现代医院智能化系统方案及其难点探讨

在医院设计的要求中，要实现医疗现代化、建筑智能化、病房家庭化、其核心是建筑智能化，没有建筑智能化，就难以实现医疗现代化和病房家庭化。

由于智能化医院功能复杂，科技含量高，它的设计涉及到建筑学、 护理学、卫生学、生物学工程学等科学领域，加之医学发展快，与各种现代的高新技术相互渗透和结合，都影响医院的功能布局的设计。如何进行医院的设计工作，已成为医疗卫生部门、建筑设计部门共同面临的急切解决的课题。笔者结合自身从事医院工程的实践经验出发，对智能化医院的设计方案及其难点阐述和讨论。

如何进行智能化医院的设计，首先应从认识医院的使用功能和特点出发。

医院不同于宾馆、办公楼、商住楼等。它是“以病人为中心”实施医院服务的特殊场所。医院的主要特点如下：

首先人员密集、流量大。第二设备密集，物流量大医院医疗设备和其他设备的品种与数量之多，也是普通楼宇无法比拟的，根据设备的功能可分为四类：

普通楼宇设备：如给排水、供配电、通风空调、火警消防、电梯等设备。

建筑医疗设备：这是同病房建筑同步设计、安装、调试的医疗设备。如中心供氧、中心吸引、压缩空气、麻醉气体的供应回收、中心对讲、中心监视、层流病房、洁净手术部等。这些设备是医院所特有的。

病房医疗设备：如监护设备、急救设备、小型治疗设备的检查设备。

办公及会议设备：医护人员使用的各种办公设备和各类教学设备在医院内也占有较多的数量。

第三信息密集、流通复杂。医院的运行管理是复杂的，既有人的管理，又有物的管理。人的管理既包括对病员的管理，又包括对医护人员的管理。对物的管理更是多元化。医院管理信息流通是多渠道的，有行政管理信息的流通渠道，也有医疗管理信息的流通渠道。

智能化医院是在通常的医院大楼设计中增加了部分或全部智能医院的“智能”功能，是智能医院中的特殊类别。

智能医院通常由三大系统组成，即通信自动化(CA)，办公自动化(OA)，楼宇自动化(BA)，并将这三大功能结合起来，实现系统的集成。

在具体的设计中，智能医院通常包含下列若干弱电系统，信息通信;广播设备监控;公共安全管理;综合布线;办公自动化;系统集成。

智能化医院是以普通医院为基础提升了建筑“智能”功能，虽然服务的对象和服务的相同，但在就医环境上是普通医院无法相比的，普通医院基本上无集中空调系统，热水供应系统，弱电系统也只是基本的呼叫系统、电话系统和广播、电视系统，而智能化医院是经过建筑师对建筑外型、色彩、内部功能布局及空间环境的精心设计，以满足人们对心理的、生理的需求，同时楼内采用了空调、通风系统、集中供热系统和病房以小开间宾馆化设计，病房内具有带淋浴设施的独立卫生和电话、广播、电视设备。弱电系统设计上采用了智能大厦内的大多数"智能"系统，实现了楼宇设备计算机管理、医疗服务网络化和管理自动化。

智能化医院大楼是具有智能大厦功能的特殊建筑，虽然两者在智能系统的形式上有许多相同之处，但由于其服务的对象不同，服务对象的目的不同，系统设计时表现出的侧重点自然有所差异，前者更多的强调围绕为病人服务的思想，比如：病房设计如何考虑为一部分病人提供广播、电视服务，又考虑满足消防规范的要求;楼宇自控中结合医院的特点增加供热水管路的监控，供氧和吸引设备的监控;安保系统如何解决病房区非值班入口的管理控制，又满足消防规范对通道疏散的要求。此外智能化医院具有一些通常智能大厦没有的专用于医院病人服务的系统。

智能化医院大楼由于医院本身是唯一的使用者，服务的对象就是病人，对楼内计算机局域网络功能的实施，对弱电系统的实施均有实际的、明确的要求，相比那些只求虚名的“智能大厦”，更易进行系统集成，将更多的体现出智能医院的“含金量”。

在某医院智能化工程的初步设计中，弱电系统工程包括12个子系统：

综合布线系统

计算机网络系统

数字化医院

医院视讯系统

远程会诊系统

呼叫系统

屏幕显示系统

有线及卫星电视接收系统

公共广播系统

闭路监控及防盗系统

停车场管理系统

楼宇自控系统

笔者认为其中数字化医院、医院视讯系统和远程会诊系统是技术难点和科技含量较高子系统，下面重点阐述和讨论。

一、数字化医院

信息是信息革命和社会信息化进程中最重要的战略资源。信息化的程度与现代医院生存和竞争能力水准直接相关联。信息技术应用带来的直接利益是极大地提高医院运营的效益。

效益为中心的医院管理体制是新经济时代(即知识经济又称效益经济)产生的新的管理体制。效益为中心的医院管理体制包括了质量为中心和以病人为中心的管理系统。

效益为中心管理体制的有效运行需要医院信息系统的技术支持。效益为中心的管理体制的全面实行依赖于医院信息系统的全面建立和使用。

数字化思维和数字化管理模式是对于结果可以进行量化评估的思维和管理模式。它是有效地理解和运用效益为中心的管理体制的重要基础。

信息技术和信息系统不是一件工具或者一台仪器设备，它是一个高效运营的医疗结构的基础设施和基础结构

临床信息系统(Clinical　Information　System,　CIS)和医院管理系统(Hospital　Management　System,　HMS)一起构成医院信息系统(Hospital　Information　System　,HIS)。

HMS是将医院作为一个经济经营体来进行管理和运作的系统。该系统由若干功能子系统组成。这些子系统包括财务管理系统，行政办公系统，人事系统等非临床功能子系统。有些方医院管理系统亦包含病人挂号系统等基本和简单的临床功能子系统。

CIS由处理临床信息的功能子系统组成。这些功能子系统包括门诊管理系统，病人护理和电子病历系统，医学影像系统，药房管理系统，实验室(化验)管理系统，远程管理系统，医学资料总库和信息集成与广域传播系统等。

科室级临床信息技术经过了20多年的发展，已较为广泛地在发达国家应用。全院/跨院级临床信息的技术发展在最近几年进入应用阶段并可望在今后十年左右进入广泛应用阶段。

CIS的出现，顺应了当前医院管理及整个医疗行业整合的大趋势。CIS是以医生工作站为核心，以医患信息为主要内容来处理整个医院的信息流程。这对于和医疗保险系统的连接，社区医疗的事例所需要交换的医患资料是相匹配的。同时，这一思路和当前国际上广泛使用的HL7标准的设计思想(医疗事件驱动Trigger　Event　)也是一致的。

目前医院信息系统的开发和生产厂商各自为政，也很少考虑到用户集成的需要，因此，其产品或者无法和其它系统集成，或者可以和其它系统集成，但是其数据交换的接口是厂商自己定义的。这样一来，就形成了各厂商“占山为王”的局面，给建立一个完整的、统一的医院信息系统带来了极大困难。困难体现在这么几点：要么各子系统根本无法集成，也无法形成一个完整的、统一的医院信息系统;要么各子系统都要和其它子系统用对方定义的接口标准交换数据，这样虽然能够形成一个完整的、统一的医院信息系统，但是集成的复杂度很高，开销也非常大，后期也不容易维护。

两个子系统之间必须支持统一的标准才能进行集成，进而交换病人信息。

各个子系统必须支持统一的标准才能降低集成的复杂度。所选择的标准必须是开放的，才能降低标准取得的成本;所选择的标准必须是简单且没有实施技术难度的，才能降低集成的实施成本;所选择的标准必须是可靠，才能降低集成的维护成本。

集成将有三种以下模式：

单一厂商模式：优点是传统模式，无需集成，项目管理简单，技术复杂度低，节约经费;缺点是应用范围受限，功能受限，单点失误，单供应商风险，维护较差，维护费用较大，无法实现完整解决方案;

多厂商模式：优点是适合应用，系统水平高，容易修改，分散费用;缺点是厂商过多，选择困难，管理困难，技术复杂;

混合模式：分别选择单一厂家建设费用/财务管理系统、电子病历系统，多厂家建设其它系统;将整个系统进行有限划分，既保持了系统的灵活性，又限制了系统的复杂度。

笔者认为第三种模式比较合理，也适合国内的实际情况。

以往的国际CIS市场十分混乱，众多中小公司的小型产品充斥市场。由于没有好的总体规划，导致系统互连复杂、数据冗余、维护困难。

在选择子系统的接口标准时，推荐采用HL7。目前，国际上也普遍采用HL7作为医院信息系统的数据交换标准。

不是说使用HL7作为临床信息系统的接口标准，就能解决一切问题，好的标准还要好好地运用才能真正解决实际问题。在应用HL7的过程中也会面临不少挑战，其中最常见的挑战有：

医院，特别是医院的决策者对HL7的重要性要有充分认识。首先要认识到应用HL7的重要性和必要性。然后，构建医院信息系统时，将系统应用标准和接口规范统一到HL7。

临床信息系统供应商对HL7的支持。如果厂商不支持HL7，那么我们谈HL7只是“水中捞月”。从现阶段来看，绝大部分厂商的产品并不支持HL7，但是我们也看到很多厂商逐渐意识到支持HL7的重要性，并正在逐步地改进自己的产品以扶持HL7。在这一过程中，医院的推进起到很大的作用。

十五期间，我国医院信息化的重点将向临床信息系统(CIS)建设转移，大量临床系统需要与HIS(医院信息系统)集成，互连集中成的标准化问题则成为各方重视的焦点，它可以节约大量资金，提高质量和可靠性，简化不同厂家系统互连的复杂度，提供大规模HIS集成的可能。目前集成的两个最重要的标准是DICOM3和HL(Health　Level7，医院信息系统互连标准)。HL7是HIS(医院信息系统)集成的接口标准，是一个涉及广泛内容，将对整个HIS建设产生重要影响的标准，成为近年来国际上的热点。

HIS系统产品国内外品种繁多，GE公司等国际著名品牌纷纷抢滩中国市场，质优价贵，仅有少数国内著名三级大医院采用。国内产品中以(北京)众邦慧智公司产品技术领先。众帮慧智公司开发的HIS，包括门诊收费、医嘱住院等十三个模块。该系统采用Client/Server结构，使用Windows　NT操作系统及SQL7.0数据库，其功能覆盖了门诊及住院病人就诊的主要科室。在国内第一次尝试使用HL7连接PACS与HIS，它作为国内第一个大型医院信息系统(HIS)，近年来，在不断完善现有系统的基础上，正在建设医学图像存储传输处理系统(PACS)、检验科学信息管理系统(LIS)、手术室信息管理系统(ORIS)、临床监护信息管理系统等。

二、医院视讯系统

医院示教系统是用于医院手术室手术过程的现场演播和记录，是提高医院医疗技术的重要手段。电视示教系统划分为二个区域，手术室、医技摄像区和教室演示区。由手术室采用直播式无影灯彩色摄像机从手术部位的上方进行监视，并在监控机房对摄像机进行遥控操作，摄像机的控制线、视频线、电源线均由监控机房供给，画面经同轴电缆传送到演示教室的投影设备上，此系统通常附有双向对讲通话功能。摄像机与显示装置通常采用多头单尾的形式。

示教信号源数量设置，按某院方所定手术室2间，医技区3间。

双向视频通话慰视系统：按某院方所定完成8间产房有8间ICU病房的慰视。

三、远程会诊系统

远程会诊系统是为了增强医院间学术交流，寻找社会力量对疑难病例进行远程距离会诊，或利用自己的专长帮助他人，是一种新型的医院手段。远程医疗需在医院内设一会诊室(主会场)，内设一套远程医疗可视诊断系统，能将会诊的实况通过摄像系统将图像传送到会诊室投影设备上，并具有语言交流功能。远程医院系统可利用ISDN数字程控交换网或Internet网进行双向交流。

四、医院视讯系统、远程会诊系统及CCTV监控报警系统

某医院设计方案将示教、慰视、远程会诊、监控系统融为一体。系统中由前端摄像机，监控室监视控制设备，报警探头，电源及其他附件等组成。

该系统设一个监控控制中心，同时预留3个分控中心接口，以便方便扩展院长等分控。

中心控制室可及时控制和监视医疗中心的情况，操作人员可在中心控制室内对医疗中心内外监控点的所有图像进行调用，监看，控制，对所有图像资料存储，检索。

预留分控中心也可控制和监视整个医疗中心的情况，预留的各分控键盘与监控中心的主控键盘功能相当，便于多级控制管理。

对主控键盘和分控键盘优先权予以定义和限制，确保重要人员优先对监控系统进行指挥。

示教系统由前端高速球及手推车中的高速球将整个手术过程摄制下来。

某医院示教、慰视、远程会诊及监控报警系统由固定摄像机及云台摄像机、矩阵控制主机、操作键盘、数字硬盘录像机、高清晰度监视器、红外报警探头、编解码器、供电电源等主要设备及信号传输媒介组成。

系统前端需配备室内摄像机、大厅出入口云台摄像机，要求摄像机分布合理，室内摄像机观察重点区域，大厅出入口云台摄像机要求全方位，能快速跟踪目标。

控制室的监视屏要对前端摄像机实行全范围监视，经矩阵控制进行时序切换或人工切换交替显示。监视优先级：火灾→偷盗→违纪：通过操作键盘任意切换所需画面。

系统支持网络互联及弱电系统有关接口、协议、数据库等方面的集成服务。该系统矩阵控制主机能通过与计算机多媒体系统联网，与火灾报警系统、防盗报警系统联动(配有与110报警系统联动接口)，由计算机发出指令启动CCTV系统矩阵控制主机将相应的摄像机摄取的图像切换至详情监视器并可录像记录。

对系统中重点防范部位如收费窗口，财务室等进行重点防范。

该系统共有57路视频信号：其中主楼内共27路摄像机视频信号;医技区5路视频信号。

主楼27路及门急诊楼7路摄像机视频信号通过视频电缆传送至主楼底层值班控制室的2台MD200智能字符叠加器，由字符叠加器送出的其中一路视频信号接入2台十六画面硬盘录像机进行录像，另一路视频信号输入至切换矩阵，再由切换矩阵输出至监视器上显示。

慰视系统共16路，点对点的信号传输到监控室的小型音视频矩阵，再由矩阵输出到监视器上。

远程会诊系统通过编解码器将数据流压缩打包，通过网络远程传输至分会场。主会场视频信号通过编码器压缩数据通过网络传输到分会场由解码器将数据解压在网上浏览。

示教系统6路视频信号，其中移动式上1路信号直接输入到长延时录像机上。再由录像机输出到监视器上。其余5路信号通过8路硬盘录像机的网络串口输出到局域网，各教室通过IP地址搜寻查询所录过程。

这是以网络为核心的系统，所有的子系统或设备均可挂上网运行，并通过网络完成信息的传送和交互，医院内部通过局域网运行;远程会诊系统通过广局域网运行;此时的监控装置完成基本监视与报警功能，网络通信实现命令传递与信息交换，计算机系统则统一整个综合数字网络管理系统的运行。其特点是可以实现综合性医院管理功能，从而有可能在图像压缩、多路复用等数字化进程基础上，实现将电视监控、示教、慰视、远程会诊这四要素真正有机结合在一起的综合数字网络，特别是将其建立在社会公共信息网络之上。

五、医院视讯系统和远程会诊系统其他方案

医院视讯系统和远程会诊系统是智能化医院的最有特色的亮点，也是“含金量”高的技术难点，已对国内外相关技术和产品深入的调查研究。国外相关技术和产品美国、欧洲、日本等国已有，但价格昂贵，不能接受;而国内相关技术和产品罕见，该设计方案已选定上述先进、合理、节省设计方案;但换一种思路考虑，另辟蹊径，我们关注另一方面相关技术和产品，即安防领域的新技术——视频网络监控系统，也推荐给院方考虑，作为第二套设计方案，技术先进，但价格比上述设计方案贵(也比国外相关技术和产品价格低)，还无医院类型的应用实例，现介绍如下：

格雷远程视讯系统是一种国产视频网络监控系统产品，采用的是完全独立的编码技术，音视频的转换、传输目前属国内首创，具有自主知识产权。该系统已达到国际同步水平。经测试，该系统的音视频信号同步传输画面清晰、系统操作简单，具有较高的安全性和保密性的特点，而且维护简便。

性能指标如下：

图像清晰度：

由于采用了独有的图像算法，使得在4画面时的每个小画面图像清晰细腻，分辨率可达512×384真彩色;

安全保密：

拥有自主知识产权国际领先的特殊编码技术，所传输的图像及信息高度安全保密。

录像参数：

单路最大分辨率为768×576，25帧/秒，真彩色。

图像存储：

循环录像硬盘容量120Mb/小时左右。

压缩比：

软件压缩比自适应，根据移动物体运动量自行决定压缩比由　　200：1——2000：1。

软件平台：

Windows　2000\　Windows　XP。

支持协议：TCP/IP协议。

1.　医院示教系统：

本系统采用专用视频采集卡、可以采集48万像素的视频采集设备，搭配计算机主机设备在局域网中提供近似于DVD质量的画质，图像显示质量　768*576。

每套包括：专业服务器1台，示教软件服务端1套，视频采集卡一块，视频分配器1只，4只高分辨率焦距可控摄像机。

2.　双向视频慰视系统

本系统采用或USB接口的摄像头可以采集30万像素的视频采集设备，搭配计算机主机设备在局域网中提供近似于DVD质量的画质，图像显示质量　384*288

每套包括：计算机2台，可视系统软件2套，USB摄像头2套，麦克风2只，耳机或音像自选2套。

3.　远程会诊系统

本系统采用BT848芯片组的FLYVIDEO　EZII　视频采集卡、可以采集48万像素的视频采集设备，搭配计算机主机设备在512Kb/s以上的ADSL连接速率下提供近似于DVD质量的画质，图像显示质量　768*576。

 

每套包括：专业服务器1台，远程会诊软件服务端1套，视频采集卡一块，视频分配器1只，4只高分辨率焦距可控摄像机，麦克风1只。