体育馆改造为临时医疗中心的智能化系统设计

李 骥

(东南大学建筑设计研究院有限公司, 江苏 南京 210096)

0 引 言

我国现行的医疗资源配置体系中,仅在设区市的地区配置传染病医院。在突发传染病公共卫生事件中,县市基层难以对患者做到就地隔离收治。虽然我国发挥制度优势,在较短的时间内建成了火神山医院、雷神山医院等一批应急救治设施,然而临时救治设施有可能长期处于闲置状态,对公共资源造成较大浪费。

挖掘城市既有公共设施的“平战转换”潜力,探索更加快速、经济的应对策略,可有效补充基层的隔离收治能力。经过可行性研究和分析,在城市公共设施中体育馆建筑适宜改造为应急临时医疗中心。以江苏省为例,根据体育局统计数据,省内共有49个市、县(区)建成体育馆,地域覆盖均匀。体育馆具有可利用空间和场地面积大的特点,改造及收治运行对周边环境的安全影响较小。体育馆配套的供水、供电、通信、空调通风等基础设施较为完善,有利于快速转换改造。体育馆规划了运动员区、裁判区、媒体区、办公区等独立的功能区和出/入口通道,有利于与传染病医院“三区两通道”的改造要求相契合。

既有体育馆改造为应急临时医疗中心,这种方案在2020年新型冠状病毒肺炎疫情防控中得到了充分实践,也起到重要作用。为了更加科学有效地指导应急临时医疗中心的规划、设计和建设,江苏省住房与城乡建设厅组织编制了《公共卫生事件下体育馆应急改造为临时医疗中心设计指南》[1](简称《设计指南》)。笔者全程参与了《设计指南》中智能化系统章节的可行性研究和编制。本文基于上述工作过程的体会和南京市方舱医院建设的实践,对智能化系统的设计要点进行分析和探讨。

1 智能化系统设计原则

智能化系统设计原则上应满足国家和地方颁布的现行有关设计规范与标准的规定,当受现状条件或工期限制而无法完全响应上述要求时,应组织专家进行专项技术安全性、可靠性论证,制定合理的保障措施,并征得相关行政主管部门的许可。

智能化系统设计应充分利用体育馆既有的智能化系统、信息化机房及相关设施,同时应避免对既有的智能化系统产生不利影响,为应急改造和事后恢复提供便利、节约投资[2-4]。

智能化系统设计应符合感染防控及医疗救治的要求,智能化系统组成和配置标准应结合改造资金和建设工期的要求,区分轻重缓急,进行合理取舍。

改造工程的智能化信息传输宜采用有线与无线相结合的方式,优先采用无线方式,以减小实施难度、缩短建设周期,并便于事后恢复。

2 智能化系统架构

从对江苏省各县(区)近年建成的体育馆考察情况分析,大多数体育馆的智能化系统建设比较完善。在改造为应急临时医疗中心时,体育馆中既有的信息设施系统、安全管理系统、设备管理系统、信息化机房及桥架管路等资源都可加以利用,但需要增设临时的医疗业务信息化系统。

临时医疗中心智能化系统架构如图1所示。

图1 临时医疗中心智能化系统架构

3 智能化系统设计

3.1 信息网络系统

信息网络系统包括公共信息网络、设备专用信息网络和医务专用信息网络。3套网络宜物理隔离,当不具备物理隔离条件时可划分VLAN虚拟网实现逻辑隔离。公共信息网络系统和设备专用信息网络宜利用现有的网络资源进行改造,以节省投资,加快改造速度。

在护理单元、治疗区、办公区和后勤区建设安全稳定的医务专用有线/无线信息网络系统,是改造建设临时医疗中心智能化工程的核心,系统的建设为医疗和办公提供网络通信平台。在体育馆已建成的公共信息网络上增设AP设备,为患者提供无线上网服务。比赛场地改建的病区具有空间高大、用户密集的特点,可利用顶棚网架或马道部署室外型高密度AP,实现WiFi有效覆盖。

3.2 综合布线系统

综合布线系统应充分利用体育馆原有的综合管路和线槽进行布线,信息插座应按照国家标准GB 50849—2014《传染病医院建筑设计规范》[5]的相关要求设置,并满足安全管理和运维管理的通信需要。

优先建设重症护理单元、治疗区、办公区等重点部位的综合布线系统,当受改造投资和工期限制时,在轻症护理单元、康复观察单元和后勤辅助区域采用无线接入方式。临时医疗区域的信息传输应尽可能采用无线网络系统,减少布线工程量。

3.3 安全防范系统

临时医疗中心安全防范措施要结合人力防范、实体防范、电子防范等手段,构建综合管控体系,实现对人员和物资的安全保护、患者的隔离管理、感控流程的辅助监管等目标。电子防范系统主要包括视频监控、应急报警和出入口控制等技术措施,在体育馆既有的安全技术防范系统基础上进行扩展和调整[6]。

在走廊、大厅、护士站、医生办公室、缓冲更衣室和病区等场所设置摄像机;在护士站设置可视化一键报警器;在医护及后勤入口处设置体温检测安检门。护士站、医生办公室和重症护理单元的摄像机应配置拾音器,对视/音频信号同步记录;缓冲更衣间的摄像机宜具备智能行为分析功能,对消毒和更衣操作流程的合规性自动判别和告警,确保医护人员自身的安全;安检门宜具备图像监控、体温检测、金属探测功能,对未戴口罩、体温超标等异常情况自动报警,加强清洁区的感染防控和安全防护能力。

配合医疗流线及感染防控的要求设置出入口控制系统,对污染区、半污染区与洁净区进行医疗流线管理。系统应采用非接触式识别方式,避免接触感染。当发生火灾或出入口控制装置电源故障时,出入口控制应处于开启状态。

3.4 护理呼应信号系统

重症护理单元应设置护理呼应信号系统,实现紧急求助、患者呼叫、增援呼叫和输液报警等功能。系统宜采用无线或总线制通信方式,以节省投资,减少改造工程量。

轻症护理单元和康复观察单元内的患者以药物治疗为主,如生活自理能力较强,可不设置护理呼应信号系统。对于少数需要输液治疗的患者,可提供基于4G移动通信网络的无线式输液报警器,实现输液监测和呼叫报警功能。

3.5 探视系统

临时医疗中心宜配置探视系统,在家属、患者、医护人员、管理人员等之间建立可视化的交流渠道,并为医患人员提供情感支持,缓解焦虑情绪。探视系统宜支持本地探视终端、IE浏览器、手机APP等多种访问方式,为不同年龄和文化层次的使用者提供人文关怀服务。

轻症护理单元和康复观察单元宜设置集中探视处,根据病区患者的人数适量配置有线式或无线式固定探视终端。重症护理单元宜配置无线式探视小车,便于行动受限的患者在病床处与家属互动。无线式探视小车仅限于在重症护理单元内共享使用,不得带入轻症护理单元和康复观察单元内使用,避免交叉感染。

3.6 远程会诊(会议)系统

会诊(会议)室应设置在医护办公区(清洁区)内,并配置会议发言、视频会议、远程会诊、摄像跟踪、音频扩声、视频显示等功能模块。远程会诊(会议)系统可访问医学影像系统信号,并通过互联网或专线与对口医院、远程会诊中心及卫生健康委员会联网,具备远程会诊、视频会议及应急响应功能。

3.7 视频监护系统

重症护理单元内设置视频监护摄像机及拾音器,对重症患者的动态和护理过程实时监控和记录,医护人员在护士站即可对管辖区域实现高效的巡视管理,减少医患之间的接触。为了保护患者的隐私,视频监护系统监控平台宜专门设置,由医务部门独立管理。

轻症护理单元和康复观察单元可利用体育馆现有的视频安防监控系统,兼顾安全防范与医务管理,授权护士站调用视频监控系统信息资源。

3.8 建筑设备监控系统

收治传染病患者的临时医疗中心应根据通风系统气流组织和压差控制的要求,配套提供监测和控制系统。

宜利用体育馆现有的建筑设备监控系统进行改造,通过增设直接现场数字控制器(DDC)和传感器,实现对临时医疗中心建筑设备的自动监控。建筑设备监控系统的基本要求包括实现送/排风机顺序启停、备用风机投切的自动逻辑控制功能,以及过滤器和环境压差在线监测、超限报警功能,确保隔离区域压力梯度的稳定,避免医患交叉感染。

在不设建筑设备监控系统情况下,负压感染区的风机除了就地控制外,还应该接入负压区空气压力检测装置控制信号,实现一体化自动控制。空气压力检测装置应具有压力指示、高压报警等功能。

3.9 机房工程

智能化系统应与医疗工艺协同设计,合理制定医疗流线,将体育馆现有的网络机房和安防控制室划分到清洁区内,并承载新增的信息网络系统和安防系统的主控设备。

护理呼应信号系统、远程会诊(会议)系统、探视系统、视频监护系统等医疗业务信息化系统与体育馆已建的信息化系统没有交集,在改造临时医疗中心时宜设置一个临时信息化机房,承载医疗业务信息化系统的主控设备,避免了临时医疗中心业务管理与体育馆业务管理交叉影响,也利于事后可逆恢复。

3.10 病区模块单元设计示例

病区遵循标准化设计、模块化组合、工业化生产、装配化施工的原则,规划重症护理单元、轻症护理单元和康复观察单元。智能化设计结合护理等级、改造投资和建设周期等情况,提供两种模块单元的配置方案。

配置方案(一)适用于重症护理单元,该区域收治轻症转重症的患者,须加以医学监护和治疗,患者生活自理能力较差。该方案强化护理呼应、视频监护等医疗辅助终端的配置,建立健全患者与医护之间的沟通渠道,通过技术手段减少医患间的接触,降低医护人员的劳动强度。部署无线网络AP实现WiFi全面覆盖,为移动医疗设备接入和患者上网提供通信平台。模块单元智能化终端布置图(一)如图2所示。

图2 模块单元智能化终端布置图(一)

配置方案(二)适用于轻症护理单元和康复观察单元,该区域的患者以药物治疗为主,辅以观察照护,生活自理能力较强。该方案以病区秩序管控和日常生活服务为主要目标,利用体育馆现有的摄像机实现安防监控,兼顾视频监护功能。部署无线网络AP实现WiFi全面覆盖,为患者上网提供通信平台;在公共活动空间内配置有线电视,为患者提供疾控宣教和文化娱乐服务,营造舒缓的治疗氛围。模块单元智能化终端布置图(二)如图3所示。

图3 模块单元智能化终端布置图(二)

4 结 语

利用体育馆应急改造为临时医疗中心,最重要的要求是快速、简便、安全、可靠。相对于建筑机电专业,智能化系统工程的特点是涉及的子系统多,设备产品繁杂,与医疗业务关系紧密等。因此,智能化设计应组织专业设计小组进行合理分工,对体育馆已建智能化系统的架构、配置及运行状况等进行调研,对信息化市政接入系统进行现场踏勘,与医疗单位信息化管理人员充分沟通,了解医疗业务的布局、流程及其需求,共同制定应急改造预案,快速编制智能化施工作业图,确保设备采购、安装、调试工作紧密衔接。

利用体育馆改造的临时医疗场所具有空间高大、功能分区灵活、时效性强等特征,智能化系统应优先选用无线化、模块化且市场占有率高的产品。随着无线技术的发展,支持ZigBee、WiFi、4G/5G、NB-Iot等无线通信协议的智能化产品逐渐丰富成熟,应用在应急改造项目中可满足组网快捷、接入灵活、可逆恢复的需求。