醫(yī)院數(shù)字化手術室整體設計與實施

王玉珍，王健，趙正軍

蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院 信息科，甘肅蘭州 730050

醫(yī)院數(shù)字化手術室整體設計與實施

王玉珍，王健，趙正軍

蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院 信息科，甘肅蘭州 730050

本文總結了我院數(shù)字化手術室建設的經驗，對數(shù)字化手術室軟硬件的整體布局、高端數(shù)字化手術室、一般數(shù)字化手術室、示教學習室的設備配置和建設技術及實現(xiàn)的功能進行了詳細介紹，希望能夠為其他醫(yī)院數(shù)字化手術室建設起到參考作用。

數(shù)字化手術室；醫(yī)院信息系統(tǒng)；電子病歷系統(tǒng)；系統(tǒng)集成

目前，國內很多醫(yī)療公司借助骨科、內窺鏡、神經外科、手術導航以及設備控制等領域的優(yōu)勢，紛紛開發(fā)出具有自身優(yōu)勢的數(shù)字化手術室方案，解決手術室設備、信息資源整合控制等問題。

1 系統(tǒng)的設計與規(guī)劃

1.1 手術麻醉系統(tǒng)的建設

我院是一所集醫(yī)、教、研、預防、康復為一體的大型綜合性三級甲等醫(yī)院。2012年為了提高醫(yī)院手術室信息化管理，在已有16間手術室、7間復蘇室及12間重癥監(jiān)護室的基礎上引進手術麻醉及重癥監(jiān)護系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括麻醉醫(yī)生工作站、手術護理工作站、手術智能排班、大屏公告及重癥監(jiān)護工作站等，實現(xiàn)了手術及麻醉過程的信息化管理。手術麻醉系統(tǒng)完整、準確記錄患者手術及麻醉信息，其重點關注的內容包括患者在手術過程中的生命體征數(shù)據，如血壓、心率、血氧飽和度等；實時采集和記錄監(jiān)護儀、麻醉機、呼吸機等連續(xù)輸出的海量數(shù)據，并實現(xiàn)從“下達手術通知書→實施手術人員配置→術前麻醉評估→術中參數(shù)設置→術中信息采集→添加麻醉藥品、手術事件、補液→術后麻醉總結→手術記錄單→查看麻醉記錄→統(tǒng)計分析”整個流程的自動化、數(shù)字化，以保證手術過程的安全有效。ICU重癥監(jiān)護系統(tǒng)實現(xiàn)對監(jiān)護儀、呼吸機和輸液泵等設備輸出數(shù)據的自動采集，并根據采集結果，綜合患者各類信息自動生成重癥監(jiān)護單、護理記錄和治療措施等各種及時準確的醫(yī)療文書，通過深入的統(tǒng)計分析，為醫(yī)師對病情的診斷做出輔助支持，提高重癥救治水平[1]。

1.2 新建手術室的擴充

隨著醫(yī)院建設規(guī)模的擴大，新承建12.19萬m2醫(yī)院綜合醫(yī)技大樓，對手術室進行擴建，包括：數(shù)字化達芬奇機器人手術室、術中CT手術室、數(shù)字化雜交手術室各1間；數(shù)字化開放手術室6間；數(shù)字化腔鏡手術室7間及手術示教學習室1間；共計17間手術室。在之前手術麻醉系統(tǒng)的基礎上，推進數(shù)字化手術室整體解決方案，搭建手術室信息化平臺，建立多間數(shù)字化觀摩示教室。

1.3 數(shù)字化手術室的建設

前期引進的手術麻醉系統(tǒng)建設重點關注的是信息集成，是建設數(shù)字化手術室的基礎。而整體數(shù)字化手術室系統(tǒng)包含的范圍更加廣泛，它將計算機信息技術、生物醫(yī)學工程技術與現(xiàn)代醫(yī)學技術的有機結合，綜合運用計算機、網絡、通訊、自動控制、圖像信號處理、多媒體及綜合布線等技術[2]。通過集中控制手術室內的主要設備（手術燈、手術床、術野攝像機、內窺鏡設備等），實時記錄設備的運行數(shù)據和手術過程；實時獲取、查詢并記錄患者的相關信息，實現(xiàn)了醫(yī)學影像與手術影像雙向傳輸以及醫(yī)療遠程實時視訊會診等[3]。

1.4 數(shù)字化手術室的建設規(guī)劃

根據數(shù)字化手術室建設短期和長期規(guī)劃，進行預算和收益之間的客觀比較，此次改造在原有基礎上分步進行建設。

1.4.1 高端手術室的建設

在醫(yī)技綜合樓手術室中選擇建設3間高端一體化手術室（即達芬奇機器人手術室、雜交手術室、術中CT手術室）。手術室室內無影燈吊臂上安裝1臺術野攝像機，用于拍攝病人手術部位術野視頻；在手術床的兩邊安裝單顯示器吊臂系統(tǒng)，在吊臂上各安裝1臺專業(yè)24寸醫(yī)用顯示器用來顯示術野視頻；手術室角落內吊頂安裝1個全景攝像機，觀察手術室內人員的整體活動；手術間墻壁上安裝1臺24寸醫(yī)用彩色觸摸控制屏，以完成術中所有信號的控制與切換；在墻壁安裝1臺42寸醫(yī)學影像專用顯示屏,以調取患者醫(yī)學影像存儲與通訊系統(tǒng)（PACS）的影像信息；在手術床一側墻面上安裝1臺46寸3D多功能專業(yè)顯示屏或液晶電視，用以顯示達芬奇機器人等術中3D信號、術中遠程場景、電子病歷等各種信號；在床尾安裝1臺46寸多液晶電視，專門用于顯示監(jiān)護儀信號；擴音音箱采用吸頂?shù)陌惭b方式，醫(yī)生佩戴耳麥式無線話筒實現(xiàn)語音的互動；手術室內預留嵌入式信息設備機柜，以存放數(shù)字化手術室相關設備。最終實現(xiàn)集中控制手術室內的手術燈、手術床、內窺鏡、高頻電刀等設備；實現(xiàn)高清影像傳輸和存儲的數(shù)字化統(tǒng)一管控；對醫(yī)院現(xiàn)有信息系統(tǒng)（HIS）、醫(yī)學影像存儲與通訊系統(tǒng)（PACS）、實驗室信息系統(tǒng)（LIS）、電子病歷信息系統(tǒng)（EMRS）、手術麻醉系統(tǒng)的無縫對接，整體設計布局圖見圖1。

圖1 數(shù)字化手術室設計布局圖

1.4.2 一般數(shù)字化手術室建設

由于考慮經費預算情況，一般手術室建設可考慮滿足高清影像視頻整合集控和醫(yī)療信息系統(tǒng)集成，在此基礎上購置移動式一體化主機，根據實際情況采用相應控制模式對手術室的手術燈、床等設備進行控制。

1.4.3 示教學習室設備配置

配置全景高清攝像機，高清投影儀（支持1080P）、專業(yè)音響等設備，觀看手術高清視頻轉播，與手術室實現(xiàn)語音和視頻的雙向互動。主要功能包括：① 電腦終端用戶：在院內網任何一臺經授權的電腦，隨時觀看數(shù)字化手術室的狀況和手術過程，便于領導、主任在辦公室觀看；② 手術信息存儲、錄像及點播：手術過程可全程數(shù)字錄像并存儲于服務器中，隨時點播或刻錄，方便科研教學；③ 信息集成及管理：建立手術直播觀看授權系統(tǒng)，并與HIS、LIS、PACS、EMRS等系統(tǒng)有效連接，方便醫(yī)生了解病人的各種信息，可調閱放射影像資料。

2 數(shù)字化手術室建設的關鍵技術

2.1 各類設備的集中控制

將手術室全景攝像機信號、術野高清攝像機信號、專用醫(yī)學成像設備（DSA、X光機、腔鏡、顯微鏡、監(jiān)護儀等）信號、床邊監(jiān)護設備（監(jiān)護儀、麻醉機、血氣分析儀）、術中術者語音信號等同步進行數(shù)字化集成和顯示，通過控制中心進行集中操作和觀察，實現(xiàn)對手術室設備的集中控制，使外科醫(yī)生的操作更加高效和安全[4]。

2.2 各類信息的融合

系統(tǒng)能與醫(yī)院HIS、LIS、PACS、EMR等信息系統(tǒng)無縫集成，手術過程中醫(yī)生可以通過系統(tǒng)隨時查看患者的基本信息、檢查報告、檢驗結果和醫(yī)囑、醫(yī)療文書等。支持國際標準HL7接口獲取HIS內的病人信息，支持DICOM接口協(xié)議獲取PACS服務器圖片。

2.3 各類信號的傳輸

手術室到手術室外部（如示教室）的視頻通信不需要點對點鋪設視音頻線纜或光纖，而是通過醫(yī)院現(xiàn)有的標準局域網（LAN）傳輸數(shù)字化高清視頻信號。視頻采集、傳輸、處理、存儲、播放全程采用1080P高清投影儀（可向下兼容）。采集手術過程中的各種影像信號必須采用H.264編碼后通過TCP/IP協(xié)議的標準網絡進行通信和數(shù)據傳輸。系統(tǒng)具有簡體中文操作界面以適應本地化需求。

2.4 手術直播的要求

系統(tǒng)支持3D手術在線直播技術，可立體再現(xiàn)3D腔鏡、達芬奇機器人等高端醫(yī)療設備的影像；支持基于同一時間軸的多畫面同時錄制，完整記錄手術過程全部資料，包括電子病歷、高清術野視頻、腔鏡視頻、手術室全景視頻、監(jiān)護儀信息等檢查設備信息[5]；同時記錄患者手術過程中生命體征及麻醉事件等信息。日后可以以某一時間軸同時播放多畫面的視頻，最大限度地還原當時手術的場景。

可以隨時查看手術室本手術的觀摩情況；實時控制觀摩端關于本手術的權限，如允許/禁止觀摩、允許/禁止查看病歷，并且可以隨時禁止某個觀摩者。手術室可以主動召集、邀請觀摩端進行雙向音視頻交互，在獲得權限允許后，可調閱其他手術室的相關信息。

2.5 滿足視野的需求

手術室內人員通過觸摸屏點擊或拖拽等簡單操作，將各類視頻或數(shù)據分別顯示在手術間內的適當位置的多個顯示屏上，實現(xiàn)視音頻信號和病人醫(yī)療數(shù)據的切換，即點即看?？刂破量扇我庵付ㄆ渲幸宦芬曨l信號為主要顯示畫面，與其他路視頻同時展示，可采用拖拽的方式切換視頻源顯示窗口；兼容VGA、DVI、HDMI、色差、HD-SDI等多種信號，支持寬頻高保真音質。

2.6 手術室綜合管理

集中進行手術室的環(huán)境設備監(jiān)控，包括電源、氣體、空調、燈光、凈化、廣播等；可進行手術情況的集中監(jiān)視和手術綜合信息的及時傳遞，如手術進場、現(xiàn)場人員、手術預告和通知等；可通過護士工作站進行手術室的管理，包括手術安排、人員排班、器材消毒、藥品和耗材準備等。

3 結束語

數(shù)字化手術室系統(tǒng)的上線運行為手術室工作人員提供了方便、快捷的臨床工作環(huán)境，在實施手術的同時，可同時進行遠端教學、學術研討、遠程會診等工作；另外科室及醫(yī)院相關領導可以監(jiān)控手術間的情況，使得醫(yī)院管理更加嚴謹周密[6-8]。以上總結了我院數(shù)字化手術室的建設經驗以供借鑒，希望能夠為其他醫(yī)院數(shù)字化建設起到參考作用，并創(chuàng)造出更大的社會效益和經濟效益。

[1] 袁靜,王新國,劉長興.數(shù)字化手術室的建設與應用[J].解放軍醫(yī)院管理,2015,22(2):186-189.

[2] 宋曉敏,胡正剛,周妍,等.探索數(shù)字化手術室的實現(xiàn)[J].中國數(shù)字學,2013,8(10):47-49.

[3] 連揚鵬.淺談數(shù)字化手術室建設的關鍵技術[J].福建電腦,2013,16(8):79-81.

[4] 張臣舜,沈秀芬,張濤,等.國內醫(yī)院如何建設符合需求的數(shù)字化手術室[J].醫(yī)療裝備, 2014,27(9):25-27.

[5] 劉峰,李振葉,張潔,等.3D視頻數(shù)字化手術室系統(tǒng)的設計與應用[J].中國數(shù)字醫(yī)學,2014,9(12):17-19.

[6] 楊國慶,包勇,楊軍,等.數(shù)字化手術室的整體設計與應用實踐[J].中國醫(yī)療器械信息,2015,5(4):1-5.

[7] 楊新光,等.基于數(shù)字化網絡通訊技術的數(shù)字化手術示教系統(tǒng)[J].中國醫(yī)療設備,2015,30(7):93-95.

[8] 楊霜英,朱四海.數(shù)字化手術麻醉科的建立與應用[J].中國醫(yī)學裝備,2013,(11):49-51,52.

Overall Design and Implementation of Digital Operating Rooms in the Hospital

WANG Yu-zhen, WANG Jian, ZHAO Zheng-jun
Department of Information, Lanzhou General Hospital of Lanzhou Military Region, Lanzhou Gansu 730050, China

This paper summarized the experience of construction of digital operating rooms in the hospital and detailed the overall hardware and software layout of the digital operating room, the equipment conf guration and construction technology of high-end digital operating rooms, general digital operating rooms and teaching rooms as well as functions. It was expected to provide references for digital operating room construction in other hospitals.

digital operating rooms; hospital information systems; electrical medical records; system integration

R197.38

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.10.027

1674-1633(2016)10-0090-03

2016-02-22

2016-03-22

2012年全軍醫(yī)藥衛(wèi)生科研基金課題（CLZ12JB01）。

本文作者：王玉珍，高級工程師，主要從事醫(yī)院信息化研究。

作者郵箱：yuzhen_jinge@163.com