论文部分内容阅读
【摘要】文章提出了一套数字化医院的WLAN天馈覆盖方案，该解决方案对于医院的内网建设具有的较高的安全性、稳定性和可管理性，在理论上为医院无线网络的规划和部署找到了一条新的路径。
【关键词】医院信息系统；无线局域网络；网络安全
【中图分类号】 R917 【文献标识码】A
【文章编号】1671-5969（2007）23-0143-02
医疗行业作为与人民生活息息相关的行业，在计算机技术高速发展的今天，它的信息化建设就显得尤为重要，加之近几年来国内医疗体制的改革与医药分离的出现，医院之间的竞争也更为激烈。因此，国内大部分医院都采用了医院信息系统（Hospital Information System，HIS）来提高效率、提升竞争力。但实际上，不少医院的信息系统化在很大程度上只是医院管理流程的计算机化，并不是真正的医疗信息化。现代医疗信息化的核心是病人信息的共享，包括医院各个科室之间、医院之间，甚至医院与社区、医疗保险、卫生行政部门等的信息共享，以数据库为中心实现病人信息的无纸化和无胶片化办公，而这就需要强大的网络支持。此外，由于医疗行业的特殊性，医护人员和病患者之间需要频繁地在院内移动检查、同时处理的信息量大以及患者对就诊时间的敏感性，这些都要求网络具备可移动性、传输速率高等特点。同时考虑到随着医院业务量的增加，网络需要留出足够扩容空间，这些显然已不是开墙布线的传统网络所能满足。
IEEE802.11系列无线局域网络（WLAN）标准的出现，使“网络无处不在”的美好愿望成为现实，它所具备的移动性和灵活性，使得医院部署特殊的信息化应用成为可能。
一、WLAN在数字化医院的临床应用
作为医院有线局域网的补充，无线局域网（WLAN）有效地克服了有线网络的弊端，利用PDA或平板无线电脑随时随地进行生命体征数据采集、医护数据的查询与录入、医生查房、床边护理、呼叫通信、护理监控、药物配送、病人标识码识别，以及基于WLAN的语音多媒体应用等等，充分发挥医疗信息系统的效能，突出数字化医院的技术优势。
（一）用于病区移动查房
在有线网络情况下，医生查房有两种选择：一是手持打印的纸质病历，供查房时查阅；二是医生在办公室工作站上事先调阅病历，并记忆分管病人的主要病史、生命体征数据，待查房时，凭记忆呈现病人情况。第一种方式，由于要经常打印病历，增加了工作量。第二种查房，极容易造成记忆不全甚至错误情况发生。在病区组建WLAN后，医生不再受网线的困扰，可以方便、自由地将电脑在病区间移动而不会发生程序错误。医护人员可以通过无线电脑，迅速地获取患者的住院信息、病史、检验、检查结果和其他生命体征信息，尽可能有效地与患者交流，从而获得高效率、高质量的床边探视和护理。医生可以根据查房情况，及时将信息录入计算机，并根据病情变化当即开出检验、检查、治疗和其他医嘱，避免了查房后再次转抄医嘱或凭记忆补开医嘱、记录病程，造成重复工作甚至错误情况发生。
（二）无线网络用于床边护理
在西欧和美国，已有少数医院取消了病区护士站，护理数据用无线电脑直接在患者床边采集和录入，这不仅提高了护理效率和质量，还增加了医护人员与患者的亲和力，使患者得到更多的护理。
（三）无线网络用于呼叫通信
组建WLAN后，医院可以利用IP语音（VoIP）系统代替传统的通信设备，可以在同一个网络中传输语音和数据，提供双向的语音通信。医护人员可以通过手持设备接收患者的呼叫，直接与患者通话，并从系统中的任何位置立即了解患者的需求，许多危重病人因此可以得到及时抢救和特殊护理，同时医生也可以通过WLAN系统了解一些传染性危险病(如SARS)患者的情况，有效地保护医护人员的健康安全。
（四）无线网络用于护理监控
目前，国内少数较先进的住院病房安装有有线视频监控系统，组建WLAN后，只需增配无线摄像头，进行简单的网络参数配置即可。这种技术可以用于对病房、药房和其他重要场所的监控。无线摄像头的管理软件可以支持最多同时监控16个现场。在控制端可以进行拍照和实时影像记录。无线摄像头在应用时结合医院的寻呼系统，能够进一步提供医护人员的工作效率。工作人员在收到病人的寻呼信号后，通过网络即可在计算机终端直接监控到病人的状况，并采取相应的医疗措施，这对于危重病人的监护有着重要作用。
（五）无线网络用于药库管理
在WLAN下进行药库药品管理，只需手持无线电脑，进行药品的清点核对。在美国，由于采用了药物条码无线识别设备，WLAN下的药品配送和药库管理就显得更加简单、方便、准确、高效。
（六）无线网络在医疗上的其它应用
无线条码标识带系统：条码标识带是标有病人重要资料的身份标识带，在病床旁，护士使用无线识别设备，扫描患者的条码标识带，关于患者的标识、用药、剂量、时间及方法的详细信息就会得到确认。在发放药物、输液、检查、治疗和急救、手术之前，如果存在任何差异，警报系统会显示警告，避免可能发生的任何差错。
WLAN手机：基于WLAN的手机，可以在无线局域网覆盖范围内实现无线通讯。此类手机只需在交换机上进行简单的参数设置后就能方便的使用。在网络中使用无线手机能够呼叫普通电话和手机，用户通话时在WLAN覆盖区域内自由移动，通话质量不受影响。
总之，随着无线技术的不断成熟和普及，无线网络在全球范围内医疗行业中的应用已经成为了一种趋势。这些应用提高了医院的运营效率和服务质量，医院的竞争力和美誉度也得到了提升。
二、WLAN在数字化医院临床应用的实现
便捷有效的移动医疗临床应用需要安全、稳定的网络作为基础，因而选择一家在无线网络安全、规划和建设领域具有丰富经验的无线网络设备和解决方案专业提供商，就显得尤为重要。
在现有的无线网络设备提供商中，昂科信息技术（上海）有限公司的无线网络解决方案技术更加成熟。该方案采用天馈覆盖方式一般为一个信号发射源（AP）通过特定的器件接多个无源设备对指定的区域进行无线覆盖，同时结合昂科无线网络控制器（AC）及无线网络管理软件（WNMS），构成一个完整的安全、稳定、易管理的无线网络。其优点为：
图－1、数字化医院WLAN天馈覆盖方案应用逻辑结构图
（一）安全性高
安全对于网络来说至关重要，随着办公自动化的进一步发展，医院网络需要一种开放式的网络，允许工作人员灵活、高效地实现多种网络应用，但同时又要保障网络资源的安全，杜绝各种可能存在的非法访问。无论是医院门诊与急诊部，还是住院部等其他科室单位，其建设的无线网络在实现其特殊应用、满足各自特定需求的同时，要保证无线网络的高安全性。由于无线网络的数据都是通过空气传播的，可以说是没有任何的限制，根本无法屏蔽非法用户接触网络介质，同时由于医院无线网络是和有线网络结合在一起，无线用户也可以访问有线网络的资源，所以无线网络数据的加密和用户的认证就显得尤为重要。因此如果部署一个没有接入控制的WLAN将会比有线网更易受攻击，所以接入控制、数据加密、无线网与有线网之间隔离等问题都是非常重要的，这些安全措施只凭AP 提供的简单MAC地址过滤和静态WEP来保护是不灵活的和不安全的，现在国际最新的WLAN安全标准WPA包含了全新的安全协议，如802.1x（EAP-TTLS，PEAP …），TKIP，AES等等，这些安全协议需要由AP 和安全认证/接入服务器来共同承当，昂科的无线网络控制器Ocamar WNC作为WLAN安全认证服务器与AP相结合提供了完整的无线局域网安全机制，有效地保护无线局域网的安全。无线控制系统还能提供多种安全措施，包括WPA认证、VLAN、基于用户的权限分配、基于用户的监控、ACL等。
（二）信号均匀覆盖，保证稳定带宽
天线的安装位置和输出功率可以根据覆盖场景来设计，确保无线信号的强度和接收灵敏度，达到边到边的均匀覆盖效果，保证覆盖区拥有连续的、稳定的带宽，对带宽和链接稳定性要求高的应用如PACS很有意义。
（三）减少AP间的切换，保证实时应用
移动终端如Laptop、PDA或SmartPhone在同一套天馈覆盖区内移动，不会有AP间切换的现象发生，这对PDA应用和实时语音十分重要。
（四）保障设备物理安全
天馈系统中的AP被安放在专用的机箱内，机箱则安装在配电间或其他相对安全的地方，这样不仅能保证良好的运行环境和设备的物理安全，同时在故障出现时可以最快速度地确定AP的位置，缩短维修时间，提高系统的可管理性。
（五）减少信道干扰，降低通讯丢包率
802.11b/g只有三个不重叠信道（1，6，11），天馈系统在每个楼层利用两个不重叠信道的AP来覆盖，同时预留出第三个信道给今后扩容使用，避免了在相对较小的区域使用多个AP覆盖所可能带来的信道干扰，信道干扰会造成通讯丢包率快速上升，从而增长时延，降低带宽。
（六）提高设备稳定性，降低维护成本
由于天馈系统中绝大部分都是无源设备，使用寿命长，不容易受潮湿、温度等影响，故障率低。
（七）具有扩展性
天馈系统在备份和负载均衡情况下使用两个不重叠信道，留下第三个不重叠信道给今后扩展使用，不仅可以在天馈的基础上选择性地在一些区域利用第三不重叠信道增加11g AP，也可以加载未来的802.11n AP以提高系统容量，使系统同时兼顾到稳定性、高性能和高容量。
（八）网络冗余备份
两个AP同时合路到一套天馈中去，使得在信号覆盖区的任何位置都能同时收到2路AP的信号，这不仅提供了负载均衡，同时当其中一个AP出现故障时，用户能自动地切换到另一个AP上，虽然带宽减半，但达到备份效果。
（九）标准设备，保护投资
系统所有设备都完全遵循IEEE标准，具有高兼容性，客户可以自由选择相同性能的标准化AP，保护投资。
（十）用户管理方便
通过昂科无线网络控制器Ocamar WNC可以为医院内每个无线网络用户设置一个单独的账号。随着由于Intel公司对讯驰技术的大力推广和笔记本电脑持续降价，越来越多的人拥有了笔记本，并且笔记本也已经集成了对无线网络的支持，每年来医院学术交流、参加会议的人员以及住院的病人往往会携有笔记本电脑。这类人员由于大多是临时性来到医院，而且又会有接入网络，查阅信息、收发mail的需求，无线网是最好的选择。对于这类临时性的用户，信息中心可以利用昂科无线网络控制器Ocamar WNC可以简单、快速的开设一些限制权限的账号，并对这些用户作WEB+DHCP认证，用户可以简单方便的接入网络，同时系统对用户作日志记录，以便网络中心查阅。
（十一）网络设备管理简单
各无线AP间的物理位置比较分散，如WLAN系统逻辑图所示，昂科无线网络管理系统（Ocamar WNMS）提供了集中式的管理，采用网络管理的标准协议SNMP对相关无线局域网设备进行参数配置、数据采集、性能分析和故障告警。有效地降低了网络的维护成本，提高网络的稳定性，它有以下几个主要功能：（1）设备自动发现和归类；（2）集中设备参数的配置，包括固件的升级维护；（3）系统运行状态监控，包括流量、信道质量、接入用户数、AP分布等；（4）设备故障报警；（5）历史运行情况记录，提供系统瓶颈分析的依据。
三、结语
这套数字化医院WLAN天馈覆盖方案与传统无线解决方案相比，具有更高的安全性、稳定性和可管理性。符合了医院对内网建设稳定、安全的高要求。
因为医院无线网络建设和应用所面临的问题是多方面的，在部署无线网络之前，建议用户进行现场勘察、无线环境调查、网络现状分析、专门的解决方案设计和可行性研究等多项工作。根据医院的具体情况进行具体分析以制定最佳的实施方案，聘请一个专业从事无线网络设计和工程实施的公司尤为重要，他们能够帮助用户出谋划策、分布实施与持续改进医院无线网络的规划和部署。
【作者简介】费雪刚（1978—），男，江苏苏州人，苏州市立医院助理工程师。
【关键词】医院信息系统；无线局域网络；网络安全
【中图分类号】 R917 【文献标识码】A
【文章编号】1671-5969（2007）23-0143-02
医疗行业作为与人民生活息息相关的行业，在计算机技术高速发展的今天，它的信息化建设就显得尤为重要，加之近几年来国内医疗体制的改革与医药分离的出现，医院之间的竞争也更为激烈。因此，国内大部分医院都采用了医院信息系统（Hospital Information System，HIS）来提高效率、提升竞争力。但实际上，不少医院的信息系统化在很大程度上只是医院管理流程的计算机化，并不是真正的医疗信息化。现代医疗信息化的核心是病人信息的共享，包括医院各个科室之间、医院之间，甚至医院与社区、医疗保险、卫生行政部门等的信息共享，以数据库为中心实现病人信息的无纸化和无胶片化办公，而这就需要强大的网络支持。此外，由于医疗行业的特殊性，医护人员和病患者之间需要频繁地在院内移动检查、同时处理的信息量大以及患者对就诊时间的敏感性，这些都要求网络具备可移动性、传输速率高等特点。同时考虑到随着医院业务量的增加，网络需要留出足够扩容空间，这些显然已不是开墙布线的传统网络所能满足。
IEEE802.11系列无线局域网络（WLAN）标准的出现，使“网络无处不在”的美好愿望成为现实，它所具备的移动性和灵活性，使得医院部署特殊的信息化应用成为可能。
一、WLAN在数字化医院的临床应用
作为医院有线局域网的补充，无线局域网（WLAN）有效地克服了有线网络的弊端，利用PDA或平板无线电脑随时随地进行生命体征数据采集、医护数据的查询与录入、医生查房、床边护理、呼叫通信、护理监控、药物配送、病人标识码识别，以及基于WLAN的语音多媒体应用等等，充分发挥医疗信息系统的效能，突出数字化医院的技术优势。
（一）用于病区移动查房
在有线网络情况下，医生查房有两种选择：一是手持打印的纸质病历，供查房时查阅；二是医生在办公室工作站上事先调阅病历，并记忆分管病人的主要病史、生命体征数据，待查房时，凭记忆呈现病人情况。第一种方式，由于要经常打印病历，增加了工作量。第二种查房，极容易造成记忆不全甚至错误情况发生。在病区组建WLAN后，医生不再受网线的困扰，可以方便、自由地将电脑在病区间移动而不会发生程序错误。医护人员可以通过无线电脑，迅速地获取患者的住院信息、病史、检验、检查结果和其他生命体征信息，尽可能有效地与患者交流，从而获得高效率、高质量的床边探视和护理。医生可以根据查房情况，及时将信息录入计算机，并根据病情变化当即开出检验、检查、治疗和其他医嘱，避免了查房后再次转抄医嘱或凭记忆补开医嘱、记录病程，造成重复工作甚至错误情况发生。
（二）无线网络用于床边护理
在西欧和美国，已有少数医院取消了病区护士站，护理数据用无线电脑直接在患者床边采集和录入，这不仅提高了护理效率和质量，还增加了医护人员与患者的亲和力，使患者得到更多的护理。
（三）无线网络用于呼叫通信
组建WLAN后，医院可以利用IP语音（VoIP）系统代替传统的通信设备，可以在同一个网络中传输语音和数据，提供双向的语音通信。医护人员可以通过手持设备接收患者的呼叫，直接与患者通话，并从系统中的任何位置立即了解患者的需求，许多危重病人因此可以得到及时抢救和特殊护理，同时医生也可以通过WLAN系统了解一些传染性危险病(如SARS)患者的情况，有效地保护医护人员的健康安全。
（四）无线网络用于护理监控
目前，国内少数较先进的住院病房安装有有线视频监控系统，组建WLAN后，只需增配无线摄像头，进行简单的网络参数配置即可。这种技术可以用于对病房、药房和其他重要场所的监控。无线摄像头的管理软件可以支持最多同时监控16个现场。在控制端可以进行拍照和实时影像记录。无线摄像头在应用时结合医院的寻呼系统，能够进一步提供医护人员的工作效率。工作人员在收到病人的寻呼信号后，通过网络即可在计算机终端直接监控到病人的状况，并采取相应的医疗措施，这对于危重病人的监护有着重要作用。
（五）无线网络用于药库管理
在WLAN下进行药库药品管理，只需手持无线电脑，进行药品的清点核对。在美国，由于采用了药物条码无线识别设备，WLAN下的药品配送和药库管理就显得更加简单、方便、准确、高效。
（六）无线网络在医疗上的其它应用
无线条码标识带系统：条码标识带是标有病人重要资料的身份标识带，在病床旁，护士使用无线识别设备，扫描患者的条码标识带，关于患者的标识、用药、剂量、时间及方法的详细信息就会得到确认。在发放药物、输液、检查、治疗和急救、手术之前，如果存在任何差异，警报系统会显示警告，避免可能发生的任何差错。
WLAN手机：基于WLAN的手机，可以在无线局域网覆盖范围内实现无线通讯。此类手机只需在交换机上进行简单的参数设置后就能方便的使用。在网络中使用无线手机能够呼叫普通电话和手机，用户通话时在WLAN覆盖区域内自由移动，通话质量不受影响。
总之，随着无线技术的不断成熟和普及，无线网络在全球范围内医疗行业中的应用已经成为了一种趋势。这些应用提高了医院的运营效率和服务质量，医院的竞争力和美誉度也得到了提升。
二、WLAN在数字化医院临床应用的实现
便捷有效的移动医疗临床应用需要安全、稳定的网络作为基础，因而选择一家在无线网络安全、规划和建设领域具有丰富经验的无线网络设备和解决方案专业提供商，就显得尤为重要。
在现有的无线网络设备提供商中，昂科信息技术（上海）有限公司的无线网络解决方案技术更加成熟。该方案采用天馈覆盖方式一般为一个信号发射源（AP）通过特定的器件接多个无源设备对指定的区域进行无线覆盖，同时结合昂科无线网络控制器（AC）及无线网络管理软件（WNMS），构成一个完整的安全、稳定、易管理的无线网络。其优点为：
图－1、数字化医院WLAN天馈覆盖方案应用逻辑结构图
（一）安全性高
安全对于网络来说至关重要，随着办公自动化的进一步发展，医院网络需要一种开放式的网络，允许工作人员灵活、高效地实现多种网络应用，但同时又要保障网络资源的安全，杜绝各种可能存在的非法访问。无论是医院门诊与急诊部，还是住院部等其他科室单位，其建设的无线网络在实现其特殊应用、满足各自特定需求的同时，要保证无线网络的高安全性。由于无线网络的数据都是通过空气传播的，可以说是没有任何的限制，根本无法屏蔽非法用户接触网络介质，同时由于医院无线网络是和有线网络结合在一起，无线用户也可以访问有线网络的资源，所以无线网络数据的加密和用户的认证就显得尤为重要。因此如果部署一个没有接入控制的WLAN将会比有线网更易受攻击，所以接入控制、数据加密、无线网与有线网之间隔离等问题都是非常重要的，这些安全措施只凭AP 提供的简单MAC地址过滤和静态WEP来保护是不灵活的和不安全的，现在国际最新的WLAN安全标准WPA包含了全新的安全协议，如802.1x（EAP-TTLS，PEAP …），TKIP，AES等等，这些安全协议需要由AP 和安全认证/接入服务器来共同承当，昂科的无线网络控制器Ocamar WNC作为WLAN安全认证服务器与AP相结合提供了完整的无线局域网安全机制，有效地保护无线局域网的安全。无线控制系统还能提供多种安全措施，包括WPA认证、VLAN、基于用户的权限分配、基于用户的监控、ACL等。
（二）信号均匀覆盖，保证稳定带宽
天线的安装位置和输出功率可以根据覆盖场景来设计，确保无线信号的强度和接收灵敏度，达到边到边的均匀覆盖效果，保证覆盖区拥有连续的、稳定的带宽，对带宽和链接稳定性要求高的应用如PACS很有意义。
（三）减少AP间的切换，保证实时应用
移动终端如Laptop、PDA或SmartPhone在同一套天馈覆盖区内移动，不会有AP间切换的现象发生，这对PDA应用和实时语音十分重要。
（四）保障设备物理安全
天馈系统中的AP被安放在专用的机箱内，机箱则安装在配电间或其他相对安全的地方，这样不仅能保证良好的运行环境和设备的物理安全，同时在故障出现时可以最快速度地确定AP的位置，缩短维修时间，提高系统的可管理性。
（五）减少信道干扰，降低通讯丢包率
802.11b/g只有三个不重叠信道（1，6，11），天馈系统在每个楼层利用两个不重叠信道的AP来覆盖，同时预留出第三个信道给今后扩容使用，避免了在相对较小的区域使用多个AP覆盖所可能带来的信道干扰，信道干扰会造成通讯丢包率快速上升，从而增长时延，降低带宽。
（六）提高设备稳定性，降低维护成本
由于天馈系统中绝大部分都是无源设备，使用寿命长，不容易受潮湿、温度等影响，故障率低。
（七）具有扩展性
天馈系统在备份和负载均衡情况下使用两个不重叠信道，留下第三个不重叠信道给今后扩展使用，不仅可以在天馈的基础上选择性地在一些区域利用第三不重叠信道增加11g AP，也可以加载未来的802.11n AP以提高系统容量，使系统同时兼顾到稳定性、高性能和高容量。
（八）网络冗余备份
两个AP同时合路到一套天馈中去，使得在信号覆盖区的任何位置都能同时收到2路AP的信号，这不仅提供了负载均衡，同时当其中一个AP出现故障时，用户能自动地切换到另一个AP上，虽然带宽减半，但达到备份效果。
（九）标准设备，保护投资
系统所有设备都完全遵循IEEE标准，具有高兼容性，客户可以自由选择相同性能的标准化AP，保护投资。
（十）用户管理方便
通过昂科无线网络控制器Ocamar WNC可以为医院内每个无线网络用户设置一个单独的账号。随着由于Intel公司对讯驰技术的大力推广和笔记本电脑持续降价，越来越多的人拥有了笔记本，并且笔记本也已经集成了对无线网络的支持，每年来医院学术交流、参加会议的人员以及住院的病人往往会携有笔记本电脑。这类人员由于大多是临时性来到医院，而且又会有接入网络，查阅信息、收发mail的需求，无线网是最好的选择。对于这类临时性的用户，信息中心可以利用昂科无线网络控制器Ocamar WNC可以简单、快速的开设一些限制权限的账号，并对这些用户作WEB+DHCP认证，用户可以简单方便的接入网络，同时系统对用户作日志记录，以便网络中心查阅。
（十一）网络设备管理简单
各无线AP间的物理位置比较分散，如WLAN系统逻辑图所示，昂科无线网络管理系统（Ocamar WNMS）提供了集中式的管理，采用网络管理的标准协议SNMP对相关无线局域网设备进行参数配置、数据采集、性能分析和故障告警。有效地降低了网络的维护成本，提高网络的稳定性，它有以下几个主要功能：（1）设备自动发现和归类；（2）集中设备参数的配置，包括固件的升级维护；（3）系统运行状态监控，包括流量、信道质量、接入用户数、AP分布等；（4）设备故障报警；（5）历史运行情况记录，提供系统瓶颈分析的依据。
三、结语
这套数字化医院WLAN天馈覆盖方案与传统无线解决方案相比，具有更高的安全性、稳定性和可管理性。符合了医院对内网建设稳定、安全的高要求。
因为医院无线网络建设和应用所面临的问题是多方面的，在部署无线网络之前，建议用户进行现场勘察、无线环境调查、网络现状分析、专门的解决方案设计和可行性研究等多项工作。根据医院的具体情况进行具体分析以制定最佳的实施方案，聘请一个专业从事无线网络设计和工程实施的公司尤为重要，他们能够帮助用户出谋划策、分布实施与持续改进医院无线网络的规划和部署。
【作者简介】费雪刚（1978—），男，江苏苏州人，苏州市立医院助理工程师。