醫療建筑智能化系統頂層設計

孫海龍

（中國建筑設計研究院有限公司，北京100044）

0 概述

我國醫療建筑智能化、信息化建設在20世紀90年代提出信息高速公路后，經過20多年的發展，歷經網絡化、數字化、集成化三個階段，目前正朝智慧化（大數據化）的階段過渡，發展歷程見圖1。

圖1 醫療建筑智能化發展歷程

“十三五”規劃綱要明確提出，支持智慧城市建設及健康中國建設的目標任務。2015年，國務院在《促進智慧城市健康發展的指導意見》中提出，要推進智慧醫院、遠程醫療建設，普及電子健康檔案和電子病歷的應用。

1 醫療建筑智能化需求分析

1.1 醫療建筑的定義

醫療建筑是指為醫療、護理病人服務的公共建筑。醫院通常分為科目較齊全的綜合醫院和專門治療某類疾病的?？漆t院兩類。在中國還有專門應用中國傳統醫學治療疾病的中醫院。

根據《綜合醫院建設標準》的規定，構成綜合醫院的設施有：門診、急診、醫技、住院、行政管理、后勤保障、院內生活設施，俗稱“綜合七項”。綜合醫院的構成不僅僅是醫療部分，還包括教學、科研部分，醫、教、研組合在一起，共同構成了綜合醫院的三大要素。

1.2 醫療建筑等級劃分

醫院等級劃分的標準和指標，主要內容應是：（1）醫院的規模，包括床位設置、建筑、人員配備、科室設置四方面的要求和指標；（2）醫院的技術水平；（3）醫療設備；（4）醫院的管理水平，包括院長的素質、人事管理、信息管理、現代管理技術、醫院感染控制、資源利用、經濟效益七方面的要求與指標；（5）醫院質量，包括診斷質量、治療質量、護理質量、工作質量、綜合質量等幾方面的要求與指標。

按照《醫院分級管理標準》，醫院經過評審，確定為三級，每級再劃分為甲、乙、丙三等，其中三級醫院增設特等級別，因此醫院共分三級十等。

1.3 醫療建筑特點

（1）人員：人員密集、身份復雜、流動性大，包含管理人員、醫護人員、病人、陪護人員等。

（2）設備：設備密集、管理復雜、流動性大，含普通樓宇設備、大型醫療設備、移動護理設備、病房醫療設備。

（3）流程：科室繁多、醫療流程復雜、看病模式不一；掛號、初診、檢查、復診叫號模式復雜。

（4）信息：1）多種網絡構成、信息密集、流通復雜、實時性高；2）設備管理信息、能源管理信息、病案管理信息、實驗室管理信息、手術管理信息、高值耗材管理信息。

1.4 醫療現狀

目前國內醫療現狀：看病難、看病貴、醫患關系緊張，大醫院人滿為患，小醫院無人問津……

1.5 智慧醫院應用

智慧醫院的范圍主要包括三大領域。

（1）面向醫務人員的“智慧醫療”

以電子病歷為核心的信息化建設，電子病歷和影像、檢驗等其他系統互聯互通。

（2）面向患者的“智慧服務”

很多醫院提供一體機、自助機用于自助手機結算、預約掛號、預約診療、信息提醒等功能，包括衍生出來的一些服務（如停車信息的推送、提示等），讓患者及陪同人員感受更加方便和快捷。

（3）面向醫院的“智慧管理”

醫院精細化管理很重要的一條是精細化的成本核算，用于這些醫院內部后勤的管理，管理者用手機或電腦上就可以看到全院運轉的狀態。

1.6 智慧醫院的核心價值

（1）方便患者就醫。（2）縮短患者候診時間。（3）提高醫療服務水平。（4）提高醫護的工作效率。（5）提供良好的醫療服務環境。（6）提高患者就醫滿意度。（7）提升醫院可持續發展能力。（8）為實現全民健康打下堅實基礎。

2 政策法規

2.1 規范標準

目前醫院智能化系統設計相關規范和標準主要有：GB 50314-2015《智能建筑設計標準》、JGJ 312-2013《醫療建筑電氣設計規范》、GB 51039-2014《綜合醫院建筑設計規范》、GB／T 31458-2015《醫院安全技術防范系統要求》、GB 50333-2013《醫院潔凈手術部建筑技術規范》、GB／T 50939-2013《急救中心建筑設計規范》、RFJ 005-2011《人民防空醫療救護工程設計標準》、GB 50751-2012《醫用氣體工程技術規范》、GB／T 51153-2015《綠色醫院建筑評價標準》、GB 50457-2008《醫院工業潔凈廠房設計規范》、GB／T 50378-2019《綠色建筑評價標準》等。

GB 50314-2015《智能建筑設計標準》表15.2.1《綜合醫院智能化系統配置表》中，詳細規定了一、二、三各級醫院應設置的智能化系統，詳見圖2。

圖2 綜合醫院智能化系統配置

JGJ 312-2013《醫療建筑電氣設計規范》條文說明11.0.4條，第4款的附表1，對醫療建筑信息點位的配置進行了具體要求：“醫療建筑綜合布線系統的信息點一般可按標準配置，當項目信息化要求較高或考慮發展時，可以按增強配置。”

GB／T 31458-2015《醫院安全技術防范系統要求》附錄A（規范性附錄），針對醫療建筑重點部位和重點區域的視頻監控、出入口控制、緊急報警、入侵報警、電子巡查、對講等安防系統，提出了具體要求：（1）醫院重點部位需要配置的技術防范設施見表A.1；（2）醫院重點公共區域需要配置的技術防范設施見表A.2。

2.2 醫藥衛生體系改革及醫院智慧化建設相關文件

隨著醫療改革的縱深發展，國家衛健委專門成立智慧醫療項目組，構建了一套智慧醫療評價指標體系總體框架和智慧醫院評價指標，探索從客觀角度應用客觀指標實現對醫院智慧應用與管理的綜合評價，促進醫療機構智慧應用的規范化、標準化，指導全國各級醫療機構開展智慧醫療應用，在以患者為中心的理念指導下，加強醫院信息化建設和管理。

目前我國與智慧醫院建設相關的政策法規文件主要有《“健康中國2030”規劃綱要》、《關于促進和規范健康大數據應用發展的指導意見》、《全國醫院信息化建設標準與規范（試行）》、《醫院智慧服務分級評估標準體系（試行）》國衛辦醫函［2019］236號等。

（1）《全國醫院信息化建設標準與規范（試行）》

2018年4月13日，國家衛生健康委員會發布《全國醫院信息化建設標準與規范（試行）》（以下簡稱“《建設標準》”）。這是在2016年《醫院信息平臺應用功能指引》和2017年《醫院信息建設應用技術指引》基礎上，又一個醫院信息化建設國家級標準。至此，醫院信息化建設標準在國家層面構建起了一個較為完整的體系框架。

《建設標準》針對目前醫院信息化建設現狀，著眼未來5～10年全國醫院信息化應用發展要求，針對二級醫院、三級乙等醫院和三級甲等醫院的臨床業務、醫院管理等工作，覆蓋醫院信息化建設的主要業務和建設要求，從軟硬件建設、安全保障、新興技術應用等方面規范了醫院信息化建設的主要內容和要求。《全國醫院信息化建設標準與規范》指標體系圖如圖3所示。

（2）《醫院智慧服務分級評估標準體系（試行）》

2019年3月18日，國家衛生健康委員會發布《醫院智慧服務分級評估標準體系（試行）》（以下簡稱“《評估標準》”），指導醫療機構科學、規范開展智慧醫院建設，逐步建立適合國情的醫療機構智慧服務分級評估體系。

圖3 《全國醫院信息化建設標準與規范》指標體系圖

根據醫院應用信息化為患者提供智慧服務的功能和患者感受到的效果兩個方面進行評估，總計0級～5級六個等級，如表1所示。

醫院智慧服務分級評估基本要求 表1

按照患者診前、診中、診后各環節應涵蓋的基本服務內容，結合醫院信息化建設和互聯網環境，整體體系共確定5個類別共17個評估項目，如表2所示。

3 醫療建筑智能化設計現狀及調研

醫院智能化設計過程中，依然存在著諸多問題，如缺少頂層設計、設計不完善、無針對性、概算缺失、重視程度不足等，見圖4，需要設計師、醫院以及參建各方的共同努力，推動智慧醫院的順利建設與實施。

醫院智慧服務分級評估項目 表2

醫療建筑功能復雜、科室多、設備多、智能化系統多，因此做好醫療建筑的智能化設計，必須建立在充分的調研、溝通基礎之上。醫院智能化設計需調研的四大對象如圖5所示，醫院智能化設計具體實施步驟如圖6所示，綜合布線系統末端點位需求示例如表3所示。

4 醫療建筑智能化頂層設計解決方案

頂層設計的缺乏是阻礙智慧醫院發展的重要因素。加強頂層設計，有利于醫院信息化建設在標準規范性、數據一致性、數據完整性、數據聯通性、信息應用性、發展平衡性等方面進一步完善，確保各類診療資料有效地互聯互通和務實應用，促進醫院信息化的可持續發展和醫療大數據的可利用性。

本章節從智慧醫院建設分工、智能化系統規劃、集成平臺規劃、管理中心規劃、網絡規劃、新興技術六個方面，闡述醫療建筑智能化頂層設計解決方案。

圖5 醫院智能化設計需調研的四大對象

圖6 醫院智能化設計具體實施步驟

4.1 智慧醫院建設分工

醫院的智慧化建設分工如圖7所示，通常包括醫院智能化、醫院信息化兩個部分。醫院智能化建設通常放在土建包內與大樓建設同步實施，其投資歸屬醫院建安費；而醫院信息化建設，主要包括信息中心等機房的服務器、軟件等，具體包含項如圖8所示，其投資通常放在開辦費內或者尋求財政專項投資，使其能夠達到《全國醫院信息化建設標準與規范（試行）》《醫院智慧服務分級評估標準體系（試行）》中的相關要求。

綜合布線系統末端點位需求示例 表3

圖7 醫院智慧建設分工

圖8 智慧醫院智能化與信息化系統關系圖

4.2 醫療建筑智能化系統規劃

醫療建筑智能化系統規劃如圖9所示，醫療建筑智能化專業業務系統如圖10所示。

圖9 醫療建筑智能化系統規劃

4.3 醫療建筑智能化集成平臺規劃

智慧醫院集成平臺架構如圖11所示。

4.4 醫療建筑智能化系統管理中心規劃

以醫療建筑智能化系統為基礎，結合醫院的管理需求搭建四個管理中心。

圖10 醫療建筑智能化專業業務系統

圖11 智慧醫院集成平臺架構

（1）信息管理中心：信息管理中心為信息管理人員提供服務，將所有院內醫院信息系統（HIS、LIS、PACS、RAS、EMR等）及智能化各服務器及存儲均設置于此，并結合院內網絡系統及網絡管理平臺將院內數據信息統一管理，是院內所有數據的重要核心所在，均設置在醫院信息中心內。

（2）安防保衛中心：安防保衛中心為安保人員提供服務，集所有安防系統的控制管理于一體，將視頻監控、防盜報警、電子巡更、停車場管理、門禁出入口控制及消防系統結合在一起統一調度管理。與消防控制室一起設置在醫院安防控制中心。

（3）醫院后勤智慧運維一體化中心：設置在醫院后勤智慧運維一體化平臺機房內，平臺整合建筑內建筑設備管理、能耗監管、智能照明、用能計費、后勤信息化、變配電等各專業系統，構建保障、管理、服務一體化后勤架構，采用BIM先進可視化技術，方便后勤管理者進行精細化管理，如分析能耗制定節能依據，進行能耗科室考核，進行設備全生命周期管理延長設備壽命以及利用信息化管理技術提高醫院后勤綜合管理效率。

（4）應急響應中心：設置在應急響應中心內，針對醫院經常要面對的公共突發事件、各類急性疫情、重大事故等大批病人涌入醫院就診等緊急情況，實施緊急報警、全員調度、統一協調的應急響應系統。

4.5 醫療建筑智能化系統網絡規劃

建議規劃五套網絡，內網、外網、視訊網、物聯網、設備網，五套網絡實現物理隔離，如圖12所示。整個醫院內部實現內網、外網、物聯網的無線覆蓋，為實現診間繳費、院內導航、人員定位、資產定位、藥品自動分包、藥品冷鏈追蹤管理、智慧病房等提供網絡支持。

圖12 智慧醫院智能化與信息化系統關系圖

（1）內網（醫療信息網）：主要針對醫療業務運行，包括無線內網，要求高速度、高帶寬、高穩定性、有冗余機制雙核心（虛擬化）—— 雙匯聚（負載平衡、雙鏈路40G上聯）—— 千兆接入（同弱電間堆疊、雙鏈路萬兆上聯）。

（2）外網（互聯網）：主要針對醫院工作人員使用，包括無線外網，實現外部網絡的訪問，要求邊界安全、高穩定性雙核心（虛擬化）—— 雙匯聚（負載平衡、雙鏈路40G上聯）—— 千兆接入（同弱電間堆疊、雙鏈路萬兆上聯）。

（3）視訊網（統一視頻服務平臺）：在一個平臺上實現所有多媒體視頻功能的整合，包括數字電視、手術示教、信息發布、視頻會議、遠程醫療等。

（4）物聯網：物物相聯的網絡，將醫療領域的“物”（醫生、護士、患者、護工、器械、藥品、設備、智能傳感器等對象）連接起來。

（5）設備網：主要針對建筑設備監控系統、安全防范系統、智能卡應用系統、后勤管理平臺等單獨組網，要求高穩定性。

4.6 新興技術

4.6.1 大數據技術

（1）大數據采集：多源異構數據的采集與匯聚。

（2）大數據治理：以統一的數據標準對多源異構數據進行歸一化處理。

（3）大數據計算：大數據計算的基礎環境和功能。

（4）大數據挖掘分析：多源、異構數據的挖掘和分析。

（5）大數據利用：利用數據中心的大數據資源，對醫療服務、科研管理、醫院治理等輔助決策支撐作用。

（6）大數據處理工具：以統一的數據標準對多源、異構的數據進行處理，形成統一、標準的大數據視圖。

4.6.2 云計算技術

（1）云計算基礎：實現云平臺的控制節點、網絡節點、計算節點、消息隊列、數據庫等。

（2）云計算管理：實現虛擬服務器和網絡設備的管理。

（3）云存儲：將網絡中各種不同類型存儲設備進行虛擬化，共同對外提供數據存儲和業務訪問。

（4）云計算安全：實現虛擬網絡的安全防護。

4.6.3 人工智能應用

（1）疾病風險預測：基于患者個人、遺傳以及生理指標等信息，實現對患者疾病風險的預測。

（2）醫學影像輔助診斷：實現醫學影像的病灶識別和分類。

（3）臨床輔助診療：基于語音識別、自然語音處理和文本分析技術，利用臨床數據分析模型和知識庫，提供診斷和治療建議。

（4）智能健康管理：基于移動醫療終端和可穿戴設備，結合居民日常健康管理和疾病康復治療需要，支持院內外疾病信息共享與居民開展自我健康管理。

（5）醫院智能管理：實現醫院運行和臨床業務的智能管理，輔助醫院了解臨床業務需求，提升服務管理能力。

（6）虛擬助理：按醫生指令和需求搜集、整理和推薦信息。

4.6.4 物聯網應用

醫療物聯網是物聯網技術在醫療領域的具體應用，可將醫院的各種信息傳感設備與互聯網結合，形成一個功能復雜、結構龐大的網絡，實現醫療資源的信息共享、智能配置及互聯。物聯網可借助智能識別技術來構建醫院藥品、患者等信息的主索引，通過RFID技術與條碼掃描技術，為智能醫院建立精確的信息識別和確認系統，從而解決傳統人工判斷和識別所導致的差錯問題。物聯網在智慧醫院建設中發揮著重要作用，如圖13所示。

圖13 智慧醫院物聯網應用

5 結束語

面對多層級、多維度以及不斷發展的差異化需求，智慧醫院頂層設計一定是在對智慧醫院的完整認識基礎上，以醫院最終使用者的需求和應用場景為出發點，搭建整體技術架構，整體規劃、分布實施，從而保證醫院智慧建設理念超前、投資合理、持續可升級。