5G时代医学院共享实验室设计

沃柏斯 2022-03-04

5G新基建结合大数据应用和云平台支撑的背景，将物联网技术应用于医学共享实验室的管理中，加速了科研平台万物互联的脚步，将实验室监测与管理变得更加便捷、高效。

2018年中央经济工作会议确定要加强新型基础设施建设，包括5G、人工智能、物联网、工业互联网等，新基建快速发展同时也推动着5G的建设与布局。5G新基建结合大数据应用和云平台支撑的背景，将物联网技术应用于医学共享实验室的管理中，加速了科研平台万物互联的脚步，将实验室监测与管理变得更加便捷、高效。

1 医学实验室现状

1.1 建设现状

传统医学研究实验室的建设模式多为分散模式，不具备科学性与前瞻性，实验室的发展也缺乏强有力的专业学科支持，学科较为单一，缺少各学科交叉与渗透的前期规划，不利于科研创新及全方位延伸发展。

美国SEEA协会对实验室的灵活性能进行了八个等级的划分: 分为三大类：1-3级为底座系统，3-6级为半灵活系统，6-8级为完全灵活系统[1]。

图1 实验室灵活性等级划分

实验室的灵活性应当以整体建筑的视角看待，而不是局限于某一实验室。智慧实验室的概念不仅涉及平面布局的改变，必要时可以通过在实验台上添加或减少功能模块来满足功能的实现[2]。

1.2 管理现状

传统医学实验室设备资源老化严重，设备信息的及时性及共享性较差。现有的实验室管理体制不适合当代实验室快速发展的状况，严重制约了医学研究的发展。

传统实验室管理体制下的医学实验室，各个学科的实验室一直处于相对封闭的状态。人员仅使用本科室的实验仪器设备，不对外提供协作和服务，没有共享的机制，造成仪器使用效率不高。

2 未来医学实验室发展趋势

2019年6月4日，国务院办公厅发布了《关于印发深化医药卫生体制改革2019年重点工作任务的通知》，到2021年底，针对重大需求，在主要疾病领域和临床专科统筹引导建设分中心;构建体制化、机制化的转化推广体系，打造一批规范化、标准化、规模化的健康医疗大数据平台、生物样本库和信息库，搭建国际一流的临床研究公共服务平台。

3 共享实验室建设方案

3.1 设计目的

医学研究中心的规划基于众多共享平台之上，包括生物学研究平台、化学研究平台、物理学研究平台、公共共享平台等，将医学研究中心科研平台做统一布局规划，有效地进行资源整合，建立共享平台机制。以临床应用为导向，集聚医学创新资源，优化组织模式，实现从临床到基础、再从基础到临床的有效转化。

3.2 设计依据

《科研建筑设计标准》JGJ 91-2019;

《生物安全实验室建筑技术规范》(GB50346-2011);

《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)(2018版);

《实验动物设施建筑技术规划》GB50447-2008;

《实验动物环境及设施》GB14925-2010;

3.3 布局方案

医学研究中心拟规划为七层，布局以“安全、高效、环保、节能”为原则。一层为库共享平台以及公共设施用房。二层设置医学物理学研究平台，有抗震、防辐射要求的仪器设置在该楼层;三层设置为学术交流平台，包括接待、文化展示、开放办公以及外来专家办公和会议交流等;四层设置为公共共享平台，位于楼层中部位置，方便上下实验楼层互动，缩短实验路径;五层设置为生物医学研究平台，污染较小，靠近动物实验楼层;六层为医学化学研究平台，污染性较大，靠近顶层，利于工程管网设置;七层环境相对安静，作为动物房共享平台。

图2 医学院共享实验室楼层划分

3.4 基础设施建设

基于需求的不确定性和未来课题的更迭性，建设初期按照可兼容拓展的方案实施。以水电气风等实验室必备机电系统为核心，拓展模块化的功能服务系统，根据不同的末端需求选择功能服务系统，硬件搭建随着课题快速重组，通过物联网系统实现软硬件结合和自动化管理，实现实验数据溯源、环境风险可控、园区仪器共享和大数据AI智能。