施耐德电气医疗方案.docx
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施耐德电气医疗方案
施耐德电气
医院
综合布线系统解决方案
目录
1.引言1
1.1.本文分析的角度1
1.2.医院综合布线系统设计概述1
1.3.常见布线分析的不足之处3
1.4.以点带面探寻规律3
2.医院综合布线系统的五个关键因素3
2.1.高速信息传输4
2.1.1.信息点及带宽4
2.1.2.HIS系统5
2.1.3.PACS系统5
2.1.4.判图6
2.2.智能建筑网络化7
2.2.1.电话系统7
2.2.2.摄像机8
2.2.3.智能排队系统8
2.2.4.无线局域网8
2.2.5.停车场管理系统8
2.2.6.一卡通系统9
2.2.7.网络电视系统9
2.3.电磁辐射与电磁干扰9
2.3.1.电磁干扰源10
2.3.2.屏蔽布线系统的作用11
2.3.3.屏蔽布线系统的实际效果11
2.3.4.使用非屏蔽布线系统的医院应用场所11
2.3.5.使用屏蔽布线系统的医院应用场所12
2.3.6.电磁干扰会引起设备工作不正常13
2.4.信息备份16
2.5.缆线防火16
3.医院的综合布线总体结构16
3.1.综合布线产品中的传输部件和保障部件17
3.1.1.综合布线系统的产品构成原理17
3.1.2.传输部件17
3.1.3.保障部件18
3.2.传输信道的三个子系统18
3.2.1.配线子系统19
3.2.2.干线子系统20
3.2.3.建筑群干线子系统21
3.2.4.各子系统中常用的综合布线产品21
3.3.三大场地32
3.3.1.工作区32
3.3.2.进线间34
3.3.3.设备间35
7.结束语35
面向医院的综合布线系统解决方案
1.引言
进入二十一世纪以来，医院的信息化建设越来越为医院的领导层所重视，在全国范围中，大批新建医院和医院改造中都充分考虑了医疗信息管理系统、智能化系统在医院的应用。
用计算机和信息系统武装医院，让他们成为医护人员手中的常用工具，对于医院的现代化建设起到了很有效的促进作用。
提及医院，就会出现“救死扶伤”的概念。
医院生存的目的在于治疗人们身体上的疾病、美容或延年益寿。
所以，本文将以病人在医院可能获得的服务为主线，分析综合布线系统在医院的解决方案。
由于医院综合布线系统的难点在于规划，而不是具体的深化设计和施工，所以本文将主要进行医院综合布线系统的规划思路分析。
1.1.本文分析的角度
在全国，医院分为3级，每一级中又分为几个“等”，同时部分医院往往是与其它医院联合或是医学院的附属医院，这就对医院智能系统乃至综合布线系统的分析形成了相当大的伸缩性。
对此，本文将无法全面、系统的分析和归纳各种类型的医院综合布线结构，这是一个太大的题目，在一篇文章中根本无法说清。
只能是面对最基本的诊疗、住院、手术和日常管理，提出综合布线系统的构思。
随着综合布线系统和医院各智能子系统迅速发展，本文的分析角度会略微超前于现在的实际应用，对医院未来5～15年内可能出现的应用对综合布线系统的要求进行分析，以免建筑物因应用需求的提高迫使综合布线系统进行本质上的翻新。
本文将从医院可能出现的最终应用和智能子系统对综合布线系统的需求展开自己的分析，为此，分析的角度又可分为医院应用结构对综合布线系统的需求和医院用智能建筑子系统对综合布线系统的需求两部分。
1.2.医院综合布线系统设计概述
医院的布线系统设计分几个阶段：
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依据设计院完成的楼层设计图纸，通过与医院基建部门、IT部门的联系，确定医院建筑物的基本布线需求，从而做出基本的布线设计考虑，例如：
诊室信息点、护士岛、病房、手术室、会议室、化验室、研究室、窗口、大厅等房间和区域的信息密度布局通用原则。
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由基建部门确定综合布线系统是否要承担哪些弱电系统中的布线工作。
最基本的布线系统仅承担了电话和计算机网络的布线工作，但有些标书已经开始要求综合布线承担更多弱电系统的布线工作。
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参考同等级的其他医院中布线系统的实际情况，提出有价值的布线建议，供甲方参考。
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根据自己对医院各科室的了解，提出自己对医院各房间和区域的布线观点。
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在基建部门的牵头下，与医院内的医疗主管级领导（包括主管医疗的副院长、门诊主任、护士主任等等）和医疗设备主管级领导进行反复的沟通，让他们了解布线的价值，同时也从他们那里取得各具体房间和区域的特殊布线需求。
当然，他们不会使用布线的术语提出，而是要布线设计人员从他们所提供的应用需求中获得有用的资料。
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综合布线系统需要为未来的10年乃至20年中的应用考虑，可以想象在建筑物建成到大修之间的漫长岁月中，各种工作区的传输等级、数量及位置都可能发生变换，在设计中为这种变换预留信息点，是综合布线设计中不可或缺的一部分。
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将汇总后的布线资料变成布线的深化设计图纸，报设计院和甲方审批。
当然，以上的建议对系统集成商也许更适合些。
只是设计者应该换位思考，将自己假设成一个个科室的病人、医生、护士、化验师、研究员、学生和教授，从中取得与甲方各方面人员的沟通语言，并说服他们采纳自己总结后的方案。
例如：
Ø医生查病房
医生带着电脑、PDA等可以上网的手持式设备查病房可能已经开始出现。
那么是在电脑中保存病人的全部资料，还是从网上获取病人的最新资料？
即使是从网上获取资料，是在每个病床旁将跳线插入墙上的数据插座，还是使用笔记本电脑中的无线网卡？
我觉得也许使用无线局域网是最佳选择。
进一步的问题是：
怎样防止无线局域网泄密造成不必要的恐慌？
怎样避免病毒侵袭？
怎样让病人的笔记本电脑不会通过无线局域网进入医生的电脑空间？
这些需要无线局域网的设备供应商和医院的IT部门做出相应的判决。
当这些都解决后，最后一个问题是：
无线局域网是否会对一些特殊的病人、对一些长期住院的病人造成伤害？
安装在哪里才能减少这些伤害？
这些则需要无线局域网的设备供应商、医生和设计师共同决策。
Ø应急广播
医院的应急广播系统不属于综合布线。
但医院中往往有许多建筑物，如果每栋建筑各自为政，都设立独立的应急广播系统，万一医院出现意外，那疏散指挥工作将十分变动。
随着技术的发展，使用以太网连接的分布式广播系统已经出现，它可以将医院中各建筑物中的广播系统结合成一套广播系统，形成统一的疏散指挥体系。
当采用分布式广播系统时，基于室外光缆和室内光缆的以太网将成为广播系统中的关键通道。
这时，对于综合布线系统的设计师而言，需要解决的实现传输线路的冗余备份、确保广播系统在火焰中（如：
标准GA306.2-2001所规定的750℃～800℃）仍然能够在规定的时间内（30～90分钟）正常工作等等。
象查病房、应急广播之类的应用问题在医院的综合布线设计中比比皆是，布线设计师会在与其他智能系统的设计师、与医院相关人员的沟通中逐渐解决这些应用问题，才能最终形成一个理想中的布线系统。
理想的设计还需要考虑各种目前还看不见、只能预测的情况。
例如：
办公室的变迁、人员编制调整、增加新的科室、购买新的医疗设备、医疗设备升级等等。
如果能对这些做一些综合布线上的预留，那整个设计就真的能够做到XX年不落后了。
1.3.常见布线分析的不足之处
对于医院的综合布线设计，应该在充分了解医院的基础上，对每个诊室、每个手术台、每张病床进行个性化的分析和设计，以求让使用者感到方便。
事实上，《综合布线工程设计规范》给我们指明了一条光明的大道，但怎样走还应该是我们自己的事。
一个好的布线设计，是在理解应用的前提下，融入自己的思想，并获得业主方的认可，这三者缺一不可。
1.4.以点带面探寻规律
医鉴于应用的快速发展和本文的篇幅，本文将无法全面描述笔者对医院综合布线系统的全部观点，只能对部分内容进行分析，采用以点带面的做法，由读者对其它部分进行推而广之的分析，找到其中的规律性，使本文的分析具有更长的时间寿命。
2.医院综合布线系统的五个关键因素
智能建筑的特点之一是追求“心理上的满足”和“生理上的满足”，在综合布线系统的设计中，各工作区的布局及未来的变化是设计师需要充分考虑的，也是对设计师的一种挑战，而这一切的前提是对医院中各工作区的信息功能有一个全面的理解。
在医院中，使用电脑挂号、开处方已经十分普及，根据《智能建筑设计规范》（GB/T50314-2006），HIS（医疗信息系统）、门诊挂号系统、信息查询系统、住院管理系统、CPR（电子病历系统）、PACS（医疗影像系统）、CIS（临床信息系统）、RIS（放射信息系统）、实验室信息系统、病理信息系统、患者监护系统、远程医疗、远程教学、会议系统、无线局域网都有着越来越大的应用情景。
而这些应用恰恰都离不开计算机网络和综合布线系统的支持。
现在的医院建设都离不开综合布线，且不说电话、计算机网络都已经铺设到了诊室、手术室和病房，就是在医疗设备这类目前联网很少的产品，也在走向计算机联网。
例如：
飞利浦、思科等公司都在医疗产品的组网上大做文章。
可以这样考虑：
当把医院所需要的应用系统细化到办公桌、诊室、护士岛、大厅、窗口、病床、手术台、化验室、会议室、值班室、设备间及其他工作区时，自然而然就形成了最基本的综合布线系统需求，然后凭借对未来的理解、布局摆放位置的调整可能性分析所做出的冗余设计，最终就形成了医院综合布线系统的全部布局。
例如：
在诊室中，每位医生都可能拥有电话和电脑，但他们的任务是诊病，不可能同时登录到外网和内网上，因此给他们每人2个信息点已经足够，目前看不出再多给一个信息点的必要性（即使是排队系统需要终端，也可以在电脑上使用“软终端”的方式予以解决）。
但是，如果在一个可以容纳2名医生的诊室中可能就需要另设1个数据点，用于安装联网打印机，因为任何一位医生都有关闭电脑离开诊室的时间。
对于医院的综合布线系统而言，它的综合布线系统有五个大的因素需要考虑：
2.1.高速信息传输
高精尖的医疗设备一直都在不断的升级，致使医院大多采用租用方式，而不是购买方式拥有这些医疗设备。
从信息传输角度来看，医疗设备所需的配线子系统需要考虑的核心问题是传输能力，在综合布线系统中与之相应的指标是“物理带宽”。
也许在国内，医疗设备的计算机网络还很不普及，很多医院还是依靠人来传送各种记录文件。
但是随着医疗影像系统（如：
PACS系统和RIS系统等等）的快速发展，以及医疗仪器厂商、计算机网络厂商、科研单位和大专院校的大力推广，在许多医院的建设布局中已经给预了相应的空间，因此医疗设备最终必然会走向网络传递，所以不管是什么样的房间（包括屏蔽室），都有语音传输和数据传输（包括图像及视频）的可能。
2.1.1.信息点及带宽
医院中的医疗设备是各医院争取病员的法宝。
由于不少医疗设备售价高昂，在不同等级的医院中，医疗设备的数量是不一样的。
随着信息传输日益普及，这些医疗设备逐渐被接入到HIS、PACS等系统之中，而它们接入的前提是采用高速的传输网络。
随着医学信息系统的发展，大批医学检测、诊疗设备和视频记录设备必然走向联网传输。
这时候，如果信息传输不及时、信息有误、时间不同步（丢帧）甚至是信息丢失，那后果不堪设想。
对于已经有数据接口的医疗设备，十分简单：
根据接口的种类配备必要的传输线路。
但是，对于今后可能会在设备升级中添加数据口或增加带宽的设备，则需要特别考虑：
为它们预留高等级的双绞线和光缆，确保未来的信息传输畅通无阻。
2.1.2.HIS系统
现在的医疗信息管理系统是以“电子病例”为代表，门诊医生和住院医生在电脑上填写电子病历，护士、手术、化验、药房及相关科室则以电子病历为基础，完成自己所改做的工作。
就象电子机票取代了传统的纸质机票一样，电子病历已经取代了传统的纸质病历，使医院的医疗走上了计算机管理的阶段。
从计算机的传输角度看，现在的电子病历基于文本，信息传输量不大，任何一种以太网都能支持这样的应用。
但是，从发展的角度看，电子病历迟早要嵌入化验的数据、诊疗设备的影像、甚至是远程医疗的视频。
这就意味着HIS所需的信息量将逐年上升，所需的以太网等级也将逐年提高，一旦HIS系统可以直接调取PACS系统的影像，就意味着每位医生的桌面电脑需要大容量的信息传输。
医院的特点是每天都要“营业”，综合布线系统在初始安装后几乎就没有更新的时间，所以医院综合布线系统的传输带宽选择应考虑到若干年以后，一般应考虑未来十年的传输需求。
那么，未来十年的HIS系统将会是什么样？
在现在“信息爆炸”的年代中没有人讲得准确，只是可以凭借着以太网的发展进行预测：
在中国的办公桌上，2002年10M以太网网卡淘汰，2008年100M以太网网卡淘汰，现在买得到的是1000M以太网网卡。
五年后，是否还能买到1000M以太网网卡？
而万兆以太网网卡所对应的是超6类双绞线、万兆多模光缆和单模光缆。
根据这样的分析，可以确认，如果要想使现在敷设的综合布线系统能够在未来五年内仍然保持先进，就得将传输缆线定位在超6类双绞线、万兆多模光缆和单模光缆，如果打算在未来十年后依然能够保持不落伍，就需要敷设能够支持4/10万兆以太网的传输缆线，即超7类双绞线、捆绑式的万兆多模光缆和单模零水峰光缆。
2.1.3.PACS系统
医学影像是现代疾病诊断的重要手段之一，通过影像设备采集处理的医学影像信息，已成为医生专家诊断和研究疾病的重要依据。
一些电磁生物技术已经得到了实际应用，较为成熟的技术是利用脉冲电场打开细胞膜的电穿孔技术已用于临床医学，为诸如肿瘤等重大疾病的治疗提供了新手段；利用高频电磁场效应的高频理疗仪、高频电刀、射频治疗仪，利用低频电磁场效应促进骨折愈合和治疗骨质疏松取得了良好效果；在用于诊断的磁共振成像（MRI）中，运用了高、低频两种电磁场技术等等。
怎样解决医学影像资料的存储、归档、统计、资料共享、管理和通讯等诸多问题，是PACS系统中已经成为重要的话题。
根据国外的统计数据，启用PACS后放射科的检查能力提高了58%，数据丢失从8%降低至1%，效率提高71%，重复检查降低60%，阅片时间缩短15%。
要想做到这一点，必然绕不开综合布线系统的传输问题。
现在的医学诊疗仪器大多都有医疗影像输出，例如：
X光数字照相、B超、彩色多谱勒超声诊断仪、热像仪、医用电子加速器、核磁共振、螺旋CT、多层CT、数字成像仪、数字肠胃机等等。
PACS系统的传输量有多少？
就像电视剧的水平流量无法确定一样，PACS系统的信息量也没有明确的统计数据。
根据网上的数据，一家三甲医院每天平均增加260张胶片，而数字图像的大小直接关系到诊断的准确性，不同的医疗影像设备对图像有不同的精度要求，如：
X射线胸片为2048×2048×12bit，超声图为512×512×8bit，乳腺摄影为4096×4096×12bit，……。
这样所形成的信息量非常巨大，如：
CT图像为0.5MB、CR图像为8MB、DR图像为16MB，数字化乳腺图像可达到40MB，1例DSA的信息量可达GB数量级，随着新的医疗影像设备不断地诞生，使医学影像的信息量急剧上升，有些医院每天可产生达到几个GB甚至是更多的信息量。
如果哪天这些信息量全部需要使用综合布线系统传输，并将其中的简化图像传输到HIS系统时，配线子系统、干线子系统和建筑群干线子系统将需要高带宽（至少是万兆以太网的传输介质等级）的缆线，如：
超6类双绞线、超7类双绞线、万兆多模、单模零水峰等等。
2.1.4.判图
医疗影像设备的判图有多种方式，它们对信息传输的需求和对判图医生的需求都不一样：
Ø本地判图
在医疗影像设备旁安装一台电脑，医生在电脑上判图可以称为“本地判图”。
本地判图对信息传输的要求最低，影像在电脑中可以刻成光盘或放在其它介质中带走，综合布线系统处于可有可无的地位。
但是，为了充分发挥医疗影像设备的作用，就需要有高水平的判图医生在设备旁工作，这些医生也就被设备“困”住了，而且医生之间也很少有一起讨论的机会，减少了医生们共同提高、集思广益的可能。
Ø集中判图室
如果一台台分散在各个房间的医疗影像设备的图像使用综合布线系统“远传”到一个大房间中，医生们集中在这里判图，就可以集思广益，以大家共同的智慧解决那些难以判断的图像和疾病。
同时，医生们也可以临时“缺席”，由其它医生接替他的工作，由于各台医疗设备并非全部处于繁忙的状态，集中判图就可以将优秀的医生集中在关键位置，而常规的图像则由他们的学生承担。
一旦医疗设备都处于繁忙的时刻，也可以从各科室临时调集合格的医生前来帮忙。
对于综合布线系统而言，集中判图就需要在医疗影像设备旁设信息接口（RJ45信息点或光纤信息点），并通过配线子系统、干线子系统或建筑群干线子系统传递到集中判图室。
而各子系统的传输带宽则需根据设备的信息量和规定的传输时间共同确定。
例如，如果对于信息量可达GB数量级的DSA（数字减影血管造影），如果需要在1秒之内完成传输，则配线子系统需要使用万兆以太网（以太网的平均传输量远低于标称的瞬态传输量，如千兆以太网的平均传输量一定远远小于1000Mbps）；而承载多个DSA的干线子系统和建筑群干线子系统则至少需要万兆以太网，甚至需要4万兆以太网的传输量，这时的主干光缆最好使用单模光缆。
Ø未来的分布式判图：
运概念
集中判图室解决了高品质医生永远都不足的问题，使医生与设备之间不必一一配对。
但是，集中判图室依然“困”住了大量的医生，如果能使高平质的医生们能够在各个科室、在自己的办公室、在住院部的医生办公室内判图，就可以免除来回奔波、惦记着其它事情的烦恼。
这也许是一种幻想，但它如果与集中判图室相结合，就可以在高品质医生不在判图室时，及时地完成高难度的判图任务。
其实，“云”判图与远程诊断极其类似。
对于综合布线系统而言，就需要将高带宽的综合布线系统敷设到整个医院的各个科室和各个办公室，一次性投入的造价会略为高些，但会使医院的信息化等级得到重大的提升，并使医院的管理模式发生重大的提升。
2.2.智能建筑网络化
在医院内，除了叠加在计算机网络上的应用系统外，还有许多弱电子系统可能会用到综合布线的弱电系统。
例如：
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医院排队系统
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分布式广播系统
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高清摄像机
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楼宇自控
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门禁系统
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停车场管理系统
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KVM系统
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图像远传
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病房呼叫系统
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……
以其中的几个子系统为例说明之：
2.2.1.电话系统
电话是医院中不可或缺的通信工具，在通信已经十分普及的中国，电话已经遍布每个诊室、每张病床、每个护士岛……。
所以，为电话系统而设计的综合布线是医院布线系统中的重要组成部分。
电话是综合布线系统所支持的两大子系统（电话、计算机网络）之一，一部电话就需要一根双绞线。
2.2.2.摄像机
遍布在医院各个门口、各个手术台的手术摄像机、安防摄像机等高清摄像机大多采用双绞线作为传输线，使用综合布线系统实现了高清实时视频的信息传输。
2.2.3.智能排队系统
智能排队系统是医院中减轻病人在等待时的痛苦和疲劳的智能子系统。
病人在等待时，可以安安静静地在休息大厅的座位上等待，当医生或窗口有空时，医护人员按下按键时，休息厅的广播叫了下一位病人的号码，请他（她）到相应的诊室（窗口）去，……。
智能排队系统使用综合布线系统的双绞线和光缆作为传输线，或者是直接使用以太网作为传输平台。
2.2.4.无线局域网
数年前，在报纸上登载了一条消息：
“在今年4月英国卫生防护局主席警告说Wi-Fi终端的辐射有害人体后，英国许多安装该设备的学校和家庭纷纷动手将其拆除。
”这只是有关电磁辐射的报道之一，而电磁辐射、高压供电线等等对人体伤害的报道经常可见。
但是，在医院的住院部中，往往都装有无线局域网，以便于医生使用便携式电脑查房。
也许有一天会有人会认为无线局域网中的AP接入点设备会对长期住院的病人产生不利的影响。
由于无线局域网的AP接入点设备通常安装在病房外走廊的吊顶上，距离病床比较远，发射功率分10、20、30、50、80、100毫瓦六档可以设置，再加上AP接入点设备在不传输信息时仅仅周期性所发送的信标帧（周期约为数百毫秒），因此当医生不查房时，AP接入点设备所产生的平均辐射非常有限，应该不会对长期住院的病人产生危害。
即使是医生查房时，由于AP接入点设备到走廊上（或病房内）人体的距离较远、发射功率小，病人身体上可能接受的辐射量也一定会在安全剂量之内。
假想一位病人或同行在医院内通过安装有特殊软件的电脑接收无线局域网AP中的传输包，然后进行还原，就可以得到通过这个AP的全部信息。
这是好事还是坏事，也许是一个未知数。
2.2.5.停车场管理系统
传统的停车场管理系统使用RS485作为传输线，随着影像在停车场管理系统中的大规模应用，而且多出入口的停车场越来越多，以太网已经取而代之，成为停车场管理系统的主要传输线。
2.2.6.一卡通系统
自2002年以来，门禁系统和一卡通系统已经开始大量采用RS485/IP转换器将RS485传输转换为以太网传输，自控制器至管理软件之间的传输线路成为了以太网的天下。
2.2.7.网络电视系统
传统的有线电视系统中的分配系统采用的是同轴电缆，为了能够达到每个视频终端的电平值都在±1dB，分配系统从现在常见的分配-分支网络逐步改进为准星型网络，甚至是更为昂贵的全星型网络。
当同轴电缆进入全星型网络时，其拓扑结构与综合布线的星型拓扑结构几乎是一模一样，只是所用缆线有所不同而已。
随着以太网在视频中的应用日益普及，IPTV和网络视频已经进入了有线电视领域，一个明显的例证是在宾馆的VOD系统中，基于以太网的VOD系统已经占据了主导位置。
2.3.电磁辐射与电磁干扰
在医院中综合布线已经不是要不要铺设的问题，需要考虑的问题是怎样让综合布线系统更适合于在医院使用。
其中的问题之一就是电磁干扰。
在网上流传的许多文章中，有关于医院、地磁场和其它场景的电磁干扰的描述。
例如：
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“随着医疗仪器设备现代化程度的进一步提高，由于干扰致使仪器设备不能正常工作，同时有损系统的现象日趋严重。
当电场强度超过2.4G时，可以损坏集成电路；如果磁场强度达到0.03G时，可以使无屏蔽的仪器设备误动作”。
引自雷元义的论文：
《电磁干扰及其对医疗仪器设备的影响与对策》。
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“据有关资料介绍，强度很大的电流波（波前dI/dT>2×1010A/S，电流峰值可达300kA以上），一次放电过程为40~100μs。
如此强大的一个强电流波能在2km的范围内产生大于0.6G的电磁场。
对计算机信息等弱电设备，电磁场强度干扰大于0.03G就会发生数据混乱和丢失，就是通常发生的软故障损坏，此时只要停电一次，就能够复位恢复正常；但当磁场强度大于0.6G时，计算机等弱电设备则会永久损坏”。
引自《浅谈信息网络系统的防雷措施》。
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地磁场强度很弱,这是地磁场的另一特性,在最强的两极其强度不到10-4（T）,平均强度约为0.6x10-4（T）。
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“作为比较权威的证据，笔者在德国磁悬浮高速列车国际公司中国代表处的官方网站上看到一份关于磁悬浮高速列车的“磁场”的说明文件，其统计测试示意图显示，地磁的强度是50pTesla（忒斯拉－－磁场强度单位），磁浮车的强度是100pTesla，彩电的强度是500pTesla，而吹风机和电灶的强度则高达1000pTesla”。
引自小漆《什么才是科学的严谨态度》。
医院中的大部分信息点都可以采用便宜的非屏蔽信息点（当然，根据价值规律，如果非屏蔽信息点比屏蔽信息点造价高时则应该选择屏蔽信息点）。
但在一些特定场合中，屏蔽信息点和光纤信息点是必不可少的：
2.3.1.电磁干扰源
在国际上，有15种电磁干扰源，如下表所示（引自《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）条文说明：
序号
CISPR推荐ISM设备
序号
我国常见ISM设备
1
塑料缝焊机
1
升级会员 