醫(yī)院建筑信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計

孫玉龍

(山東同圓設(shè)計集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250101)

醫(yī)院建筑信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計

孫玉龍

(山東同圓設(shè)計集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250101)

鑒于不同醫(yī)院的規(guī)模、使用需求、投資情況、經(jīng)濟(jì)效益、重視程度不同，各級醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)也不盡相同，通過對醫(yī)院特點和使用需求進(jìn)行分析，給出不同等級醫(yī)院的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(包含內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng))的設(shè)計方案。

醫(yī)院建筑 信息網(wǎng)絡(luò) 需求分析

0 引言

隨著當(dāng)今社會計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)日趨完善，其在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中的應(yīng)用也取得了長足的進(jìn)步，已成為醫(yī)院現(xiàn)代化管理水平的象征。大型醫(yī)院由于功能科室較多、分布較分散、數(shù)據(jù)傳輸量大，需要強(qiáng)大的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為基礎(chǔ)支持。鑒于不同醫(yī)院的規(guī)模、使用需求、投資情況、經(jīng)濟(jì)效益、重視程度不同，以及我國各地醫(yī)院信息化建設(shè)水平的參差不齊，信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)方案也不盡相同。本文結(jié)合醫(yī)院的特點及需求，總結(jié)出不同等級醫(yī)院的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計方案。

1 醫(yī)院建筑特點及需求分析

1.1數(shù)字化醫(yī)院需求分析

數(shù)字化醫(yī)院為通過智能化醫(yī)療設(shè)備、數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備及醫(yī)院信息系統(tǒng)三者有機(jī)結(jié)合而成的現(xiàn)代醫(yī)院運營體系[1]，其在設(shè)計與施工過程中涉及到智能化設(shè)備開發(fā)、信息通訊、醫(yī)學(xué)圖像、系統(tǒng)集成、電子醫(yī)療、臨床應(yīng)用、遠(yuǎn)程就診等不同學(xué)科領(lǐng)域。數(shù)字化醫(yī)院為滿足數(shù)據(jù)通訊要求，需基于智能樓宇設(shè)備開發(fā)，并在其基礎(chǔ)上組建醫(yī)院的網(wǎng)路通信系統(tǒng)，從而實現(xiàn)醫(yī)院的正常運營，提升醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量及醫(yī)療水平，進(jìn)而提升醫(yī)院的品牌效應(yīng)。

一般數(shù)字化醫(yī)院具有數(shù)字化的醫(yī)療設(shè)備、代碼化的數(shù)據(jù)信息、信息化的醫(yī)療管理、網(wǎng)絡(luò)化的醫(yī)療方式、數(shù)字化的控制方式[2-3]，信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為醫(yī)院數(shù)字化信息傳輸?shù)妮d體，要求具有高度可靠、連續(xù)運行、響應(yīng)快的特點。

1.2醫(yī)院智能系統(tǒng)需求分析

醫(yī)院是醫(yī)護(hù)人員工作的場所，也是病人的就醫(yī)場所，因此醫(yī)院智能化系統(tǒng)設(shè)計需求具有顯著的專業(yè)特色，醫(yī)院智能化系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)醫(yī)院專業(yè)特色、服務(wù)對象、行業(yè)功能以及就醫(yī)質(zhì)量等進(jìn)行系統(tǒng)分析，從而確定智能化系統(tǒng)的設(shè)計需求。

醫(yī)院內(nèi)信息復(fù)雜，交流頻繁，對信息的實時性、準(zhǔn)確性要求較高，包括：管理信息、醫(yī)學(xué)影像、檢驗檢查數(shù)據(jù)、臨床信息、辦公自動化信息以及院內(nèi)通訊信息。所以需要構(gòu)建安全、穩(wěn)定的信息設(shè)施系統(tǒng)，包括：綜合布線系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、醫(yī)療業(yè)務(wù)信息化系統(tǒng)(如HIS/ PACS/LIS/EMS系統(tǒng)等)、智能會議系統(tǒng)，從而實現(xiàn)信息通訊渠道的合理優(yōu)化及管理體系的構(gòu)建。

醫(yī)院內(nèi)人員數(shù)量多、人口密集、身份繁雜并且流動性強(qiáng)，其人員數(shù)量及復(fù)雜程度僅次車站、港口，因此，人員的財務(wù)及人身安全成為醫(yī)院管理者必須面臨且解決的難題，只有建設(shè)安全技術(shù)防范系統(tǒng)(包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)(含同步錄音錄像)、殘衛(wèi)報警及緊急報警系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)等現(xiàn)代化的技術(shù)手段)，才能對區(qū)域內(nèi)人員實現(xiàn)合理有效的管理，進(jìn)而確保醫(yī)院持續(xù)有效、安全、可靠的運行。

醫(yī)院專業(yè)設(shè)備多、管理工作復(fù)雜、物流頻繁，需要安裝眾多的冷熱源、通風(fēng)、空調(diào)、給排水、照明、變配電、電梯等建筑設(shè)備，這些設(shè)備被零散安裝在不同位置，并且設(shè)備的運行數(shù)據(jù)需要實時監(jiān)視與控制，因此會有運行維護(hù)與控制管理上的困難，而且，人們對醫(yī)院室內(nèi)環(huán)境的舒適性及服務(wù)的完善性等要求日益提高，增大了設(shè)備運行的復(fù)雜性。醫(yī)院內(nèi)的手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等科室設(shè)備操作工藝復(fù)雜，對運行的穩(wěn)定性及設(shè)備的精度要求較高，人工操作不能滿足要求，需要建設(shè)醫(yī)院建筑設(shè)備管理系統(tǒng)(如：建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、能耗監(jiān)測及計量系統(tǒng))，利用智能化技術(shù)手段對醫(yī)院中各種設(shè)備運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)視、自動控制、集中管理，從而保證醫(yī)院內(nèi)不同設(shè)備高效、穩(wěn)定運行。

醫(yī)院具有鮮明的專業(yè)特點，其特有的需求較多，例如病房呼叫、查詢顯示、就診排隊、ICU探視、手術(shù)示教、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。這些需求都需要依賴智能化技術(shù)(如護(hù)理呼應(yīng)信號系統(tǒng)、信息查詢系統(tǒng)、視頻示教系統(tǒng)、病房探視系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)、嬰兒防盜系統(tǒng))，從而實現(xiàn)多樣化、人性化的服務(wù)[4]。

1.3醫(yī)院業(yè)務(wù)的需求

HIS等業(yè)務(wù)系統(tǒng)的中斷會影響病人就診服務(wù)，造成醫(yī)院聲譽損失，減少醫(yī)院運營收益，因此，要求網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)穩(wěn)定可靠、關(guān)鍵節(jié)點必須進(jìn)行冗余設(shè)計，采用先進(jìn)技術(shù)保證業(yè)務(wù)切換時間。

PACS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量大，在千兆網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，醫(yī)護(hù)人員調(diào)用數(shù)據(jù)等待時間長、效率低，影響病人就醫(yī)體驗，因此，需要保障網(wǎng)絡(luò)收斂比、采用高性能設(shè)備承載業(yè)務(wù)。

EMR服務(wù)器受到攻擊，數(shù)據(jù)安全得不到保證；內(nèi)網(wǎng)終端外聯(lián)，移動介質(zhì)管理混亂，因此，需要分層、分區(qū)部署安全設(shè)備，對接入網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行身份認(rèn)證及安全檢查。

新、老院區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、業(yè)務(wù)系統(tǒng)眾多，管理復(fù)雜，維護(hù)難度大，要求對醫(yī)院IT基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理和運維，對業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)管。

2 醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的劃分

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、交換機(jī)數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)隔離、傳輸速率的不用可分為不同的網(wǎng)絡(luò)方案，主要有以下幾類。

從網(wǎng)絡(luò)類型上分有業(yè)務(wù)信息內(nèi)網(wǎng)(簡稱“內(nèi)網(wǎng)”)、業(yè)務(wù)信息外網(wǎng)(簡稱“外網(wǎng)”)和智能化設(shè)施信息網(wǎng)(簡稱“設(shè)備網(wǎng)”)[5]。內(nèi)網(wǎng)搭載醫(yī)院的核心業(yè)務(wù)，為醫(yī)療專用信息應(yīng)用網(wǎng)，只對醫(yī)院內(nèi)工作人員開放(如：醫(yī)療業(yè)務(wù)信息化系統(tǒng)(HIS/ PACS/LIS/EMS)、護(hù)理呼應(yīng)信號系統(tǒng)、候診呼叫信號系統(tǒng)、病房探視系統(tǒng)、嬰兒防盜系統(tǒng)、信息查詢及發(fā)布系統(tǒng)、數(shù)字時鐘系統(tǒng)、自助掛號機(jī)等與醫(yī)療業(yè)務(wù)相關(guān)的系統(tǒng))，要保障業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的實時、可靠傳輸；外網(wǎng)實現(xiàn)院內(nèi)員工網(wǎng)上資料查閱、郵件通信，達(dá)到科研和管理的要求，要滿足諸如訪問互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)電視、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)上預(yù)約、網(wǎng)上掛號等需求，雖然保障業(yè)務(wù)實時性比內(nèi)網(wǎng)低，但對網(wǎng)絡(luò)的安全性要求則較高；設(shè)備網(wǎng)服務(wù)于安防系統(tǒng)，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、能耗計量與能源管理系統(tǒng)等智能化系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸[6]。內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心設(shè)置在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心，設(shè)備網(wǎng)只要為智能化設(shè)備服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)中心建議設(shè)置在安防控制室(可與消防控制室合用)。

依據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)劃分，主要有核心-匯聚-接入三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和核心-接入兩層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

依據(jù)核心、匯聚交換機(jī)的數(shù)量劃分有雙核心-雙匯聚-單接入、雙核心-單匯聚-單接入、單核心-單匯聚-單接入、雙核心-單接入、單核心-單接入等不同型式。

依據(jù)網(wǎng)絡(luò)隔離程度劃分，有三網(wǎng)完全物理隔離、內(nèi)外網(wǎng)邏輯隔離設(shè)備網(wǎng)物理隔離、三網(wǎng)接入層物理隔離匯聚/核心層邏輯隔離等不同方式。

依據(jù)光纖傳輸速率劃分，有千兆、萬兆(10G)、4萬兆(40G)等不同傳輸速率。

以上幾種不同方式可相互組合，形成不同的網(wǎng)絡(luò)方案，需要根據(jù)醫(yī)院等級、規(guī)模、投資、后期發(fā)展情況等確定合理的信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。

3 醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案

根據(jù)以往工程經(jīng)驗及其他醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)設(shè)計案例，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有如下建議可供參考(以下為建議網(wǎng)絡(luò)方案，需根據(jù)醫(yī)院實際情況進(jìn)行調(diào)整)。

三級醫(yī)院：建議建設(shè)內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)，三網(wǎng)物理隔離，分別設(shè)置交換機(jī)和服務(wù)器[7-8]。由于三級醫(yī)院一般規(guī)模比較大，單體數(shù)量較多，建議網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用核心-匯聚-接入三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。內(nèi)網(wǎng)建議采用雙核心雙連路，配雙引擎雙電源，同時設(shè)備支持1：N及N：1的雙向虛擬化，首先通過N：1方式將兩臺核心設(shè)備虛擬化為1臺超級核心交換機(jī)，保證核心層的穩(wěn)定可靠性；再通過N：1虛擬化方式將超級核心交換機(jī)虛擬化為多臺邏輯交換機(jī)，每臺交換機(jī)負(fù)責(zé)不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的嚴(yán)格隔離，匯聚交換機(jī)建議采用雙匯聚交換機(jī)，配雙引擎雙電源，保證匯聚交換機(jī)的穩(wěn)定性，并支持匯聚交換機(jī)虛擬化，當(dāng)資金緊張時也可采用單匯聚，配雙引擎雙電源的方式；核心-匯聚主干光纖建議采用4萬兆/千兆光纖主干，匯聚-接入支干建議采用萬兆/千兆光纖支干(采用千兆支干時PACS交換機(jī)采用萬兆光纖支干)；外網(wǎng)及設(shè)備網(wǎng)采用單核心-單匯聚-單接入方式，光纖可采用萬兆/千兆主干、千兆支干；設(shè)備網(wǎng)根據(jù)資金情況可采用雙核心/單核心-單匯聚-單接入型式，光纖可采用萬兆/千兆主干、千兆支干。(三級醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖見圖1，外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖見圖2，設(shè)備網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖見圖3)注意：外網(wǎng)及設(shè)備網(wǎng)采用千兆主干、千兆支干能夠滿足現(xiàn)階段使用需求，但考慮信息發(fā)展現(xiàn)狀，主干光纖可采用萬兆主干，交換機(jī)采用千兆交換機(jī)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，千兆交換機(jī)傳輸速率不滿足傳輸要求時可只更換交換機(jī)，不需要重新布線。

圖1 三級醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

圖2 三級醫(yī)院外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

圖3 三級醫(yī)院設(shè)備網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

二級醫(yī)院：對于后期考慮評選三級醫(yī)院的二級醫(yī)院，建議采用三級醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)方案。二級醫(yī)院需建設(shè)內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)，三網(wǎng)物理隔離，分別設(shè)置交換機(jī)和服務(wù)器。對于規(guī)模比較大，單體數(shù)量較多的醫(yī)院，建議網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用核心-匯聚-接入三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，當(dāng)只有一棟單體時，可采用核心-接入兩層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，但選用交換機(jī)時建議核心交換機(jī)選用支持三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的核心交換機(jī)，便于后期擴(kuò)展。內(nèi)網(wǎng)建議采用雙核心，雙連路，同時設(shè)備支持1：N及N：1的雙向虛擬化，匯聚交換機(jī)建議采用單匯聚；核心-匯聚主干光纖建議采用萬兆光纖主干，匯聚-接入支干建議采用千兆光纖支干(采用千兆支干時PACS交換機(jī)采用萬兆光纖支干)；外網(wǎng)建議采用單核心-單匯聚-單接入方式，光纖可采用萬兆/千兆主干、千兆支干；設(shè)備網(wǎng)建議采用單核心-單匯聚-單接入型式，光纖可采用萬兆/千兆主干、千兆支干。

本方案為推薦方案，建設(shè)方資金緊張時也可采用內(nèi)外網(wǎng)邏輯隔離方式。

一級醫(yī)院：內(nèi)、外網(wǎng)之間可采用邏輯隔離，設(shè)備網(wǎng)與內(nèi)、外網(wǎng)物理隔離。對于規(guī)模比較大，單體數(shù)量較多的醫(yī)院，建議網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用核心-匯聚-接入三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，當(dāng)只有一棟單體時，可采用核心-接入兩層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，但選用交換機(jī)時建議核心交換機(jī)選用支持三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的核心交換機(jī)，便于后期擴(kuò)展。核心-匯聚主干光纖可采用千兆光纖主干，匯聚-接入支干采用千兆光纖支干(采用千兆支干時PACS交換機(jī)采用萬兆光纖支干)。

4 結(jié)束語

各級醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)也不盡相同，本文給出了不同等級醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計方案，實際設(shè)計過程中應(yīng)結(jié)合建設(shè)方的實際使用需求和投資情況進(jìn)行調(diào)整，在滿足當(dāng)前使用需求前提下兼顧先進(jìn)性與擴(kuò)展性，在合理預(yù)算內(nèi)提供最優(yōu)的信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案。

[1] 曹茂春，劉廣波. 淺析數(shù)字醫(yī)院的智能化和信息化[J].智能建筑， 2012(7)：66-68.

[2] 李勁松，張小光. 數(shù)字化醫(yī)院的建設(shè)目標(biāo)與發(fā)展趨勢[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2010,31(02)：5-7.

[3] 馬炬明. 基于智能化建筑的數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)[J].解放軍醫(yī)院管理雜志，2013,20(03)：201-203.

[4] 王健.醫(yī)院智能化系統(tǒng)設(shè)計需求分析[J].智能建筑電氣技術(shù)，2010(3)：14-16.

[5] GB 50314-2015 智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國計劃出版社，2015.

[6] 高喻宏.醫(yī)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計研究[J].計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2013(13)：210-212.

[7] JGJ 312-2013 醫(yī)療建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[8] 王明剛，趙軍.淺析內(nèi)外網(wǎng)隔離方案[J].廣播電視技術(shù)，2009(4):108-110.

DesignofHospitalBuildingInformationNetworkSystem

Sun Yulong

In view of the size of the different hospitals, the use of demand, investment, economic benefits and the importance of the different levels, the construction of hospital information network are not the same, the design of different levels of hospitals (including intranet、internet、equipment network) are proposed by analyzing the characteristics and the use of demand.

hospital building, information network, demand analysis