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文档简介

1、1施耐德电气施耐德电气医院医院综合布线系统解决方案综合布线系统解决方案1目目 录录1.引言引言.11.1.本文分析的角度本文分析的角度.11.2.医院综合布线系统设计概述医院综合布线系统设计概述 .11.3.常见布线分析的不足之处常见布线分析的不足之处.31.4.以点带面探寻规律以点带面探寻规律 .32.医院综合布线系统的五个关键因素医院综合布线系统的五个关键因素.32.1.高速信息传输高速信息传输.42.1.1.信息点及带宽.42.1.2.HIS 系统 .52.1.3.PACS 系统 .52.1.4.判图.62.2.智能建筑网络化智能建筑网络化.72.2.1.电话系统.72.2.2.摄像机.

2、82.2.3.智能排队系统.82.2.4.无线局域网.82.2.5.停车场管理系统.82.2.6.一卡通系统.92.2.7.网络电视系统.92.3.电磁辐射与电磁干扰电磁辐射与电磁干扰.92.3.1.电磁干扰源.102.3.2.屏蔽布线系统的作用.112.3.3.屏蔽布线系统的实际效果.112.3.4.使用非屏蔽布线系统的医院应用场所.112.3.5.使用屏蔽布线系统的医院应用场所.122.3.6.电磁干扰会引起设备工作不正常.132.4.信息备份信息备份 .162.5.缆线防火缆线防火 .163.医院的综合布线总体结构医院的综合布线总体结构 .163.1.综合布线产品中的传输部件和保障部件综

3、合布线产品中的传输部件和保障部件.173.1.1.综合布线系统的产品构成原理.1723.1.2.传输部件.173.1.3.保障部件.183.2.传输信道的三个子系统传输信道的三个子系统.183.2.1.配线子系统.193.2.2.干线子系统.203.2.3.建筑群干线子系统.213.2.4.各子系统中常用的综合布线产品.213.3.三大场地三大场地 .323.3.1.工作区.323.3.2.进线间.343.3.3.设备间.357.结束语结束语.353面向医院的综合布线系统解决方案面向医院的综合布线系统解决方案1. 引言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

4、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。. 本文分析的角度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

5、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 515 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

6、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。. 医院综合布线系统设计概述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: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。4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。参考同等级的其他医院

7、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。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。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。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,

8、是综合布线设计中不可或缺的一部分。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: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

9、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。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,那疏散指挥工作将十5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

10、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 750800)仍然能够在规定的时间内(3090 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

11、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。. 常见布线分析的不足之处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。. 以点带面探寻规律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

12、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/T 50314-2006) ,HIS(医疗信息系统) 、门诊挂号

13、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6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

14、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

15、,它的综合布线系统有五个大的因素需要考虑:. 高速信息传输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,

16、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。.1.1.信息点及带宽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

17、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。.1.2.HISHIS 系统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

18、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

19、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。.1.3.PACSPACS 系统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

20、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

21、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8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 2048204812bit,超声图为 5125128bit,乳腺摄影为409640961

22、2bit,。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。.1.4.判图判图医疗影像设备的判

23、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: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。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

24、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

25、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。9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

26、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。. 智能建筑网络化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:医院排队系统分布式广播系统高清摄像机楼宇自控门禁系统停车场管理系统KVM 系统图像远传病房呼叫系统以其中的几个子系统为例说明之:.2.1.电话系统电话系统电话是医院中不可或缺的通信工具,在通信

27、已经十分普及的中国,电话已经遍布每个10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.摄像机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。.2.3.智能排队系统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

28、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。.2.4.无线局域网无线局域网数年前,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

29、。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

30、信息。这是好事还是坏事,也许是一个未知数。.2.5.停车场管理系统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。.2.6.一卡通系统一卡通系统自 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。.2.7.网络电视系统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

31、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。. 电磁辐射与电磁干扰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

32、和其它场景的电磁干扰的描述。例如:“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 。“据有关资料介绍,强度很大的电流波(波前 dI/dT21010A/S,电流峰值可达300kA 以上) ,一次放电过程为 40100s。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,

33、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 。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)。12“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 1000pTe

34、sla” 。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:.3.1.电磁干扰源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(GB 50311-2007)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介质加热设备,如热合机等2微波加热器2微波炉3超声波焊接与洗涤设备3超声波焊接与洗涤设备4非金属干燥器4计算机及数控设备5木材胶合干燥

35、器5电子仪器,如信号发生器6塑料预热器6超声波探测仪器7微波烹饪设备7高频感应加热设备,如高频熔炼炉等8医用射频设备8射频溅射设备、医用射频设备9超声波医疗器械9超声波医疗器械,如超声波诊断仪等10电灼器械、透热疗设备10透热疗设备,如超短波理疗机等11电火花设备11电火花设备12射频引弧弧焊机12射频引弧弧焊机13火花透热疗法设备13高频手术刀14摄谱仪14摄谱仪用等离子电源15塑料表面腐蚀设备15高频电火花真空检漏仪注:国际无线电干扰特别委员会称 CISPR。CISPR 推荐设备及我国常见 ISM 设备一览表在上表中可以看出,其中能够用于医院中的设备种类还是比较多的。对于现有的医学设备,可

36、以从以下 4 个例子中看出可能存在的电磁干扰:核磁共振根据浅谈信息网络系统的防雷措施一文:“对计算机信息等弱电设备,电磁13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” 。手机在中国,有关医院的标准中,要求在医院内的部分区域禁用手机。.3.2.屏蔽布线系统的作用屏蔽布线系统的作用当综合布线上出现电磁干扰时,它增加了传输线上的电噪声电平。根据 IEEE 802.3-2002 标准,对于每种以太网协议,都规定了最高可以允许的噪声电平,当传输通道上的噪声

37、低于噪声电平时,可以保证以太网达到所规定的误码率。而这个噪声电平在逐步分解后,其中一部分就变成了综合布线系统标准中的近端串绕、远端串绕等等指标。在各企业中,通常不要求进行以太网的误码率测试(100Base-TX 为 10-8,1000Base-T为 10-10) ,网络能通、传输能用就行!这是造成综合布线系统几乎不分场合而大量使用非屏蔽双绞线的关键原因之一。只有在政府领域,由于国家保密标准中规定涉密线路要求采用屏蔽线或光纤,才平息长期以来屏蔽与非屏蔽的争论,使各布线厂商都拥有了非屏蔽和屏蔽两大系列的产品。回到原话题,就现在医疗系统的资金而言,在医院中应该以非屏蔽布线系统为主,部分区域铺设屏蔽布

38、线系统或光纤布线系统,以此确保医疗信息系统的正常工作。为了达到这一目的,建议如下:.3.3.屏蔽布线系统的实际效果屏蔽布线系统的实际效果屏蔽布线系统至今仍然没有合适的现场屏蔽测试手段,这不能不说是一个遗憾。在这种情况下,只能借助于综合布线系统的现场性能测试仪进行屏蔽层的通断测试。但是,对于屏蔽布线系统的效果,却可以通过现场测试仪器对使用线对屏蔽技术的屏蔽双绞线(U/FTP、S/FTP 等等)进行 NEXT 值测试而得到定性的概念。.3.4.使用非屏蔽布线系统的医院应用场所使用非屏蔽布线系统的医院应用场所从理论上来说,凡是可以使用非屏蔽布线系统的场所都可以使用屏蔽布线

39、系统,反之则部成立。由于 6 类以下的非屏蔽布线系统造价低于屏蔽布线系统,而当今的医院的 IT 人员还没有彻底转向使用超 6 类线以上的万兆以太网传输等级,所以还是有必要列出各种布线产品的应用场所:非屏蔽布线系统在普通诊室、病房、治疗室、办公室、挂号处、药房、候诊区域及护士岛(包含14医院排队系统)等处,可以考虑使用非屏蔽布线系统。由于这些区域的总面积非常大,因此可以大幅度降低综合布线系统的造价。这一点当然与北欧的德语区要求不同,在那里的医院中基本上都要求采用屏蔽双绞线,以确保信息传输安全、可靠,以避免因信息传输原因引发医院与病人之间的医疗纠纷。当使用非屏蔽布线系统时,建议采用的布线产品是超

40、5 类或 6 类非屏蔽布线产品。屏蔽布线系统或光纤布线系统在电子加速器、核磁共振、热像仪等症疗设备集中或可能集中的地下室、检验及化验区域、治疗区域和危急重症监护治疗区域应根据今后可能使用的设备适当安排部分屏蔽布线系统或光纤布线系统。如果在屏蔽室内需要有语音传输,建议考虑使用线对屏蔽的 4 对 8 芯双绞线(无所谓是带宽是多少兆) ,因为线对屏蔽双绞线几乎不需要考虑“近端串扰”等线对之间相互干扰的参数,因此线对屏蔽的双绞线可以同时传输 4 部电话而不会产生串音等现象,也可以在传输 2 路模拟电话的同时传输 1 路百兆以太网(医疗设备采购后,对传输接口的要求就已经固定,其中就可能会有部分设备仍然使

41、用着十兆或百兆以太网接口) 。对于信息机房等需要高带宽的区域,则应该采用超 6 类以上等级(7 类更佳)的屏蔽布线系统与光纤布线系统,实现双介质冗余备份。.3.5.使用屏蔽布线系统的医院应用场所使用屏蔽布线系统的医院应用场所在医院中有着各种医疗设备,它们有些比较敏感,容易受电磁干扰的影响(例如:心脏起搏器、热像仪等等) ,有些是依靠电磁波产生扫描、诊断和治疗效能(如:医用电子加速器、核磁共振、高频电刀等等) 。这些医疗设备可能出现在医院的各个角落,由于计算机网络系统、综合布线系统遍布整个医院,而综合布线所“接收”到的电磁干扰必然会影响计算机网络的运行,因此有必要分析这些设备对综合

42、布线系统的影响。电磁干扰可能会引起数据误码或图像丢帧时在以太网中,一旦产生误码,网络协议会要求重新发送;如果若干次发送失败,则网络协议判定为线路故障,这是使用以太网的人一般都见到过的现象。对于医院而言,数据误码所产生的传输中断或图像丢帧,有时会直接影响到诊疗的效果。设想一下:如果某个二级医院中的医生在诊室中一直无法显示药房中药品的库存清单,那他/她只能对病人说,我先给你开药,如果药房里这种药用完了,我再给你开其他药。而病人(或病人家属)也许就得多次往返于诊室与药房之间,既增加了病人的痛苦,也打乱了医生的正常工作。当医疗设备规定必须安装在屏蔽室时15根据部分医疗设备的安装要求和规范,有些设备要求

43、安装在屏蔽室内,这些设备可能是医用电子加速器,可能是热像仪,也可能是其他需要安装屏蔽室的设备。为了达到理想的屏蔽效果,最佳的方式是选择屏蔽双绞线(语音、数据通道)或光缆(数据通道)作为穿越屏蔽层的传输介质。对于数据传输,可以采用屏蔽双绞线或光缆;对于语音传输,就只能采用屏蔽双绞线了。当然,如果甲方对屏蔽的测试指标要求比较低,那就不一定必须采用屏蔽双绞线或光缆了。当医疗信息的万一误传可能会危及生命安全时一般看到的综合布线产品,基本上都属于商业建筑所用的产品。而医院由于其特殊性,则是与普通的商业建筑有着很大的区别。正因为如此,在智能建筑设计规范中专门用了一章的篇幅对医院的智能系统进行了描述。医疗系

44、统的最大特点是与人的生命有关。在医院中,医生凭借着那些精密的医疗设备的检测数据判断病情,即使如此世界各地仍然有这相当高的误诊率。因此,对于精密仪器所连接的传输线路,必须保证传输质量,而不是能传就行。该怎样判定,这是设计师和甲方的共同决定。当甲方要求采用屏蔽布线系统时医院是救死扶伤的重要场所,它的一切行为都可能引起病人及家属的欢呼雀跃或伤心悲哀,甚至常见到媒体上出现愤怒直至诉诸法院的报道。从法律上来说,医院的一切行为都需要医院提供证据。当医院的自我保护不到位时,势必会留下遗憾。正因为如此,在德国等一些西方国家中,保险公司要求医院使用屏蔽布线系统,以免留下说不清道不明的话柄。标准有规定时在上海市的

45、地方标准中规定医技楼采用屏蔽布线系统。.3.6.电磁干扰会引起设备工作不正常电磁干扰会引起设备工作不正常医院里的心脑电图机、监护仪、超声诊断仪、针灸电疗仪或银针直接接触人体的仪器设备等,特别是检测人体生物电信号的仪器设备,由于信号非常的微弱,如果受到干扰,就会在检测结果如波形、图形、图像上叠加一种类似于某些病变的畸变造成误诊,同时还会引起微电击,严重时还有生命危险。如果是带有计算机系统的医学仪器设备,当共模干扰中的尖峰干扰幅度达到 2V50V,时间持续数微秒时,可引起计算机逻辑错误、信息丢失等。强磁场会使显像管、X 线影像增强管显示图象变形失真;加速器射线偏移;计算机磁盘、磁卡记

46、录数据破坏;呼吸机工作失灵;心脏起博器工作失效等。 16有一个例子:某医院有一台 500mAX 线机的高压电缆有一处表皮因其它原因被烤焦,开机后造成其它仪器设备不能正常工作,经过多次分析和检查,才发现是由此而引起的。在医院中,心脑电图机、监护仪、针灸电疗仪或银针直接接触人体的仪器设备应远离超短波治疗机、高频电刀、X 射线机、CT、MRI 及一切能辐射电磁波的医疗设备的辐射区内。从网上可以学到大量的医学电磁兼容知识,例如:“心脑电图机、监护仪、针灸电疗仪或银针直接接触人体的仪器设备应远离超短波治疗机、高频电刀、X 射线机、CT、MRI” 。这一段文字一方面谈到部分医疗设备具有强电磁辐射,另一方面

47、谈到了部分医疗设备需要在“干净”的电磁环境中才能正常工作。医用电子加速器卫生防护标准 (GB/Z 126-2002):“4.2 有用线束直接投照的防护墙(包括天棚)按初级辐射屏蔽要求设计,其余墙壁按次级辐射屏蔽要求设计” 。“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。为了有效地抑制干扰,提高仪器设备工作的可靠性,在基层维修人员中宣传、普及抗电磁干扰知识,特别是抗电源线上的电磁干扰知识尤为重要” (引自电磁干扰及其对医疗仪器设

48、备的影响与对策 ) 。带起搏器能用腹腔镜切除胆囊吗?:“尽管近年来,电子医疗技术不断发展,所生产的心脏起搏器具有抗外界电磁波、高频电等干扰功能,但高频电刀对起搏器的影响仍不容忽视” 。热像仪在热像仪设置及检测常规一文的第三部分“三、空间电磁净化”中,有以下文字:“1电磁干扰特征:在正常环境下,热像仪本身具有一定程度的抗干扰能力,但干扰因素太大,则影响热图质量。由电网电源引入的各种低频脉冲,会使热图产生不规则横向断裂;高频电流干扰,热图出现较密的横向灰白条,温差层次不清;高频电磁波辐射干扰,图像模糊不清有规则的横向波浪,此种现象最为严重,使图像无法观察和分析” 。至于处理方法,文章中的文字如下:

49、“电磁净化措施:净化是指采取滤波和电磁屏蔽隔离技术,滤除来自电源、空间的高频干扰,给热像仪提供一个良好的工作环境。采取措施:根据容抗 XC = 1/2fc、感抗 XL 关系式,容抗随频率增加而减小,感抗随频率增加而增大,利用这一特性,把 LC 适当串联、并联,可构与所需要滤波线路。场地空间屏蔽,此是最简单、方便的措施。用 1820 目的不锈钢网,按热像仪场地大小进行裁接,以五面屏蔽方式将不锈钢网固定在室内四壁及顶部。不锈钢网拼接处要牢固,整个丝网导线可靠接地” 。根据以上文字,可以认为热像仪等医疗设备不希望工作在电磁干扰比较强的环境中,故采用了场地屏蔽的方式,为此进入该环境的信息系统也应该使用

50、屏蔽线或光纤17(电话线仍以使用屏蔽线为佳) 。医用电子加速器医用电子加速器一般安装在医院的地下室中。按照医用电子加速器卫生防护标准 (GB/Z 126-2002)第 4.2 款要求:“有用线束直接投照的防护墙(包括天棚)按初级辐射屏蔽要求设计,其余墙壁按次级辐射屏蔽要求设计”和第 4.3 款:“穿越防护墙的导线、导管等不得影响其屏蔽防护效果” 。这说明电子加速器存在电磁辐射,而且由于防护墙采用了屏蔽结构,那么按照屏蔽机房的设计原则,进出电子加速器房间的线缆需要使用屏蔽线缆或光缆。核磁共振核磁共振的原理是“在交变磁场作用下,自旋核会吸收特定频率的电磁波,从较低的能级跃迁到较高能级。这种过程就是

51、核磁共振” (引自核磁共振 ) ,由此可见,在核磁共振的环境中,伴随着交变磁场(这与地球南北极形成的永久磁场是不一样的) ,由于电场与磁场密不可分,所以在核磁共振设备存在交变电磁场。由于核磁共振的频率基本上落在综合布线的工作频率范围甚至高于综合布线的工作频率,而且强度远超过信息系统所能够承受的限值,因此只要在核磁共振设备附近有少量泄漏出来的交变电磁场,就可能会引起对信息传输的电磁干扰,降低计算机网络系统的误码率(对于电话而言,由于带宽为 0-3.3KHz,十兆赫兹以上电磁干扰几乎感觉不到) 。那么核磁共振的频率和场强是多少?对于不同的情况数据是不一样的,取一个典型的数据:“磁场为 1.4T,共

52、振频率为 59.6MHz” ,从频率值来看,这说明它所产生的交变电磁场的频率在数十兆赫兹的频段内,而这正好是 5 类以上综合布线系统的带宽范围内。从磁场强度值来看,常规核磁共振的场强一般在 0.5-4T 之间,最大是可以达到 9.4T,但低场强(0.2-0.35T)的核磁共振设备已经成为主流产品(引自低场强开放式 MRI 技术进展 ) 。在目前,有产生核磁共振磁场用的磁铁有三种类型:永久磁铁,磁场强度14000G(即 1.4T) ,频率 60MHz;电磁铁,磁场强度 23500G(即 2.35T) ,频率100MHz;超导磁铁,频率可达 200MHz 以上,最高可达 500600MHz。根据小

53、儿手术室外的麻醉一文:“磁共振检查时病人于 2m 长、直径 50-60cm 的圆筒形小室中检查,磁场强度 0.05-2tesla(T)忒斯拉(磁通单位) ,1T=10000G(高斯) ,地球磁场为0.5-1G,磁场强度越强,MRI 分辨率越高,0.5T 磁体的超导线团经液氦和液氢冷却时有特殊的危险”。“磁共振检查时病人于 2m 长、直径 50-60cm 的圆筒形小室中检查,磁场强度0.05-2tesla(T)忒斯拉(磁通单位) ,1T=10000G(高斯) ,地球磁场为 0.5-1G,磁场强度越强,MRI 分辨率越高,0.5T 磁体的超导线团经液氦和液氢冷却时有特殊的危险” 。引自小儿手术室外

54、的麻醉 。18归纳以上信息,可以清楚地确定:有一些核磁共振医疗设备是依靠交变电磁场工作的,其工作频率在 50MHz600MHz 之间,磁场强度为 2000G94000G。这样的频段刚好是综合布线系统的工作频段,为保证信息传输的误码率不会下降,就应该选用能够抗电磁干扰的传输线路。高频电刀“窦大爷来到河西区下瓦房前列腺专科医院。可心脏起搏器给专家出了难题,因其属于高精密电子设备,容易受到高频电流、高频磁场的干扰,而前列腺手术所使用的高频电刀、监视器等设备易对起搏器造成干扰和影响。一旦术中心脏起搏器出现故障,将直接危及老人生命” 。引自高难前列腺手术成功 。高频电刀的工作频率在 400KHz 附近,

55、而功率可以达到 300W,所以它的电磁干扰会比较厉害。. 信息备份信息备份根据法律,一旦医院出现医患纠纷,取证由医院负责。为了取证的需要,医院就需要保存相关的信息,例如电子病历和医疗影像信息,这些信息的容量很大,就需要有大量的光盘、硬盘和机房用于存储这些信息。万一机房起火,造成机房内的信息毁于一旦,可能会给医院带来重大损失。为此医院应该在另一栋楼中建立互为备份的备份机房,两个机房同步存储,确保信息不会丢失。为了满足信息备份需求,医院综合布线系统和机房综合布线系统都应该采用冗余备份结构,同时建立场地冗余的网络/主配线架系统,确保其中一个场地断电或起火时信息依然不会中断。2.5.2.

56、5. 缆线防火缆线防火医院往往是有许多栋建筑组成的,而由于人员的限制,消控中心往往只有一个,这就需要将分布在各栋建筑中的消防报警主机和公共广播主机联网进行管理。而根据消防报警系统设计规范 (GB 50116)和民用建筑电气设计规范 (JGJ 16-2008)的条款,消防报警系统和相应的紧急广播系统所用缆线均应采用耐火缆线,这就要求连接着各台消防报警主机和公共广播系统(紧急广播系统是公共广播系统中的一个功能)主机之间的缆线在室内部分为耐火缆线,在室外部分则是防雷缆线。由于各栋建筑之间大多采用光缆作为传输介质,所以采用耐火光缆和防雷光缆是最佳的选择。3. 医院的综合布线总体结构医院的综合布线总体结

57、构任何医院都属于建筑物和建筑群,它的综合布线系统都离不开中国国家标准综合布线系统设计规范19(GB 50311-2007)中所阐述的 7 大组成部分(不是许多人仍然在谈的 7 大子系统) 。其中包括:工作区、配线子系统、干线子系统、建筑群干线子系统、进线间、设备间、管理。在这 7 大组成部分中,可以通过归纳,总结出便于分析和记忆的规律:传输信道:配线子系统、干线子系统和建筑群干线子系统;场地:工作区、进线间和设备间;管理。在中国,大多数的医院都是由几栋甚至是几十栋建筑物组成,有些医院还拥有分院。这就意味着在医院中,综合布线系统的 7 大组成部分都会应用到。对于低、中端的综合布线设计师而言,大致

58、上可以不考虑医院的实际应用,直接进行综合布线系统的设计。. 综合布线产品中的传输部件和保障部件综合布线产品中的传输部件和保障部件在分析各个子系统在医院中的应用之前,先简单的描述一下综合布线系统中的两大类产品:传输部件和保障部件。而管理类产品则因定义明确,暂不描述。.1.1.综合布线系统的产品构成原理综合布线系统的产品构成原理众所周知,最早出现的、也是最便宜的计算机网络传输线是“网线” ,也就是在一根双绞线两端压上 RJ45 水晶头以后,一端插入网络设备,另一端插入计算机网卡。这样的双绞线长度可以达到 100 米,既经济有实用。尽管网线便宜、实用,但它也有缺点:暴露在

59、人们身边的部分缆线可能会在几年内折断(双绞线中是铜丝,铜丝在多次弯折后会折断,在电脑旁的双绞线不可能不被多次弯折) ,如果折断的地方刚好在墙边,则整根双绞线报废,这就意味着一个信息点被取消。由于移动建筑物从建成到大修的年限大约为 15 年到 20 年,而在建筑物大修前修复或新添网线就将成为一件十分困难的事,导致在大修之年到来时,许多信息点可能会损坏。经过长期的归纳和总结,笔者认为综合布线系统的的产品构成要点在于提高整个系统的长期可靠性。为此,产品构成原理则是:隐藏在吊顶、墙面和地坪中的缆线应不让人碰到,而人经常可能会碰到的缆线则可以随时更换。为了做到这一点,综合布线新添分为两大区域:隐蔽区域和

60、暴露区域。在隐蔽部分使用单股的 8 芯双绞线,因墙壁、吊顶、地坪内不可能有人碰到,所以这些双绞线不会损坏。暴露部分是指网络设备旁和办公桌旁,这些地方的双绞线采用多股的 8 芯软跳线,一旦折断只要换一根就能继续使用。在这样的构思中,隐蔽区域用的单股双绞线与暴露区域使用的多股双绞线通过模块互连,这些模块隐蔽安装在墙面的面板上,这时的面板发挥两个作用:一是托住模块,使模块能够稳定的固定在墙面上,二是封闭模块周边的暴露空间,使人们无法在不拆卸面板的20情况下碰上面板背后隐藏着的双绞线。既然不会碰到,双绞线就不会折断。这就实现了综合布线系统产品的设计目标:“隐蔽的缆线部允许被碰坏,可能碰到的缆线可以随时

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