無線局域網(wǎng)對(duì)醫(yī)療設(shè)備潛在干擾的測(cè)試研究

概 述

近年來，在提高醫(yī)療質(zhì)量，保障醫(yī)療安全的基礎(chǔ)上向患者提供更加人性化的醫(yī)療服務(wù)成為醫(yī)院最主要的工作目標(biāo)之一，這促使國(guó)內(nèi)外醫(yī)院紛紛通過建設(shè)無線局域網(wǎng)來提高效率、準(zhǔn)確性，防止和減少醫(yī)療事故，同時(shí)提供高質(zhì)量的人性化服務(wù)。

由于醫(yī)療設(shè)備在現(xiàn)代醫(yī)療中發(fā)揮著舉足輕重的作用，而電子醫(yī)療設(shè)備存在著受到電磁干擾 (EMI) 的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，這個(gè)問題困擾著醫(yī)院信息化建設(shè)的進(jìn)程。針對(duì)中國(guó)醫(yī)療行業(yè)關(guān)于無線局域網(wǎng)對(duì)醫(yī)療設(shè)備是否存在不良干擾的問題尚無定論，受中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部醫(yī)院管理研究所和中華醫(yī)院管理學(xué)會(huì)信息管理專業(yè)委員會(huì)的委托，中日友好醫(yī)院與思科系統(tǒng)(中國(guó))網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司聯(lián)合組成了“無線局域網(wǎng)對(duì)醫(yī)療設(shè)備潛在干擾測(cè)試研究課題組”。于2005年9 月28 日至2005 年12 月28 日，對(duì)該院常用的對(duì)電磁干擾相對(duì)敏感的25 種醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行了無線局域網(wǎng)電磁波對(duì)醫(yī)療設(shè)備潛在干擾的測(cè)試研究。測(cè)試結(jié)果表明：在醫(yī)院正確部署無線局域網(wǎng)未發(fā)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生不良干擾。該項(xiàng)目已于2006 年4 月6 日通過了衛(wèi)生部醫(yī)政司委托醫(yī)院管理研究所組織的專家論證會(huì)。

一、測(cè)試目的

通過對(duì)無線局域網(wǎng)(WLAN)與醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備之間是否存在干擾問題的測(cè)試，以期得出無線局域網(wǎng)是否會(huì)對(duì)醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備造成不當(dāng)干擾的結(jié)論，從而為制定面向中國(guó)醫(yī)療行業(yè)的《醫(yī)院無線局域網(wǎng)的布署規(guī)程(草案)》提供科學(xué)證明。

二、測(cè)試方法

經(jīng)過文件檢索并參照國(guó)外開展此項(xiàng)研究的經(jīng)驗(yàn)，課題組對(duì)無線局域網(wǎng)可能對(duì)醫(yī)療設(shè)備造成干擾的因素進(jìn)行了分析,采用如下無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的測(cè)試調(diào)整參數(shù)：

(一)無線設(shè)備(無線接入點(diǎn)天線：AP 以下同)部署的位置和方向：以醫(yī)療設(shè)備為中

心，在360 度的范圍內(nèi)均勻選擇0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°，

共計(jì)8 個(gè)角度進(jìn)行測(cè)試;

(二)無線設(shè)備(AP)部署距離：以醫(yī)療設(shè)備為原點(diǎn)，在≤1cm、10cm、50cm、1m、3m

或以上距離;

(三)通信頻率：802.11a 選擇5745MHz、5765MHz、5785MHz、5805MHz，;802.11g 選

擇2412MHz、2437MHz、2462MHz;802.11b 選擇2412MHz、2437MHz、2462MHz，共計(jì)

10 個(gè)信道。

(四)在測(cè)試過程中，設(shè)置AP 以不同信道的最大功率進(jìn)行測(cè)試。

(五)為了增加實(shí)際應(yīng)用的可比性，各項(xiàng)測(cè)試盡量采取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。

(六)正式測(cè)試開始之前，先以床旁監(jiān)護(hù)儀為例進(jìn)行預(yù)測(cè)試，從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完善測(cè)試方法。

三、被測(cè)醫(yī)療設(shè)備

經(jīng)檢索近10 年的相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)國(guó)外在對(duì)無線局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與醫(yī)療設(shè)備之間的安全性研究方面，僅開展了對(duì)心臟起搏器(植入型)和心臟除顫器(植入型)的測(cè)試研究。由于國(guó)內(nèi)外尚未開展過對(duì)多種類醫(yī)療設(shè)備的系統(tǒng)測(cè)試，存在著諸多不可確定的因素，為便于結(jié)果分析，每個(gè)電子醫(yī)療設(shè)備品種僅選取了單一機(jī)型。經(jīng)課題組同醫(yī)院相關(guān)部門多次討論，最終確定了25 種醫(yī)院常見的對(duì)電磁干擾相對(duì)敏感的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行了測(cè)試。

設(shè)備分類如下：

(一)、位于非屏蔽房間的醫(yī)療設(shè)備：(共計(jì)16 種)

序號(hào) 醫(yī)療設(shè)備名稱 型號(hào) 廠商

1 床旁監(jiān)護(hù)儀 CD2000 西潤(rùn)(SunRain)

2 彩超 飛凡 PHILIPS

3 準(zhǔn)DR REGIUS MODEL 550 KONICA

4 肌電圖儀 COUNTERPOINT MK2 丹麥維迪

5 CR ADC COMPACT PLUS AGFA

6 除顫器 CARDIOSERV GE

7 TCD TC-4040 EME

8 心電監(jiān)測(cè)儀 3000 美國(guó)新世紀(jì)

9 呼吸機(jī) SERVO-I 西門子

10 監(jiān)護(hù)儀 DASH-4000 GE

11 輸液泵 LP2000

北京鑫禾豐醫(yī)療技術(shù)

有限公司

12 內(nèi)窺鏡 GP-US522HAE 松下

13 手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng) TREON 美國(guó)美敦力

14 無線心電監(jiān)測(cè)儀 BIOMULT1 1000 NEC

15 血液透析機(jī) DBB-26 日機(jī)裝

16 監(jiān)護(hù)儀 OHMEDA(DATEX) GE

17 麻醉機(jī) DRÄGER Fabius Tiro

18 心臟起博器 5326 ST.JUDE.MEDICAL

19 胰島素泵 507C 美敦力

(二)、位于屏蔽房間的醫(yī)療設(shè)備：(共計(jì)9 種)

序號(hào) 醫(yī)療設(shè)備名稱 型號(hào) 廠商

20 腦干誘發(fā)電位 CHARTR 丹麥MADSEN

21 CT PQ6000 PHILIPS

22 腦電圖儀 1524K 日本光電

23 ECT 單光子發(fā)射斷層掃描 SOLUS 美國(guó)ADAC

24 放射科-MRI INTERA PHILIPS

25 血管造影機(jī) V5000 PHILIPS

以上所列被測(cè)試的醫(yī)療設(shè)備均具備：《中華人民共和國(guó)醫(yī)療器械注冊(cè)證》、《醫(yī)療器械經(jīng)營(yíng)企業(yè)許可證》。其中進(jìn)口醫(yī)療設(shè)備還具備：《進(jìn)口商品安全質(zhì)量許可證書》。四、測(cè)試中使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，無線頻譜分析儀和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于本測(cè)試是一項(xiàng)科學(xué)研究，而不是行業(yè)準(zhǔn)入許可的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，為便于分析問題，所以無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備僅選取了思科系統(tǒng)(中國(guó))網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司的一家設(shè)備。

無線局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備清單

Cisco 1200 系列無線接入點(diǎn)

Cisco 1100 系列無線接入點(diǎn)

Cisco 1130 系列無線接入點(diǎn)

Cisco Catalyst 系列交換機(jī)

Cisco Catalyst 系列交換機(jī)(POE)

Cisco MCS 7800 系列呼叫管理器

Cisco IP 電話(有線)

Cisco IP 電話(手機(jī))

Cisco ISR 系列路由器

上述無線局域網(wǎng)設(shè)備均符合中華人民共和國(guó)無線電管理相關(guān)規(guī)定和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為了在測(cè)試期間對(duì)無線局域網(wǎng)設(shè)備所發(fā)出的無線信號(hào)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)，課題組在測(cè)試過程中使用了無線頻譜分析儀(Agilient E4400 系列 無線頻譜分析儀)。該設(shè)備在測(cè)試的初期、中期和后期，先后三次請(qǐng)無線頻譜儀租賃廠商對(duì)頻譜儀進(jìn)行了計(jì)量標(biāo)定測(cè)試環(huán)境拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

五、測(cè)試過程與結(jié)果

測(cè)試過程嚴(yán)格遵循《無線局域網(wǎng)絡(luò)對(duì)醫(yī)療設(shè)備潛在影響的測(cè)試方案》中規(guī)定的測(cè)試方法，在正式測(cè)試開始之前，為了使測(cè)試過程更加完善、順利，保證測(cè)試結(jié)果更加科學(xué)、準(zhǔn)確，課題組于2005 年9 月28 日、10 月11 日，先后兩次對(duì)北京西潤(rùn)公司CD2000 型心電監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行了預(yù)測(cè)試。通過預(yù)測(cè)試，對(duì)原測(cè)試方案進(jìn)行了改進(jìn)：增加了測(cè)試人員的詳細(xì)身份標(biāo)識(shí);原始記錄采用表格增加方便;增加了確認(rèn)醫(yī)療設(shè)備對(duì)無線通信不產(chǎn)生異常干擾的檢查;在測(cè)試中首次引入了場(chǎng)強(qiáng)的概念，通過應(yīng)用無線頻譜分析儀對(duì)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)強(qiáng)，以及不同環(huán)境、不同方位、不同距離的無線環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)并嚴(yán)格記錄，為后期數(shù)據(jù)分析提供了科學(xué)的依據(jù)。2005 年11 月1 日至2005 年12 月28 日按照預(yù)測(cè)試完善后的測(cè)試和記錄方法對(duì)中日友好醫(yī)院在用的對(duì)電磁干擾相對(duì)敏感的25 種醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行了無線局域網(wǎng)對(duì)醫(yī)療設(shè)備潛在干擾的正式測(cè)試研究。參與測(cè)試人員包括中日友好醫(yī)院信息中心和思科系統(tǒng)(中國(guó))網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司的IT 技術(shù)人員，中日友好醫(yī)院的醫(yī)學(xué)專家、護(hù)理人員和醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員，以及醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)廠商的工程師。全體參研人員共計(jì)48 人，全部測(cè)試點(diǎn)超過6000 個(gè)。

(一)典型測(cè)試過程舉例表

流媒體通信

IP手機(jī)

無線接入點(diǎn)AP

被測(cè)醫(yī)療設(shè)備

流媒體服務(wù)器 IP電話

Cataslyst 交換機(jī)

CM呼叫管理器

Cisco ISR 路由器

頻譜分析儀

桌面

Catalyst 6500交換機(jī)

醫(yī)療設(shè)備 測(cè)試日期 測(cè)試地點(diǎn) 有無異常 干擾 測(cè)試過程及結(jié)果概述

床旁監(jiān)護(hù)儀 20050928 20051011 無線測(cè)試實(shí)驗(yàn)室 無

通過對(duì)所測(cè)設(shè)備的兩次預(yù)實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)測(cè)試原始記錄進(jìn)行了更改，并增加了對(duì)于非屏蔽環(huán)境醫(yī)療設(shè)備的相關(guān)場(chǎng)強(qiáng)記錄。在多方人員同時(shí)在場(chǎng)的情況下，我們通過多次對(duì)心電模擬器正常環(huán)境下的工作狀態(tài)和施加不同距離、不同頻率信號(hào)工作狀態(tài)下的監(jiān)控進(jìn)行比較分析，相關(guān)人員一致認(rèn)為測(cè)試環(huán)境未對(duì)所測(cè)心電監(jiān)護(hù)儀的正常工作產(chǎn)生干擾。

血液透析機(jī) 20051205 血透中心 無

2005 年12 月5 日，我們通過采用水桶模擬人體的方法在測(cè)試環(huán)境下透析機(jī)脫水透析的方法是否會(huì)受到無線設(shè)備的干擾。3 個(gè)多小時(shí)的測(cè)試時(shí)間內(nèi)，我們嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟分別在不同距離和不同頻率施加無線信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，經(jīng)測(cè)量，實(shí)際脫水值與理論脫水值完全吻合。2005 年12 月8 日，我們開始在實(shí)際環(huán)境下的測(cè)試。測(cè)試過程中，我們共監(jiān)測(cè)了五個(gè)病人，詳細(xì)記錄透析前后的體重變化和進(jìn)食進(jìn)水情況，經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析，排除日常工作中的誤差，技師得出結(jié)論：測(cè)試環(huán)境未對(duì)所測(cè)透析機(jī)的正常工作產(chǎn)生異常干擾。

心臟起博器 20051221 心導(dǎo)管室 無

由于心臟起搏器的測(cè)試存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此我們安排的測(cè)試是在無人情況下完成的。在測(cè)試過程中，通過對(duì)比分析正常情況和施加無線信號(hào)情況下的數(shù)據(jù)，經(jīng)分析，設(shè)備生產(chǎn)廠商工程師和心導(dǎo)管室醫(yī)師一致認(rèn)定測(cè)試環(huán)境未對(duì)所測(cè)起搏器的正常工作產(chǎn)生異常干擾。

腦干誘發(fā)電位 20051101 耳鼻喉科 無

在未增加測(cè)試環(huán)境信號(hào)的情況下，設(shè)備房間內(nèi)的背景場(chǎng)強(qiáng)為-70dBm。在增加測(cè)試信號(hào)的情況下，當(dāng)AP 距離屏蔽房間3.5 米處時(shí)，屏蔽房間內(nèi)的最大場(chǎng)強(qiáng)為-70dBm。通過對(duì)正常人在未施加測(cè)試信號(hào)情況下的醫(yī)學(xué)報(bào)告和施加測(cè)試信號(hào)并在醫(yī)療設(shè)備周圍場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)情況下的醫(yī)學(xué)報(bào)告的比較，醫(yī)師得出結(jié)論：測(cè)試環(huán)境未對(duì)所測(cè)腦干誘發(fā)電位儀的正常工作產(chǎn)生異常干擾。測(cè)試過程中的記錄包括：測(cè)試設(shè)備(名稱，品牌和型號(hào))、測(cè)試人員(姓名，單位，部門，職務(wù))、不同距離的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)(非屏蔽房間)、測(cè)試結(jié)果(每個(gè)醫(yī)療設(shè)備400 個(gè)測(cè)試點(diǎn))、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試專家鑒定意見、醫(yī)療設(shè)備廠家鑒定意見、醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員鑒定意見、醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程處鑒定意見、醫(yī)院信息中心鑒定意見、無線設(shè)備廠家鑒定意見、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試日志、醫(yī)學(xué)圖表和醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)記錄等，全部原始文件均在中日友好醫(yī)院檔案室存檔。

(二)無線局域網(wǎng)電磁波對(duì)醫(yī)療設(shè)備潛在干擾的測(cè)試結(jié)果表

序號(hào) 測(cè)試日期 醫(yī)療設(shè)備名稱 生產(chǎn)廠商 異常干擾

1 20050928 20051011 床旁監(jiān)護(hù)儀 西潤(rùn)(SunRain) 未發(fā)現(xiàn)

2 20051101 腦干誘發(fā)電位 丹麥MADSEN 未發(fā)現(xiàn)

3 20051103 彩超 PHILIPS 未發(fā)現(xiàn)

4 20051103 準(zhǔn)DR KONICA 未發(fā)現(xiàn)

5 20051104 肌電圖儀 丹麥維迪 未發(fā)現(xiàn)

6 20051107 CT PHILIPS 未發(fā)現(xiàn)

7 20051107 腦電圖儀 日本光電 未發(fā)現(xiàn)

8 20051108 CR AGFA 未發(fā)現(xiàn)

9 20051109 ECT 單光子發(fā)射斷層掃描 美國(guó)ADAC 未發(fā)現(xiàn)

10 20051111 放射科-MRI PHILIPS 未發(fā)現(xiàn)

11 20051115 除顫器 GE 未發(fā)現(xiàn)

12 20051116 TCD EME 未發(fā)現(xiàn)

13 20051122 Holter(有線) 美國(guó)新世紀(jì) 未發(fā)現(xiàn)

14 20051123 呼吸機(jī) 西門子 未發(fā)現(xiàn)

15 20051123 監(jiān)護(hù)儀 GE 未發(fā)現(xiàn)

16 20051123 輸液泵 北京鑫禾豐醫(yī)療技術(shù)有限公司 未發(fā)現(xiàn)

17 20051125 內(nèi)窺鏡 美國(guó)美敦力 未發(fā)現(xiàn)

18 20051125 手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng) 美國(guó)美敦力 未發(fā)現(xiàn)

19 20051202 Holter (無線) NEC 未發(fā)現(xiàn)

20 20051205 血液透析機(jī) 日機(jī)裝 未發(fā)現(xiàn)

20 20051208 血液透析機(jī)——2 次測(cè)試 日機(jī)裝 未發(fā)現(xiàn)

21 20051212 監(jiān)護(hù)儀 GE 未發(fā)現(xiàn)

22 20051212 麻醉機(jī) Fabius Tiro 未發(fā)現(xiàn)

23 20051219 血管造影機(jī) PHILIPS 未發(fā)現(xiàn)

24 20051221 心臟起博器 ST.JUDE.MEDICAL 未發(fā)現(xiàn)

25 20051228 胰島素泵 美敦力 未發(fā)現(xiàn)

六、測(cè)試結(jié)論與建議

本研究通過對(duì)無線局域網(wǎng)與醫(yī)院多種常用醫(yī)療設(shè)備潛在性干擾的系統(tǒng)化測(cè)試，事實(shí)證明在醫(yī)院正確地布署無線局域網(wǎng)設(shè)備未發(fā)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生不良干擾。由于在醫(yī)院部署無線局域網(wǎng)尚未普及，國(guó)內(nèi)外尚未開展無線局域網(wǎng)對(duì)醫(yī)療設(shè)備潛在干擾的系統(tǒng)化測(cè)試研究，為了便于分析可能出現(xiàn)的問題，本研究?jī)H在醫(yī)療設(shè)備種類多樣性方面進(jìn)行了探索。根據(jù)科學(xué)研究的慣例，在今后還應(yīng)當(dāng)開展針對(duì)不同廠商的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品與同一種醫(yī)療設(shè)備的不同廠商的不同機(jī)型進(jìn)行組合測(cè)試。尤其對(duì)電子輔助治療設(shè)備和電子人工臟器等直接影響病人生命健康的關(guān)鍵設(shè)備，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或生物模型實(shí)驗(yàn)，以提供更加完滿的科學(xué)證明。

參考文獻(xiàn)：

1、 ANSI C63.18，《評(píng)估醫(yī)療設(shè)備對(duì)具體射頻發(fā)射機(jī)輻射電磁抗擾性的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法的推薦

做法(1997 年)》[Recommended Practice for an On-Site Test Method for Estimating

Radiated Electromagnetic Immunity of Medical Devices to Specific Radio Frequency

Transmitters (1997)]

2、 思科系統(tǒng)公司的白皮書《醫(yī)療環(huán)境中的無線LAN 設(shè)備：解決無線干擾問題》[Wireless LAN

Equipment in Medical Settings: Addressing Interference Concern]。