转化医学中心建筑最初由医学研究发展的需求驱动。从空间的维度架起基础研究与临床医学之间的桥梁是转化医学 ( Translational Medicine ) 实现的重要途径。 转化医学是近十几年来国际医学领域出现的最新概念和重点研究方向,是一种循环式科学体系。

转化医学中心设计研究背景

转化医学建立在基础研究和临床应用开发间的双向转化,鼓励学科交叉整合,强调基础研究成果与临床治疗之间的高效转化与及时反馈,从而为疾病的诊疗和防治争取时间。为此,在过去的 10 多年中,美国国立卫生研究院 (NIH) 设置临床与转化科学基金,英国健康研究战略协调办公室成立转化医学委员会 (TMB),法国卫生部门建立临床研究中心 (CICs)。2013 年我国转化医学国家重大科技基础设施建设项目启动,2014 年转化医学国家重大科技基础设施 ( 北京协和 )建设项目论证会在京召开,这说明我国医疗界紧随并已站在这一领域的国际前沿,相关的医疗建筑的设计研究与建设在未来发展中具有不可或缺的地位。

转化医学中心目前尚没有形成类型化的医疗建筑,缺乏可直接参照的案例和经验,深入“聆听”科研人员及医疗临床人员的需求是建筑师重要的数据来源,是建筑设计的依据和出发点。转化医学中心的功能相对复杂而陌生,且因承载科研项目的不同而千变万化,设计探索应高度呼应转化医学的需求、特征和发展。

佛罗里达医院转化医学中心案例解析

文章通过对美国佛罗里达医院新陈代谢及糖尿病转化医学中心(Translational Research Institute for Metabolism and Diabetes, 以下简称“佛罗里达医院转化医学中心”) 进行了实地调研,对其功能构成与空间特征进行全面的解读,以期有助于清晰认识转化医学中心的特质。

(一)项目概况与形态特征

美国佛罗里达医院建立转化医学中心的核心目标在于挖掘肥胖症、糖尿病等新陈代谢类疾病的流行性病理学原因,佛罗里达医院转化中心项目于2008年启动,2012年落成并正式投入使用。这所现代化转化医学中心建筑座落于奥兰多,由 Flad 建筑设计公司完成,建筑规模约 5000㎡ 。

据该转化医学中心主任史蒂文·史密斯 (Dr Steven Smith) 介绍,转化医学中心的CEO及其所有医护科研人员一致强调该建筑不仅要承载科研功能,还要通过建筑要素充分将转化医学的前沿性、创新性、探索性以及科研信心传达给志愿患者、医护工作人员、科研人员以及当地居民,并将佛罗里达医院的医疗哲学、研究精神和科研实力展示给公众。因此,建筑最终以开放透明的现代科技感姿态展现在世人眼前,毫无刻意浮夸之感,却又明显区别于普通的实验室和医院(图1、2)。

图1  通过灯光调节体现转化医学的科技感


图2   现代材料营造开放透明友好的形象

(二)以专项科研为导向的复合型医疗空间设计

功能是该建筑设计的重点,佛罗里达医院转化医学中心是一座“麻雀虽小、五脏俱全”的建筑。临床与实验室的依存不仅是绝对距离的拉近,更是从空间逻辑上实现对于患者的全方位监测和研究。由于研究型医疗空间并非直接治疗大量患者,而是根据专项需求呈现类型多但规模小的功能设置特征。转化医学研究中心整体可分为实验室研究系统、临床医疗研究系统、行政后勤保障系统,三大系统以科研为目的紧密的结合在一起(图3、4)。


建筑的一二层已投入使用,作为一期研究所需空间,三层仅建设了结构部分,目前尚未划分具体的功能空间,作为未来应对功能变化和实验室发展的预留区。各功能分区围绕不规则大厅进行组织,通过严格的门禁系统进入,除大厅及走廊外,无开敞区域。

1、实验室研究系统

热量监测中心 (图5、6) 作为新陈代谢类疾病研究的核心支撑,为研究提供关键数据的实验性空间,是整个研究中心设计的重中之重,位于科研区的中心,周边围绕其他研究及应急处置空间。在本案例当中有两个完整的、较大的能量监测室和两个小型的密闭式监测空间,在这里患者志愿者的一举一动所消耗的热量被完整记录,各类感应仪器在电脑终端提供实时报告。其中两个小型的密闭式监测站是世界范围内首次建立,具有极高的示范作用。 为了真实的模拟日常环境、营造安全的环境氛围和消除患者紧张感,设计中隐藏了各类高科技设备。

生物研究实验室 ( 图7、8) 承担生物材料 ( 如血液、组织、细胞等 ) 的整理、培养、保存、检测等功能,这部分空间是整个转化医学中心中房间面积最大的功能空间,在其周边配有避光储藏的暗室。实验室内考虑到各类设备的多样性,具有极高的通用性。此外,相关实验操作可通过走廊进行观察,相比普通实验室对内具有更高的科研开放性。

研究性餐厨区 ( 图 9、10) 是该新陈代谢类疾病转化医学中心的重要部门,提供由医疗人员和营养师共同控制的特殊餐饮服务,从而达到精准控制营养摄入的目的,属于研究性空间,区别于普通医院后勤系统的营养厨房,就近设置冷藏、冷冻、干燥等配套设施。基于研究的需求特征,研究性厨房面积远大于就餐面积,在本案例当中厨房面积与餐厅面积的比值为3:1。

医技部门共同服务于实验室研究系统和临床医疗系统,主要包括影像中心和双能 X线吸收测量中心 (DEXA,图 11、12),其功能在于识别、监测并预言一些生物标记在人体内的走向以及治疗手段的效果,从而进一步根据个体差异来制定最有效的针对性治疗对策,这是医疗研究融入个体差异研究的重要步骤。DEXA 扫描中心通过多维扫描分析身体组成,包括骨骼的各种矿物含量及密度、身体脂肪总含量和各内脏器官的脂肪含量。这一区域的主要空间利用高效,无重复设置的现象,分别有一套设备予以支持。

2、临床医疗研究系统

友好、现代、高端的环境氛围是临床医疗区的最初印象。由于研究需求,所有人员的数量、行为、时间应高度可控,相关过程需处于全程监控之中 ( 图13),因此设计弱化了常规的伦理考虑,表现为对内部开放性极强,对外部社会则严格保护参与人员隐私,这是该类建筑区别于普通医院的又一特征。

入口大厅、门诊接待区及候诊空间 ( 图14~16) 是志愿患者参与研究的起点,全部以预约的形式出现,在与工作人员进行前期沟通之后进入角色,因此无急诊需求且无需设置普通医疗建筑中的大量候诊空间,取而代之的是私密的患者入口和小规模、分散式的候诊区。

门诊区是志愿患者与转化医学研究人员直接接触的空间,包括了基本流程上的诊断和测试 ( 图17),由于患者种类单一,将类似于普通门诊的个体单元和相关检测空间复合,并根据所接收的特殊患者进行空间细部的处理和设置针对性更强的设施设备空间。

例如首层北侧诊室在设计上采用了高侧窗以屏蔽外部环境的干扰和保护参与人员隐私,诊室的门均为带有助力的大尺度门,且所有诊疗床均置于门后,既便于诊室内各分区的划分, 同时解决了诊室内外的视线干扰问题。

医疗护理研究单元仅设置围绕集中式护士站的 6 间单人病房 ( 图 18、19),支持志愿患者的留院观察,用于部分24h人体新陈代谢的监测研究。房间室内设计如同客房和病房的结合,温馨舒适的氛围尽可能降低患者对于陌生环境的应激反应并保证参与者的积极性。区别于普通住院部护理单元的地方在于就近设置的 4 间综合性测试间,用于对参与人员各项指标的就近检查。

3、行政后勤保障系统

行政后勤保障系统主要包括工作人员办公空间、会议室、休息室、电机房、IT室、服务站等功能,在空间上约占总建筑面积的1/5。行政办公区空间上相对独立于科研区和医疗区,以独立式办公为主,结合少量开敞办公区,整体氛围仍是科研工作的延续,办公区沿墙随处可见各种思考记录和交流笔记。其他空间以科研、临床等功能为目标,根据科研配套设施和整个建筑的顺利运行进行穿插式布置 ( 图20)。

转化医学中心设计策略探索

(一)立足安全,追求高效

医学的核心风险在于医疗的不确定性,而转化医学更是在各种疑难杂症的不确定性中探索未知世界,功能复杂、需求苛刻、患者身份特殊、探索性强等一系列特征都表明转化医学中心内部蕴藏着多种风险。建筑设计必须以高效连接的空间体系支持转化医学研究中随时出现的可能性,这并非是经济层面的空间紧凑,而是保障转化医学研究安全的必要性条件,是对工作人员和志愿患者所面临的不确定性风险的支撑系统,在各种突发状况面前,只有高效率的空间组织才是对科研安全最有力的保障。此外,通过空间设计为所有参与人员营造安全的心理感受也是转化医学研究得以顺利进行的必要条件。

(二)功能复合、空间开放

转化医学中心功能的最大特点是医研结合,空间设计围绕临床与科研及时转化的需求,突破彼此隔离的现状,将医疗空间与科研空间拉近距离,进行筛选重组。转化医学中心并非以直接治疗大量患者为目的,因此其建筑空间呈现出种类繁多、针对性强但单项规模小的特征。建筑空间应考虑到研究的前瞻性,对无既定参照的设计必须与科研人员深入沟通,在维度、尺度、面积、形状等方面为医学研究中的各种变化做足预留,只有开放性强的建筑空间才可能适应这样的需求。

(三)精准可控、平衡伦理

转化医学中心以研究为目的,参与人员必须高度可控,对于志愿患者的各种行为和反应进行持续观察和记录,监控级别远超普通医院,志愿患者甚至需要对于内部科研人员放弃普通的伦理隐私,建筑空间界面对内呈现很高的开放性。相反,研究中心比普通医院相对于周边环境的隐私保护更为严格,杜绝外界视线干扰,出入流线更为隐蔽,建筑的处理手法对外应呈现较强的独立性。

(四)量身定制、全新建造

转化医学中心建筑因承载的研究项目不同而需求差异较大,难以彼此套用固定模式,建筑需求呈现出责任重、标准高、数量少的特征。这种前沿的探索性医疗空间不同于大批量的医疗设施建设,其设计应遵循“就高不就低”的原则,以人类已知的最优设计成果为参照依据,不宜简单套用现行医院规范为标准设计建造,亦不宜在既有建筑的种种限定条件下勉强改造,否则会影响转化医学的正常运行与发展。

(五)形态高端、展示信心

转化医学中心建筑基于以上内涵和其所承载的社会意义,整体形象也应体现转化医学的前沿性,以信息时代的高端气质显著区别于普通医院,符合前瞻性的时代特征,展示科研精神面貌,带给所有参与者和社会公众充满信心的态度。

转化医学中心建筑研究在我国处于起步期,建筑工程实践还处于探索阶段,转化医学的兴起与发展为人类生命健康提供了新的保障,也为医疗建筑研究提出了新的课题,在借鉴国外已有经验的基础上,结合我国的具体情况和转化医学的特征进行医疗建筑设计的探索,为公众提供更好、更新的医疗服务设施是值得我们关注和践行的。

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作者:白晓霞、张姗姗,哈尔滨工业大学建筑学院