基于下一代互联网的数字化医院研究进展

    卓鉴军

    摘要：数字化医院是_种新型的医疗服务模式，数字化医院建设对优化医疗服务流程，提高医疗服务效率和质量具有重要意义。文章归纳分析了国内外现有基于下一代互联网的数字化医院发展现状以及下一代互联网的关键网络技术，总结已有的相关经验，为今后的研究提供理论和方法依据。

    关键词：数字化医院；下一代互联网；研究状况

    1 引言

    数字化医院是智慧医疗和区域卫生信息化建设的基础，是公立医院改革的重要技术支撑，对全民健康保障体系的建立具有重要的作用。以IPv4为基础的互联网所固有的缺陷：网络地址获取量不足、安全可信度较差、服务质量较低、网络复杂性和管理难度增加，网络与信息安全水平和服务质量降低等突出问题，已不能满足数字化医院发展对网络的需求，严重制约着数字化医院建设向着更高层次发展。迫切要求数字化医院系统由现行的封闭式物理隔断模式转向开放运行模式，与外部系统（如区域卫生信息平台、社区卫生服务信息系统、公共卫生信息系统等）进行实时信息交换与共享，充分利用下一代互联网的技术优势，构建数字化医院的服务模型及体系结构，可适应数字化医院的发展趋势。开放环境下的数字化医院服务流程、服务模型和体系结构等问题的研究，可充分满足当前医院业务系统建设以服务为导向的需求，为数字化医院建设提供总体规划和顶层设计，能快速实现更广泛互联、更便捷移动、更高效共享的全面数字化医疗。

    2 国外基于下一代互联网的数字化医院研究状况

    美国已启动“农村卫生保健试点计划”，以帮助公共和非营利性医疗机构建设国家或区域范围内的宽带网络连接，以便其向全国各地提供远程医疗服务，该计划将资助85%的网络升级、Internet2连接和选定接收者的先进网络服务费用。约翰霍普金斯全球临床健康教育中心正在使用运行在Internet2网络之上的远程医疗技术，该技术可提供高质量视频会议并可连接高分辨率显微镜、三维核磁共振成像，支持艾滋病毒耐药性互助陈述分析。

    欧盟2001年建成GeANT高速试验网，并在2005年6月启动GeANT2研究计划。该计划是第一个在全球范围部署的混合网络同时采用包交换和电路交换。GeANT2的许多连接都达到10Gbps的速度，可应用于许多领域的协作研究，如网格计算、生命科学、射电天文学和天气变化等。GeANT2提供的数据信息包括高清晰度图像、视频和音频文件、DNA样本及相关数据，目前，欧盟GeANT2高速试验网已应用于生物医学信息共享。

    亚太地区1997年6月3日由17个亚太地区国家或地区近40多个成员组成的先进网络组织成立，建立APAN主干网，其主要宗旨是对连接亚太地区各国的学术网络进行规划、建设和运行。日本于2002年推出IPv6商用服务，2005年完成互联网向IPv6的过渡，2007年启动了“新一代网络”国家重大项目，研究下一代互联网的关键技术。在医院信息化应用方面，IPv6技术主要用于电子病历共享和远程医疗等方面。如在十胜地区建立起基于IPv6的远程医疗系统，为地方医院、大学附属医院，甚至一般家庭提供医疗支援、远程手术指导、远程会诊以及家庭监护等服务。

    3 国内基于下一代互联网的数字化医院研究状况

    1998年，我国开始搭建IPv6试验床，开始了下一代互联网研究。2003年8月我国启动了下一代互联网示范工程（CNGD。CNGI的核心网中规模最大的学术性主干网是CNGICERNET2以及CNGI国际/国内互联中心CNGI-6IX。我国的CERNET2主干网采用纯IPV6协议，使用CERNET的全国高速传输网，以2.5-10Gbps传输速率和部分IPv6路由器，连接全国20个主要城市的CERNET2核心节点，实现全国200余所高校下一代互联网高速接入，同时为全国其他科研院所和研发机构提供下一代互联网高速接入服务。目前，我国已建成全球最大的下一代互联网示范网络，推动并形成了中国的下一代互联网产业群，下一代互联网示范工程项目使我国在下一代互联网研究及关键技术方面走到了世界前列。

    我国在基于IPv6的下一代互联网已取得了一系列成果，可扩展、更安全、更大、可信、可管理、高质量的以IPv6核心协议为基础的下一代互联网在学术与产业界共同努力下，现已进入大规模研究和建设阶段，其技术已基本成熟并已经商用化，使用它可以改变现行数字化医院网络传输能力有限、服务质量难以确保、网络安全隐患严重、有效管理机制缺乏、移动性能差等问题。NGI地址空间巨大，接入方式方便快捷，支持100Mbps以上的端到端高性能通信，支持终端的无线接入和移动通信，提供身份认证和访问授权，对数据进行加密，保证完整性，同时可进行有序的管理、有效的运营和及时的维护，这些优势都将为数字化医院的发展提供可靠的技术支撑。

    目前利用CERNET和APAN进行国际性的医疗会议和交流应用已经非常成熟，可远程观看临床手术，与主刀医生现场交流，远程医疗培训等。2009年11月在清华大学举行的第十三届全国超声内镜暨内镜新技术学术研讨会上，利用CERNET与亚太先进网络APAN连接，北京协和医院、京都第二红十字医院、韩国峨山医疗中心同步操作演示的手术现场，开启国内医院首次利用网络进行手术直播到海外的先例。

    就广东省而言，为了推进广东省下一代互联网的发展，已提出了“十二五”期间的一系列发展目标：全省要进一步提升光纤网络覆盖率，用户接入带宽平均每年翻一番，力争在光网络覆盖、网络速率和应用水平方面达到先进国家水平；到2015年建成全国规模最大的TD-LTE网络，推动广东率先进入4G时代。在“智慧广东”的重点应用领域中提出了智慧医疗，提出建立家政服务网络体系，探索居家养老、虚拟养老院等家庭保健服务新模式，推广应用带物联网功能的便携式医疗设备。加快数字化医院的建设，建立居民电子健康档案，重点在重症监护、病患管理、用药安全、血液制品管理以及医疗废弃物处理等方面开展物联网应用。目前，广东范围内部分三甲医院推行基于下一代互联网的数字化医院建设的成效相对比较明显，初步建立了基于下一代互联网的数字化医院服务模型、服务流程和体系结构，但离全面推行基于下一代互联网数字化医院还有一定的距离，尚需制度及财务等方面的保障和基层医院的切实推行。

    4 基于下一代互联网的数字化医院的应用技术

    （1）数字化医院中的物联网技术。借助于医疗物联网技术实现即时监测和自动数据采集以及远程医疗监护。（2）数字化医院中的云计算技术。医疗行业的云计算中，病人的电子医疗记录或检验信息都存储在中央服务器中，病人的信息和相关资料可以全球存取，医护人员从因特网激活的设备上实时获取资料。（3）数字化医院中的移动计算技术。移动计算帮助完成对医疗机构内部网络传感器获得的信息进行语义理解、推理和决策，任何时候都可以通过某种设备访问所需要的信息，实现智能控制。（4）数字化医院中的数据融合技术。在临床诊断、治疗、手术导航中，将各种模式的图像进行配准和融合，提供互补的医学信息。

    5 结语

    （1）国内外下一代互联网技术研究已基本成熟，为数字化医院由封闭走向开放提供一个良好的技术支持，但在数字化医院方面的应用研究不仅仅限于远程医疗等，还有很多其他领域，因此，建立基于下一代互联网的数字化医院服务模型、服务流程和体系结构，将成为发展趋势。（2）在下一代互联网体系结构研究中，要尽可能继承和发扬目前互联网体系结构的技术精髓，基于IPv6下一代互联网，从基本组成、工作原理和实现机理，攻克重大技术挑战和开发新的革命性应用，开展下一代互联网的系统研究。