基于現代醫院智能化系統方案及其難點(diǎn)探討

在醫院設計的要求中，要實(shí)現醫療現代化、建筑智能化、病房家庭化、其核心是建筑智能化，沒(méi)有建筑智能化，就難以實(shí)現醫療現代化和病房家庭化。

由于智能化醫院功能復雜，科技含量高，它的設計涉及到建筑學(xué)、護理學(xué)、衛生學(xué)、生物學(xué)工程學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域，加之醫學(xué)發(fā)展快，與各種現代的高新技術(shù)相互滲透和結合，都影響醫院的功能布局的設計。如何進(jìn)行醫院的設計工作，已成為醫療衛生部門(mén)、建筑設計部門(mén)共同面臨的急切解決的課題。筆者結合自身從事醫院工程的實(shí)踐經(jīng)驗出發(fā)，對智能化醫院的設計方案及其難點(diǎn)闡述和討論。

如何進(jìn)行智能化醫院的設計，首先應從認識醫院的使用功能和特點(diǎn)出發(fā)。

醫院不同于賓館、辦公樓、商住樓等。它是“以病人為中心”實(shí)施醫院服務(wù)的特殊場(chǎng)所。醫院的主要特點(diǎn)如下：

首先人員密集、流量大。第二設備密集，物流量大醫院醫療設備和其他設備的品種與數量之多，也是普通樓宇無(wú)法比擬的，根據設備的功能可分為四類(lèi)：

*　普通樓宇設備：如給排水、供配電、通風(fēng)空調、火警消防、電梯等設備。

*　建筑醫療設備：這是同病房建筑同步設計、安裝、調試的醫療設備。如中心供氧、中心吸引、壓縮空氣、麻醉氣體的供應回收、中心對講、中心監視、層流病房、潔凈手術(shù)部等。這些設備是醫院所特有的。

*　病房醫療設備：如監護設備、急救設備、小型治療設備的檢查設備。

*　辦公及會(huì )議設備：醫護人員使用的各種辦公設備和各類(lèi)教學(xué)設備在醫院內也占有較多的數量。

第三信息密集、流通復雜。醫院的運行管理是復雜的，既有人的管理，又有物的管理。人的管理既包括對病員的管理，又包括對醫護人員的管理。對物的管理更是多元化。醫院管理信息流通是多渠道的，有行政管理信息的流通渠道，也有醫療管理信息的流通渠道。

智能化醫院是在通常的醫院大樓設計中增加了部分或全部智能醫院的“智能”功能，是智能醫院中的特殊類(lèi)別。

智能醫院通常由三大系統組成，即通信自動(dòng)化（CA），辦公自動(dòng)化（OA），樓宇自動(dòng)化（BA），并將這三大功能結合起來(lái)，實(shí)現系統的集成。

在具體的設計中，智能醫院通常包含下列若干弱電系統，信息通信；廣播設備監控；公共安全管理；綜合布線(xiàn)；辦公自動(dòng)化；系統集成。

智能化醫院是以普通醫院為基礎提升了建筑“智能”功能，雖然服務(wù)的對象和服務(wù)的相同，但在就醫環(huán)境上是普通醫院無(wú)法相比的，普通醫院基本上無(wú)集中空調系統，熱水供應系統，弱電系統也只是基本的呼叫系統、電話(huà)系統和廣播、電視系統，而智能化醫院是經(jīng)過(guò)建筑師對建筑外型、色彩、內部功能布局及空間環(huán)境的精心設計，以滿(mǎn)足人們對心理的、生理的需求，同時(shí)樓內采用了空調、通風(fēng)系統、集中供熱系統和病房以小開(kāi)間賓館化設計，病房?jì)染哂袔Я茉≡O施的獨立衛生和電話(huà)、廣播、電視設備。弱電系統設計上采用了智能大廈內的大多數智能系統，實(shí)現了樓宇設備計算機管理、醫療服務(wù)網(wǎng)絡(luò )化和管理自動(dòng)化。

智能化醫院大樓是具有智能大廈功能的特殊建筑，雖然兩者在智能系統的形式上有許多相同之處，但由于其服務(wù)的對象不同，服務(wù)對象的目的不同，系統設計時(shí)表現出的側重點(diǎn)自然有所差異，前者更多的強調圍繞為病人服務(wù)的思想，比如：病房設計如何考慮為一部分病人提供廣播、電視服務(wù)，又考慮滿(mǎn)足消防規范的要求；樓宇自控中結合醫院的特點(diǎn)增加供熱水管路的監控，供氧和吸引設備的監控；安保系統如何解決病房區非值班入口的管理控制，又滿(mǎn)足消防規范對通道疏散的要求。此外智能化醫院具有一些通常智能大廈沒(méi)有的專(zhuān)用于醫院病人服務(wù)的系統。

智能化醫院大樓由于醫院本身是唯一的使用者，服務(wù)的對象就是病人，對樓內計算機局域網(wǎng)絡(luò )功能的實(shí)施，對弱電系統的實(shí)施均有實(shí)際的、明確的要求，相比那些只求虛名的“智能大廈”，更易進(jìn)行系統集成，將更多的體現出智能醫院的“含金量”。

在某醫院智能化工程的初步設計中，弱電系統工程包括12個(gè)子系統：

*　綜合布線(xiàn)系統

*　計算機網(wǎng)絡(luò )系統

*　數字化醫院

*　醫院視訊系統

*　遠程會(huì )診系統

*　呼叫系統

*　屏幕顯示系統

*　有線(xiàn)及衛星電視接收系統

*　公共廣播系統

*　閉路監控及防盜系統

*　停車(chē)場(chǎng)管理系統

*　樓宇自控系統

筆者認為其中數字化醫院、醫院視訊系統和遠程會(huì )診系統是技術(shù)難點(diǎn)和科技含量較高子系統，下面重點(diǎn)闡述和討論。

一、數字化醫院

信息是信息革命和社會(huì )信息化進(jìn)程中最重要的戰略資源。信息化的程度與現代醫院生存和競爭能力水準直接相關(guān)聯(lián)。信息技術(shù)應用帶來(lái)的直接利益是極大地提高醫院運營(yíng)的效益。

效益為中心的醫院管理體制是新經(jīng)濟時(shí)代（即知識經(jīng)濟又稱(chēng)效益經(jīng)濟）產(chǎn)生的新的管理體制。效益為中心的醫院管理體制包括了質(zhì)量為中心和以病人為中心的管理系統。

效益為中心管理體制的有效運行需要醫院信息系統的技術(shù)支持。效益為中心的管理體制的全面實(shí)行依賴(lài)于醫院信息系統的全面建立和使用。

數字化思維和數字化管理模式是對于結果可以進(jìn)行量化評估的思維和管理模式。它是有效地理解和運用效益為中心的管理體制的重要基礎。

信息技術(shù)和信息系統不是一件工具或者一臺儀器設備，它是一個(gè)高效運營(yíng)的醫療結構的基礎設施和基礎結構臨床信息系統（Clinical　Information　System,　CIS）和醫院管理系統（Hospital　Management　System,　HMS）一起構成醫院信息系統（Hospital　Information　System　,HIS）。

HMS是將醫院作為一個(gè)經(jīng)濟經(jīng)營(yíng)體來(lái)進(jìn)行管理和運作的系統。該系統由若干功能子系統組成。這些子系統包括財務(wù)管理系統，行政辦公系統，人事系統等非臨床功能子系統。有些方醫院管理系統亦包含病人掛號系統等基本和簡(jiǎn)單的臨床功能子系統。

CIS由處理臨床信息的功能子系統組成。這些功能子系統包括門(mén)診管理系統，病人護理和電子病歷系統，醫學(xué)影像系統，藥房管理系統，實(shí)驗室（化驗）管理系統，遠程管理系統，醫學(xué)資料總庫和信息集成與廣域傳播系統等。

科室級臨床信息技術(shù)經(jīng)過(guò)了20多年的發(fā)展，已較為廣泛地在發(fā)達國家應用。全院／跨院級臨床信息的技術(shù)發(fā)展在最近幾年進(jìn)入應用階段并可望在今后十年左右進(jìn)入廣泛應用階段。

CIS的出現，順應了當前醫院管理及整個(gè)醫療行業(yè)整合的大趨勢。CIS是以醫生工作站為核心，以醫患信息為主要內容來(lái)處理整個(gè)醫院的信息流程。這對于和醫療保險系統的連接，社區醫療的事例所需要交換的醫患資料是相匹配的。同時(shí)，這一思路和當前國際上廣泛使用的HL7標準的設計思想（醫療事件驅動(dòng)Trigger　Event?。┮彩且恢碌?。

目前醫院信息系統的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)廠(chǎng)商各自為政，也很少考慮到用戶(hù)集成的需要，因此，其產(chǎn)品或者無(wú)法和其它系統集成，或者可以和其它系統集成，但是其數據交換的接口是廠(chǎng)商自己定義的。這樣一來(lái)，就形成了各廠(chǎng)商“占山為王”的局面，給建立一個(gè)完整的、統一的醫院信息系統帶來(lái)了極大困難。困難體現在這么幾點(diǎn)：要么各子系統根本無(wú)法集成，也無(wú)法形成一個(gè)完整的、統一的醫院信息系統；要么各子系統都要和其它子系統用對方定義的接口標準交換數據，這樣雖然能夠形成一個(gè)完整的、統一的醫院信息系統，但是集成的復雜度很高，開(kāi)銷(xiāo)也非常大，后期也不容易維護。

兩個(gè)子系統之間必須支持統一的標準才能進(jìn)行集成，進(jìn)而交換病人信息。

各個(gè)子系統必須支持統一的標準才能降低集成的復雜度。所選擇的標準必須是開(kāi)放的，才能降低標準取得的成本；所選擇的標準必須是簡(jiǎn)單且沒(méi)有實(shí)施技術(shù)難度的，才能降低集成的實(shí)施成本；所選擇的標準必須是可靠，才能降低集成的維護成本。

集成將有三種以下模式：

*　單一廠(chǎng)商模式：優(yōu)點(diǎn)是傳統模式，無(wú)需集成，項目管理簡(jiǎn)單，技術(shù)復雜度低，節約經(jīng)費；缺點(diǎn)是應用范圍受限，功能受限，單點(diǎn)失誤，單供應商風(fēng)險，維護較差，維護費用較大，無(wú)法實(shí)現完整解決方案；

*　多廠(chǎng)商模式：優(yōu)點(diǎn)是適合應用，系統水平高，容易修改，分散費用；缺點(diǎn)是廠(chǎng)商過(guò)多，選擇困難，管理困難，技術(shù)復雜；

*　混合模式：分別選擇單一廠(chǎng)家建設費用／財務(wù)管理系統、電子病歷系統，多廠(chǎng)家建設其它系統；將整個(gè)系統進(jìn)行有限劃分，既保持了系統的靈活性，又限制了系統的復雜度。

筆者認為第三種模式比較合理，也適合國內的實(shí)際情況。

以往的國際CIS市場(chǎng)十分混亂，眾多中小公司的小型產(chǎn)品充斥市場(chǎng)。由于沒(méi)有好的總體規劃，導致系統互連復雜、數據冗余、維護困難。

在選擇子系統的接口標準時(shí)，推薦采用HL7。目前，國際上也普遍采用HL7作為醫院信息系統的數據交換標準。

不是說(shuō)使用HL7作為臨床信息系統的接口標準，就能解決一切問(wèn)題，好的標準還要好好地運用才能真正解決實(shí)際問(wèn)題。在應用HL7的過(guò)程中也會(huì )面臨不少挑戰，其中最常見(jiàn)的挑戰有：

醫院，特別是醫院的決策者對HL7的重要性要有充分認識。首先要認識到應用HL7的重要性和必要性。然后，構建醫院信息系統時(shí)，將系統應用標準和接口規范統一到HL7。

臨床信息系統供應商對HL7的支持。如果廠(chǎng)商不支持HL7，那么我們談HL7只是“水中撈月”。從現階段來(lái)看，絕大部分廠(chǎng)商的產(chǎn)品并不支持HL7，但是我們也看到很多廠(chǎng)商逐漸意識到支持HL7的重要性，并正在逐步地改進(jìn)自己的產(chǎn)品以扶持HL7。在這一過(guò)程中，醫院的推進(jìn)起到很大的作用。

十五期間，我國醫院信息化的重點(diǎn)將向臨床信息系統（CIS）建設轉移，大量臨床系統需要與HIS（醫院信息系統）集成，互連集中成的標準化問(wèn)題則成為各方重視的焦點(diǎn)，它可以節約大量資金，提高質(zhì)量和可靠性，簡(jiǎn)化不同廠(chǎng)家系統互連的復雜度，提供大規模HIS集成的可能。目前集成的兩個(gè)最重要的標準是DICOM3和HL（Health　Level7，醫院信息系統互連標準）。HL7是HIS（醫院信息系統）集成的接口標準，是一個(gè)涉及廣泛內容，將對整個(gè)HIS建設產(chǎn)生重要影響的標準，成為近年來(lái)國際上的熱點(diǎn)。

HIS系統產(chǎn)品國內外品種繁多，GE公司等國際著(zhù)名品牌紛紛搶灘中國市場(chǎng)，質(zhì)優(yōu)價(jià)貴，僅有少數國內著(zhù)名三級大醫院采用。國內產(chǎn)品中以（北京）眾邦慧智公司產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)先。眾幫慧智公司開(kāi)發(fā)的HIS，包括門(mén)診收費、醫囑住院等十三個(gè)模塊。該系統采用Client/Server結構，使用Windows　NT操作系統及SQL7.0數據庫，其功能覆蓋了門(mén)診及住院病人就診的主要科室。在國內第一次嘗試使用HL7連接PACS與HIS，它作為國內第一個(gè)大型醫院信息系統（HIS），近年來(lái)，在不斷完善現有系統的基礎上，正在建設醫學(xué)圖像存儲傳輸處理系統（PACS）、檢驗科學(xué)信息管理系統（LIS）、手術(shù)室信息管理系統（ORIS）、臨床監護信息管理系統等。

二、醫院視訊系統

醫院示教系統是用于醫院手術(shù)室手術(shù)過(guò)程的現場(chǎng)演播和記錄，是提高醫院醫療技術(shù)的重要手段。電視示教系統劃分為二個(gè)區域，手術(shù)室、醫技攝像區和教室演示區。由手術(shù)室采用直播式無(wú)影燈彩色攝像機從手術(shù)部位的上方進(jìn)行監視，并在監控機房對攝像機進(jìn)行遙控操作，攝像機的控制線(xiàn)、視頻線(xiàn)、電源線(xiàn)均由監控機房供給，畫(huà)面經(jīng)同軸電纜傳送到演示教室的投影設備上，此系統通常附有雙向對講通話(huà)功能。攝像機與顯示裝置通常采用多頭單尾的形式。

示教信號源數量設置，按某院方所定手術(shù)室2間，醫技區3間。

雙向視頻通話(huà)慰視系統：按某院方所定完成8間產(chǎn)房有8間ICU病房的慰視。

三、遠程會(huì )診系統

遠程會(huì )診系統是為了增強醫院間學(xué)術(shù)交流，尋找社會(huì )力量對疑難病例進(jìn)行遠程距離會(huì )診，或利用自己的專(zhuān)長(cháng)幫助他人，是一種新型的醫院手段。遠程醫療需在醫院內設一會(huì )診室（主會(huì )場(chǎng)），內設一套遠程醫療可視診斷系統，能將會(huì )診的實(shí)況通過(guò)攝像系統將圖像傳送到會(huì )診室投影設備上，并具有語(yǔ)言交流功能。遠程醫院系統可利用ISDN數字程控交換網(wǎng)或Internet網(wǎng)進(jìn)行雙向交流。

四、醫院視訊系統、遠程會(huì )診系統及CCTV監控報警系統

某醫院設計方案將示教、慰視、遠程會(huì )診、監控系統融為一體。系統中由前端攝像機，監控室監視控制設備，報警探頭，電源及其他附件等組成。

該系統設一個(gè)監控控制中心，同時(shí)預留3個(gè)分控中心接口，以便方便擴展院長(cháng)等分控。

中心控制室可及時(shí)控制和監視醫療中心的情況，操作人員可在中心控制室內對醫療中心內外監控點(diǎn)的所有圖像進(jìn)行調用，監看，控制，對所有圖像資料存儲，檢索。

預留分控中心也可控制和監視整個(gè)醫療中心的情況，預留的各分控鍵盤(pán)與監控中心的主控鍵盤(pán)功能相當，便于多級控制管理。

對主控鍵盤(pán)和分控鍵盤(pán)優(yōu)先權予以定義和限制，確保重要人員優(yōu)先對監控系統進(jìn)行指揮。

示教系統由前端高速球及手推車(chē)中的高速球將整個(gè)手術(shù)過(guò)程攝制下來(lái)。

某醫院示教、慰視、遠程會(huì )診及監控報警系統由固定攝像機及云臺攝像機、矩陣控制主機、操作鍵盤(pán)、數字硬盤(pán)錄像機、高清晰度監視器、紅外報警探頭、編解碼器、供電電源等主要設備及信號傳輸媒介組成。

系統前端需配備室內攝像機、大廳出入口云臺攝像機，要求攝像機分布合理，室內攝像機觀(guān)察重點(diǎn)區域，大廳出入口云臺攝像機要求全方位，能快速跟蹤目標。

控制室的監視屏要對前端攝像機實(shí)行全范圍監視，經(jīng)矩陣控制進(jìn)行時(shí)序切換或人工切換交替顯示。監視優(yōu)先級：火災→偷盜→違紀：通過(guò)操作鍵盤(pán)任意切換所需畫(huà)面。

系統支持網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)及弱電系統有關(guān)接口、協(xié)議、數據庫等方面的集成服務(wù)。該系統矩陣控制主機能通過(guò)與計算機多媒體系統聯(lián)網(wǎng)，與火災報警系統、防盜報警系統聯(lián)動(dòng)（配有與110報警系統聯(lián)動(dòng)接口），由計算機發(fā)出指令啟動(dòng)CCTV系統矩陣控制主機將相應的攝像機攝取的圖像切換至詳情監視器并可錄像記錄。

對系統中重點(diǎn)防范部位如收費窗口，財務(wù)室等進(jìn)行重點(diǎn)防范。
　
該系統共有57路視頻信號：其中主樓內共27路攝像機視頻信號；醫技區5路視頻信號。

主樓27路及門(mén)急診樓7路攝像機視頻信號通過(guò)視頻電纜傳送至主樓底層值班控制室的2臺MD200智能字符疊加器，由字符疊加器送出的其中一路視頻信號接入2臺十六畫(huà)面硬盤(pán)錄像機進(jìn)行錄像，另一路視頻信號輸入至切換矩陣，再由切換矩陣輸出至監視器上顯示。

慰視系統共16路，點(diǎn)對點(diǎn)的信號傳輸到監控室的小型音視頻矩陣，再由矩陣輸出到監視器上。

遠程會(huì )診系統通過(guò)編解碼器將數據流壓縮打包，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )遠程傳輸至分會(huì )場(chǎng)。主會(huì )場(chǎng)視頻信號通過(guò)編碼器壓縮數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸到分會(huì )場(chǎng)由解碼器將數據解壓在網(wǎng)上瀏覽。

示教系統6路視頻信號，其中移動(dòng)式上1路信號直接輸入到長(cháng)延時(shí)錄像機上。再由錄像機輸出到監視器上。其余5路信號通過(guò)8路硬盤(pán)錄像機的網(wǎng)絡(luò )串口輸出到局域網(wǎng)，各教室通過(guò)IP地址搜尋查詢(xún)所錄過(guò)程。

這是以網(wǎng)絡(luò )為核心的系統，所有的子系統或設備均可掛上網(wǎng)運行，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )完成信息的傳送和交互，醫院內部通過(guò)局域網(wǎng)運行；遠程會(huì )診系統通過(guò)廣局域網(wǎng)運行；此時(shí)的監控裝置完成基本監視與報警功能，網(wǎng)絡(luò )通信實(shí)現命令傳遞與信息交換，計算機系統則統一整個(gè)綜合數字網(wǎng)絡(luò )管理系統的運行。其特點(diǎn)是可以實(shí)現綜合性醫院管理功能，從而有可能在圖像壓縮、多路復用等數字化進(jìn)程基礎上，實(shí)現將電視監控、示教、慰視、遠程會(huì )診這四要素真正有機結合在一起的綜合數字網(wǎng)絡(luò )，特別是將其建立在社會(huì )公共信息網(wǎng)絡(luò )之上。

五、醫院視訊系統和遠程會(huì )診系統其他方案

醫院視訊系統和遠程會(huì )診系統是智能化醫院的最有特色的亮點(diǎn)，也是“含金量”高的技術(shù)難點(diǎn)，已對國內外相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品深入的調查研究。國外相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品美國、歐洲、日本等國已有，但價(jià)格昂貴，不能接受；而國內相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品罕見(jiàn)，該設計方案已選定上述先進(jìn)、合理、節省設計方案；但換一種思路考慮，另辟蹊徑，我們關(guān)注另一方面相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品，即安防領(lǐng)域的新技術(shù)——視頻網(wǎng)絡(luò )監控系統，也推薦給院方考慮，作為第二套設計方案，技術(shù)先進(jìn)，但價(jià)格比上述設計方案貴（也比國外相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品價(jià)格低），還無(wú)醫院類(lèi)型的應用實(shí)例，現介紹如下：

格雷遠程視訊系統是一種國產(chǎn)視頻網(wǎng)絡(luò )監控系統產(chǎn)品，采用的是完全獨立的編碼技術(shù)，音視頻的轉換、傳輸目前屬?lài)鴥仁讋?chuàng )，具有自主知識產(chǎn)權。該系統已達到國際同步水平。經(jīng)測試，該系統的音視頻信號同步傳輸畫(huà)面清晰、系統操作簡(jiǎn)單，具有較高的安全性和保密性的特點(diǎn)，而且維護簡(jiǎn)便。

性能指標如下：

*　圖像清晰度：

由于采用了獨有的圖像算法，使得在4畫(huà)面時(shí)的每個(gè)小畫(huà)面圖像清晰細膩，分辨率可達512×384真彩色；

*　安全保密：

擁有自主知識產(chǎn)權國際領(lǐng)先的特殊編碼技術(shù)，所傳輸的圖像及信息高度安全保密。

*　錄像參數：

單路最大分辨率為768×576，25幀/秒，真彩色。

*　圖像存儲：

循環(huán)錄像硬盤(pán)容量120Mb/小時(shí)左右。

*　壓縮比：

軟件壓縮比自適應，根據移動(dòng)物體運動(dòng)量自行決定壓縮比由200：1——2000：1。

*　軟件平臺：

Windows　2000　Windows　XP。

*　支持協(xié)議：TCP/IP協(xié)議。

1.　醫院示教系統：

本系統采用專(zhuān)用視頻采集卡、可以采集48萬(wàn)像素的視頻采集設備，搭配計算機主機設備在局域網(wǎng)中提供近似于DVD質(zhì)量的畫(huà)質(zhì)，圖像顯示質(zhì)量　768*576。

每套包括：專(zhuān)業(yè)服務(wù)器1臺，示教軟件服務(wù)端1套，視頻采集卡一塊，視頻分配器1只，4只高分辨率焦距可控攝像機。

2.　雙向視頻慰視系統

本系統采用或USB接口的攝像頭可以采集30萬(wàn)像素的視頻采集設備，搭配計算機主機設備在局域網(wǎng)中提供近似于DVD質(zhì)量的畫(huà)質(zhì)，圖像顯示質(zhì)量　384*288。每套包括：計算機2臺，可視系統軟件2套，USB攝像頭2套，麥克風(fēng)2只，耳機或音像自選2套。

3.　遠程會(huì )診系統

本系統采用BT848芯片組的FLYVIDEO　EZII　視頻采集卡、可以采集48萬(wàn)像素的視頻采集設備，搭配計算機主機設備在512Kb/s以上的ADSL連接速率下提供近似于DVD質(zhì)量的畫(huà)質(zhì)，圖像顯示質(zhì)量　768*576。

每套包括：專(zhuān)業(yè)服務(wù)器1臺，遠程會(huì )診軟件服務(wù)端1套，視頻采集卡一塊，視頻分配器1只，4只高分辨率焦距可控攝像機，麥克風(fēng)1只。