基于5G的智能化快速部署医院智能管理技术研究

2023-02-13李曼黄心旋唐立瑶康雪婷任海英

信息通信技术与政策 2023年1期

李曼黄心旋唐立瑶康雪婷任海英

(1.中国信息通信研究院云计算与大数据研究所，北京 100191；2.中国互联网协会，北京 100191；3.华为技术有限公司，深圳 518129)

0 引言

自2009年智慧医院的概念被提出至今，已有十余年时间。随着国家政策、经济、社会发展和技术更迭的多重推动，医院的信息化、智能化建设也在不断探索和尝试。2015年，我国公布了第一批共12 所智慧医院试点名单，智慧医院的示范建设工作正式进入快速发展期。现阶段，智慧医院的建设是以患者为中心，依托云计算、物联网、大数据和5G通信等新技术，实现面向医务人员的“智慧医疗”、面向患者的“智慧服务”和面向医院的“智慧管理”。智慧医院本质上是依托创新技术赋能医疗服务，实现全面智能管理的过程。在医院内建设智能管理系统，将有助于改善医院的业务能力、服务能力和管理效能。从医疗服务体系发展来看，新冠肺炎疫情防控的常态化，在一定程度上加速了各大医院智能管理系统的建设进度[1-4]。

在快速部署医院内搭建智能管理系统，实现院区业务运行的高效化和智能化，将有效降低医护人员工作量，提升患者就诊和住院体验，促进医院精细化管理。基于5G网络，结合其大带宽、低延时、高速率、多连接等优势，能够为快速部署医院内智能管理系统提供更加稳定可靠的网络环境[5-6]。

本文围绕快速部署医院内基于5G的智能管理系统建设，从业务场景、总体架构和技术要求三方面展开研究，旨在对相关技术的应用和发展进行规范化和标准化，提高快速部署医院内智能管理系统的适用性和有效性，从而更好地发挥可快速部署医院在疫情防控中的优势作用。

1 业务场景

在快速部署医院内搭建智能管理系统，目的在于实现对人的精准化医疗和对物的智能化管理，业务应用场景可分为运营管理业务和医疗业务两大类。智能管理系统业务的运行主要基于数据中心，实现对数据的主体化重构，从而进行数据的整合展现型应用。从视频监控、安防、设备资源、效率等维度对医院运营指标进行管理，提供运营状态可视化、业务分析、主动预警、设施和能效管理等服务。从医护操作信息、患者病历信息、临床信息等维度对医疗业务相关指标进行监控和分析，提供辅助决策、影像质控、远程医疗等服务。

2 总体架构

智能管理系统架构由中心云、网络、边缘等ICT基础设施组成，支撑可快速布置医院内运营管理业务和医疗业务的开展，总体架构如图1所示。

图1 智能管理系统总体架构

中心云用于承载快速部署医院内的业务系统，提供计算、存储等基础设施资源，容器、大数据和人工智能等云服务，以及资源管理、应用管理和运维协同等智能边缘管理能力，从而支撑医疗信息系统、影像系统、实验室管理和设备物联数据分析平台等业务应用系统的集成与搭建。

网络层用于保障可快速部署医院内联网设备和系统间的互联以及与云端的通信。医院内网络支持以太网、Wi-Fi和5G的混合组网模式，以保障智能管理系统的正常运行，快速部署医院与中心云之间可采用光纤、卫星或5G专网实现通信。在中心云网络断开的情况下，能够保障院内网络不受影响，支持信息系统自持。

边缘层包括边缘节点和终端。边缘节点具有与中心云协同的能力，支撑可快速部署医院业务系统的搭建与运行。终端层支持运用各类医疗设备与智能化终端满足智能管理业务需求，支撑生命体征自动监护、医疗设备数据采集、智慧病房、资产定位等应用。

3 技术要求

3.1 云平台

云平台集成了基础设施资源、云服务和智能边缘管理能力，为更好地支撑快速部署医院内各业务系统的运行，应符合如下技术要求。

基础设施应支持计算和存储硬件设施的部署，支持管理类、网络类、计算类和存储类服务器的部署，应进行统一规划、运营、运维，支持统一接口和服务，保障医院内各类医疗设备、管理系统和云平台间的互联互通。

云服务包括容器服务、大数据服务和人工智能服务。容器服务用来提供高性能可伸缩的计算能力，可对应用系统进行快速部署和生命周期管理，应支持容器调度策略、镜像管理、集群创建和管理等标准协议。大数据服务覆盖数据治理、数据标注等能力，人工智能服务覆盖模型开发、基因组数据分析、药物研发、临床影响研究等能力，均应兼容开源接口，支持根据业务需求定制化开发。

边缘管理包括资源、应用、消息管理和运维协同。资源管理应支持边缘节点管理、终端设备管理，应用管理应支持容器、函数和云边微服务管理，消息管理应支持云边消息通道、端点和路由功能，运维协同应支持边缘节点应用和性能监控、云边消息统计、离线边缘自治及故障恢复能力。