國內(nèi)醫(yī)院如何建設(shè)符合需求的數(shù)字化手術(shù)室

張臣舜，沈秀芬，張 濤，尹子樵，李 繼，王 旭

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院：1質(zhì)控部；2檢驗科；3設(shè)備科,云南昆明650101)

國內(nèi)醫(yī)院如何建設(shè)符合需求的數(shù)字化手術(shù)室

張臣舜1，沈秀芬2，張 濤3，尹子樵3，李 繼3，王 旭3

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院：1質(zhì)控部；2檢驗科；3設(shè)備科,云南昆明650101)

數(shù)字化手術(shù)室是從20世紀(jì)90年代初期開始，在潔凈手術(shù)室(也稱為層流手術(shù)室或?qū)恿鳚崈羰中g(shù)室)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，綜合運(yùn)用計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通訊、自動控制、圖像信號處理、多媒體及綜合布線等方面的技術(shù)，將與手術(shù)過程有關(guān)的各個系統(tǒng)(如設(shè)備、環(huán)境控制、HIS、PACS、遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)等)進(jìn)行有機(jī)整合和集中管理，是醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)的重要組成部分。

1 數(shù)字化手術(shù)室的主要功能

1.1 信息集成和遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)

1.1.1 病人信息集成

與醫(yī)院的信息系統(tǒng)(HIS、PACS)聯(lián)接，整合手術(shù)麻醉和護(hù)士管理系統(tǒng)，將病人基本信息、影像資料、檢驗報告以及手術(shù)過程中的麻醉監(jiān)測參數(shù)等所有與患者相關(guān)信息，提供給手術(shù)醫(yī)生、麻醉醫(yī)生和手術(shù)室護(hù)士實時查閱。

1.1.2 實時的遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)

(1)實時的遠(yuǎn)程手術(shù)示范和記錄。通過實時的視頻、音頻傳送，將手術(shù)過程實時傳輸?shù)绞中g(shù)室以外的示教室。學(xué)習(xí)人員可以在示教室里與手術(shù)室的醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行實時對話。同步記錄多個視頻、音頻流和數(shù)字信息流，完整地記錄整個手術(shù)過程，可以進(jìn)行編輯和遠(yuǎn)程播放，完整地再現(xiàn)手術(shù)過程，進(jìn)行術(shù)后分析、教學(xué)和存檔。

(2)實時的遠(yuǎn)程會診。指導(dǎo)專家可在手術(shù)室以外的任何有會診工作站的地方，指導(dǎo)手術(shù)或?qū)κ中g(shù)過程中出現(xiàn)的復(fù)雜情況進(jìn)行會診。指導(dǎo)專家可以同時觀看手術(shù)視頻、調(diào)閱HIS、PACS資料，與手術(shù)室里的醫(yī)生一起討論。

1.2 手術(shù)室環(huán)境設(shè)備的集中監(jiān)控和手術(shù)室管理

1.2.1 手術(shù)室的環(huán)境設(shè)備的監(jiān)控

可集中進(jìn)行手術(shù)室的環(huán)境設(shè)備的監(jiān)控，包括：電源、氣體、空調(diào)、燈光、開關(guān)、凈化系統(tǒng)、對講、廣播、背景音樂等。

1.2.2 手術(shù)情況的監(jiān)視和手術(shù)信息發(fā)布

可進(jìn)行手術(shù)情況的集中監(jiān)視和手術(shù)綜合信息的及時傳遞，如手術(shù)進(jìn)度、現(xiàn)場人員、手術(shù)預(yù)告和通知等。

1.2.3 手術(shù)室綜合管理

通過護(hù)士工作站進(jìn)行手術(shù)室的綜合管理，包括：手術(shù)安排、人員排班、器材消毒、藥品和耗材準(zhǔn)備等。

1.3 醫(yī)療設(shè)備的集中控制

根據(jù)醫(yī)院的需要，集成整合手術(shù)室里的各種先進(jìn)的數(shù)字化手術(shù)設(shè)備(如內(nèi)窺鏡設(shè)備、手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備、心臟外科設(shè)備、神經(jīng)外科設(shè)備、手術(shù)床、無影燈、電刀等)，通過控制中心進(jìn)行集中操作和觀察，實現(xiàn)對手術(shù)室設(shè)備的集中控制，使外科醫(yī)生的操作更加便捷、高效和安全。

由于數(shù)字化手術(shù)室技術(shù)是隨著微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展而誕生的，因此，在設(shè)備集中控制方面發(fā)展得最先進(jìn)和完善的，目前仍然是與微創(chuàng)手術(shù)相關(guān)的控制技術(shù)，如手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備。

1.4 特殊醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用

1.4.1 手術(shù)機(jī)器人

實現(xiàn)術(shù)中三維影像，用手術(shù)機(jī)器人代替醫(yī)生的部分手工操作，拓展了醫(yī)生的操作功能，提高了操作的準(zhǔn)確性和靈活性，缺點是設(shè)備和耗材都十分昂貴。典型設(shè)備如達(dá)·芬奇(Da Vinci)機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，其已被廣泛應(yīng)用于普外科、心外科、泌尿外科、婦科和小兒外科。

1.4.2 術(shù)中實時影像學(xué)檢查和手術(shù)導(dǎo)航

使用術(shù)中CT(或MRI)可以進(jìn)行術(shù)中實時的影像學(xué)檢查，為手術(shù)醫(yī)生提供實時的影像資料。與具有導(dǎo)航功能的手術(shù)系統(tǒng)連接，可進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)航，實現(xiàn)影像導(dǎo)航下的外科手術(shù)(Imaging Guided Surgery，IGS)。IGS被稱為現(xiàn)代化手術(shù)室的技術(shù)核心。缺點是產(chǎn)品價格過高，手術(shù)室必須進(jìn)行輻射防護(hù)或電磁屏蔽。

2 建設(shè)數(shù)字化手術(shù)室的基本思路

2.1 舊手術(shù)室不易改造，新建時要抓住良機(jī)

從國內(nèi)醫(yī)院建設(shè)的使用效果來看，要對舊手術(shù)室進(jìn)行改造，其難度和工程量相當(dāng)大，建成后的使用效果也不如人意。因此，新建手術(shù)室就要作好適當(dāng)超前的規(guī)劃，不能錯失良機(jī)。

2.2 充分考慮到投入使用后的運(yùn)行成本

潔凈手術(shù)室的運(yùn)行成本很高，主要體現(xiàn)在耗電量和維護(hù)支出。有些醫(yī)院因不能承受高昂的運(yùn)行費用而棄置不用，有些醫(yī)院超期使用過濾器導(dǎo)致無菌效果不達(dá)標(biāo)。因此醫(yī)院在進(jìn)行先進(jìn)手術(shù)室建設(shè)時，不能只強(qiáng)調(diào)它的好處，還應(yīng)對以后的運(yùn)行成本因素進(jìn)行充分的考量。

2.3 建設(shè)符合醫(yī)院實際需求的數(shù)字化手術(shù)室

2.3.1 突出業(yè)務(wù)特點，控制投資規(guī)模

(1)選擇合理的解決方案。建設(shè)數(shù)字化手術(shù)室要根據(jù)醫(yī)院的手術(shù)量、業(yè)務(wù)特點等實際需要，對投資預(yù)算和收益進(jìn)行客觀衡量，將工程造價控制在一個能承受的范圍。解決方案的設(shè)計原則：一是采用相對簡單實用功能、突出醫(yī)院業(yè)務(wù)特點，不一味貪大求全；二是體現(xiàn)醫(yī)院的管理模式的特點，管理理念應(yīng)在國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上適當(dāng)超前，具有一定的創(chuàng)新性。

(2)選擇實用的功能和設(shè)備。數(shù)字化手術(shù)室由基礎(chǔ)到高級應(yīng)用，實際上由四個部分組成：信息集成和遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)系統(tǒng)，包括醫(yī)院HIS和PACS在手術(shù)室的應(yīng)用；手術(shù)室環(huán)境設(shè)備的監(jiān)測和控制；醫(yī)療設(shè)備的集中控制；特殊醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用。要達(dá)到數(shù)字化醫(yī)院的應(yīng)用效果，應(yīng)完成第一、二部分，以實現(xiàn)手術(shù)室管理和控制的信息化和人性化，提供全新的手術(shù)教學(xué)環(huán)境。需要明確的是，信息集成和環(huán)境設(shè)備的監(jiān)控是針對整個手術(shù)室的，應(yīng)在整體上反映數(shù)字化的管理和運(yùn)行特點，但遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)部分可只針對其中的幾間，也不需要錄制和保存所有的手術(shù)過程。有條件的醫(yī)院應(yīng)完成第三部分，實現(xiàn)人性化的設(shè)備控制方式，以充分發(fā)揮數(shù)字化手術(shù)室的優(yōu)越性。通常情況下不需要將所有手術(shù)間都建設(shè)成完全的集中控制，可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)特點，建設(shè)其中的幾間，供多個專業(yè)使用或?qū)９┠硞€專業(yè)使用。第四部分屬于特殊的高級應(yīng)用功能，只有少數(shù)條件很好的大型醫(yī)院或?qū)？漆t(yī)院能夠選擇一些適用功能，如手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)、術(shù)中MRI檢查系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)的一些醫(yī)院得到應(yīng)用。

2.3.2 與醫(yī)院的整體信息化建設(shè)同步

很多醫(yī)院在整體信息化建設(shè)上滯后，無法提供數(shù)字化手術(shù)室的應(yīng)用環(huán)境，使醫(yī)院不能在新建手術(shù)室時同時完成數(shù)字化建設(shè)，建成后也不能發(fā)揮應(yīng)用作用。數(shù)字化手術(shù)室是醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)的一個組成部分，因此，正確的建設(shè)方法應(yīng)該是先完成醫(yī)院HIS和PACS的建設(shè)，再考慮數(shù)字化手術(shù)室的建設(shè)。

2.3.3 對系統(tǒng)適用功能的要求

在采購產(chǎn)品的時候，有一些技術(shù)特點需要從醫(yī)院自身的需要予以考慮：(1)與其它品牌的數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備的兼容。(2)中文的操作界面。(3)原型化的設(shè)備控制界面。(4)系統(tǒng)應(yīng)安全可靠性，具有良好的安全防護(hù)機(jī)制，可防止未經(jīng)授權(quán)地存取、更動或惡意破壞。具有容錯能力，即當(dāng)系統(tǒng)某部分組件發(fā)生故障時，應(yīng)不影響整個系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)操作。除擁有穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境外，應(yīng)用軟件程序也應(yīng)穩(wěn)定正確地執(zhí)行且可支持多任務(wù)操作。(5)應(yīng)能與各種不同開發(fā)商開發(fā)的HIS、RIS、PACS、LIS等醫(yī)療信息系統(tǒng)進(jìn)行無縫聯(lián)接，具備足夠的開放性(6)具備很好的硬件與軟件兩方面的可擴(kuò)展能力。

3 數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)的相關(guān)問題探討

3.1 數(shù)據(jù)格式應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議

數(shù)字化手術(shù)室應(yīng)采用DICOM3.0、HL7等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和傳輸，使手術(shù)室系統(tǒng)能直接與醫(yī)院的HIS和PACS系統(tǒng)進(jìn)行無縫聯(lián)接，在手術(shù)室可無時滯地直接調(diào)用所有病人信息資料。通過醫(yī)院內(nèi)部交換機(jī)，與HIS、PACS服務(wù)器共同構(gòu)成一個完備的醫(yī)院信息共享平臺。

如果為了節(jié)省投資，手術(shù)室系統(tǒng)采用其它的數(shù)據(jù)格式，則中間需要專用的服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，才能與HIS和PACS系統(tǒng)聯(lián)接，將造成信息傳輸速度慢，系統(tǒng)工作可能不穩(wěn)定。

3.2 視頻傳輸和存儲的質(zhì)量保證

遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)和手術(shù)視頻的錄制是一項很重要的診斷和教學(xué)功能，對手術(shù)影像的質(zhì)量要求很高，需要實現(xiàn)視頻傳輸和存儲的整個過程的真正全高清。如使用專線光纜，以保證足夠高的帶寬和信號的穩(wěn)定性，并綜合使用ADSL/LAN等多種手段，通過遠(yuǎn)程VPN(Virtual Private Network，虛擬專用網(wǎng)絡(luò))安全高速地進(jìn)行遠(yuǎn)程影音數(shù)字信號交換。如果遠(yuǎn)程通訊采用普通的會議視頻系統(tǒng)，病人影像資料的質(zhì)量將無法得到保證。

3.3 可對各主流品牌的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行集中控制

(1)與醫(yī)院現(xiàn)有設(shè)備的兼容。非數(shù)字化的醫(yī)療設(shè)備不能與新建的數(shù)字化手術(shù)室系統(tǒng)聯(lián)接使用，除此之外，有些品牌的數(shù)字化手術(shù)室產(chǎn)品，只能與部分其它品牌的數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備相兼容，能兼容的品牌的數(shù)量不同。選購數(shù)字化手術(shù)室產(chǎn)品時，應(yīng)考慮兼容問題。有的醫(yī)院不得不將原有的設(shè)備淘汰，更新為同品牌產(chǎn)品。

(2)對以后設(shè)備采購的限制。以后采購的手術(shù)室設(shè)備必須考慮其兼容性，可選擇的品牌范圍將受到一定的限制，因此在選購數(shù)字化手術(shù)室產(chǎn)品時，就應(yīng)首先考慮這個問題。

3.4 吊塔系統(tǒng)設(shè)計

吊塔通常采用積塔式設(shè)計，旋轉(zhuǎn)控制裝置、升降控制裝置與設(shè)備放置平臺依次緊固連接，有效利用空間，合理分布轉(zhuǎn)接口，使醫(yī)療設(shè)備連接順暢，并預(yù)留一定的擴(kuò)展空間。每間數(shù)字化手術(shù)室一般要安裝2～3個吊塔，腔鏡手術(shù)室甚至需提供4個吊塔(麻醉塔、外科設(shè)備塔、腔鏡設(shè)備塔、以及輔助塔)，通常采用1個麻醉塔、外科設(shè)備塔、1個腔鏡設(shè)備塔的方式。腔鏡手術(shù)室還需要安裝3～4根懸臂，用于安裝手術(shù)用的液晶監(jiān)視器。如果除了內(nèi)置于燈頭的手術(shù)攝像機(jī)以外，還需要獨立懸掛的術(shù)野攝像機(jī)，則需要再加1根懸臂，一般配備通用的術(shù)野攝像機(jī)懸臂?？紤]到各種裝置之間的安裝配合，以及投入使用后外觀的整齊有序，手術(shù)無影燈、吊塔、吊臂最好采用同一品牌設(shè)備。

3.5 智能控制系統(tǒng)

手術(shù)室的功能智能化，主要體現(xiàn)在弱電控制系統(tǒng)上。使手術(shù)室的各個弱電控制系統(tǒng)的功能智能化、操作一體化，應(yīng)該是設(shè)計目標(biāo)。將功能繁多的各個子系統(tǒng)集成整合，是手術(shù)室數(shù)字化建設(shè)的關(guān)鍵。因此，應(yīng)總體考慮各子系統(tǒng)的可集成性，合理設(shè)置中央系統(tǒng)的主機(jī)及控制設(shè)備，手術(shù)室內(nèi)外的配套管線布局應(yīng)合理，并充分預(yù)留以后的擴(kuò)展空間。

3.6 實時手術(shù)示教系統(tǒng)

(1)手術(shù)示教系統(tǒng)的統(tǒng)一配置。建議在采購手術(shù)燈時，一起采購由生產(chǎn)廠家提供的攝像機(jī)和多路控制器，以及對講通訊裝置，并由供應(yīng)商統(tǒng)一進(jìn)行示教系統(tǒng)的設(shè)計和安裝，這樣便于示教系統(tǒng)的總設(shè)計和總調(diào)試，施工時也便于預(yù)埋管線。多路控制器可以同時控制多臺攝像機(jī)工作，可以在各攝像機(jī)之間隨時切換。對講系統(tǒng)也要能夠隨著進(jìn)行多路之間切換。

(2)攝像機(jī)的信號輸出。為了實現(xiàn)手術(shù)的實時無遲滯轉(zhuǎn)播，每個攝像機(jī)的輸出信號都要分成兩路，一路輸入PACS系統(tǒng)進(jìn)行錄制，另一路直接用于手術(shù)轉(zhuǎn)播。示教室離手術(shù)室的距離一般都在攝像機(jī)要求的距離之內(nèi)(數(shù)百米)，通常不需要考慮信號衰減的問題。

(3)示教室和手術(shù)間之間的對應(yīng)分配。醫(yī)院通常要在數(shù)間手術(shù)室安裝攝像機(jī)，示教室也往往有數(shù)間，還常常相互分開，但示教室的數(shù)量通常少于手術(shù)間。因此，示教室和手術(shù)間之間如何對應(yīng)分配，如何與手術(shù)間和示教室進(jìn)行實時的對講和通訊，都是必須充分考慮的問題。

(4)投入使用后如何管理是系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮的主要因素。與示教系統(tǒng)的使用相關(guān)的科室有教學(xué)部門、手術(shù)室、信息科(設(shè)備科)，只有將以后負(fù)責(zé)操作和管理的科室確定下來，才能進(jìn)一步確定將系統(tǒng)的總控制器放在何處，以及示教室和手術(shù)間之間的對應(yīng)分配方案。如果系統(tǒng)設(shè)計不合理，以后示教系統(tǒng)的使用將極其不便，導(dǎo)致中看不中用。

上文討論了國內(nèi)各級醫(yī)院在數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)實踐中經(jīng)常碰到的一些問題，總結(jié)了醫(yī)院在實際建設(shè)中得到的經(jīng)驗和教訓(xùn)，提出了自己相應(yīng)的建議，希望對正在計劃進(jìn)行和已經(jīng)開始建設(shè)的醫(yī)院起到參考作用。

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The Research for Construction of Modern Digital Operating Room in Different Hospital

ZHANG Chen-shun1, SHEN Xiu-fen2，ZHANG Tao3，YIN Zi-qiao3，LI Ji3, WANG Xu3

(1.Quality Control Department；2.Laboratory Department；3.Equipment Department Second Affiliated Hospital of Kunming Medical University,Kunming Yunnan, 650101)

This paper researches for three matters of construction on digital operating room, for peer reference：function and specialty of marketable products of digital operating room；the development feasibility and method of digital operating room of internal hospital；some important related matters of construction practice.

digital operating room；construction； related matter

2014-04-21

R197.324

B

1002-2376(2014)09-0025-04