国基科技医疗无线系统解决方案

FRIENDSHIP 国基 科技医疗无线 系统解决方案 二零一四年 八月 1 2 3 背景及需求 系统性能介绍 4 系统设计说明 系统应用介绍 内容概要 背景 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比如化验科、放射科、造影室与医生之间的即时信息共享，甚至是医院之间、医院与社区之间的信息共享，以数据库为中心实现病人信息的无纸化和无胶片化，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、同时处理大量的信息，这些都要求网络具备可移动性、传输速率高等特点。 无线网络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。帮助医院实现医疗设备、医疗信息的高度共享和有效利用，从而达到提高效率、节省人手和提高医疗服务质量的目的。 .背景及需求 1 GMIS 医院信息 管理系统 CIS HIS 临床信息 系统 区域医疗 信息系统 初步完善 初见成效 正在关注的重点 以病人为中心的 核心价值体现 国家扶持 未来发展趋势 信息化从医生 /护士工作台直接推到病人床前 是医院信息化的工作重心 趋势 医院无线需求场景一：无线查房 为什么医院会对无线查房业务感兴趣 以病人为中心 信息化 直接推到病床前，床边医护、床边数据处理 病人身份 必须万无一失 的确认 ， 避免 执行医嘱的 差错 事故（出一次差错对医院就可能是极大的风险） 无线查房业务中的无线网络，医院最关心什么 覆盖效果： 是不是可以确保病房区所有角落都有稳定信号？ 漫游： 护士 /医生在病房间穿梭会不会掉线，甚至重新登录？ 带宽： 用 PDA记录生命体征、执行医嘱能不能实时处理？用平板电脑看 PACS影像多少秒可以看到一个片子？ 稳定： 查房业务很频繁，网络一断业务就中断，不能及时医护怎么办？ 安全： 这是个内网，会不会有安全隐患？ 干扰： 究竟会不会对医疗设备产生干扰？ 需求分析 重点关注 重点关注 重点关注 重点关注 重点关注 国基科技无线产品如何打消客户疑虑，塑造吸引力？ 802.11n的全 MIMO技术 高增益智能天线系统将 Wi-Fi信号覆盖范围扩大了 2至 4倍，医院只需部署更少 的接入点 专利的智能天线阵列技术能够在漫游客户端动态形成波束，确保稳定的连接性，并且减少丢包情况，从而保证最高的性能。 提供多达 32个独立 WLAN网络，用于同步支持 IP视频、语音和电子病历应用。 提供所需的先进的安全机制，满足当地法规 。 直观的、基于浏览器的设备使服务台在一分钟内即可生成唯一、定时的 Wi-Fi访客许可证，从而提供给探视家属。 为室内和室外接入点提供网状网功能，无需以太网线缆即可扩展 Wi-Fi信号，并且可以由无线 AC控制器进行远程集中管理。 整个 WLAN仅需几分钟即可完成配臵，并且通过自动探测控制器，接入点可以自行配臵。分布式转发架构实现了由一个独立的中央网络运行中心管理所有医疗综合 Wi-Fi设施，无需占用数据路径。 最大传输速度达到 300Mbps，业内最快， PACS文件数秒内下载 无线控制器如果宕机， AP智能转换安全模式继续运行，无线网永不中断 医院无线需求场景二：移动输液 传统门诊输液遇到很多解决不了的现实问题 人工记录配药，配错怎么办？只要出现一例就可能会出重大事故 输液室环境嘈杂，只靠呼唤病人名字来确认身份，会不会忙中出错？ 护士工作强度大、压力更大，更增加出错几率 移动输液，将彻底改变这一现状 条码双联标签使用，彻底确保用药安全 条码扫描核对，核对病人身份更简单、绝对准确 大幅度简化护士工作流程，杜绝差错事故 无线网络 智能识别 移动终端 无线呼叫 门诊 输液 移动输液，将彻底改变这一现状 1 3 背景及需求 系统性能介绍 4 系统设计说明 系统应用介绍 内容概要 2 .系统设计原则 1 医院无线局域网设计原则 医院无线网络的建设本着满足当前实际应用需求，同时又节省成本的原则进行建设，建设完成的医院无线局域网应该可以达到以下目标： 利用无线网络技术可以在医院内部开展各种应用，让医护人员可以尽可能增加有效手段与患者沟通交流并能实时获得医疗和数据信息 医生通过无线网络可以随时随地电子病历、 PACS访问 /查看 无线网络能够满足未来电子病历系统、 PACS等 HIS应用对网络的要求 可以同时支持语音、高带宽视频和数据应用 稳定可靠的信号覆盖，随时提供可靠的高带宽 网络管理员对无线网络以及无线用户有良好的可管理性和控制性； 支持 802.11 b/g/n（ 300M带宽）以提供高带宽需求的网络通讯服务； 全面的无线网络覆盖（室内、室外）和支撑系统（包括 MESH技术、无线网管、无线安全）； 保证网络访问的安全性和信息传输的安全，包括接入认证以确定合法的接入者和空中信息的传输加密。支持 802.1x等安全认证方式。 无线网络要具有良好的可扩展性 为达到医院网络的建设目标，医院对无线局域网系统有如下技术需求： - 1、 遵循标准 - 2、绿色无线 - 3、稳定可靠 - 4、 802.11n标准的支持 - 5、采用先进的无线网络架构 - 6、部署方案灵活方便 - 7、网络的安全性 - 8、高性能 - 9、可扩展性 .系统设计技术需求 2 .系统方案设计 3 1、遵循标准 无线局域网采用的技术支持应为国际标准或业界标准，不使用某个厂商的专用技术和协议，以保证网络设备的互通性，有利于网络的投资保护。 2、绿色无线 由于医院属于负责大众健康的行业，因此，在医院内建设无线网络一定要保证无线网络设备不能辐射人体，以及干扰正常医疗设备，以免引起安全方面的隐患。 3、稳定可靠 只有稳定可靠的网络平台才能提供流畅的应用，因此整个网络的稳定，可靠，是对整个网络最基本也是最重要的要求。无线网络的稳定性需要从两个方面进行考虑： A，无线信号的稳定； B，产品，设备自身的可靠性，除了无线信号的稳定可靠外，同时还要保证设备自身的稳定可靠。 .系统方案详细说明 4 4 、 802.11n标准的支持 802.11n是 IEEE最新一个无线物理层标准，和较老的 802.11标准相比，在吞吐量和传输距离上有了显著的提升。在物理层面上，其理论数据传输率最高可达 IEEE 802.11a/g系统最大速度 54Mbps的 11倍。已经渐渐发展为了无线网络的主流技术，无线网络建设需要以为当前应用服务为主，只有 11n才能同时满足语音、高带宽视频和数据接入应用的需求。 5、采用先进的无线网络架构 要建设具有先进性的无线网络，该无线网络系统应该既能够解决“胖” AP相互之间互相独立，不能集中管理和控制的缺点，又能够避免传统集中控制型无线网络系统中所有数据流量必须流经无线控制器，使无线控制器成为网络瓶颈以及单点故障的缺点。同时无线网络需要同时支持室内和室外覆盖，以达到区域内无缝覆盖的目的。并且支持无线 MESH，以避免线路施工造成的影响。 .系统方案详细说明 4 6、部署方案灵活方便 无线网络的部署应该可以借助原来的有线网络基础进行就近组网，而不需要为无线网络重新搭建有线网络，同时，原有骨干有线线路应该不需要进行更改。在原来没有有线网络节点的地方应该尽量利用 MESH方式进行组网。 7、网络的安全性 在网络安全性方面，无线局域网系统要具有与有线局域网同样要求的安全防护措施，无线网的安全性主要从以下几个方面考虑： （ 1）用户接入认证：具有支持多种用户认证方式； （ 2）数据链路的全程加密； （ 3）网间 /设备间隔离 .系统方案详细说明 4 8、高性能 为了降低建网以及维护的成本，无线 AP应该具有较强的覆盖能力，保持在各个位臵的信号强度，在使用较少 AP的情况下覆盖更多的面积，同时每个 AP下应该能够容纳较多的用户，并同时保证各个用户的效率。 9、可扩展性 医院的无线网络会随着业务的发展而扩展，因此，无线网络系统必须具备较好的可扩展性，如何解决原有 AP与新增 AP之间的资源协调，用户身份统一等工作必须提前考虑。扩展后的功能和管理应该保持不变。 .系统详细说明 4 1 背景及需求 系统性能介绍 4 2 系统设计说明 内容概要 系统应用介绍 3 . 电子病历 1 按照医院规定，医生医嘱要在指定时间内及时下发，在传统有线网络情况下，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。同时医生需要随身携带一大堆病历本了解不同患者病情，并且以手写方式记录医嘱信息，等查房完全结束后，再录入到电脑中交给护士去执行，医生要花大量时间在文字工作上，而另一个直接后果是患者只有等待查房结束才能得到及时治疗。 为解决这个问题 ，通过部署 WLAN，医生只需手持平板电脑或者 PDA即可在病床前实时调阅病人各种信息，而下达的医嘱信息也能通过无线方式及时传递给护士去执行，护士在执行医嘱的过程中，如果发生异常情况，还可通过无线的方式及时通知医生 (无论医生在医院的任何地方 )，医生可对医嘱进行调整， WLAN的使用将最大程度的降低患者等待时间，提升患者满意度，提升医生查房工作效率。 移动临床信息系统是为满足医生和护士临床服务而推出的，系统以无线局域网络为网络平台，以医院信息系统（ HIS）为支撑平台，以移动计算和条码识别为核心，实现电子病历移动化。 移动临床信息系统充分利用 HIS的数据资源，通过数据整合，实现了医院信息系统向病房的扩展和延伸，极大地推动了医院的信息化建设，帮助医院实现临床服务的无线化、移动化和条码化管理，是数字化医院发展的必然趋势。 医生移动工作站主要功能：基本信息、医嘱信息、报告查询、生命体征查询、手术安排查询、会诊单查询、医嘱输入；护士移动工作站主要功能：基本信息、医嘱信息、报告查询、生命体征查询、生命体征录入、手术安排查询、会诊单查询、医嘱执行、医嘱执行情况查询、特殊医嘱处理；加强医院管理效率和力度减少医疗差错和事故 减轻了医护工作人员的工作强度，提高了医护人员的工作效率，优化信息存取流程，实现“以病人为中心”的医院管理理念。 .移动临床信息系统 2 移动门诊输液和呼叫护理系统 3 门诊输液室是医院人群相对集中而且流动性较大的场所，也是医院护理管理工作的重要环节。但目前，许多医院的门诊输液过程缺乏信息系统支撑，一方面导致门诊输液室环境吵杂，护士工作繁忙，容易出现安全事故；另一方面，医院也很难准确考核护士的工作量。 移动门诊输液管理系统将彻底改变这种落后的管理，依托条形码技术、移动计算技术和无线网络技术实现护士对病人身份和药物身份的双重条形码核对功能，杜绝医疗差错；依托无线呼叫技术实现病人求助时，护士及时响应，并改善输液室环境以及减轻护士工作强度和工作压力。 传统有线呼叫系统施工繁琐、检修困难、施工成本高，更重要的是有线系统没有移动接收呼叫信息的功能，使很多病人丧失了抢救的良机。随着医院、养老院的医疗条件的不断提高，越来越多的场所采用无线呼叫系统，施工和维护简便，呼叫操作简单，医护人员可随时随地接收病人的呼叫。在我们实际调研中发现病人往往在医生没有来之前会重复呼叫 ,焦虑等待，无线呼叫系统提供了双向功能。呼叫系统基于 Wi-Fi网络部署，使 Wi-Fi网络价值得到充分提升，大大提高管理便捷。病人通过呼叫标签上的红色按钮呼叫，指示灯会变为红色闪烁，表示呼叫请求已经发出，这时候无线网络会将信号传送到护士站、或者正在查房的医生。系统会在医务人员的系统平台上弹出提示框，并伴有提示音。接受终端可以是工作站电脑或者是移动查访终端，医务人员给出确认后，呼叫按钮标指示灯会由红色变为绿色，患者可以安心等待。 移动门诊输液和呼叫护理系统 3 当护士到病房边时可以按下红色按钮表示该呼叫过程结束 ， 请求得到服务 。 移动门诊输液和呼叫护理系统 3 .人员定位、资产管理和医疗设备的位置和状态管理 4 基于无线网络 WIFI的实时定位系统 (RTLS)目前已经非常成熟，目前不只能支持人员 /资产定位，还可以提供呼叫，环境监测等功能。 RTLS使得管理部门在单位内部快速寻找人员和资产（包括位臵和状态），提高服务效率 , 使管理者减少因寻找人员和资产而浪费的时间。对必须定时进行跟踪查询的人员提供快速的定位寻找提高服务反应，以便在单位的任何角落快速找到目标，防止意外事故的发生。 遇到紧急情况，携带有 WIFI标签的人员可以按下警报按钮发送信号到监控部门寻求帮助。这可减少搜索目标人员的时间，得到更快的响应。当有带有 WIFI标签但未经授权人员进入限制区时，系统会发出信息给监控部门示警，这可有效防止不必要的意外发生，增强安全管理级别。 .支撑医疗视频信息传输 5 支持医疗视频信息传输主要有三个方面： 1、临床手术实况的传输，大多数医院已经建成的手术室都是无菌的环境，如果要求将手术的实况传输到手术室外势必会进行重新布线，从而会破坏手术室的环境，这种做法不可行。因此，可以考虑在手术室外部署 AP，在手术室架设一台无线摄象机，这样的话手术的实况就可以通过无线网络传输到手术室外。专家和学者通过这种方式就可以实时的观看、指导手术现场。在临床教学时，也可以通过这种方式，能够实现结合现场患者情况，为学生提供生动，多样的教学模式。 2、远程医疗，可以提供移动的远程诊断、医疗系统。不受时间地点限制。 3、无线网络极大地方便了临床教育科研。教师和科研人员可以在病人床边一边讲 解一边通过无线移动终端实时调用病人的基本情况，包括：病史信息、病理信息、化验检验信息、放射信息、影像信息等。 4、移动视频探视。对某些特殊需要的患者，可以采用移动视频终端提供本地或远程探视服务。 .无线网络用于药库管理 6 WLAN结合无线射频识别技术（ RFID）进行药库药品管理。药品进库时通过RFID标签扫描，记录下进库药品的名称、制造商、功效等详细属性，并利用 RFID进行药品存放的定位。这些数据都通过 WLAN上传到医院的药品管理信息系统，方便医院对药品进行统一调配、管理。药品管理人员也无需人工输入大量数据以及花时间到处寻找药品，只需手持无线电脑或 PDA等设备，进行药品的清点核对。在美国，许多医院在采用了药物条码无线识别设备后， WLAN环境下的药品配送和药库管理就显得更加简单、方便、准确和高效。 .无线网络用于视频监控 7 目前，国内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臵即可，摆脱了重新布线的烦琐。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同时监控多个现场。在监控中心可以对现场进行录像记录。无线摄像头在应用时结合医院的无线通讯系统，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。 .通过无线网络系统承载 VoIP语音电话应用 8 随着 VoIP技术的成熟与普及，基于 SIP的 Wi-Fi电话将迅速变为医院领导之间话音联络的主流。 Wi-Fi电话除了可在医院、医疗中心楼以及办公室之间等不同 AP之间漫游外，用户亦可在其它有 Internet连接的地方如医院，住宅等使用，这是一般办公室无线电话（传统的电话交换机）所不能做到的。简单地说，用户可在有宽带接入的地方继续使用办公室的电话号码，不管是国内或国外。对于一些经常出差的用户基于无线网络技术的 VoIP解决方案会带来极大的方便，亦可节省长途电话费。 有了 VoWLAN，无论医生或护士在覆盖范围的任何一个地方，都可用接收到相应的呼叫和信息。结合新的服务器软件，还可实现广播、群（组）呼等功能。现在已经有新型的小型可佩带型、一键通话的语音终端，医生和护士可用一边工作一边进行通话。 .人员安全防护需要实现 9 1、实时监控患者的位臵 （ 1）通过电子地图或列表显示，可搜索。 （ 2）人员移动轨迹：通过电子地图实时显示一个或多个人员移动轨迹； （ 3）跟踪指定人员：地图随着标签的移动自动切换，将鼠标移到标签上可以看到标签的当前状态； （ 4）人员报警状态信息：通过电子地图上不同颜色和形状显示人员的报警状态。 2、报警功能 （ 1）患者腕带支持断带报警 （ 2）患者违规自动报警功能 （ 3）晚间睡觉时，发生坠床、摔倒自动报警 （ 4）可以设定任意报警事件，如电池低电压报警、越界等等 3、历史记录查询 （ 1）查询位臵历史记录：任何人员的位臵变化记录。 （ 2）查询历史报警记录。 （ 3）查询操作历史记录：关于标签的有关操作。 .人员安全防护需要实现 9 4、历史轨迹查询 （ 1）追溯查询任意时段内人员的活动路线； （ 2）可以按照时间轴查询对应时间点的人员位臵信息； （ 3） 可以按照人员位臵点，确定对应的时间点 5、系统集成功能 与视频监控系统联动可选择查看视频监控；报警时可自动调用标签所在位臵附近的摄像头，查看视频监控； 锁定人员，根据移动位臵自动调用位臵附近的摄像头。与信息管理系统集成提供 API接口，能够与医院现有医疗管理系统平台结合，从医疗系统获取病患、医护人员的基础数据。 1 背景及需求 系统应用介绍 3 2 系统设计说明 内容概要 系统性能介绍 4 .组网方便，使用维护简单 1 GSTone功能和特性说明 无需重新布线或划分 VLAN， AP就近接入现有网。在网络的中心或集中交换机处部署无线控制器，对 AP进行同一的 AP、用户接入、安全和无线 RF管理。 AP接入网络后，如果需要也可以在网管中心部署（适合于具有多个区域的部署）集中管理系统。这样各区域采用无线控制器进行本地无线网络的管理（包括 AP配臵和状态、软件管理、用户认证、安全和无线 RF管理等），而中心集中管理系统对无线控制器进行统一管理和监控。 BeamFlex技术对 AP的安装位臵没有特殊的要求，可以安装在方便安装（如具有以太网接口的几乎任何地方）。这样不仅方便了安装，还节省了安装成本。 另外，内臵的 MESH技术可以扩展覆盖不方便布线的区域。 .智能天线技术 , 更少的 AP数量 , 更大更有效的覆盖 2 AP的天线是由多根水平和垂直极化天线组成的智能天线矩阵系统，可以提供 4095种天线模式，系统控制软件利用构建在 802.1MAC层协议中的反馈机制不停的为每一个接受设备调整天线模式。通过为每一个接受设备选择一个优化的天线阵列， BeamFlex能够扩展无线覆盖范围和更高的通讯速度。 在具有多个房间和隔断（包括承重和非承重墙）的二层 400多平米的居室里，能够提供15-20M的稳定的数据流。 这一技术将大大减少用户在热点地区 AP的部署数量，节省用户的投资。 .有效的支持视频和音频流，智能的 QoS技术 3 具有专利的 SmartCast技术包括组播流量处理技术、智能 QoS和基于“识别应用”的流量自动分类能力。 SmartCast的智能模糊控制技术能够从所有流量中自动的识别和区分流量类型，自动的为不同类型流量标记服务类型。 一个 11n的 AP在单频点可用支持高达 80Mbps的视频流，支持多路高清视频监控信号。 .抗干扰能力强 4 智能天线系统通过检测射频和多径问题以及邻居网络噪声带来的干扰，能够实时重新自我配臵和调整，使得 AP在一个不断变化的环境中从多种不同质量的信号传输路径中立即选择一个最优的传输路径。 在办公楼中，由于 AP众多，在每个频道都有多个 AP，因此无法通过跳频来解决干扰问题，而又不想因为缩小功率而减少覆盖范围，国基科技 AP产品可以通过改变传输路径来避开干扰，保证数据的可靠传输。如下图， AP通过改变传输路径，避开手机的干扰。 .抗干扰能力强 4 AP通过改变传输路径 ， 将信号有效覆盖到承重墙后边的区域 。 . 独有的核心技术创新 5 ChannelFly BeamFlex+ Hotspot 2.0 o 基于每个客户端 /每个包的自适应天线阵列 o 定向天线增益 o 多达 4,000 多种天线模型 , 9 dBi 增益 , 15 dBi 干扰抑制 o 自适应信道选择 o 预测信道容量的算法 o 提高 50%的性能 SmartMesh o 通过自适应的 RF 链路实现可靠的 Mesh 连接 o 更少的 AP，更少的布线，更容易扩展 o 先进的最佳路径选择算法 o 最早支持这种成熟方案厂商 o 室内 /室外设备都支持 o 企业，运营商，社会机构的Wi-Fi 应用 SmartSec o 专利的每用户动态密钥可以简化操作并提高安全 o 安全的访客接入方案 o 无需额外成本的直观，简单的 BYOD SmartCast o 高级的 QOS检测及处理方式 o 自动识别应用类型及优先级、 o 优化语音，视频的可靠性及一致的体验 2.0 . 数据转发模式 6 国基产品转发模式 灵活的控制器架构 可扩展的集中管理和控制 可根据网络拓扑和应用业务要求灵活选择分布或集中数据转发 经济高效 管理、部署和扩展简单方便 管理、控制和数据全集中到 AC AC控制器一般需要支持高带宽，从而更复杂（也可能成为系统的瓶颈） 价格更昂贵而且在新一代 Wi-Fi网络中扩展性差 全集中转发 全分布转发 管理机制，但控制和用户数据分布转发 不支持集中数据转发。无法适应于用户业务需要集中控制的场合 AP造价高，或者牺牲 AP的性能（当 AP作为控制中心时） Control Management Data AP AP Internet Control Management Data Management Cloud Management OR Internet AP AP Internet Control Management Data Controller . 安全 7 标准支持 AES的 WPA2-个人和 WPA2-企业安全 便捷安全的在线 BYOD (BYOD) 专利的 Dynamic PSK提供每用户不同的 PSK 控制和集中转发流量的 AES加密 针对 Rouge AP的 WIPS 内部认证数据库，同时可无缝集成RADIUS, Active Directory, LDAP 独有的 “Secure Hotspot” 无线用户隔离 基于设备类型的安全策略 集成 L2-4 ACLs 动态 VLAN 安全管理协议 SSH, HTTPS, SNMPv3 管理 ACLs Rogue DHCP服务器检测 Proxy ARP 802.11k/r 支持安全漫游（ 802.1X） 802.11w 管理帧保护 应用识别和策略 “防火墙 ” 在有线网络配置了专业的防火墙设备后，国基科技 WLAN产品没有必要再重复配置一套专业防火墙的功能。因为这样只会增加网络和配置的复杂程度，同时提高了管理负担 国基科技支持应用识别和策略 . 大多数国基科技的用户都已经配备了专业的应用层防火墙设备如 Palo Alto Networks, Fortigate, 和 CheckPoint,可以支持对有线、无线流量，包括加密的或隧道数据进行识别和控制 . 一些国基科技的竞争对手只有当用户数据是集中到核心进行转发时才能够支持相应功能，这样违背了在网络边缘进行应用管理的目标。 . 入侵检测 /入侵防护 8 Rogue AP 检测和分类 Rogue AP牵制 人工 非法 /邻居 AP分类 有线相关性检测 (AP在同一个子网 ?) 阻止过多的探测请求 拦截认证攻击 发现非法 DHCP服务器 包括大多数关注的 IDS问题 检测和抑制非法设备 阻止了所