需求與挑戰(zhàn)
國家政策：2016年，國家發(fā)布《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》將“為人民群眾提供全生命周期健康服務(wù)”上升到國家戰(zhàn)略高度。2021年，國家衛(wèi)健委發(fā)布《公立醫(yī)院高質(zhì)量發(fā)展促進(jìn)行動（2021-2025年）》，明確指出“十四五”時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：
截止2018年，全國執(zhí)業(yè)醫(yī)師總?cè)藬?shù)為301.04萬人，平均“每萬人擁有執(zhí)業(yè)醫(yī)師數(shù)”為21.5人，我國的醫(yī)療服務(wù)供給仍然是不足的，加之未來二十年老年人口數(shù)量會持續(xù)增加，全社會對醫(yī)療服務(wù)的需求仍將持續(xù)上升，因而對醫(yī)生的需求會更大，這就導(dǎo)致傳統(tǒng)醫(yī)院向智慧醫(yī)院演進(jìn)過程中長期面臨如下問題：
- 診療護(hù)理工作繁重
我國的醫(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)體驗差
醫(yī)院患者多，醫(yī)護(hù)人員一人負(fù)責(zé)多個病房，工作繁忙，經(jīng)常無法及時響應(yīng)患者的訴求，如及時換液、輸液結(jié)束停針等，導(dǎo)致患者感覺不被重視，就醫(yī)體驗差。新生兒由于抱被穿戴等比較相似，容易引發(fā)母親及家屬對可能發(fā)生新生兒錯抱等情況的焦慮。
- 資產(chǎn)管理效率低
醫(yī)療物資及資產(chǎn)的出入庫，主要依靠護(hù)士手工記錄臺賬，護(hù)士在護(hù)理病患的同時，每天還要花費大量的時間去記錄臺賬以及找尋醫(yī)療設(shè)備，很容易出錯，無法實現(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、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，實現(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，同時支持IoT能力擴(kuò)展，可額外提供RFID、ZigBee、藍(lán)牙等多種無線協(xié)議融合接入的能力，實現(xiàn)無線接入基站All-in-One，降低部署復(fù)雜度，通過干擾避免技術(shù)實現(xiàn)各個射頻之間干擾最小，通信質(zhì)量最優(yōu)，達(dá)到多種無線終端可靠共存，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)用之間互通更簡單高效，實現(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)實現(xiàn)一網(wǎng)多業(yè)務(wù)承載，對不同的業(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，無線接入點控制與供應(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，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AP進(jìn)行長距PoE供電。
平臺層
平臺層是醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的“神經(jīng)中樞”。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理、安全管理、物聯(lián)管理三大功能。平臺層對整個醫(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)用層通過聯(lián)接使能平臺的北向接口，無需關(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)接使能平臺獲取相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)或者運維所需的數(shù)據(jù)即可實現(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)用場景
（1）嬰兒守護(hù)
利用RFID射頻技術(shù)，在嬰兒出生時佩戴對人體無害的RFID智能手環(huán)，并與母親手環(huán)進(jìn)行配對，同時通過手環(huán)發(fā)射出的射頻信號，實時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，系統(tǒng)會及時發(fā)出預(yù)警，提醒醫(yī)護(hù)人員和家屬及時處理。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，會自動觸發(fā)聲光報警并封鎖門禁，避免嬰兒錯抱情況發(fā)生，提升安全
（2）生命體征監(jiān)測
生命體征監(jiān)測系統(tǒng)通過電子體溫貼等硬件傳感器，自動采集病患等體征數(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通過回傳網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)中間件平臺，物聯(lián)網(wǎng)中間件平臺通過內(nèi)網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送至護(hù)士臺的護(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)通過粘貼無源的RFID標(biāo)簽，采用掃碼槍做日常盤點，掃碼槍通過掃描資產(chǎn)標(biāo)簽并通過醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)將資產(chǎn)出入庫等信息快速錄入到資產(chǎn)管理系統(tǒng)。
普通資產(chǎn)通過粘貼有源的RFID標(biāo)簽實時上報位置信息到資產(chǎn)管理系統(tǒng)，醫(yī)護(hù)人員在尋找資產(chǎn)的時候，可以通過資產(chǎn)管理系統(tǒng)方便地查詢到該資產(chǎn)的位置。同時通過電子圍欄對資產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控，防止資產(chǎn)在未被允許的情況下移動到非法區(qū)域。
貴重資產(chǎn)通過RFID或藍(lán)牙電磁標(biāo)簽可監(jiān)控設(shè)備的開關(guān)機(jī)時間、使用時長、電源、電流等信息，以便綜合評估設(shè)備的使用率。
（4）智慧ICU
通過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、血氣分析儀等各類生命體征監(jiān)測與支持類醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行無線化改造，每臺醫(yī)療設(shè)備配置1個Wi-Fi 6 CPE。Wi-Fi 6 CPE通過認(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)按需部署多個款型設(shè)備的數(shù)采APP，同時對接多個醫(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Wi-Fi 6 CPE實現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備無線化并接入醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)。
Wi-Fi 6 CPE上電并認(rèn)證通過后，開啟雙發(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。
ICU體征監(jiān)控、電子病歷等上層智慧應(yīng)用通過醫(yī)療數(shù)據(jù)采集平臺獲取相應(yīng)的醫(yī)療數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電子病歷自動錄入、病患體征實時監(jiān)控。
- 研究型病房
在研究型病房部署醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)，通過物聯(lián)網(wǎng)融合AP，實現(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)一無線接入；通過邊緣計算技術(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)處理平臺和AI科研創(chuàng)新平臺提供準(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。
通過部署物聯(lián)融合Wi-Fi 6網(wǎng)絡(luò)，一個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Wi-Fi 6 CPE對有線醫(yī)療設(shè)備無線化改造，實現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備“剪辮子”，既解決了信息點位規(guī)劃部署難題，也讓醫(yī)療設(shè)備移動使用無需插拔網(wǎng)線和參數(shù)配置，讓設(shè)備移動共享使用更便捷。
通過邊緣數(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通過私有協(xié)議對接新型醫(yī)療器械實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，對數(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。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，通過終端證書認(rèn)證，保障終端接入安全。通過在Wi-Fi 6 CPE和AP無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：
高品質(zhì)體驗：高品質(zhì)Wi-Fi6實現(xiàn)連續(xù)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)無處不在，無線終端隨時接入；Wi-Fi與loT融合，“0”干擾；極簡超寬的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，滿足未來30年“超寬
松耦合部署：在頂層設(shè)計上采用分層次架構(gòu)，通過感知接入層的無線物聯(lián)Wi-Fi6融合AP，輕松實現(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，一個物理網(wǎng)絡(luò)，基于VLAN虛擬化技術(shù)承載醫(yī)院多個隔離的業(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)中獲得一致的訪問策略，做到用戶即身份的體驗隨行。
開放化架構(gòu)：在頂層設(shè)計上采用分層次架構(gòu)，天然具備良好的開放性，各個層次都可以獨立進(jìn)行擴(kuò)展。通過在感知接入層的 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。通過聯(lián)接使能平臺層部署的物聯(lián)網(wǎng)中間件平臺，提供開放的接口和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)給應(yīng)用，讓北向應(yīng)用可方便的對接獲取網(wǎng)絡(luò)采集的醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)。