基于下一代互聯網的數字化醫院研究進展

卓鑒軍

摘要：數字化醫院是_種新型的醫療服務模式，數字化醫院建設對優化醫療服務流程，提高醫療服務效率和質量具有重要意義。文章歸納分析了國內外現有基于下一代互聯網的數字化醫院發展現狀以及下一代互聯網的關鍵網絡技術，總結已有的相關經驗，為今后的研究提供理論和方法依據。

關鍵詞：數字化醫院；下一代互聯網；研究狀況

1 引言

數字化醫院是智慧醫療和區域衛生信息化建設的基礎，是公立醫院改革的重要技術支撐，對全民健康保障體系的建立具有重要的作用。以IPv4為基礎的互聯網所固有的缺陷：網絡地址獲取量不足、安全可信度較差、服務質量較低、網絡復雜性和管理難度增加，網絡與信息安全水平和服務質量降低等突出問題，已不能滿足數字化醫院發展對網絡的需求，嚴重制約著數字化醫院建設向著更高層次發展。迫切要求數字化醫院系統由現行的封閉式物理隔斷模式轉向開放運行模式，與外部系統（如區域衛生信息平臺、社區衛生服務信息系統、公共衛生信息系統等）進行實時信息交換與共享，充分利用下一代互聯網的技術優勢，構建數字化醫院的服務模型及體系結構，可適應數字化醫院的發展趨勢。開放環境下的數字化醫院服務流程、服務模型和體系結構等問題的研究，可充分滿足當前醫院業務系統建設以服務為導向的需求，為數字化醫院建設提供總體規劃和頂層設計，能快速實現更廣泛互聯、更便捷移動、更高效共享的全面數字化醫療。

2 國外基于下一代互聯網的數字化醫院研究狀況

美國已啟動“農村衛生保健試點計劃”，以幫助公共和非營利性醫療機構建設國家或區域范圍內的寬帶網絡連接，以便其向全國各地提供遠程醫療服務，該計劃將資助85%的網絡升級、Internet2連接和選定接收者的先進網絡服務費用。約翰霍普金斯全球臨床健康教育中心正在使用運行在Internet2網絡之上的遠程醫療技術，該技術可提供高質量視頻會議并可連接高分辨率顯微鏡、三維核磁共振成像，支持艾滋病毒耐藥性互助陳述分析。

歐盟2001年建成GeANT高速試驗網，并在2005年6月啟動GeANT2研究計劃。該計劃是第一個在全球范圍部署的混合網絡同時采用包交換和電路交換。GeANT2的許多連接都達到10Gbps的速度，可應用于許多領域的協作研究，如網格計算、生命科學、射電天文學和天氣變化等。GeANT2提供的數據信息包括高清晰度圖像、視頻和音頻文件、DNA樣本及相關數據，目前，歐盟GeANT2高速試驗網已應用于生物醫學信息共享。

亞太地區1997年6月3日由17個亞太地區國家或地區近40多個成員組成的先進網絡組織成立，建立APAN主干網，其主要宗旨是對連接亞太地區各國的學術網絡進行規劃、建設和運行。日本于2002年推出IPv6商用服務，2005年完成互聯網向IPv6的過渡，2007年啟動了“新一代網絡”國家重大項目，研究下一代互聯網的關鍵技術。在醫院信息化應用方面，IPv6技術主要用于電子病歷共享和遠程醫療等方面。如在十勝地區建立起基于IPv6的遠程醫療系統，為地方醫院、大學附屬醫院，甚至一般家庭提供醫療支援、遠程手術指導、遠程會診以及家庭監護等服務。

3 國內基于下一代互聯網的數字化醫院研究狀況

1998年，我國開始搭建IPv6試驗床，開始了下一代互聯網研究。2003年8月我國啟動了下一代互聯網示范工程（CNGD。CNGI的核心網中規模最大的學術性主干網是CNGICERNET2以及CNGI國際/國內互聯中心CNGI-6IX。我國的CERNET2主干網采用純IPV6協議，使用CERNET的全國高速傳輸網，以2.5-10Gbps傳輸速率和部分IPv6路由器，連接全國20個主要城市的CERNET2核心節點，實現全國200余所高校下一代互聯網高速接入，同時為全國其他科研院所和研發機構提供下一代互聯網高速接入服務。目前，我國已建成全球最大的下一代互聯網示范網絡，推動并形成了中國的下一代互聯網產業群，下一代互聯網示范工程項目使我國在下一代互聯網研究及關鍵技術方面走到了世界前列。

我國在基于IPv6的下一代互聯網已取得了一系列成果，可擴展、更安全、更大、可信、可管理、高質量的以IPv6核心協議為基礎的下一代互聯網在學術與產業界共同努力下，現已進入大規模研究和建設階段，其技術已基本成熟并已經商用化，使用它可以改變現行數字化醫院網絡傳輸能力有限、服務質量難以確保、網絡安全隱患嚴重、有效管理機制缺乏、移動性能差等問題。NGI地址空間巨大，接入方式方便快捷，支持100Mbps以上的端到端高性能通信，支持終端的無線接入和移動通信，提供身份認證和訪問授權，對數據進行加密，保證完整性，同時可進行有序的管理、有效的運營和及時的維護，這些優勢都將為數字化醫院的發展提供可靠的技術支撐。

目前利用CERNET和APAN進行國際性的醫療會議和交流應用已經非常成熟，可遠程觀看臨床手術，與主刀醫生現場交流，遠程醫療培訓等。2009年11月在清華大學舉行的第十三屆全國超聲內鏡暨內鏡新技術學術研討會上，利用CERNET與亞太先進網絡APAN連接，北京協和醫院、京都第二紅十字醫院、韓國峨山醫療中心同步操作演示的手術現場，開啟國內醫院首次利用網絡進行手術直播到海外的先例。

就廣東省而言，為了推進廣東省下一代互聯網的發展，已提出了“十二五”期間的一系列發展目標：全省要進一步提升光纖網絡覆蓋率，用戶接入帶寬平均每年翻一番，力爭在光網絡覆蓋、網絡速率和應用水平方面達到先進國家水平；到2015年建成全國規模最大的TD-LTE網絡，推動廣東率先進入4G時代。在“智慧廣東”的重點應用領域中提出了智慧醫療，提出建立家政服務網絡體系，探索居家養老、虛擬養老院等家庭保健服務新模式，推廣應用帶物聯網功能的便攜式醫療設備。加快數字化醫院的建設，建立居民電子健康檔案，重點在重癥監護、病患管理、用藥安全、血液制品管理以及醫療廢棄物處理等方面開展物聯網應用。目前，廣東范圍內部分三甲醫院推行基于下一代互聯網的數字化醫院建設的成效相對比較明顯，初步建立了基于下一代互聯網的數字化醫院服務模型、服務流程和體系結構，但離全面推行基于下一代互聯網數字化醫院還有一定的距離，尚需制度及財務等方面的保障和基層醫院的切實推行。

4 基于下一代互聯網的數字化醫院的應用技術

（1）數字化醫院中的物聯網技術。借助于醫療物聯網技術實現即時監測和自動數據采集以及遠程醫療監護。（2）數字化醫院中的云計算技術。醫療行業的云計算中，病人的電子醫療記錄或檢驗信息都存儲在中央服務器中，病人的信息和相關資料可以全球存取，醫護人員從因特網激活的設備上實時獲取資料。（3）數字化醫院中的移動計算技術。移動計算幫助完成對醫療機構內部網絡傳感器獲得的信息進行語義理解、推理和決策，任何時候都可以通過某種設備訪問所需要的信息，實現智能控制。（4）數字化醫院中的數據融合技術。在臨床診斷、治療、手術導航中，將各種模式的圖像進行配準和融合，提供互補的醫學信息。

5 結語

（1）國內外下一代互聯網技術研究已基本成熟，為數字化醫院由封閉走向開放提供一個良好的技術支持，但在數字化醫院方面的應用研究不僅僅限于遠程醫療等，還有很多其他領域，因此，建立基于下一代互聯網的數字化醫院服務模型、服務流程和體系結構，將成為發展趨勢。（2）在下一代互聯網體系結構研究中，要盡可能繼承和發揚目前互聯網體系結構的技術精髓，基于IPv6下一代互聯網，從基本組成、工作原理和實現機理，攻克重大技術挑戰和開發新的革命性應用，開展下一代互聯網的系統研究。