體育館改造為臨時醫療中心的智能化系統設計

李 驥

(東南大學建筑設計研究院有限公司, 江蘇 南京 210096)

0 引 言

我國現行的醫療資源配置體系中,僅在設區市的地區配置傳染病醫院。在突發傳染病公共衛生事件中,縣市基層難以對患者做到就地隔離收治。雖然我國發揮制度優勢,在較短的時間內建成了火神山醫院、雷神山醫院等一批應急救治設施,然而臨時救治設施有可能長期處于閑置狀態,對公共資源造成較大浪費。

挖掘城市既有公共設施的“平戰轉換”潛力,探索更加快速、經濟的應對策略,可有效補充基層的隔離收治能力。經過可行性研究和分析,在城市公共設施中體育館建筑適宜改造為應急臨時醫療中心。以江蘇省為例,根據體育局統計數據,省內共有49個市、縣(區)建成體育館,地域覆蓋均勻。體育館具有可利用空間和場地面積大的特點,改造及收治運行對周邊環境的安全影響較小。體育館配套的供水、供電、通信、空調通風等基礎設施較為完善,有利于快速轉換改造。體育館規劃了運動員區、裁判區、媒體區、辦公區等獨立的功能區和出/入口通道,有利于與傳染病醫院“三區兩通道”的改造要求相契合。

既有體育館改造為應急臨時醫療中心,這種方案在2020年新型冠狀病毒肺炎疫情防控中得到了充分實踐,也起到重要作用。為了更加科學有效地指導應急臨時醫療中心的規劃、設計和建設,江蘇省住房與城鄉建設廳組織編制了《公共衛生事件下體育館應急改造為臨時醫療中心設計指南》[1](簡稱《設計指南》)。筆者全程參與了《設計指南》中智能化系統章節的可行性研究和編制。本文基于上述工作過程的體會和南京市方艙醫院建設的實踐,對智能化系統的設計要點進行分析和探討。

1 智能化系統設計原則

智能化系統設計原則上應滿足國家和地方頒布的現行有關設計規范與標準的規定,當受現狀條件或工期限制而無法完全響應上述要求時,應組織專家進行專項技術安全性、可靠性論證,制定合理的保障措施,并征得相關行政主管部門的許可。

智能化系統設計應充分利用體育館既有的智能化系統、信息化機房及相關設施,同時應避免對既有的智能化系統產生不利影響,為應急改造和事后恢復提供便利、節約投資[2-4]。

智能化系統設計應符合感染防控及醫療救治的要求,智能化系統組成和配置標準應結合改造資金和建設工期的要求,區分輕重緩急,進行合理取舍。

改造工程的智能化信息傳輸宜采用有線與無線相結合的方式,優先采用無線方式,以減小實施難度、縮短建設周期,并便于事后恢復。

2 智能化系統架構

從對江蘇省各縣(區)近年建成的體育館考察情況分析,大多數體育館的智能化系統建設比較完善。在改造為應急臨時醫療中心時,體育館中既有的信息設施系統、安全管理系統、設備管理系統、信息化機房及橋架管路等資源都可加以利用,但需要增設臨時的醫療業務信息化系統。

臨時醫療中心智能化系統架構如圖1所示。

圖1 臨時醫療中心智能化系統架構

3 智能化系統設計

3.1 信息網絡系統

信息網絡系統包括公共信息網絡、設備專用信息網絡和醫務專用信息網絡。3套網絡宜物理隔離,當不具備物理隔離條件時可劃分VLAN虛擬網實現邏輯隔離。公共信息網絡系統和設備專用信息網絡宜利用現有的網絡資源進行改造,以節省投資,加快改造速度。

在護理單元、治療區、辦公區和后勤區建設安全穩定的醫務專用有線/無線信息網絡系統,是改造建設臨時醫療中心智能化工程的核心,系統的建設為醫療和辦公提供網絡通信平臺。在體育館已建成的公共信息網絡上增設AP設備,為患者提供無線上網服務。比賽場地改建的病區具有空間高大、用戶密集的特點,可利用頂棚網架或馬道部署室外型高密度AP,實現WiFi有效覆蓋。

3.2 綜合布線系統

綜合布線系統應充分利用體育館原有的綜合管路和線槽進行布線,信息插座應按照國家標準GB 50849—2014《傳染病醫院建筑設計規范》[5]的相關要求設置,并滿足安全管理和運維管理的通信需要。

優先建設重癥護理單元、治療區、辦公區等重點部位的綜合布線系統,當受改造投資和工期限制時,在輕癥護理單元、康復觀察單元和后勤輔助區域采用無線接入方式。臨時醫療區域的信息傳輸應盡可能采用無線網絡系統,減少布線工程量。

3.3 安全防范系統

臨時醫療中心安全防范措施要結合人力防范、實體防范、電子防范等手段,構建綜合管控體系,實現對人員和物資的安全保護、患者的隔離管理、感控流程的輔助監管等目標。電子防范系統主要包括視頻監控、應急報警和出入口控制等技術措施,在體育館既有的安全技術防范系統基礎上進行擴展和調整[6]。

在走廊、大廳、護士站、醫生辦公室、緩沖更衣室和病區等場所設置攝像機;在護士站設置可視化一鍵報警器;在醫護及后勤入口處設置體溫檢測安檢門。護士站、醫生辦公室和重癥護理單元的攝像機應配置拾音器,對視/音頻信號同步記錄;緩沖更衣間的攝像機宜具備智能行為分析功能,對消毒和更衣操作流程的合規性自動判別和告警,確保醫護人員自身的安全;安檢門宜具備圖像監控、體溫檢測、金屬探測功能,對未戴口罩、體溫超標等異常情況自動報警,加強清潔區的感染防控和安全防護能力。

配合醫療流線及感染防控的要求設置出入口控制系統,對污染區、半污染區與潔凈區進行醫療流線管理。系統應采用非接觸式識別方式,避免接觸感染。當發生火災或出入口控制裝置電源故障時,出入口控制應處于開啟狀態。

3.4 護理呼應信號系統

重癥護理單元應設置護理呼應信號系統,實現緊急求助、患者呼叫、增援呼叫和輸液報警等功能。系統宜采用無線或總線制通信方式,以節省投資,減少改造工程量。

輕癥護理單元和康復觀察單元內的患者以藥物治療為主,如生活自理能力較強,可不設置護理呼應信號系統。對于少數需要輸液治療的患者,可提供基于4G移動通信網絡的無線式輸液報警器,實現輸液監測和呼叫報警功能。

3.5 探視系統

臨時醫療中心宜配置探視系統,在家屬、患者、醫護人員、管理人員等之間建立可視化的交流渠道,并為醫患人員提供情感支持,緩解焦慮情緒。探視系統宜支持本地探視終端、IE瀏覽器、手機APP等多種訪問方式,為不同年齡和文化層次的使用者提供人文關懷服務。

輕癥護理單元和康復觀察單元宜設置集中探視處,根據病區患者的人數適量配置有線式或無線式固定探視終端。重癥護理單元宜配置無線式探視小車,便于行動受限的患者在病床處與家屬互動。無線式探視小車僅限于在重癥護理單元內共享使用,不得帶入輕癥護理單元和康復觀察單元內使用,避免交叉感染。

3.6 遠程會診(會議)系統

會診(會議)室應設置在醫護辦公區(清潔區)內,并配置會議發言、視頻會議、遠程會診、攝像跟蹤、音頻擴聲、視頻顯示等功能模塊。遠程會診(會議)系統可訪問醫學影像系統信號,并通過互聯網或專線與對口醫院、遠程會診中心及衛生健康委員會聯網,具備遠程會診、視頻會議及應急響應功能。

3.7 視頻監護系統

重癥護理單元內設置視頻監護攝像機及拾音器,對重癥患者的動態和護理過程實時監控和記錄,醫護人員在護士站即可對管轄區域實現高效的巡視管理,減少醫患之間的接觸。為了保護患者的隱私,視頻監護系統監控平臺宜專門設置,由醫務部門獨立管理。

輕癥護理單元和康復觀察單元可利用體育館現有的視頻安防監控系統,兼顧安全防范與醫務管理,授權護士站調用視頻監控系統信息資源。

3.8 建筑設備監控系統

收治傳染病患者的臨時醫療中心應根據通風系統氣流組織和壓差控制的要求,配套提供監測和控制系統。

宜利用體育館現有的建筑設備監控系統進行改造,通過增設直接現場數字控制器(DDC)和傳感器,實現對臨時醫療中心建筑設備的自動監控。建筑設備監控系統的基本要求包括實現送/排風機順序啟停、備用風機投切的自動邏輯控制功能,以及過濾器和環境壓差在線監測、超限報警功能,確保隔離區域壓力梯度的穩定,避免醫患交叉感染。

在不設建筑設備監控系統情況下,負壓感染區的風機除了就地控制外,還應該接入負壓區空氣壓力檢測裝置控制信號,實現一體化自動控制?？諝鈮毫z測裝置應具有壓力指示、高壓報警等功能。

3.9 機房工程

智能化系統應與醫療工藝協同設計,合理制定醫療流線,將體育館現有的網絡機房和安防控制室劃分到清潔區內,并承載新增的信息網絡系統和安防系統的主控設備。

護理呼應信號系統、遠程會診(會議)系統、探視系統、視頻監護系統等醫療業務信息化系統與體育館已建的信息化系統沒有交集,在改造臨時醫療中心時宜設置一個臨時信息化機房,承載醫療業務信息化系統的主控設備,避免了臨時醫療中心業務管理與體育館業務管理交叉影響,也利于事后可逆恢復。

3.10 病區模塊單元設計示例

病區遵循標準化設計、模塊化組合、工業化生產、裝配化施工的原則,規劃重癥護理單元、輕癥護理單元和康復觀察單元。智能化設計結合護理等級、改造投資和建設周期等情況,提供兩種模塊單元的配置方案。

配置方案(一)適用于重癥護理單元,該區域收治輕癥轉重癥的患者,須加以醫學監護和治療,患者生活自理能力較差。該方案強化護理呼應、視頻監護等醫療輔助終端的配置,建立健全患者與醫護之間的溝通渠道,通過技術手段減少醫患間的接觸,降低醫護人員的勞動強度。部署無線網絡AP實現WiFi全面覆蓋,為移動醫療設備接入和患者上網提供通信平臺。模塊單元智能化終端布置圖(一)如圖2所示。

圖2 模塊單元智能化終端布置圖(一)

配置方案(二)適用于輕癥護理單元和康復觀察單元,該區域的患者以藥物治療為主,輔以觀察照護,生活自理能力較強。該方案以病區秩序管控和日常生活服務為主要目標,利用體育館現有的攝像機實現安防監控,兼顧視頻監護功能。部署無線網絡AP實現WiFi全面覆蓋,為患者上網提供通信平臺;在公共活動空間內配置有線電視,為患者提供疾控宣教和文化娛樂服務,營造舒緩的治療氛圍。模塊單元智能化終端布置圖(二)如圖3所示。

圖3 模塊單元智能化終端布置圖(二)

4 結 語

利用體育館應急改造為臨時醫療中心,最重要的要求是快速、簡便、安全、可靠。相對于建筑機電專業,智能化系統工程的特點是涉及的子系統多,設備產品繁雜,與醫療業務關系緊密等。因此,智能化設計應組織專業設計小組進行合理分工,對體育館已建智能化系統的架構、配置及運行狀況等進行調研,對信息化市政接入系統進行現場踏勘,與醫療單位信息化管理人員充分溝通,了解醫療業務的布局、流程及其需求,共同制定應急改造預案,快速編制智能化施工作業圖,確保設備采購、安裝、調試工作緊密銜接。

利用體育館改造的臨時醫療場所具有空間高大、功能分區靈活、時效性強等特征,智能化系統應優先選用無線化、模塊化且市場占有率高的產品。隨著無線技術的發展,支持ZigBee、WiFi、4G/5G、NB-Iot等無線通信協議的智能化產品逐漸豐富成熟,應用在應急改造項目中可滿足組網快捷、接入靈活、可逆恢復的需求。