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无线局域网在医院应用的安全性研究综述
2008-12-23    作者:赵晓光,李包罗,刘群,周炜       阅读:

来源:  电子设计信息网

     无线局域网以其方便、快捷、及时等优点,正成为医院信息化建设的重要内容之一(无线化、无纸化、无胶片化)。随着无线网络建设的迅速扩展,电磁干扰也逐渐引起人们的普遍关注。在一些特殊行业(如航空飞行)禁止使用民用无线设备已被写入各个国家的法律。尤其是在多种医学电子工程技术广泛应用的环境里部署无线局域网是否安全,是否对电子医疗设备存在潜在性的干扰,已成为医院信息化建设的重大问题。

  1.无线局域网技术在医院现代化建设中的作用

  1971年,美国夏威夷大学发明了ALOHNET,建立了世界上第一个实验性无线局域网。上世纪80年代,美国摩托罗拉公司建成了第一个商用无线局域网,从此揭开了无线局域网进入人类社会的序幕。随着技术的不断进步,人们逐步解决了传输速率慢、标准不统一、以及建设成本高等问题,使无线局域网在机场、车站、旅馆、零售、医疗等服务行业广泛应用。

    目前,无线局域网在医院主要部署在病房、急诊室、ICU、手术室等需要医护人员移动工作的区域,以帮助医护人员在病人身边开展各种即时性的医疗救治工作。总结国内外的成功经验,部署无线局域网可以为医院带来5个方面的好处:(1)实现真正意义上的床旁医疗服务,提高病人满意度。(2)现场核对,提高了医疗质量确保医疗安全。(3)提高工作效率,加快医疗流程的运转速度。(4)省略人工转达,降低了人力成本。(5)简洁和美化病区环境,减少了房间内蜘蛛网式的凌乱布线。

  2.电子医疗设备故障与医疗安全的相关性分析

  随着医学工程学各项技术的飞速发展,电子医疗设备已成为临床医师开展诊疗活动的必要条件和手段,其在现代医疗中占据着举足轻重的地位。一个检验数值错误或一张医学影像失真都会影响医师做出正确诊断,一个电子辅助治疗设备的故障会造成治疗失败,而电子人工脏器的任何运行异常都会危及病人的健康和生命。

  电子医学设备按照功能大体分为检查设备、辅助治疗设备和人工脏器三大类。任何一类设备发生故障,均可能造成诊断失误、治疗错误、危及病人生命健康等危害。保证这些设备的正常运行,是医疗安全管理的重要内容。上述设备故障的风险因素分析见表1和表2。


    3.国内外无线局域网在医院应用的安全性研究

  我们检索了1995年至2005年的国内外有关临床医学、医疗设备、医学信息化建设、无线技术等方面的相关文献。尚未发现无线局域网对医疗设备干扰的报道,也没有发现因使用无线局域网技术而危害病人医疗安全或发生医疗纠纷的报道。目前,大多数论述仍停留在对无线波段分离的理论分析上,缺乏事实证明的说服力。在思科公司的帮助下,仅搜集到三个科学试验报告(内部资料),供同道们参考。

  3.1案例一

  1996年9月26日,美国伊利诺斯州哈维市英戈尔斯纪念医院进行了一次扩频生物医学测试。

  网络设备:Aironet900MHz和2400MHz直接序列扩频产品。

  医疗设备:ZOLL1400型体外起搏器。

  监视设备:心脏监护仪和示波器。

  测试环境:生物实验室(以生理盐水仿真人体屏蔽)。

  测试结果:未发生任何干扰。

  3.2案例二

  2003年4月至2004年2月,日本的电波对医疗器材带来的影响调查研究会(由日本社团法人电波产业会于2002年9月组建,日本东京女子医科大学校长高仓公朋任主席)开展了无线局域网和RFID对植入型心脏起搏器和心脏除颤器的相关干扰研究。

  3.2.1有关无线局域网对心脏起搏器和心脏除颤器的相关干扰研究:

  网络设备:思科公司无线发射机(AP)8台,移动终端机(PDA或笔记本电脑)8台。

  医疗设备:植入型心脏起搏器共计28台(包括SSI、VDD、DDD),植入型心脏除颤机共计7台(包括ICD-S、ICD-D)。全部医疗设备以制造期分为旧期(1995年以前)、中期(1996-1999年)、新期(2000年以后),进行分组测试。

  监视设备:心脏监护仪和示波器。

  测试环境:生物实验室(丙烯仿真人体模型+生理盐水屏蔽)。

  测试结果:8台无线发射机(AP)和8台移动终端机分别与28台设定为最高灵敏度的心脏起搏器组合测试时,有1例当 AP距离6cm时产生影响,有4例当AP距离1cm时产生影响(约占总实验组的0.8%);有4例当移动终端机距离1cm时产生影响。影响程度为轻度,可恢复,且只发生在同一个机型。8台无线发射机(AP)和8台移动终端机分别与7台设定为最高灵敏度的心脏除颤器组合测试时,尽管把AP或移动终端机放在仿真人体的丙烯表面,也没有发生影响。

    3.2.2关于RFID对心脏起搏器和心脏除颤器的相关干扰研究:

  网络设备:门型RFID10台,手提型RFID21台。

  医疗设备:植入型心脏起搏器共计28台(包括SSI、VDD、DDD),植入型心脏除颤机共计7台(包括ICD-S、ICD-D)。


  监视设备:心脏监护仪和示波器。

  测试环境:生物实验室(丙烯仿真人体模型+生理盐水屏蔽)。

  测试结果:10台门型RFID分别与28台设定为最高灵敏度的心脏起搏器组合测试时,共计有89例产生影响(约占总实验组的18.5%)。影响程度为轻中度,可恢复。10台门型RFID分别与7台设定为最高灵敏度的心脏除颤器组合测试,共计有4例产生影响(约占总实验模式的4%)。影响程度为轻中度,可恢复。但是当RFID天线与仿真人体的丙烯表面紧贴时,有1个机型的4例发生了严重的不除颤休克。21台手提型 RFID分别与28台设定为最高灵敏度的心脏起搏器组合测试时,共计有50例(约占总实验模式的5%)产生影响。产生影响的最远距离15cm,程度为轻中度,可恢复。21台手提型RFID分别与7台设定为最高灵敏度的心脏除颤器组合测试时,共计有7例当距离2cm时产生影响(约占总实验模式的3%)。其中有3个机型的5例,在距离1cm时发生了严重的不除颤休克。

  为此,该调查委员会建议植入型心脏起搏器和心脏除颤器的安装者,在有RFID机器设置或有R
FID贴纸粘贴的地方,要不停顿地在道路中央笔直前进,不要停留和靠近,更不能将植入型心脏起搏器等的安装部位与手提型RFID机器的天线部接近至22CM以内。

  3.3案例三

  2004年9月27日,著名医疗设备供应商Medtronic¨对其心脏起搏器产品进行了无线局域网(LAN)的敏感性测试。

  网络设备:2.4GHz频带的思科无线设备。

  医疗设备:一部Kappa400型和一部Kappa700型心脏起搏器。

  监视设备:心脏监护仪和示波器。测试环境:生物实验室(以生理盐水模拟屏蔽)。

  测试结果:未发生任何干扰。

  近10年相关信息检索的数据表明,世界各国对开展无线局域网与医疗设备的安全性研究还处于起步阶段,仅开展了对植入型心脏起搏器和植入型心脏除颤器的安全性测试。综合分析,主要存在三个方面的不足:(1)被测试的电子医疗设备种类单一,尚未开展系统化的研究。(2)研究工作还局限于实验室测试,研究结果与实际应用之间缺乏可比性。(3)研究工作局限于内部测试,不[收稿日期2006-05-26](责任编辑 张国忠) 能信息共享。因此,我们认为有必要开展适合我国电子医疗设备装备水平的系统化的无线局域网安全性测试研究。

  4.我国开展医院无线局域网安全性研究的设想

  开展医院无线局域网与医疗设备的安全性研究应当是一个系统工程,应当在借鉴国外成功经验的基础上,并向前推进一大步。(1)应当纳入国家或地方政府的科研项目,从而具有一定的行业影响力和公信力。以便于做到开展一项研究,影响惠及全国医院信息化建设。(2)研究经费应当由国家、厂家以及行业协会共同负担。(3)研究项目可以按照先普及后深入的研究路线开展,即先在一家三级甲等医院开展多种类的电子医疗设备在无线局域网环境中的安全性研究,然后再开展对同一种类不同机型的安全性研究。(4)在可能的情况下,应当力争在医疗应用环境中进行测试。增加实际应用的可比性。(5)对治疗性的电子医疗设备应当在一般研究没有干扰的情况下,进一步深入开展动物实验。(6)在开展系统研究之后,应当由国家、地方政府、或行业协会尽快制订出无线局域网在医院部署的指南,为医院信息现代化提供技术指导。

责任编辑: admin

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