医院关键区域电气设计之病房

1.设计原则

在医院里的绿色智能数字基础设施骨干网的设计是基于实用性的设计理念，是以提供先进的医疗保健和康复环境为原则的。绿色智能数字基础设施骨干网能提高能源效率、提高患者和工作人员安全性、提升患者满意度、 协助患者恢复、提高员工的生产效率和降低员工离职率。绿色智能数字技术基础设施骨干网将应用于整个医疗建筑，从能源中心到病房，以确保最高水平的系统性能，并提供给患者最佳的环境舒适度。

此种设计基础架构提供了优良的集成平台、可以兼容未来的新技术，当新技术出现时无需花费大量费用进行大规模更新配置。

为了实现医疗保健环境的显著改进，集成技术应被采纳实施，并与患者和工作人员在下列关键领域进行交互作用。

1.1 能效

〇 基于现有基础控制的服务。

〇 智能化、交互式的患者和工作人员操作界面。

〇 能源消费的智能计量和监测。

〇 企业级能源管理和基准对标。

1.2 患者安全

〇 安全防范系统。

〇 感染控制措施。

〇 生命安全系统。

〇 护士呼叫系统。

〇 实时定位系统。

1.3 患者环境

〇 为医患提供可控的微环境设定（ 温度、照度、湿度和安全）。

〇 空气的过滤和质量。

〇 噪音监测。

〇 娱乐和通信。

〇 访客管理设施。

1.4 员工生产率的提高和降低员工离职率

〇 技术先进的集成式护士呼叫管理和工作流程管理。

〇 智能化集中式的人员操作系统。

〇 RFID定位系统。

〇 预防性维修技术。

〇 提高自动化水平，减少工作量。

技术实施的各种不同级别说明详见图3-7，图3-7中表示出了一典型的ITI系统架构图的设计。

2.设备和功能

先进技术在医学领域中实施的关键是将累进的实证设计功能通过开放的、国际认可的通信标准，链接于强健的基础设施，以向患者和工作人员提供智能化的交互式操作系统和高效率服务。

3.患者环境

改善患者环境是提高患者恢复率的关键因素之一。智能数字基础设施骨干网在病患环境控制中起作用的关键方面有：

〇 温度环境。

〇 照明/采光环境。

〇 噪音环境。

〇 空气质量/洁净度。

〇 感染控制。

〇 娱乐和通信。

〇 临床服务。

智能监控提供了整体环境的控制优化，减轻了患者的焦虑，最大限度地使患者感到更舒适，减少员工花费在处理上述患者事件上的时间，提高整体护理水平。图3-8阐释了整体智能监控的医院系统概念。

同时为患者提供触摸界面，提供全面的娱乐、通信和临床功能。该界面具有用户友好的菜单系统，并提供了温度、照度与个人灯光的喜好控制，与自动百叶窗联动，提供最大的自然光照明帮助患者恢复健康和节约能源。场景设置功能和医务人员操作功能，可为任何医疗或检验提供正确的人工照明。表3-5是医院建筑照明标准值，供读者参考使用。交互式的用户使用界面将会把因设置值改变造成的环境影响显示出来，如因设定值改变而影响的每日减少或增加的碳排放量等。显示屏幕必须具有IP67保护级别，适于清洗和消毒，符合医疗领域的使用标准。

技术先进的智能数字基础设施骨干网可支持如Android操作平台的智能电话，以及为使用者与患者开发的环境控制应用程序，能使病患可以通过他们的手机连接到整个建筑物的各项基础设施。

根据研究显示，除了访客通过个人计算机等通信设备与患者常保持联系外，也须鼓励患者家属参加患者护理，这将有助于患者的身体恢复，提升医疗设施的疗效。

为确保提供最优的患者环境，必须安装传感器来集中监视一氧化碳、二氧化碳及挥发性有机化合物（VOC） 等空气污染物及空气质量。该系统还必须有监测噪声水平的能力，以确保维持良好的声学环境。上述功能需要已被公认为改善患者复原率，改善工作人员健康和提高效率的关键因素。美国医疗保健绿标和LEED（绿色能源与环境设计先锋奖）都包含了声学设计部分。

4.患者安全

患者安全是医疗保健组织最关注的重点之一。绿色智能数字技术基础架构对患者安全能够起到关键作用的主要方面包括：

〇 集成安保系统。

〇 感染控制。

〇 生命安全。

〇 护士呼叫集成。

〇 实时定位系统。

5.集成安保系统

集成式安保系统能够实现医院全方位保安系统的交互作用，提升患者、访客和工作人员的整体安全水平，提高设施运维人员和安保人员之间的交流与互动效用。其所提供的功能类型包括如下内容。

5.1 CCTV视频监控

〇 摄像机自动进行PTZ调节跟踪拍摄异常行为，包括入侵、强行进入、盗窃、 婴儿绑架者或人身攻击等行为，并以高分辨率录像进行记录。

〇 智能视频分析可以锁定处于人员密集地区的障碍物或危险物品，采用识别技术识别不良人员的试图进入意图。

〇 实况图像可以提供给警方进行远程查看，并/或发送到保安人员的手持设备中进行查看。

〇 视频对讲功能可以被整合在智能操作基站的触摸屏界面中。

5.2 门禁控制

〇 当区域发生攻击、窃取或婴儿诱拐事件时进行区域封锁。

〇 根据综合威胁级别自动进行安全级别更改。

〇 根据门禁等级实现与其他子系统的交互控制。

6.感染控制

感染控制通过绿色智能数字基础设施骨干网，可以有多种性能改善方式，如：

〇 通过给皂器上的传感器进行监控，当有工作人员未洗手就进入患者区域，系统将提醒报警。或者对系统进行简单地监测、报告和显示每个部门的洗手量来提高洗手完成率，改善医疗卫生状况。

〇 通过准确监测和过滤空气污染物状况，提醒医务人员和设备操作人员，一旦发生任何与设施相关的失效事件，例如负压隔离病房失效或其他情况，都可能会影响患者安全而必须立刻采取行动。

〇 自动水冲洗系统基于温度控制和定时流量控制，防止细菌生长，减少人工定时手动冲洗的时间。

7.生命安全

生命安全系统和其他系统交互操作以改善患者安全：

〇 火灾视频探测系统与照明系统的交互操作实现事件核查。例如在电气机房找出电气开关所处的位置。

〇 与工作人员工作站系统的交互操作，确定哪些患者需要协助撤离建筑物。

〇 与数字报警系统交互操作，通过三维演练图形集结点告知患者、访客和工作人员逃生路线。

〇 医疗气体泄漏的监测与智能报警的结合，将信息传递给设施操作人员和医务人员。

〇 采用清晰的图形化信息对整个医院的突发事件进行监视，实现更有效的管理和更快的响应。

〇 先进的关键电力应用程序监控功能提供了更高的适用性，减少意外事件发生的风险。

8.护士呼叫

护士呼叫系统与患者和医务暴力事件系统交互，利用音频通信基础设施，提供更清晰的信息，同时减少误报。

9.实时定位系统

RFID/RTLS定位系统与绿色智能数字基础设施骨干网交互，并通过以下功能改善患者安全。

〇 提醒人员注意某些特定患者自残的风险。集成的门禁系统和视频监控，会智能报警，并自动发送报警给工作人员工作站，有助于迅速反应。

〇 需要跟踪危险材料，确保患者和工作人员不会因为接触到危险材料而发生安全问题，系统同时提出适当的报警以提示患者和工作人员。

〇 集成到工作人员工作站和移动通信系统的设备定位功能，特别是对紧急救生设备的定位。

〇 患者意外事件或摔倒的监测和报警，通过内部视频监视功能和整体视频的分析功能进行确认。

10.能效

能源效率对医疗保健组织是一个关键领域，提高能效能够实现在不降低护理质量或减少人员的情况下，降低运营成本，提高财务绩效。采用先进的自动化和信息化水平，绿色智能数字基础设置骨干网在能效领域扮演关键性角色。主要提供以下服务内容：

〇 基于空间占用原则的功能。

〇 智能的患者和工作人员界面。

〇 智能计量和监测。

〇 企业能源管理。

基于空间占用原则的功能，是指当医疗区域没有患者和医务人员使用或者该区域不可使用时，将能源和环境参数设置成回退（set back）模式。回退模式将减少空气的换气率，允许手术室/ 检查室在不使用时关闭所有服务。下面列出了绿色智能化的基础架构，提出了基于空间占用原则的功能控制。

11.暖通空调（HVAC）

患者区域的暖通空调服务通过存在感应器进行占用控制，并连接到护士呼叫系统，显示24h内哪些区域将被使用。所有区域都会采用RFID/RTLS验证和执行门禁控制。当区域未被占用时，会根据医疗区域自动启用回退（set back）模式，减少了空气和水流量服务。也可采用其他简单的交互式操作，如，当窗户打开时，空调会联动关闭等。

12.灯光

照明/日光联动将根据空间占用的情况来设置。在区域未被占用时，照明会自动切换调暗或者关闭。照明与太阳百叶窗帘的交互操作可以减少眩光和过度的日照，同时保持最佳的自然采光实现节能，帮助患者恢复。

13.电力

当区域未被占用且相关电负荷也未被占用时，停用非关键电源电路。当非关键的设备运行时，非关键地区的电力负荷会调整降低至30%负荷。

14.患者和员工界面

智能的患者和员工界面将以下列方式发布和鼓励能效行为方式的转变：

〇 能源和水源消耗量，能够在工作人员工作站以各部门的数值信息展示出来，并通过部门目标和基准点的数值信息，增强人员节能意识，促进效率提升。

〇 患者界面将告知患者改变环境设置对环境造成的影响，这也是欧洲国家获得绿色设计评分的要求。

智能计量及监测系统测量各个医疗区域的能耗，提供了至关重要的建筑设备目标能耗信息。收集的数据用于各级管理操作，如下所示：

〇 能源/设备界面采用用户友好界面、直观深入至建筑设备设施、部门和各个医疗领域，全部设施和基准点的关键耗能数据。

〇 当耗能超过能源/公用事业设备预定的能耗水平限值，发出警报，激活能源需求调查及相应的改进措施。

15.员工生产率和员工挽留

员工生产力和员工挽留是医疗保健组织关注的问题，通过绿色智能化的技术基础架构和先进的自动化、信息化系统，对改进上述两点内容会起到关键作用。主要功能内容如下：

〇 集成化工作流程管理。

〇 集成化员工工作站。

〇 预防性维护技术。

〇 增强的自动化水平。

集成化工作流程实现智能化管理实时信息，并通过语音指令或文字指令将这些信息发布给正确的人员。系统通过移动电话通信模块，直接发送信息到工作人员的移动通信设备上。医护人员的工作流程系统与护士呼叫系统的集成增加了生产力内容的关键界面及重要功能，系统通过直接使用音频通信与该病患通信，确定患者的需求并进行需求分类。根据医疗区域的定级和特殊程度，不论是通过员工工作站或是通过医护人员移动装置等通信设备都可以实现患者需求的获得确认和分类。与设备相关的维护信息及失效事件的处理信息，会通过医疗系统与设备管理工作流程系统的实时信息交换，直接发送给设备管理人员处理，从而集中医疗照护人员的精力专心于患者照顾和护理。系统将对所有的事件、相关措施及信息交互进行记录，并带有时间日期标签。这样，就可以提供完整的追踪记录，形成管理工具，改善患者服务，提升患者照护水平。

集成化的员工工作站系统应用在各个部门或医疗区域，提供全方位的互动式视图。图3-9以ITI为设计骨干, 进行不同系统的互动及对接,对全方位互动式视图操作概念进行了阐释。

预防性维护是绿色智能数字基础架构的一部分，实现运维人员在最需要的设备上进行优先预防性维护，提高主动维护能力，预防性维护技术的主要功能是：

〇 设备内置的智能诊断，产生的智能报警连接到绿色智能数字基础设施骨干网，在保持运行状态下，发出预测到的隐患问题或潜在故障的信息，以先进的智能报警终端将信息发出。其中的一个例子是，由于断路器触点的过度磨损，导致电动机、变频器即将故障的报警以及变频器异常操作报警的发布。

〇 业务数据和报警信息将直接发送到工作流程工作站，确定优先级次序和适当的响应。由于信息质量的改进，中央系统可以进行数据分析。避免很多调用需求，同时对任务进行分组以便更有效地工作。

提高自动化程度是一项用来提高员工生产效率和挽留员工的关键功能。

首先，省去了一般性或重复性的手工操作任务，如开闭窗户及窗帘、定期水冲洗、手动抄表、设备检查、试图找人和设备等。

其次，通过自动化提高员工效率和患者满意度，减少人为错误。同时，提出生产管理水平的自动化报告，减少管理人员的报告工作量，在某些情况下还可作为联合调试的合规报告。

16.集成

集成与交互操作发生在整个绿色智能数字基础设施骨干网，通过使用适当的通信技术使得各级系统实现最佳的互相配合，进行交互，并能够独立运行各自的应用程序。在医学领域，集成与交互操作主要发生在设备层级，设备使用统一的开放式通信协议，彼此直接与对方共享信息，从而以最有效的方式进行互操作。

17.运行和管理界面

智能数字基础设施骨干网将连接大量的集成数据、交互式的图形化用户界面及提供业务管理视图，根据用户的权限出具报告和数据分析结果。

运行和管理界面最低限度也需提供以下有针对性的界面示图：

〇 手术室。

〇 工作流程。

〇 24h/7d远程访问。

〇 集成式安全防范。

〇 生命安全。

〇 能源。

〇 设备管理。

〇 环境管理。

〇 医务人员管理。

每个视图需提供概述信息，其中包含各部门和医疗区域楼层的直观性的用户友好界面。

相关文章