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易览天下 | 5G与区块链如何构建智慧医疗网络安全体系

2021-04-14 14:00:08 730

随着数字化的不断推进,各行各业都在积极寻求数字化转型。越来越多的医院正在积极升级信息系统,努力实现智能医疗的跨越式发展。

目前,我国仍存在医疗数据存储、传输和共享安全性不足、医疗网络安全性低、医疗资源配置不合理、信息化程度低、监督管理机制和资源共享安全机制不健全等问题。

5G和区块链技术可以有效突破信息边界,提高医疗安全、医疗服务、质量和管理的精确水平,使云计算、人工智能、虚拟现实/增强现实等技术在医疗卫生行业得到更好的集成、创新和融合,满足现代医疗卫生服务迫切的数字化需求。

在2018年和2019年中央经济工作会议上,习近平总书记呼吁“加快5G商业化步伐”,“加强战略性和网络化基础设施建设”。2019年10月,在中共中央政治局第18次集体学习会议上,习近平总书记指出,要探索“区块链+”在民生领域的应用,积极推进区块链技术在医疗、教育、养老等领域的应用,深化医疗改革新动力,推动医疗卫生事业有序发展。习近平总书记的重要指示为加快5G网络基础设施建设和区块链发展指明了方向。2020年4月20日,国家发改委正式将5G和区块链列为新基础设施中的信息基础设施,推动其进入快速发展时期。

“5G+区块链”支持智能医疗

作为一种跨时代的信息和通信技术,5G和区块链技术具有大带宽、低延迟、大连通性和信息安全等重要优势,是构建物联网的基础设施。学术界和工业界提出了“5G引领医疗智能化转型”和“构建5G智能医疗专网”的思路,并设想了5G智能医疗的应用场景,为医疗行业信息化发展提供了新思路。未来,智能医疗和智能医院的建设将使每个人都能享受及时便捷的智能医疗服务,满足人们对未来医疗的新需求,打破医疗卫生服务行业长期存在的“信息孤岛”、“信息壁垒”、“网络信息安全”等问题,实现医疗卫生服务全过程的区域协同管理和资源共享整合。

5G应用于智能医疗有一系列优势。

首先,它具有带宽大的特点,可以支持4K高清视频的传输,支持放射学图像和病理切片的无损压缩,是医学领域的质的飞跃。基于4K高清远程会诊系统,上级医生无需出诊即可实现“面对面”会诊,有效提升基层医院诊疗服务水平,为医患双方带来全新的诊疗体验。

第二,5G具有低延迟、高可靠性的特点,将有效应用于远程控制应用,实现从医学观察指导到医学手术的又一次突破。远程超声、远程手术、远程查房等远程手术业务场景在医疗领域进行了更多的创新和探索。

第三,5G医疗专网或5G医疗网片能够适应有价值、敏感的医疗数据的高安全性存储、网络安全传输和数据交互,保证医疗数据的安全性。未来,通过5G网络的全覆盖,上下层医生可以随时随地相互联系和沟通,满足急救等各种移动场景下的医疗需求。

区块链是分布式数据存储、点对点传输、一致性机制、加密算法等计算机技术的一种新的应用模式。它本质上是一个分散的数据库,具有可追溯性、安全性、高可用性和不变性的特点。它可以实现数据的真实性、不可否认性、权利性和准确性共享,为准确的医疗、卫生大数据、药品流通、患者就诊信息等提供真实可靠的数据源和安全保障。目前,世界各大制药公司已经使用区块链技术跟踪全球医学实验,以确保数据的真实性和安全性。

基于“5G+区块链”的医疗网络安全应用系统构建

基于5G和区块链的智能医院网络安全应用系统建设主要包括以下内容:一、研究5G移动边缘计算(MEC)用于智能医疗的关键技术;二是规划设计基于“5G+MEC”和区块链技术的智慧医院整体架构;三是构建基于“5G+MEC”的医疗安全专网;四是搭建医疗区块链安全平台和5G智能医院应用平台;第五,开发远程医疗、住院医疗、智能管理等各种应用(见下图)。

基于“5G+MEC”和区块链技术的智能医院应用系统总体架构

●面向智能医疗的5G移动边缘计算关键技术

为了实现海量医疗设备的访问和管理、患者健康记录的监控、高安全性的分布式数据存储和集成数据处理,以及构建一个集成的区域医疗协会网络来实现医院之间的信息交换,需要综合考虑海量医疗设备的访问、边缘计算能力的分配和优化、数据的无线传输、设备的地理位置等诸多因素。因此,研究移动边缘节点的计算任务和卸载方式、医院之间的信息传输方式、医疗设备与边缘节点之间的接入方式,对于5G场景下MEC在医疗系统中的应用具有重要意义。

●基于“5G+MEC”和区块链技术的智能医疗整体架构

智能医院的整体架构分为终端层、网络层、边缘层、云平台层和业务层。终端层包括5G数据终端和智能设备。智能设备包括救护车、医用智能机器人等医疗设备。数据终端根据智能医疗设备的类型提供各种形式的联网功能。网络层可以包括5G、4G、光纤等。,以5G网络为主要模式。边缘层包括MEC平台和用户平面功能(UPF)分流网关,实现本地分流、超低延迟网络、开放网络能力、近端计算等功能。云平台层包括医疗区块链平台、5G智能医疗应用平台等中心云平台,部署在客户机房或运营商互联网数据中心(IDC)机房。业务层主要实现医院的医学教育、医疗、医学研究等智能医疗应用。基于医疗区块链平台,医院的宝贵数据可以存储在5G网络上,实现医疗数据的安全共享。

●建设“5G+MEC”医疗安全专网

5G智能医疗专网是基于5G网络技术开发的,可以提供高速、大连接、低延迟的特殊网络服务。医疗专网依托5G等先进通信技术,是借助云存储和云计算的云服务互联网技术。同时,基于SA网络架构,医疗专网构建高速高效的数据传输系统,可以构建物联网接入平台、网络分片中控平台、边缘计算平台、智能计算平台、检测服务平台、安全态势感知平台等一系列5G云化能力平台,实现医院应用的融合和医院信息系统的安全开放, 为区域医疗协会的网络集成、数据集成和应用集成安全共享提供示范试点。

●建立智能医疗应用平台

基于“5G+MEC”技术,可以通过开放边缘云平台部署医院的各种医疗应用平台,包括医学图像分析平台、医疗设备管理平台、增强现实(XR)视频渲染平台、医疗云灾难恢复等。通过连接医疗中心云,提供云医院信息管理系统(云HIS)、云会诊、云护理、医学区块链、大数据服务,可以实现远程医疗、远程护理、住院医疗、人工智能(AI)辅助、混合现实(MR)三维可视化诊疗辅助、医疗设备维护管理等应用场景。

医疗链利用区块链的分布式、分散式和数据安全特性,基于分散式网络加密层的再加密技术,可以创建灵活、强大的电子病历和电子处方,并通过5G网络上传和加密各类超大数据,可应用于电子病历、电子处方、药品溯源和废弃医疗器械追踪等。,具有防篡改、防泄漏、权属清晰、数据脱敏等优点。

●开展各种住院医疗应用,如远程医疗、住院医疗和智能管理

利用构建的智能医疗应用平台,通过访问医院信息设备,可以在医院开展智能医疗应用。应用场景主要包括远程医疗、住院医疗和智能管理应用。比如远程医疗应用场景可以进行远程会诊、远程超声、远程手术、远程急救、远程教学、远程监护、远程查房、远程内窥镜等;智能管理应用场景可以进行智能指导、移动医疗、AI在线诊疗、5G云护理、设备维护管理、健康监护设备管理、医疗物流机器人、药品溯源、医疗档案管理等。

基于“5G+区块链”的智能医疗发展前景

5G、区块链等新一代信息技术的发展以数据为中心,构建通信网络、互联网、物联网等基础网络,通过平台层建设实现医疗应用的增长和扩展,打造智能医疗平台,从而优化医疗流程,实现医疗护理全过程的安全、可靠和可追溯性,推动医疗工作向安全、智能、精准方向发展。目前,中国已经进入快速发展的知识经济时代。由于5G、人工智能、区块链和大数据等前沿技术的发展,医疗服务的数字化、安全化、标准化和智能化已经成为大卫生产业发展的总趋势。越来越多的医院正在积极升级信息系统,努力实现智能医疗的跨越式发展。以5G和区块链技术为核心的智能医疗是提高医疗服务质量、保证医疗服务安全可靠、安全共享医疗数据、缓解医疗资源分布不均、促进分级诊疗的有效手段,具有广阔的应用前景。

来源:大健康学校

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