醫(yī)院智能化系統(tǒng)方案及其難點探討

在醫(yī)院設計的要求中，要實現(xiàn)醫(yī)療現(xiàn)代化、建筑智能化、病房家庭化、其核心是建筑智能化，沒有建筑智能化，就難以實現(xiàn)醫(yī)療現(xiàn)代化和病房家庭化。

由于智能化醫(yī)院功能復雜，科技含量高，它的設計涉及到建筑學、

護理學、衛(wèi)生學、生物學工程學等科學領域，加之醫(yī)學發(fā)展快，與各種現(xiàn)代的高新技術相互滲透和結合，都影響醫(yī)院的功能布局的設計。如何進行醫(yī)院的設計工作，已成為醫(yī)療衛(wèi)生部門、建筑設計部門共同面臨的急切解決的課題。筆者結合自身從事醫(yī)院工程的實踐經驗出發(fā)，對智能化醫(yī)院的設計方案及其難點闡述和討論。

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

醫(yī)院不同于賓館、辦公樓、商住樓等。它是“以病人為中心”實施醫(yī)院服務的特殊場所。醫(yī)院的主要特點如下：

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

*　普通樓宇設備：如給排水、供配電、通風空調、火警消防、電梯等設備。

*　建筑醫(yī)療設備：這是同病房建筑同步設計、安裝、調試的醫(yī)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(jiān)視、層流病房、潔凈手術部等。這些設備是醫(yī)院所特有的。

*　病房醫(yī)療設備：如監(jiān)護設備、急救設備、小型治療設備的檢查設備。

*　辦公及會議設備：醫(yī)護人員使用的各種辦公設備和各類教學設備在醫(yī)院內也占有較多的數(shù)量。

第三信息密集、流通復雜。醫(yī)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(yī)護人員的管理。對物的管理更是多元化。醫(yī)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(yī)療管理信息的流通渠道。

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

智能醫(yī)院通常由三大系統(tǒng)組成，即通信自動化(CA)，辦公自動化(OA)，樓宇自動化(BA)，并將這三大功能結合起來，實現(xiàn)系統(tǒng)的集成。

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

智能化醫(yī)院是以普通醫(yī)院為基礎提升了建筑“智能”功能，雖然服務的對象和服務的相同，但在就醫(yī)環(huán)境上是普通醫(yī)院無法相比的，普通醫(yī)院基本上無集中空調系統(tǒng)，熱水供應系統(tǒng)，弱電系統(tǒng)也只是基本的呼叫系統(tǒng)、電話系統(tǒng)和廣播、電視系統(tǒng)，而智能化醫(yī)院是經過建筑師對建筑外型、色彩、內部功能布局及空間環(huán)境的精心設計，以滿足人們對心理的、生理的需求，同時樓內采用了空調、通風系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)和病房以小開間賓館化設計，病房內具有帶淋浴設施的獨立衛(wèi)生和電話、廣播、電視設備。弱電系統(tǒng)設計上采用了智能大廈內的大多數(shù)智能系統(tǒng)，實現(xiàn)了樓宇設備計算機管理、醫(yī)療服務網絡化和管理自動化。

智能化醫(yī)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(tǒng)的形式上有許多相同之處，但由于其服務的對象不同，服務對象的目的不同，系統(tǒng)設計時表現(xiàn)出的側重點自然有所差異，前者更多的強調圍繞為病人服務的思想，比如：病房設計如何考慮為一部分病人提供廣播、電視服務，又考慮滿足消防規(guī)范的要求;樓宇自控中結合醫(yī)院的特點增加供熱水管路的監(jiān)控，供氧和吸引設備的監(jiān)控;安保系統(tǒng)如何解決病房區(qū)非值班入口的管理控制，又滿足消防規(guī)范對通道疏散的要求。此外智能化醫(yī)院具有一些通常智能大廈沒有的專用于醫(yī)院病人服務的系統(tǒng)。

智能化醫(yī)院大樓由于醫(yī)院本身是唯一的使用者，服務的對象就是病人，對樓內計算機局域網絡功能的實施，對弱電系統(tǒng)的實施均有實際的、明確的要求，相比那些只求虛名的“智能大廈”，更易進行系統(tǒng)集成，將更多的體現(xiàn)出智能醫(yī)院的“含金量”。

在某醫(yī)院智能化工程的初步設計中，弱電系統(tǒng)工程包括12個子系統(tǒng)：

*　綜合布線系統(tǒng)

*　計算機網絡系統(tǒng)

*　數(shù)字化醫(yī)院

*　醫(yī)院視訊系統(tǒng)

*　遠程會診系統(tǒng)

*　呼叫系統(tǒng)

*　屏幕顯示系統(tǒng)

*　有線及衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)

*　公共廣播系統(tǒng)

*　閉路監(jiān)控及防盜系統(tǒng)

*　停車場管理系統(tǒng)

*　樓宇自控系統(tǒng)

筆者認為其中數(shù)字化醫(yī)院、醫(yī)院視訊系統(tǒng)和遠程會診系統(tǒng)是技術難點和科技含量較高子系統(tǒng)，下面重點闡述和討論。 一、數(shù)字化醫(yī)院

信息是信息革命和社會信息化進程中最重要的戰(zhàn)略資源。信息化的程度與現(xiàn)代醫(yī)院生存和競爭能力水準直接相關聯(lián)。信息技術應用帶來的直接利益是極大地提高醫(yī)院運營的效益。

效益為中心的醫(yī)院管理體制是新經濟時代(即知識經濟又稱效益經濟)產生的新的管理體制。效益為中心的醫(yī)院管理體制包括了質量為中心和以病人為中心的管理系統(tǒng)。

效益為中心管理體制的有效運行需要醫(yī)院信息系統(tǒng)的技術支持。效益為中心的管理體制的全面實行依賴于醫(yī)院信息系統(tǒng)的全面建立和使用。

數(shù)字化思維和數(shù)字化管理模式是對于結果可以進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。

信息技術和信息系統(tǒng)不是一件工具或者一臺儀器設備，它是一個高效運營的醫(yī)療結構的基礎設施和基礎結構

臨床信息系統(tǒng)(Clinical　Information　System,　CIS)和醫(yī)院管理系統(tǒng)(Hospital　Management　System,　HMS)一起構成醫(yī)院信息系統(tǒng)(Hospital　Information　System　,HIS)。

HMS是將醫(yī)院作為一個經濟經營體來進行管理和運作的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由若干功能子系統(tǒng)組成。這些子系統(tǒng)包括財務管理系統(tǒng)，行政辦公系統(tǒng)，人事系統(tǒng)等非臨床功能子系統(tǒng)。有些方醫(yī)院管理系統(tǒng)亦包含病人掛號系統(tǒng)等基本和簡單的臨床功能子系統(tǒng)。

CIS由處理臨床信息的功能子系統(tǒng)組成。這些功能子系統(tǒng)包括門診管理系統(tǒng)，病人護理和電子病歷系統(tǒng)，醫(yī)學影像系統(tǒng)，藥房管理系統(tǒng)，實驗室(化驗)管理系統(tǒng)，遠程管理系統(tǒng)，醫(yī)學資料總庫和信息集成與廣域傳播系統(tǒng)等。

科室級臨床信息技術經過了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發(fā)展在最近幾年進入應用階段并可望在今后十年左右進入廣泛應用階段。

CIS的出現(xiàn)，順應了當前醫(yī)院管理及整個醫(yī)療行業(yè)整合的大趨勢。CIS是以醫(yī)生工作站為核心，以醫(yī)患信息為主要內容來處理整個醫(yī)院的信息流程。這對于和醫(yī)療保險系統(tǒng)的連接，社區(qū)醫(yī)療的事例所需要交換的醫(yī)患資料是相匹配的。同時，這一思路和當前國際上廣泛使用的HL7標準的設計思想(醫(yī)療事件驅動Trigger　Event　)也是一致的。

目前醫(yī)院信息系統(tǒng)的開發(fā)和生產廠商各自為政，也很少考慮到用戶集成的需要，因此，其產品或者無法和其它系統(tǒng)集成，或者可以和其它系統(tǒng)集成，但是其數(shù)據交換的接口是廠商自己定義的。這樣一來，就形成了各廠商“占山為王”的局面，給建立一個完整的、統(tǒng)一的醫(yī)院信息系統(tǒng)帶來了極大困難。困難體現(xiàn)在這么幾點：要么各子系統(tǒng)根本無法集成，也無法形成一個完整的、統(tǒng)一的醫(yī)院信息系統(tǒng);要么各子系統(tǒng)都要和其它子系統(tǒng)用對方定義的接口標準交換數(shù)據，這樣雖然能夠形成一個完整的、統(tǒng)一的醫(yī)院信息系統(tǒng)，但是集成的復雜度很高，開銷也非常大，后期也不容易維護。

兩個子系統(tǒng)之間必須支持統(tǒng)一的標準才能進行集成，進而交換病人信息。

各個子系統(tǒng)必須支持統(tǒng)一的標準才能降低集成的復雜度。所選擇的標準必須是開放的，才能降低標準取得的成本;所選擇的標準必須是簡單且沒有實施技術難度的，才能降低集成的實施成本;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：

*　單一廠商模式：優(yōu)點是傳統(tǒng)模式，無需集成，項目管理簡單，技術復雜度低，節(jié)約經費;缺點是應用范圍受限，功能受限，單點失誤，單供應商風險，維護較差，維護費用較大，無法實現(xiàn)完整解決方案;

*　多廠商模式：優(yōu)點是適合應用，系統(tǒng)水平高，容易修改，分散費用;缺點是廠商過多，選擇困難，管理困難，技術復雜;

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

筆者認為第三種模式比較合理，也適合國內的實際情況。

以往的國際CIS市場十分混亂，眾多中小公司的小型產品充斥市場。由于沒有好的總體規(guī)劃，導致系統(tǒng)互連復雜、數(shù)據冗余、維護困難。

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

不是說使用HL7作為臨床信息系統(tǒng)的接口標準，就能解決一切問題，好的標準還要好好地運用才能真正解決實際問題。在應用HL7的過程中也會面臨不少挑戰(zhàn)，其中最常見的挑戰(zhàn)有：

醫(yī)院，特別是醫(yī)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(yī)院信息系統(tǒng)時，將系統(tǒng)應用標準和接口規(guī)范統(tǒng)一到HL7。

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

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

HIS系統(tǒng)產品國內外品種繁多，GE公司等國際著名品牌紛紛搶灘中國市場，質優(yōu)價貴，僅有少數(shù)國內著名三級大醫(yī)院采用。國內產品中以(北京)眾邦慧智公司產品技術領先。眾幫慧智公司開發(fā)的HIS，包括門診收費、醫(yī)囑住院等十三個模塊。該系統(tǒng)采用Client/Server結構，使用Windows　NT操作系統(tǒng)及SQL7.0數(shù)據庫，其功能覆蓋了門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，它作為國內第一個大型醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)，近年來，在不斷完善現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎上，正在建設醫(yī)學圖像存儲傳輸處理系統(tǒng)(PACS)、檢驗科學信息管理系統(tǒng)(LIS)、手術室信息管理系統(tǒng)(ORIS)、臨床監(jiān)護信息管理系統(tǒng)等。 二、醫(yī)院視訊系統(tǒng)

醫(yī)院示教系統(tǒng)是用于醫(yī)院手術室手術過程的現(xiàn)場演播和記錄，是提高醫(yī)院醫(yī)療技術的重要手段。電視示教系統(tǒng)劃分為二個區(qū)域，手術室、醫(yī)技攝像區(qū)和教室演示區(qū)。由手術室采用直播式無影燈彩色攝像機從手術部位的上方進行監(jiān)視，并在監(jiān)控機房對攝像機進行遙控操作，攝像機的控制線、視頻線、電源線均由監(jiān)控機房供給，畫面經同軸電纜傳送到演示教室的投影設備上，此系統(tǒng)通常附有雙向對講通話功能。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(shù)量設置，按某院方所定手術室2間，醫(yī)技區(qū)3間。

雙向視頻通話慰視系統(tǒng)：按某院方所定完成8間產房有8間ICU病房的慰視。 三、遠程會診系統(tǒng) 遠程會診系統(tǒng)是為了增強醫(yī)院間學術交流，尋找社會力量對疑難病例進行遠程距離會診，或利用自己的專長幫助他人，是一種新型的醫(yī)院手段。遠程醫(yī)療需在醫(yī)院內設一會診室(主會場)，內設一套遠程醫(yī)療可視診斷系統(tǒng)，能將會診的實況通過攝像系統(tǒng)將圖像傳送到會診室投影設備上，并具有語言交流功能。遠程醫(yī)院系統(tǒng)可利用ISDN數(shù)字程控交換網或Internet網進行雙向交流。

四、醫(yī)院視訊系統(tǒng)、遠程會診系統(tǒng)及CCTV監(jiān)控報警系統(tǒng)

某醫(yī)院設計方案將示教、慰視、遠程會診、監(jiān)控系統(tǒng)融為一體。系統(tǒng)中由前端攝像機，監(jiān)控室監(jiān)視控制設備，報警探頭，電源及其他附件等組成。

該系統(tǒng)設一個監(jiān)控控制中心，同時預留3個分控中心接口，以便方便擴展院長等分控。

中心控制室可及時控制和監(jiān)視醫(yī)療中心的情況，操作人員可在中心控制室內對醫(yī)療中心內外監(jiān)控點的所有圖像進行調用，監(jiān)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(jiān)視整個醫(yī)療中心的情況，預留的各分控鍵盤與監(jiān)控中心的主控鍵盤功能相當，便于多級控制管理。

對主控鍵盤和分控鍵盤優(yōu)先權予以定義和限制，確保重要人員優(yōu)先對監(jiān)控系統(tǒng)進行指揮。

示教系統(tǒng)由前端高速球及手推車中的高速球將整個手術過程攝制下來。

某醫(yī)院示教、慰視、遠程會診及監(jiān)控報警系統(tǒng)由固定攝像機及云臺攝像機、矩陣控制主機、操作鍵盤、數(shù)字硬盤錄像機、高清晰度監(jiān)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(tǒng)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，室內攝像機觀察重點區(qū)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(jiān)視屏要對前端攝像機實行全范圍監(jiān)視，經矩陣控制進行時序切換或人工切換交替顯示。監(jiān)視優(yōu)先級：火災→偷盜→違紀：通過操作鍵盤任意切換所需畫面。

系統(tǒng)支持網絡互聯(lián)及弱電系統(tǒng)有關接口、協(xié)議、數(shù)據庫等方面的集成服務。該系統(tǒng)矩陣控制主機能通過與計算機多媒體系統(tǒng)聯(lián)網，與火災報警系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)聯(lián)動(配有與110報警系統(tǒng)聯(lián)動接口)，由計算機發(fā)出指令啟動CCTV系統(tǒng)矩陣控制主機將相應的攝像機攝取的圖像切換至詳情監(jiān)視器并可錄像記錄。

對系統(tǒng)中重點防范部位如收費窗口，財務室等進行重點防范。

該系統(tǒng)共有57路視頻信號：其中主樓內共27路攝像機視頻信號;醫(yī)技區(qū)5路視頻信號。

主樓27路及門急診樓7路攝像機視頻信號通過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臺十六畫面硬盤錄像機進行錄像，另一路視頻信號輸入至切換矩陣，再由切換矩陣輸出至監(jiān)視器上顯示。

慰視系統(tǒng)共16路，點對點的信號傳輸?shù)奖O(jiān)控室的小型音視頻矩陣，再由矩陣輸出到監(jiān)視器上。

遠程會診系統(tǒng)通過編解碼器將數(shù)據流壓縮打包，通過網絡遠程傳輸至分會場。主會場視頻信號通過編碼器壓縮數(shù)據通過網絡傳輸?shù)椒謺鲇山獯a器將數(shù)據解壓在網上瀏覽。

示教系統(tǒng)6路視頻信號，其中移動式上1路信號直接輸入到長延時錄像機上。再由錄像機輸出到監(jiān)視器上。其余5路信號通過8路硬盤錄像機的網絡串口輸出到局域網，各教室通過IP地址搜尋查詢所錄過程。

這是以網絡為核心的系統(tǒng)，所有的子系統(tǒng)或設備均可掛上網運行，并通過網絡完成信息的傳送和交互，醫(yī)院內部通過局域網運行;遠程會診系統(tǒng)通過廣局域網運行;此時的監(jiān)控裝置完成基本監(jiān)視與報警功能，網絡通信實現(xiàn)命令傳遞與信息交換，計算機系統(tǒng)則統(tǒng)一整個綜合數(shù)字網絡管理系統(tǒng)的運行。其特點是可以實現(xiàn)綜合性醫(yī)院管理功能，從而有可能在圖像壓縮、多路復用等數(shù)字化進程基礎上，實現(xiàn)將電視監(jiān)控、示教、慰視、遠程會診這四要素真正有機結合在一起的綜合數(shù)字網絡，特別是將其建立在社會公共信息網絡之上。 五、醫(yī)院視訊系統(tǒng)和遠程會診系統(tǒng)其他方案

醫(yī)院視訊系統(tǒng)和遠程會診系統(tǒng)是智能化醫(yī)院的最有特色的亮點，也是“含金量”高的技術難點，已對國內外相關技術和產品深入的調查研究。國外相關技術和產品美國、歐洲、日本等國已有，但價格昂貴，不能接受;而國內相關技術和產品罕見，該設計方案已選定上述先進、合理、節(jié)省設計方案;但換一種思路考慮，另辟蹊徑，我們關注另一方面相關技術和產品，即安防領域的新技術——視頻網絡監(jiān)控系統(tǒng)，也推薦給院方考慮，作為第二套設計方案，技術先進，但價格比上述設計方案貴(也比國外相關技術和產品價格低)，還無醫(yī)院類型的應用實例，現(xiàn)介紹如下：

格雷遠程視訊系統(tǒng)是一種國產視頻網絡監(jiān)控系統(tǒng)產品，采用的是完全獨立的編碼技術，音視頻的轉換、傳輸目前屬國內首創(chuàng)，具有自主知識產權。該系統(tǒng)已達到國際同步水平。經測試，該系統(tǒng)的音視頻信號同步傳輸畫面清晰、系統(tǒng)操作簡單，具有較高的安全性和保密性的特點，而且維護簡便。

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畫面時的每個小畫面圖像清晰細膩，分辨率可達512×384真彩色;

*　安全保密：

擁有自主知識產權國際領先的特殊編碼技術，所傳輸?shù)膱D像及信息高度安全保密。

*　錄像參數(shù)：

單路最大分辨率為768×576，25幀/秒，真彩色。

*　圖像存儲：

循環(huán)錄像硬盤容量120Mb/小時左右。

*　壓縮比：

軟件壓縮比自適應，根據移動物體運動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(yī)院示教系統(tǒng)：

本系統(tǒng)采用專用視頻采集卡、可以采集48萬像素的視頻采集設備，搭配計算機主機設備在局域網中提供近似于DVD質量的畫質，圖像顯示質量　768*576。

每套包括：專業(yè)服務器1臺，示教軟件服務端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(tǒng)

本系統(tǒng)采用或USB接口的攝像頭可以采集30萬像素的視頻采集設備，搭配計算機主機設備在局域網中提供近似于DVD質量的畫質，圖像顯示質量　384*288

每套包括：計算機2臺，可視系統(tǒng)軟件2套，USB攝像頭2套，麥克風2只，耳機或音像自選2套。

3.　遠程會診系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用BT848芯片組的FLYVIDEO　EZII　視頻采集卡、可以采集48萬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質量的畫質，圖像顯示質量　768*576。

每套包括：專業(yè)服務器1臺，遠程會診軟件服務端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1只。