醫院綜合布線系統的關注要點

文｜德特威勒電纜系統（上海）有限公司 曾松鳴

現在的醫院建設都離不開綜合布線，且不說電話、計算機網絡都已經鋪設到了診室、手術室和病房，就是在醫療設備這類目前聯網很少的產品，也在走向計算機聯網。例如：飛利浦、思科等公司都在醫療產品的組網上大做文章。可以這樣考慮：當把醫院所需要的應用系統細化到辦公桌、診室、護士站、大廳、窗口、病床、手術臺、化驗室、會議室、值班室、設備間及其他工作區時，自然而然就形成了最基本的綜合布線系統需求，然后憑借對未來的理解、布局擺放位置的調整、可能性分析所做出的冗余設計，最終就形成了醫院綜合布線系統的全部布局。

對于醫院的綜合布線系統而言，它的綜合布線系統有五個大的因素需要考慮：

1 高速信息傳輸

高精尖的醫療設備一直都在不斷的升級，致使醫院大多采用租用方式，而不是購買的方式擁有這些醫療設備。從信息傳輸角度來看，醫療設備所需的配線子系統需要考慮的核心問題是傳輸能力，在綜合布線系統中與之相應的指標是“物理帶寬”。

也許在國內，醫療設備的計算機網絡還很不普及，很多醫院還是依靠人來傳送各種記錄文件。但是隨著醫療影像系統的快速發展，以及醫療儀器廠商、計算機網絡廠商、科研單位和大專院校的大力推廣，在許多醫院的建設布局中已經給予了相應的空間，因此醫療設備最終必然會走向網絡傳遞，所以不管是什么樣的房間，都有語音傳輸和數據傳輸的可能。

1.1 信息點及帶寬

醫院中的醫療設備是各醫院爭取病員的法寶。由于不少醫療設備售價高昂，在不同等級的醫院中，醫療設備的數量是不一樣的。隨著信息傳輸日益普及，這些醫療設備逐漸被接入到HIS、PACS等系統之中，而它們接入的前提是采用高速的傳輸網絡。

對于已經有數據接口的醫療設備，十分簡單：根據接口的種類配備必要的傳輸線路。但是，對于今后可能會在設備升級中添加數據口或增加帶寬的設備，則需要特別考慮：為它們預留高等級的雙絞線和光纜，確保未來的信息傳輸暢通無阻。

1.2 HIS系統（醫院信息系統，Hospital Information System的簡寫）

現在的醫療信息管理系統是以“電子病例”為代表，門診醫生和住院醫生在電腦上填寫電子病歷，護士、手術、化驗、藥房及相關科室則以電子病歷為基礎，完成自己的工作。就像電子機票取代了傳統的紙質機票一樣，電子病歷已經取代了傳統的紙質病歷，使醫院的醫療走上了計算機管理的階段。

從計算機的傳輸角度看，現在的電子病歷基于文本，信息傳輸量不大，任何一種以太網都能支持這樣的應用。但是，從發展的角度看，電子病歷遲早要嵌入化驗的數據、診療設備的影像、甚至是遠程醫療的視頻。這就意味著HIS所需的信息量將逐年上升，所需的以太網等級也將逐年提高，一旦HIS系統可以直接調取PACS（影像歸檔和通信系統）系統的影像，就意味著每位醫生的桌面電腦需要大容量的信息傳輸。醫院的特點是每天都要“營業”，綜合布線系統在初始安裝后幾乎就沒有更新的時間，所以醫院綜合布線系統的傳輸帶寬選擇應考慮到若干年以后，一般應考慮未來十年的傳輸需求。

那么，未來十年的HIS系統將會是什么樣？在現在“信息爆炸”的年代中沒有人講得準確，只是可以憑借著以太網的發展進行預測：在中國的辦公桌上，2002年10M以太網網卡淘汰，2008年100M以太網網卡淘汰，現在買得到的是1000M以太網網卡。五年后，是否還能買到1000M以太網網卡？而萬兆以太網網卡所對應的是增強型6類雙絞線、萬兆多模光纜和單模光纜。根據這樣的分析，可以確認，如果要想使現在敷設的綜合布線系統能夠在未來五年內仍然保持先進，就得將傳輸線纜定位在增強型6類雙絞線、萬兆多模光纜和單模光纜，如果打算在未來十年后依然能夠保持不落伍，就需要敷設能夠支持40G/100G以太網的傳輸纜線，即超7類雙絞線、捆綁式的萬兆多模光纜和單模零水峰光纜。

1.3 PACS系統（影像歸檔和通信系統，Picture Archiving and Communication Systems的簡寫）

醫學影像是現代疾病診斷的重要手段之一，通過影像設備采集處理的醫學影像信息，已成為醫生專家診斷和研究疾病的重要依據。一些電磁生物技術已經得到了實際應用，較為成熟的技術是利用脈沖電場打開細胞膜的電穿孔技術已用于臨床醫學，為諸如腫瘤等重大疾病的治療提供了新手段；利用高頻電磁場效應的高頻理療儀、高頻電刀、射頻治療儀，利用低頻電磁場效應促進骨折愈合和治療骨質疏松取得了良好效果；在用于診斷的磁共振成像（MRI）中，運用了高、低頻兩種電磁場技術等。

怎樣解決醫學影像資料的存儲、歸檔、統計、資料共享、管理和通信等諸多問題，是PACS系統中已經成為重要的話題。根據國外的統計數據，啟用PACS后放射科的檢查能力提高了58%，數據丟失從8%降低至1%，效率提高71%，重復檢查降低60%，閱片時間縮短15%。要想做到這一點，必然繞不開綜合布線系統的傳輸問題。

PACS系統的傳輸量有多少？就像電視劇的視頻流量無法確定一樣，PACS系統的信息量也沒有明確的統計數據。隨著新的醫療影像設備不斷地誕生，使醫學影像的信息量急劇上升，有些醫院每天可產生達到幾個GB甚至是更多的信息量。

如果哪天這些信息量全部需要使用綜合布線系統傳輸，并將其中的簡化圖像傳輸到HIS系統時，配線子系統、干線子系統和建筑群干線子系統將需要高帶寬（至少是萬兆以太網的傳輸介質等級）的纜線，如：增強型6類雙絞線、超7類雙絞線、萬兆多模、單模零水峰等。

1.4 判圖

醫療影像設備的判圖有多種方式，它們對信息傳輸的需求和對判圖醫生的需求都不一樣：

◆ 本地判圖

在醫療影像設備旁安裝一臺電腦，醫生在電腦上判圖可以稱為“本地判圖”。本地判圖對信息傳輸的要求最低，影像在電腦中可以刻成光盤或放在其他介質中帶走，綜合布線系統處于可有可無的地位。但是，為了充分發揮醫療影像設備的作用，就需要有高水平的判圖醫生在設備旁工作，這些醫生也就被設備“困”住了，而且醫生之間也很少有一起討論的機會，減少了醫生們共同提高、集思廣益的可能。

◆ 集中判圖室

對于綜合布線系統而言，集中判圖就需要在醫療影像設備旁設信息接口（RJ45信息點或光纖信息點），并通過配線子系統、干線子系統或建筑群干線子系統傳遞到集中判圖室。而各子系統的傳輸帶寬則需根據設備的信息量和規定的傳輸時間共同確定。例如，如果對于信息量可達GB數量級的DSA（數字減影血管造影），如果需要在1秒之內完成傳輸，則配線子系統需要使用萬兆以太網（以太網的平均傳輸量遠低于標稱的瞬態傳輸量，如千兆以太網的平均傳輸量一定遠遠小于1000Mbps）；而承載多個DSA的干線子系統和建筑群干線子系統則至少需要萬兆以太網，甚至需要4萬兆以太網的傳輸量，這時的主干光纜最好使用單模光纜。

◆ 未來的分布式判圖：云概念

集中判圖室解決了醫生不足的問題，使醫生與設備之間不必一一配對。但是，集中判圖室依然“困”住了大量的醫生，如果能使醫生在各個科室、自己的辦公室、住院部的醫生辦公室內判圖，就可以免除來回奔波、惦記著其他事情的煩惱。這也許是一種幻想，但它如果與集中判圖室相結合，就可以使醫生不在判圖室也能及時地完成高難度的判圖任務。其實，“云”判圖與遠程診斷極其類似。

對于綜合布線系統而言，就需要將高帶寬的綜合布線系統敷設到整個醫院的各個科室和各個辦公室，一次性投入的造價會略為高些，但會使醫院的信息化等級得到提升，并使醫院的管理模式發生重大的改變。

2 智能建筑網絡化

在醫院內，除了疊加在計算機網絡上的應用系統外，還有許多弱電子系統可能會用到綜合布線。

2.1 電話系統

電話是醫院中不可或缺的通信工具，在通信已經十分普及的中國，電話已經遍布每個診室、每張病床、每個護士站......。所以，為電話系統而設計的綜合布線是醫院布線系統中的重要組成部分。

電話是綜合布線系統所支持的兩大子系統（電話、計算機網絡）之一，一部電話就需要一根雙絞線。

2.2 攝像機

遍布在醫院各個門口、各個手術臺的手術攝像機、安防攝像機等高清攝像機大多采用雙絞線作為傳輸線，使用綜合布線系統實現了高清實時視頻的信息傳輸。

2.3 智能排隊系統

智能排隊系統是醫院中減輕病人在等待時的痛苦和疲勞的智能子系統。病人在等待時，可以安靜地在休息大廳的座位上等待，當醫生或窗口有空時，醫護人員按下按鍵，廣播叫號。智能排隊系統使用綜合布線系統的雙絞線和光纜作為傳輸線，或者是直接使用以太網作為傳輸平臺。

2.4 無線局域網

數年前，在報紙上登載了一條消息：“在今年4月英國衛生防護局主席警告說Wi-Fi終端的輻射有害人體后，英國許多安裝該設備的學校和家庭紛紛動手將其拆除?！边@只是有關電磁輻射的報道之一，而電磁輻射、高壓供電線等對人體傷害的報道經常可見。

但是，在醫院的住院部中，往往都裝有無線局域網，以便于醫生使用便攜式電腦查房。也許有一天有人會認為無線局域網中的AP接入點設備會對長期住院的病人產生不利的影響。

如果把AP接入點設備裝在走廊上，那么由于AP距病人的距離較遠、發射功率小，病人身體上可能接受的長期輻射量對人體的影響也會比較小。

2.5 停車場管理系統

傳統的停車場管理系統使用RS485作為傳輸線，隨著影像在停車場管理系統中的大規模應用，而且多出入口的停車場越來越多，以太網已經取而代之，成為停車場管理系統的主要傳輸線。

2.6 一卡通

自2002年以來，門禁系統和一卡通系統已經開始大量采用RS485/IP轉換器將RS485傳輸轉換為以太網傳輸，自控制器至管理軟件之間的傳輸線路成為了以太網的天下。

2.7 網絡電視

傳統的有線電視系統中的分配系統采用的是同軸電纜，為了能夠達到每個視頻終端的電平值都在±1dB，分配系統從現在常見的分配——分支網絡逐步改進為準星型網絡，甚至是更為昂貴的全星型網絡。當同軸電纜進入全星型網絡時，其拓撲結構與綜合布線的星型拓撲結構幾乎是一模一樣，只是所用纜線有所不同而已。

3 電磁輻射與電磁干擾

在醫院中綜合布線已經不是要不要鋪設的問題，需要考慮的問題是怎樣讓綜合布線系統更適合于在醫院使用。其中的問題之一就是電磁干擾。

醫院中的大部分信息點都可以采用便宜的非屏蔽信息點，但在一些特定場合中，屏蔽信息點和光纖信息點是必不可少的。

3.1 電磁干擾源

對于現有的醫學設備，可以從以下例子中看出可能存在的電磁干擾：

◆ 核磁共振

根據《淺談信息網絡系統的防雷措施》一文：“對計算機信息等弱電設備，電磁場強度干擾大于0.03G就會發生數據混亂和丟失，就是通常發生的軟故障損壞，此時只要停電一次，就能夠復位恢復正常；但當磁場強度大于0.6G時，計算機等弱電設備則會永久損壞”。

◆ 手機

在中國，有關醫院的標準中，要求在醫院內的部分區域禁用手機。

3.2 屏蔽布線系統的作用

當綜合布線上出現電磁干擾時，它增加了傳輸線上的電噪聲電平。根據IEEE 802.3-2005標準，對于每種以太網協議，都規定了最高可以允許的噪聲電平，當傳輸通道上的噪聲低于噪聲電平時，可以保證以太網達到所規定的誤碼率。而這個噪聲電平在逐步分解后，其中一部分就變成了綜合布線系統標準中的近端串繞、遠端串繞等指標。

在各企業中，通常不要求進行以太網的誤碼率測試（100Base-TX為10-8，1000Base-T為10-10），網絡能通、傳輸能用就行！這是造成綜合布線系統幾乎不分場合而大量使用非屏蔽雙絞線的關鍵原因之一。

3.3 屏蔽布線系統的實際效果

屏蔽布線系統至今仍然沒有合適的現場屏蔽測試手段，這不能不說是一個遺憾。在這種情況下，只能借助于綜合布線系統的現場性能測試儀進行屏蔽層的通斷測試。

但是，對于屏蔽布線系統的效果，卻可以通過現場測試儀器對使用線對屏蔽技術的屏蔽雙絞線（U/FTP、S/FTP等）進行NEXT值測試而得到定性的概念，在比較同為6類等級的非屏蔽雙絞線和線對屏蔽的雙絞線的NEXT值時，可以很清楚地得出結論：一張鋁箔的抗干擾能力約為20dB、兩張鋁箔的抗干擾能力約為40dB。

3.4 使用非屏蔽布線系統的醫院應用場所

從理論上來說，凡是可以使用非屏蔽布線系統的場所都可以使用屏蔽布線系統，反之則不成立。由于6類以下的非屏蔽布線系統造價低于屏蔽布線系統，而當今醫院的IT人員還沒有徹底轉向使用增強型6類以上的萬兆以太網傳輸等級，所以還是有必要列出各種布線產品的應用場所：

◆ 非屏蔽布線系統

在普通診室、病房、治療室、辦公室、掛號處、藥房、候診區域及護士站（包含醫院排隊系統）等處，可以考慮使用非屏蔽布線系統。由于這些區域的總面積非常大，因此可以大幅度降低綜合布線系統的造價。

當使用非屏蔽布線系統時，建議采用的布線產品是6類非屏蔽布線產品。

◆ 屏蔽布線系統或光纖布線系統

在電子加速器、核磁共振、熱像儀等診療設備集中或可能集中的地下室、檢驗及化驗區域、治療區域和危急重癥監護治療區域應根據今后可能使用的設備適當安排部分屏蔽布線系統或光纖布線系統。

如果在屏蔽室內需要有語音傳輸，建議考慮使用線對屏蔽的4對8芯雙絞線，因為線對屏蔽雙絞線幾乎不需要考慮“近端串擾”等線對之間相互干擾的參數，因此線對屏蔽的雙絞線可以同時傳輸4部電話而不會產生串音等現象，也可以在傳輸兩路模擬電話的同時傳輸一路百兆以太網。

對于信息機房等需要高帶寬的區域，則應該采用增強型6類以上等級（7類更佳）的屏蔽布線系統與光纖布線系統，實現雙介質冗余備份。

3.5 使用屏蔽布線系統的醫院應用場所

在醫院中有著各種醫療設備，它們有些比較敏感，容易受電磁干擾的影響（例如：心臟起搏器、熱像儀等），有些是依靠電磁波產生掃描、診斷和治療效能（如：醫用電子加速器、核磁共振、高頻電刀等）。這些醫療設備可能出現在醫院的各個角落，由于計算機網絡系統、綜合布線系統遍布整個醫院，而綜合布線所“接收”到的電磁干擾必然會影響計算機網絡的運行，因此有必要分析這些設備對綜合布線系統的影響。

◆ 電磁干擾可能會引起數據誤碼或圖像丟幀時

對于醫院而言，數據誤碼所產生的傳輸中斷或圖像丟幀，有時會直接影響到診療的效果。設想一下：如果某個醫院中的醫生在診室中一直無法顯示藥房中藥品的庫存清單，那他/她只能對病人說，我先給你開藥，如果藥房里這種藥用完了，我再給你開其他藥。而病人（或病人家屬）也許就得多次往返于診室與藥房之間，既增加了病人的痛苦，也打亂了醫生的正常工作。

◆ 當醫療設備規定必須安裝在屏蔽室時

根據部分醫療設備的安裝要求和規范，有些設備要求安裝在屏蔽室內，這些設備可能是醫用電子加速器，可能是熱像儀，也可能是其他需要安裝屏蔽室的設備。為了達到理想的屏蔽效果，最佳的方式是選擇屏蔽雙絞線（語音、數據通道）或光纜（數據通道）作為穿越屏蔽層的傳輸介質。

對于數據傳輸，可以采用屏蔽雙絞線或光纜；對于語音傳輸，就只能采用屏蔽雙絞線了。

◆ 當醫療信息的誤傳可能會危及生命安全時

醫療系統的最大特點是與人的生命有關。在醫院中，醫生憑借著那些精密醫療設備的檢測數據判斷病情，即便如此仍然有著相當高的誤診率。因此，對于精密儀器所連接的傳輸線路，必須保證傳輸質量，而不是能傳就行。該怎樣判定，這是設計師和甲方共同決定的。

◆ 當甲方要求采用屏蔽布線系統時

醫院是救死扶傷的重要場所，它的一切行為都可能引起病人及家屬的歡呼雀躍或傷心悲哀，甚至常見到媒體上出現憤怒直至訴諸法院的報道。

從法律上來說，醫院的一切行為都需要醫院提供證據。當醫院的自我保護不到位時，勢必會留下遺憾。正因為如此，在德國等一些西方國家中，保險公司要求醫院使用屏蔽布線系統，以免留下說不清道不明的話柄。

3.6 電磁干擾會引起設備工作不正常

醫院里的心腦電圖機、監護儀、超聲診斷儀、針灸電療儀或銀針直接接觸人體的儀器設備等，特別是檢測人體生物電信號的儀器設備，由于信號非常的微弱，如果受到干擾，就會在檢測結果如波形、圖形、圖像上疊加一種類似于某些病變的畸變造成誤診，同時還會引起微電擊，嚴重時還有生命危險。如果是帶有計算機系統的醫學儀器設備，當共模干擾中的尖峰干擾幅度達到2V～50V，時間持續數微秒時，可引起計算機邏輯錯誤、信息丟失等。強磁場會使顯像管、X線影像增強管顯示圖像變形失真；加速器射線偏移；計算機磁盤、磁卡記錄數據破壞；呼吸機工作失靈；心臟起博器工作失效等。

4 信息備份

根據法律，一旦醫院出現醫患糾紛，取證由醫院負責。為了取證的需要，醫院就需要保存相關的信息，例如電子病歷和醫療影像信息，這些信息的容量很大，就需要有大量的光盤、硬盤和機房用于存儲這些信息。

萬一機房起火，造成機房內的信息毀于一旦，可能會給醫院帶來重大損失。為此醫院應該在另一棟樓中建立互為備份的機房，兩個機房同步存儲，確保信息不會丟失。

為了滿足信息備份需求，醫院綜合布線系統和機房綜合布線系統都應該采用冗余備份結構，同時建立場地冗余的網絡/主配線架系統，確保其中一個場地斷電或起火時信息依然不會中斷。

5 纜線防火

醫院往往是有許多棟建筑組成的，而由于人員的限制，消控中心往往只有一個，這就需要將分布在各棟建筑中的消防報警主機和公共廣播主機聯網進行管理。而根據《消防報警系統設計規范》（GB 50116）和《民用建筑電氣設計規范》（JGJ 16-2008）的條款，消防報警系統和相應的緊急廣播系統所用纜線均應采用耐火纜線，這就要求連接著各臺消防報警主機和公共廣播系統（緊急廣播系統是公共廣播系統中的一個功能）主機之間的纜線在室內部分為耐火纜線，在室外部分則是防雷纜線。由于各棟建筑之間大多采用光纜作為傳輸介質，所以采用耐火光纜和防雷光纜是最佳的選擇。

6 結束語

應用變化無窮，學習永無止境。醫院的技術提升迅猛異常，而醫療設備也在高速的實現信息化。設計師只有在基建、信息部門的配合下，與門診主任、護士主任等主管進行反復的雙向溝通，才能真正了解該醫院對布線的要求，將共性變成個性，讓綜合布線系統用得恰到好處。