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網路於醫療上的應用

網路於醫療上的應用. B97705001 林育葳 B97705015 蔡繼東 B97705033 黃杰伸 B97705043 魏良丞 B97705068 李影忠. 大綱. 醫療與 VPN 醫療與 PACS DICOM && HL7 無線感測與醫療之應用. 醫療與 VPN 之關係. 醫院透過 VPN 串連各分院的病人病歷資料、藥品管理 … 等醫療應用系統 透過 VPN 網路交換、共享，醫療資訊就可以透過 VPN 網路在各分院快速流動。.

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網路於醫療上的應用

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  1. 網路於醫療上的應用 B97705001 林育葳 B97705015 蔡繼東 B97705033 黃杰伸 B97705043 魏良丞 B97705068 李影忠

  2. 大綱 • 醫療與VPN • 醫療與PACS • DICOM && HL7 • 無線感測與醫療之應用

  3. 醫療與VPN之關係 • 醫院透過VPN串連各分院的病人病歷資料、藥品管理…等醫療應用系統 • 透過VPN網路交換、共享，醫療資訊就可以透過VPN網路在各分院快速流動。

  4. 醫院對寬頻網路的需求高，主要是醫療數位影像如X光片的傳輸需求，一張X光片檔案就高達10MB以上，在傳輸過程中還不能壓縮，否則容易失真。醫院對寬頻網路的需求高，主要是醫療數位影像如X光片的傳輸需求，一張X光片檔案就高達10MB以上，在傳輸過程中還不能壓縮，否則容易失真。

  5. 採用VPN後，因系統不干擾精密醫療儀器與即時、方便、有效率的特性，院區不論是開刀房、加護病房或是急診室，都能讓第一線的醫護人員即時收到電話、簡訊，讓重要訊息傳遞與溝通更為快速而正確，也因此大幅提升整體醫療品質。採用VPN後，因系統不干擾精密醫療儀器與即時、方便、有效率的特性，院區不論是開刀房、加護病房或是急診室，都能讓第一線的醫護人員即時收到電話、簡訊，讓重要訊息傳遞與溝通更為快速而正確，也因此大幅提升整體醫療品質。

  6. 導入 VPN 系統前… • 主要以傳統桌機搭配傳呼機作為內部溝通工具 • 醫護人員間的聯繫，常有無法即時與掌握機動性的困境。 • 導入 VPN &醫療系統整合平台，只要透過簡訊群組，就可以很輕鬆的對多人發佈簡訊。 • 以往通知開會，需透過文件傳遞來預定開會時間需要一週以上的時間。現在透過 PHS 的網頁發送簡訊，可依系統設定好的各種不同群組一次發送，幾秒鐘就完成，節省醫護人員寶貴的時間。

  7. 因此我們要介紹一下… V P N

  8. 虛擬私有網路（Virtual Private Network，VPN） • 連線方式屬於一種並非實體存在的暫時性連線，所欲通訊的資料透過網際網路在兩點之間傳遞，就像其間存在著一條專屬的「通道」（tunnel），也因此又稱為「通道技術（tunneling）」。

  9. 兩種VPN服務：PPTP及SSL VPN • PPTP通道技術 • Point-to-Point Tunneling Protocol • 運作方式: 將資料段封裝在IP封包裡→透過網路來傳送→包裝後的封包被視為一般IP封包傳送→抵達到另一端→將header(傳送端所加上去的)拿掉

  10. PPTP通道技術 • 使用者由網路上的任意位置→台大的PPTP VPN伺服器連結→取得台大網路的IP位址→透過台大的IP位址使用台大的資源與服務。

  11. SSL VPN技術 • SSL是Secure Socket Layer，是Netscape在推出web瀏覽器的時候所提出的protocol。 • SSL VPN的運作是在網路的 應用層上進行，是一種利用 HTTPS通訊協定的VPN架構。 • SSL採用公開密鑰的技術， 來保證通信的保密性與可靠性。

  12. SSL VPN技術 • 運作方式:user連線到SSL VPN的閘道→進行認證與驗證→透過SSL VPN閘道作為遠端使user與後端網路應用的轉運站→進行安全連線→存取內部網路的資源

  13. PACS • 醫療影像儲傳系統(Picture Archiving and Communication System) • 是一個用來儲存、傳輸、擷取、分析與顯示醫療影像的電腦網路系統。

  14. PACS的五個功能 – 影像擷取 • 即透過攝影來取得醫學影像的過程 • 常見的照影技術可分為「投影式的照影」和「斷層影像重組」這兩種。

  15. PACS的五個功能 – 影像擷取 投影式的照影: X光片掃描機 (X-film Scanner)、電腦放射CR (Computed Radiology) 、直接式放射DR (Direct Radiology)、透視像攝影法DF (Digital Fluorography) 斷層影像重組: 電腦斷層CT (Computed Tomography)、核磁造影MR (Magnetic Resonance)、超音波Ultrasound

  16. PACS的五個功能 – 影像顯示 • 即醫療影像的輸出 • 像是影像顯示站、多螢幕影像顯示站、印表機等等都是影像顯示的設備。

  17. PACS的五個功能 – 影像分析 • 即PACS針對醫療影像所作的影像分析 • 例如:對比調整、影像銳利化、貼上測量標籤等。

  18. PACS的五個功能 – 影像傳輸 • 即醫療影像於院內的網路傳輸，或院際間的網路傳輸。

  19. PACS的五個功能 – 影像存取 • 即醫療影像的數位化儲存與取得、影像資料庫處理、影像壓縮等。 →PACS的整體系統架構圖

  20. 影像擷取工作站與相關的資料傳輸

  21. 影像擷取工作站與相關的資料傳輸

  22. 影像擷取工作站

  23. 影像擷取使用DICOM Working List Server

  24. Fuji Automatic Image Acquisition [ An Example ] FCR system Printer Order DB FCR ID Terminal • Step 1: given an order • number and transmit • order number • Chinese name • to ID terminals. Step 2: Operators check the received data. DMS workstation

  25. Fuji Automatic Image Acquisition FCR system Printer Order DB FCR ID Terminal DMS workstation Step 3 : order# + image auto-transmitted Step 4 : Integrating patient data by using order#. DASM PACS IMAGE DB

  26. 醫學影像傳播標準(DICOM) • 是ACR（American College of Radiology,美國放射學會）和NEMA（National Electrical Manufactorers Association,國家電子製造商協會）爲主制定的用於數位化醫學影像傳送、顯示與存儲的標準。 • 在DICOM標準中詳細定義了影像及其相關資訊的組成格式和交換方法。 • DICOM標準以電腦網路的工業化標準爲基礎，它能幫助更有效地在醫學影像設備之間傳輸交換數位影像。 • 該標準1985年産生。目前版本爲2003年發佈的3.0版本

  27. Medical Imaging Application DICOM Application Message Exchange Upper Layer(UL) Service Boundary DICOM Upper Layer Protocol for TCP/IP TCP IP Network DICOM通訊(1) • 以TCP/IP通訊 • 協定為基礎

  28. Association Control Server Element DICOM UL Protocol for TCP/IP Presentation Session TCP Transport Network IP Network Data Link Physical DICOM通訊(2)

  29. 醫學文字傳輸標準（HL7） • HL 7的目的 • 醫院臨床及行政管理資料之信息傳輸標準 • 醫療資訊整合與交換為各種不同系統間建立一個資料傳送和接收的標準 • HL 7的使用 • 電子病歷(EMR) • 電子轉診(Patient referral) • 財務管理、…

  30. Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical Health Level 7 Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1 OSI and HL 7

  31. Wireless Technologies for Healthcare 藍芽、RFID & Wireless Sensor Network

  32. 藍芽

  33. 藍芽簡介 • 無線個人局域網（Wireless PAN） • 低功耗、低成本 • 不同裝置間的無線通訊連線

  34. 無線個人區域網路 • 小範圍內無線通信的手段 • 在IEEE 802下，主要已成形的無線個人區域網路標準 ─無線個人區域網路絡(WPAN，IEEE802.15.1)：藍芽 ─低速無線個人區域網路絡(LR-WPAN，IEEE802.15.4)：ZigBee

  35. 藍芽心電圖計 應用

  36. 裝置介紹 • 以藍芽心電圖計與服裝結合的一套系統 • 包含生理監視與紀錄器和遠端心律不整分析系統

  37. 電路設計流程 心電感測類比電路類比數位轉換器(A/D)微處理器 (數位資料) (藍芽，序列埠輸出) (心電訊號)

  38. 生理監視與紀錄器

  39. 遠端心律不整分析系統

  40. RFID

  41. RFID • RFID(Radio Frequency Identification)是利用無線電波來做資料傳送的非接觸式自動辨識系統，利用RFID技術可以有效減少人為錯誤 • 在物件上放上RFID辨識標籤(Tag)，RFID reader便可以追蹤並辨識該物件 • 在醫療上的應用：血液管理、藥品管理、藥物跟蹤、 醫護人員及病患即時追蹤、感染管理等

  42. 利用RFID技術提昇醫院手術室病患安全 ﹝2007年弘光科技大學資訊管理系與光田綜合醫院合作的研究﹞

  43. Wireless Sensor Network

  44. Wireless Sensor Network • 感測器(SensorNode) • 無線感測網路(Wireless Sensor Network)

  45. Wireless Sensor Network • 利用無線感測網路可以對特定區域實行即時的、遠距的自動監控，適合用於居家醫療 • 偵測居家老人跌倒。

  46. Codeblue(1/2) • 美國哈佛大等與其他研究單位共同合作研發的遠距醫療看護的系統 • 病人穿戴在身上的無線感測器(下圖)收集心跳速率及氧氣飽和率等生理資訊，並透過無線感測器網路，將收集的資訊傳回醫院的資料收集端，使病人的醫療記錄更加完整

  47. Codeblue(2/2) • 當感測器量測到脈搏、呼吸、體溫、血壓等讀數不正常時，會自動引發警告事件，發出聲響，並將這些不正常的讀數變化通報臨近的醫療單位，讓醫療單位做出適當的緊急措施

  48. In-home Elder Healthcare System(2005年) • 同時使用RFID和無線感測網路的技術來監控居家老人定時服藥 • 藥袋上裝有HF(High-Frequency) RFID tag和重量感測器 • 由HF RFID reader來辨識不同的藥品 • 系統透過分析重量感測器所收集到的資料知道使用者的服藥情況 • 若發現服藥量過多或過少，立即發出警告聲響提醒使用者

  49. In-home Elder Healthcare System • 居家老人身上穿戴UHF(Ultra-High Frequency) RFID tags • 透過UHF RFID reader監控居家老人的行踨 • 服藥的時間一到，若系統分析重量感測器所收集的資料時發現重量沒變，UHF RFID reader一偵測到居家老人的標籤時，便會立即發出警告聲響來告知居家老人

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