RadioFrequencyIdentification，射频识别）技术、无线数据通信技术等，构造出一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internetof Things”（简称“物联网”）的方案，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。 2005年，ITU（InternationalTelecommunicationUnion，国际电信联盟）在突尼斯举行的信息社会世界峰会上正式确定了“物联网”的概念，并在之后发布的 《ITU互联网报告2005：物联网》报告中给出了较为公认的“物联网”定义：物联网是通过智能传感器、射频识别设备、卫星定位系统等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网所要实现的是物与物之间的互联、共享、互通，因此又被称为“物物相连的互联网”。显而易见，它包括了两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；第二，和互联网相比，物联网从计算机之间的互联互通延伸和扩展到了任何物体与物体之间进行的信息交换和通信。随着全球数字化转型和智能化升级步伐加快，物联网已经成为新型基础设施的重要组成部分。 那医疗物联网具体指什么呢？医疗物联网是物联网的细分场景，即IoMT （InternetofMedicalThings，医疗物联网）。简单来说，医疗物联网是指物联网延伸到医疗场景下，通过感知技术和通信技术，实现数据采集、传输、处理、存储、分析及应用，以满足医疗服务和医院运营为目标的人与物、物与物通信的网络。医疗物联网可以使医疗设备、智能装备、医疗基础设施等医疗生产要素互联互通，实现医疗业务的“万物感知、万物互联、万物智能”，彻底消除“信息孤岛”和“数据碎片化”，提高医护工作效率、降低医院管理成本，改善病患就医体验，如图1-1所示。 图1-1医疗物联网 医疗物联网是建设智慧医院的必经之路 医疗卫生服务是社会公共服务和社会保障的重要组成部分，医疗服务水平及质量关乎民生，与国家的经济发展、社会的和谐稳定息息相关，国家高度重视医疗行业的数字化转型。2016年国家发布《“健康中国2030”规划纲要》将“为人民群众提供全生命周期健康服务”上升到国家战略高度。同时随着全球第四次工业革命兴起，以云计算、大数据、物联网、智能技术、5G为代表的新一代信息和通信技术迅速发展并深入应用，全球数字化进程开始加速，超过50个国家制定了数字战略及规划，用以促进本国数字经济发展和各个行业数字化转型，如我国的“新基建”计划、欧盟的复兴计划等。 在“健康中国2030”与“新基建”政策大背景下，国务院、国家卫健委相继推出了一系列政策和举措，旨在进一步驱动医疗行业数字化、智慧化转型。2019年国家卫健委医政医管局副局长焦雅辉表示当前我国医疗服务发展正处在从“信息化”向“智慧化”过渡的关键阶段。2021年10月，国家卫健委发布《公立医院高质量发展促进行动（2021-2025年）》，明确指出“十四五”时期要将信息化作为医院基本建设 的优先领域，建设智慧医疗、智慧服务、智慧管理“三位一体”的智慧医院信息系统，充分发挥信息技术在智慧医院建设管理的重要作用。未来，国计民生需求的持续增长以及新一代信息技术的不断发展将加速推进以“智慧医院”为核心的医疗信息化建设，打造以患者为中心的卫生医疗体系，建设智慧医院将成为下一阶段医院信息化的主要目标。 智慧医院包括三大领域，分别是面向医务人员的“智慧医疗”、面向患者的“智慧服务”和面向医院管理的“智慧管理”。三大领域相辅相成，不可或缺。国家卫健委对其定义如下： 智慧医疗：以“电子病历”为核心，进一步夯实智慧医疗的信息化基础，全面提升临床诊疗工作的智慧化程度。按照《电子病历系统功能应用水平分级评价方法及标准（试行）》要求，推进医院内部信息系统集成整合和医疗数据统一管理应用，加快临床诊疗无纸化进程。进一步完善医疗机构门急诊电子病历系统应用，提升临床诊疗规范化水平，发挥智能化临床诊疗决策支持功能，确保医疗数据安全有效应用，实现诊疗服务全流程闭环。 智慧服务：以“智慧服务”建设为抓手，进一步提升患者就医体验。针对患者的实际就医需求，推动信息技术与医疗服务深度融合，为患者提供覆盖诊前、诊中、诊后的全流程、个性化、智能化服务。利用互联网技术不断优化医疗服务流程和服务模式，构建线上线下一体化服务，实现临床诊疗与患者服务的有机衔接。 智慧管理：以“智慧管理”建设为手段，进一步提升医院管理精细化水平。利用互联网、物联网等信息技术，实现医院内部信息系统的互联互通、实时监管。建立诊疗信息数据库，为医疗质量控制、医疗技术管理、诊疗行为规范、合理用药评估、服务流程优化、服务效率提升、医疗资源管理等提供大数据支持。 概括来说，智慧医院是通过以电子病历为核心的信息化建设，并采用互联网、物联网、大数据等信息技术手段，从而达到为患者提供更高质量、更高效率、更加安全、更加体贴的医疗服务的目的。 国家卫健委一直在积极推进医疗物联网在智慧医院中的应用，在其发布的《全国医院信息化建设标准与规范(试行)》中明确指出，为提升医院信息化建设水平，要在数据采集、患者安全、资产和物资管理等方面积极采用物联网应用架构。其具体要求如下： 数据采集：支持基于传感网络的物联网应用架构，支撑医疗环境下的各类设备的数据采集与应用。 患者安全：基于RFID电子标签的物联网应用架构，通过物联网终端设备支持在医院就诊环境下的患者业务服务应用。 资产和物资管理：基于传感网络的物联网应用架构，通过RFID电子标签实现医院资产或药品的管理。 当前物联网应用已成为三级医院标配，医疗物联网作为智慧医院的基础设施不可或缺。 1.2医疗物联网建设面临的挑战 医疗物联网建设诉求 从2009年国家深化改革医药卫生体制以来，我国的医疗行业取得了巨大进步，但是我国人口基数大，医疗资源分布不均、服务水平差异大、医疗服务供需缺口持续扩大依然是基本国情。根据国家统计局的数据，截至2018年，全国执业医师总人数 为301.04万人，平均“每万人拥有执业医师数”为21.5人，而根据世界卫生组织统 计，美国的这一数字为26人，日本为24人，欧洲国家多在30人以上。我国的医疗服务供给仍然是不足的，加之未来二十年老年人口数量会持续增加，全社会对医疗服务的需求仍将持续上升，因而对医生的需求会更大，这就导致传统医院向智慧医院演进过程中长期面临如下问题，如图1-2所示。 诊疗护理工作繁重 我国的医疗服务资源供给紧张的情况短期难以缓解，医院由于智慧化医疗和监护手段不足，大多依靠医护人员人工监测及护理，导致大多数医护人员存在加班多、夜班多的情况。医护人员不堪重负。 患者就医体验差 医院患者多，医护人员一人负责多个病房，工作繁忙，经常无法及时响应患者的诉求，如及时换液、输液结束停针等，导致患者感觉不被重视，就医体验差。新生儿由于抱被穿戴等比较相似，容易引发母亲及家属对可能发生新生儿错抱等情况的焦虑。 资产管理效率低 医疗物资及资产的出入库，主要依靠护士手工记录台账，护士在护理病患的同时，每天还要花费大量的时间去记录台账以及找寻医疗设备，很容易出错，无法实现医疗物资及资产的精准管理。 正因为如此，当前我国众多医院正以智慧医院建设为契机，积极探索和建设各类物联网应用，希望能够借助信息化手段来切实提高医疗服务质量，减轻业务压力。 图1-2传统医院向智慧医院演进中的诉求 医疗物联网建设面临的挑战 智慧医院的建设不是一蹴而就的，而是分步分阶段实施的。医疗物联网作为智慧医院的重要基础设施，涉及短距无线通信、通信承载、网络安全、边缘计算、大数据分析与智能技术应用等，是一个复杂的系统，因此需要整体考量架构、网络、安全、管理等多个维度，系统地进行规划，建立全院级的建设蓝图，再结合各个科室的业务需求将医疗物联网分解为不同项目逐步建设，才能承载不断增多的传感器和不断发展创新的智能应用，从容面对未来智慧医院的演进。由于缺乏成熟的系统性建设模板参考，大多数医院在物联网建设时缺乏全局科学规划，物联网建设面临如下挑战。 挑战一：基础网络重复建设，推高建设成本 当前医疗物联网终端、传感器使用的通信协议各异，如Wi-Fi、RFID、蓝牙、ZigBee等，很难通过统一的方式接入网络，不同的协议需要建设多个物联网关，无法复用医院已经建设好的物联网络，导致物联网络的重复建设，建设成本居高不下，如图1-3所示。 图1-3多网重复建设 挑战二：“烟囱式”建设方式，导致应用和信息孤岛，数据无法互通 当前医疗物联网的建设主要由医院各个业务科室驱动，物联应用往往只考虑了某一单一业务诉求，整网没有统一规划，导致整网出现多个碎片化的网络和信息孤岛，不仅给医院的安全带来诸多未知的风险，也导致数据无法互联互通，从而给大数据、智能技术等应用带来困难。同时由于缺乏整体规划和顶层设计，没有建设标准，导致物联网建设不可持续，如果医院在建设医疗物联网时仅考虑了满足业务需求，在后期将非常受限于医疗物联网厂商提供的产品和技术，使得医院无法形成自己的医疗物联网建设标准和技术路线，医疗物联网建设处于被动不可控状态，影响智慧医院的建设进程，如图1-4所示。 图1-4烟囱式网络 挑战三：无线信号互相干扰，设备易掉线，业务不稳定 在医疗场景中，大多医疗设备属于共享使用，因此多为移动性场景，存在各式各样的无线终端或传感器，如穿戴类设备，环境传感器，资产传感器，各类运行监控传感器等，每种传感器都接入私有的小基站。Wi-Fi网络没有统一的空口网规网优，加之蓝牙、RFID、ZigBee等各种射频源无序的建设，导致射频环境复杂，信号在空中干扰严重，无线网络质量差，各类无线终端或传感器频繁掉线，数据断断续续，难以保障实时数据采集，让诊断与预测分析等智能应用出