赵海鹏：上海市同济医院智慧医院建设规划与实践
发布时间：2021-09-09 10:07:38 来源于：中国医疗聚焦
摘要：医院以全科智慧病房建设为契机，以点带面推进全院智慧化建设，打造人性化、智慧化、高效 化的一流大学附属医院，为大型城市中心城区既有大中型医院在智慧升级与改造领域树立新典范。
专家介绍：
赵海鹏
研究生学历，管理学博士学位，高级工程师
现任同济大学附属同济医院副院长
国家注册一级建造师
国家注册造价工程师
国家注册监理工程师
国家注册（投资）咨询工程师
中国医学装备协会医院物联网分会智慧供应链专委会主任委员
上海市卫生系统后勤管理协会标准委员会副主任委员
上海市卫生系统后勤管理协会研究院副院长
上海市节能工程技术协会医院分会副会长等
1998年起从事建设工程管理和研究工作，主持和参与过60余项工程项目建设，多项获国家及上海市奖项。主编或参编著作6部，发表论文20余篇。主持和参与课题研究12项，曾获教育部科技进步一等奖，中国医院建设匠心奖等奖项。
上海市同济医院（同济大学附属同济医院）是上海市普陀区内唯一一家集医疗、教学、科研及预防功能为一体的三级甲等综合性医院，全院占地46.7亩、建筑面积约10万平方米、开放床位数1500张。“同济医院”这一历史品牌承载着同济大学重振医科的责任与使命。为打造人性化、智慧化、高效化的一流大学附属医院，同济医院开始了崭新的征程。
作为上海市智慧病房试点单位，上海市同济医院联合上海申康医院发展中心、北京江森自控有限公司、同济大学复杂工程研究所等单位，对全科病区进行了智慧化建设，力争树立智慧病区（含病房及护理区）的行业标杆。同时，医院以全科智慧病房建设为契机，以点带面推进全院智慧化建设，打造人性化、智慧化、高效化的一流大学附属医院，为大型城市中心城区既有大中型医院智慧升级与改造树立新典范。
一、智慧医院基本建设总体框架思路
在“十三五”（2016-2020）阶段，上海市同济医院在基本建设与后勤运维精细化管理方面都有较长足进步。面临“十四五规划”，医院仍需在提高应急能力、后勤全面数字化、智慧后勤算力、以人为本等方面继续推进智慧后勤建设，全面提升医院建设和运维表现。做为典型的大型城市中心的既有医院，同济医院的智慧升级改造需要在尽可能减少对运行影响的前提下逐步开展，确保各阶段投入的延续性和兼容性，避免重复或浪费投资。因而整体规划、逐步实施、局部试点、快速推广对于智慧医院的建设尤为重要。
同济医院智慧后勤的建设愿景围绕安全、高效、可持续和以人为本四个核心价值展开，依据2019年国家卫健委提出“智慧医院=智慧医疗+智慧服务+智慧管理”的建设理念逐步开展了全方位智慧化升级改造,详见图1。
图1 上海市同济医院智慧后勤建设愿景
规划建设“统一数字基建，打造两大基础集成应用、一个中台和多类组合式智慧场景”的智慧后勤总体架构，由此将“十三五”末期以及“十四五”期间的后勤基建项目纳入整体架构蓝图。每个项目按照基础建设资金分配以及各功能区域（门急诊楼、各病房楼、医技楼、科教楼等）的改造大修计划完成架构中的一块拼图，最终还原出整体蓝图，如图2。
图2 上海市同济医院智慧后勤总体架构蓝图
二、全科智慧病区场景实践
1.智慧场景区域及行业功能需求确定
打造智慧场景首先需要明确病区这个载体的建设目标。本改造项目以此次新型肺炎迅速扩张为背景，旨在通过先进的跨学科技术（如暖通技术、智能化技术、信息化技术、机器人技术等）与医疗空间/需求/流程的结合，提升传染病区的安全性及管理水平、提高患者便利度和满意度以及护士护理效率。
参照国家卫健委提出的“智慧医院=智慧医疗+智慧服务+智慧管理”的建设理念，对于智慧病区的改造，应用同样的逻辑结构，对不同角色的需求进行梳理：智慧服务对应患者需求、智慧医疗对应护理需求、智慧管理对应管理者需求。下图3展现了需求分析的综合结果，其中蓝色字体为针对此次疫情新增加的功能需求。场景需求分析阶段并非仅针对当前的需求和预算范围，而是需要尽可能地考虑到未来的需求和技术发展。即使目前仅满足了部分功能需求，也可以为将来升级扩展预留接口和扩容提供可能。
图3 上海市同济医院智慧病区改造需求分析
2.技术应用的选择及场景聚合
明确需求后，可根据需求的优先级以及当前预算情况选择匹配的技术和应用。场景的智能、智慧程度并非技术和应用的叠加，而需要考虑基于角色的场景聚合。以此次上海市同济医院智慧病区为例，见图4至6：
智慧管理方面，传统护士白板只显示各病床的入住病人信息，当病区增加了智能输液、护士呼叫、病房环境控制等功能后，通常是每增加一个系统就需要增加一台主机，导致操作繁琐、使用频率不高、效率低下。此次改造，通过将所有相关系统都进行集成，为护理班组定制集成化护士白板，护理班组可以在一个界面上看到所有病人信息、病房环境、输液及呼叫状态等；同时结合室内定位系统，病人如有摔倒或者走失的情况发生，会立即报警；护理人员在紧急情况下可通过工号牌上的报警按钮，结合室内定位系统和安防系统，实现一键求助和报警。且集成各种功能的工号牌还能统计护士的工作量及护理效率。
智慧医疗（护理）方面，病房中安装了非接触式离床及体征监测设备，病人离床时，系统会首先对HIS中的病人信息进行查询，确认病人是否具有摔倒风险，仅在具有摔倒风险且定位系统显示病房内无护理人员时报警至护士站；如果护士站在一定时间内没有响应，系统还会自动根据定位系统寻找距离病房最近的护理人员，并将报警发送至相关人员的移动终端；护理人员一旦进入病房，定位系统会自动记录响应人员以及响应时间，以保证事件的可追溯性。
智慧服务方面，病区通过床旁终端集成所有护理请求、用药提醒、医患互动、娱乐服务、病房环境控制以及床旁结算等服务，使得病人在行动不便的情况下仍然可以随手获取需要的服务，这种对于服务和环境的控制有助于增强病人自信心，提高康复速度。同时，医护人员也可以通过床旁终端进行一些相关护理查询及记录，提高了护理工作效率。结合此次疫情产生的新需求，病区还增加了物流机器人和消毒机器人，不仅进一步提高了辅助护理效率，同时也减少了人员非必要接触，降低病毒传播的可能性。
以上只是针对智慧管理、智慧医疗和智慧服务场景聚合中的一些举例。此病区类似的场景聚合还有很多，都是通过预先的需求分析和架构设计，将不同应用聚合、打通，针对不同角色实现额外的智慧价值。
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图4 项目病房主要智能设备
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图5 项目护士站及公共区域主要智能设备
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图6 病区综合集成监控管理界面
3. 智能场景的模块化
此次智慧病区改造是针对医院全科病区进行的，是全院乃至上海市的一个试点和示范工程。搭建的场景必须具备可复制性，因此整个功能架构按照模块化进行设计。针对不同医院的HIS系统、护理呼叫等系统，此场景都可以进行定制化对接；同时场景中的功能也可以进行模块化增减，目前医院正在参照该智慧病区对全院普通病房规划，通过适宜性选择在全院推广；随着需求和技术的发展，场景聚合功能也可以不断增加，实现场景的可升级、可扩展。
三、智慧发热门诊及隔离病房场景实践
2020年初，正当全科智慧病区如火如荼建设之际，新冠肺炎肆虐全国，医院作为疫情防控的最前线，承担着极高的防控压力。为快速应对防疫需求，上海市同济医院快速从发热病人就诊、隔离流程的角度对医院目前基础设施存在的主要问题进行梳理并启动改造工程。通过分析，医院发现应对新冠疫情，医院基础设施存在的主要问题包括：
院区整体及楼宇出入口及交通流线不合理，导致感染风险难以防控；
发热门诊及隔离留观病房区域面积不足，功能、流程和装备不全，难以满足大规模突发疫情防控；
智能化技术、设施运用不足，精确防控和防控效率难以保证。
针对这些主要问题，医院从病患及管理流程角度提出了相应改造措施，其中上海市同济医院智慧发热门诊及隔离病房改造方案如图7：
图7 上海市同济医院智慧发热门诊及隔离病房改造方案
医院出入口及主要楼宇门口设置管控功能，管控内容包括红外热成像实时测温并上传、人员信息验证登记以便后续跟踪管控等。
为满足常态化防疫的建设要求，对医院原有肝炎诊区、肠道诊区、发热诊区进行改造，实现平战转换。采用的建筑技术包括营建轻钢系统建筑并配备相关医疗辅助设施、对原有建筑采用装配式内装系统对内部空间进行快速分隔、采用装配式厕所以提升留观隔离病房医疗环境。
留观过程中，病人将通过电子手环进行定位追踪，一旦离开隔离区域就会报警且电子手环具有防拆防剪功能。
在发热门诊及隔离病房区域采用智能化、无人化技术（运送机器人、消毒机器人、智能输液、可视对讲等）以尽可能减少人员之间的接触，降低传染可能。通过计算机模拟发现这些智能化、无人化技术的使用，不仅可以在战时节省大量防疫物资且大幅度降低了二次感染的爆发风险。
沿用全科智慧病区的管理平台，发热门诊及隔离病房区的自动化、智能化系统也都通过病区智慧管理平台实现集成化管理，通过智慧服务、智慧医疗和智慧管理提升管理水平及病患、医护满意度。
发热门诊及隔离病房区域改造全过程（包括转换模拟、流线分析、设施布局、工艺设计、专业工程、运维管理等）使用BIM技术进行赋能，大幅度地缩短了改造时间、降低改造成本，并提高了改造实施的精准性和运营效果。
四、智慧物流系统
医院目前正在新建内科医技综合楼，总高16层，建成后将和现有的外科医技综合楼无缝对接，楼层空间相互连通。内外科楼总建筑高度约64米，一个病区的水平长度约100米。通过对建筑楼宇基本条件的分析、对院内物资运输流程调研以及数据采集的梳理，最终确定采用组合式的智慧物流传输系统，以箱式物流为纽带，组合机器人物流、连通各主要医疗楼宇之间的中型医疗物资传输。气动物流作为辅助，连通各主要医疗楼宇之间的小型医疗物资传输。
箱式物流系统是打通楼层间垂直物流壁垒，运用箱式物流系统实现各楼层之间垂直贯通，将内科楼一楼静脉配置中心和外科楼的大批量物品运送到其他楼层。机器人物流系统，解决楼宇间水平运送问题。运用运送机器人，有效实现内外科楼之间医疗物品自动化运输，示意图详见图8。气动物流系统灵活快速解决小体积医疗物品的垂直水平高速自动化传输。
图8 上海市同济医院箱式物流系统示意图
建立基于BIM的智慧物流可视化运维平台，如图9，平台集成箱式物流、气动物流和机器人物流，对医院的物流系统进行实时监控。3D监控系统系统实时监控画面以3D动画的效果呈现，真实展现物资输送的场景，便利地了解实时物资状况。3D画面具有缩放功能，运行监控时，都能够无限的扩展可视空间。可监控的内容包括药箱任务查看、药箱追溯查询、可视统计报表、路径状态分析、执行时间把控、设备状态监控、设备故障报修、设备能耗分析等。
未来还将规划整个院区的物流系统，物流系统通过四栋主要医疗楼宇的连廊，实现四栋大楼医疗物资的封闭运输，节约后勤成本，改善就医环境。
图9 基于BIM的智慧物流可视化运维平台
现代医院智慧化物流系统的应用将会提升各类效益，包括提高配送效率、降低医护人员劳动强度、准确及时可溯源、实现精准化管理、理顺医疗环境、减少交叉感染几率、减缓电梯压力等。
全科智慧病区、智慧发热门诊及智慧物流系统的应用，只是上海市同济医院目前已经实施的三个场景，在“两大基石、一个中台”的基础上，医院正在进行规划和建设的工程及场景还包括新建内科医技综合楼、智慧无人诊疗中心等项目。通过逐步改造、升级乃至新建，上海市同济医院已经踏上了建设一流大学附属智慧医院的崭新征途，将为大型城市中心城区既有医院智慧升级改造树立新的典范。
（责任编辑：Mark）
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