復合手術(shù)室項目整合建造的高效實踐

王 敏 劉陽萍 林 勇

中山大學附屬第一醫(yī)院 廣東廣州 510080

手術(shù)室是醫(yī)院為病人提供手術(shù)及搶救的重要場所，是醫(yī)院外科運轉(zhuǎn)的樞紐，屬于醫(yī)院重要的技術(shù)部門和平臺科室[1-2]。手術(shù)室的高效、科學運行關(guān)系到外科及手術(shù)相關(guān)科室的整體效率[3-5]。傳統(tǒng)流程下的危急病人需要轉(zhuǎn)運到醫(yī)院急診室，再轉(zhuǎn)入到影像介入中心，最后轉(zhuǎn)移到手術(shù)室。這種醫(yī)療流程下，醫(yī)療效率相對較低，醫(yī)療質(zhì)量和醫(yī)療安全存在隱患，不利于危急病人的救治。復合手術(shù)室(Hybrid Operating Room，Hybird-OR)又稱雜交手術(shù)室,是指將具有醫(yī)學成像技術(shù)、介入治療技術(shù)的醫(yī)學影像設(shè)備和信息技術(shù)與潔凈手術(shù)室一體化裝備建設(shè)，可以同時進行影像學診斷、介入治療和外科手術(shù)的特殊手術(shù)室[6]。由于在復合手術(shù)室中可采用介入聯(lián)合外科技術(shù)手段治療復雜的疾病，患者無須在手術(shù)室和影像檢查室之間多次轉(zhuǎn)移，從而避免了轉(zhuǎn)運過程中可能存在的缺氧、感染和生命體征不穩(wěn)等風險，具有創(chuàng)傷小、療效大、康復速度快的特點，提高了手術(shù)的安全性，是現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展趨勢[7]。

1 復合手術(shù)室發(fā)展歷程及意義

全球首個心血管應用外科復合手術(shù)室于1990年在摩納哥心胸中心建成，亞洲首個復合手術(shù)室于2007年在北京阜外醫(yī)院建成。近十年來，國內(nèi)復合手術(shù)室建設(shè)發(fā)展迅速，各大醫(yī)療設(shè)備廠家紛紛投入復合手術(shù)室的建設(shè)中，世界知名設(shè)備制造商如GE、西門子、飛利浦也都加強了復合手術(shù)室的市場投入[8]。2016年在法國斯特拉斯堡建成全球首個三合一復合手術(shù)室；2018年上海東方醫(yī)院建成亞洲首個三合一復合手術(shù)室。復合手術(shù)室行業(yè)經(jīng)過多年的探索和發(fā)展，完成了從單一組合的DSA(digital subtraction angiography)復合手術(shù)室、CT(computed tomography)復合手術(shù)室、MR(magnetic resonance)復合手術(shù)室到多功能組合方式的跨越。

復合手術(shù)室是現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)和工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，復合手術(shù)室的建設(shè)能夠提升醫(yī)院的基礎(chǔ)設(shè)施水平、有助于醫(yī)院提升疑難雜癥的診療水平，同時也能為醫(yī)護人員提供便捷、舒適的工作環(huán)境[9-10]。因此建設(shè)一定數(shù)量的專業(yè)化復合手術(shù)室是很有必要的[11-12]。

2 復合手術(shù)室建設(shè)的難點

復合手術(shù)室是醫(yī)療工程、醫(yī)學裝備、醫(yī)療信息高度集成化的一站式場所。雖然復合手術(shù)室經(jīng)過近十幾年的探索和發(fā)展，但仍未形成統(tǒng)一的標準。復合手術(shù)室在建設(shè)過程中面臨建筑結(jié)構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備、智能化、凈化空調(diào)、放射防護、磁屏蔽、機電設(shè)備、質(zhì)量檢測等多專業(yè)交叉問題[13]。如何高效建造專業(yè)化、定制化、品質(zhì)化的復合手術(shù)室依然是挑戰(zhàn)，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 規(guī)劃階段

復合手術(shù)室是凈化工程、醫(yī)學裝備、防護工程、智能化系統(tǒng)高度融合的綜合性工程[15]。在前期規(guī)劃階段，醫(yī)院管理者對項目實施要素的認知不全，面對復雜的綜合性工程準備不足。復合手術(shù)室相對普通的手術(shù)室增加了影像設(shè)備，因此對建筑和結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)條件要求更高；在機房選址時需要重點核實場地結(jié)構(gòu)荷載、機房尺寸、設(shè)備安裝基礎(chǔ)、設(shè)備運輸通道、機房周邊環(huán)境等。為了滿足復合手術(shù)室在醫(yī)療、教學、科研的需求，在裝備選型配置方面應注重以學科發(fā)展為出發(fā)點，充分考慮產(chǎn)品的先進性、適用性和經(jīng)濟性以及產(chǎn)品迭代更新選擇最適宜的裝備。在手術(shù)室數(shù)字化系統(tǒng)搭建中應著重需考慮各設(shè)備廠家數(shù)據(jù)傳輸?shù)募嫒菪?。另外復合手術(shù)室項目實施過程中醫(yī)院參與的部門通常包括基建科、設(shè)備科、信息科、手術(shù)麻醉中心等部門，按照醫(yī)院業(yè)務分工習慣通常將復合手術(shù)室項目按照常規(guī)的工程、貨物、服務進行分解采購。各部門及供應商對復合手術(shù)室的認識和理解深度存在較大差異，在實施中各參與部門缺乏有效溝通和高效組織，難免會造成信息傳遞效率低、信息利用率低、供應商提供的服務節(jié)點不協(xié)調(diào)等問題。認知不全、準備不足、分工不協(xié)同、缺乏總體部署制約著專業(yè)化復合手術(shù)室的實施。

2.2 設(shè)計階段

復合手術(shù)室是多專業(yè)高度集成的復雜性和特殊性的工程。由于臨床科室對復合手術(shù)室缺乏統(tǒng)一的理解和認識，且缺乏應用經(jīng)驗，在需求調(diào)研階段難以提出全面、詳細的需求，存在較大的變更風險。復合手術(shù)室工程涉及防護、潔凈、裝修、智能化、醫(yī)用氣體等多個專業(yè)，項目推進過程中時間緊任務重，設(shè)計中各專業(yè)間相互溝通較少，專業(yè)融合度較低[15]，容易出現(xiàn)信息不全、溝通不到位、大量重復低效的設(shè)計；另外還需要考慮影像設(shè)備、無影燈、吊塔、手術(shù)床、顯示器、鉛屏風等醫(yī)療設(shè)備的安裝的融合設(shè)計，且設(shè)備安裝精度高、差異大；設(shè)計方因?qū)I(yè)水平限制，對醫(yī)療設(shè)備的應用要求不清晰，通常選擇預留基礎(chǔ)條件，專業(yè)分包確定后再進行深化設(shè)計。這種方式容易導致預留條件不足，設(shè)計不全面，精度不夠，影響整體布局，造成項目施工中頻繁變更，導致后續(xù)工期延誤和投資增加。需求不清晰、專項設(shè)計深度不夠、設(shè)備融合設(shè)計滯后嚴重影響定制化復合手術(shù)室的實施。

2.3 施工階段

復合手術(shù)室建造過程需要整合影像設(shè)備場地要求、醫(yī)療裝備安裝、凈化工程、裝修工程、射線防護、磁場屏蔽的等專業(yè)。傳統(tǒng)的手術(shù)室施工過程中材料用量多、現(xiàn)場加工多、切割噪聲大、焊接污染大，且涉及的專業(yè)多、人員多、施工工藝復雜，有限的空間不利于各專業(yè)同步協(xié)同施工，不利于項目整體進度的控制；另外因為空間受限，各專業(yè)管線高度集中，容易造成管線碰撞；醫(yī)療設(shè)備基座預留不夠精準，設(shè)備運動部件路徑?jīng)_突，容易導致拆改和返工，不利于項目整體成本的控制。設(shè)備管線高度集中、狹小的施工空間、無序的施工組織不利于品質(zhì)化的復合手術(shù)室的建設(shè)。

3 整合建造模式

復合手術(shù)室建設(shè)具有多源特征，項目組織內(nèi)的各個節(jié)點和各個階段的信息鏈即使強化管理，也難以確保信息傳遞的完整性、有效性、及時性，需求不清晰、設(shè)計漏項、設(shè)備位置沖突、重復作業(yè)、返工、超工期、超預算等問題是行業(yè)常態(tài)，已成為制約復合手術(shù)室高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸。探索定制化、品質(zhì)化、專業(yè)化的復合手術(shù)室高效建造成為行業(yè)共同探索的方向。

3.1 建筑信息模型技術(shù)

BIM(building information modeling)技術(shù)又被稱為建筑信息模型技術(shù)，該技術(shù)依托數(shù)字仿真虛擬系統(tǒng)為基礎(chǔ)，針對具體的建筑項目設(shè)計需求，將其中相關(guān)的數(shù)據(jù)信息、設(shè)備參數(shù)等進行處理，通過一系列的收集、整理、加工、分析、合成環(huán)節(jié)后，構(gòu)建起完整的三維建模系統(tǒng)，將建筑物的實際效果高度還原出來[16]。BIM技術(shù)具有可視化、可協(xié)調(diào)、可模擬、可出圖、可集成的特點。通過構(gòu)建協(xié)同設(shè)計的云平臺，使得各參與方的協(xié)作效率能夠得到有效的提升。

3.2 裝配式建筑技術(shù)

2016年國務院辦公廳發(fā)文明確指出大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見，通知明確要求統(tǒng)籌建筑結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備、部品部件、裝配施工、裝飾裝修，推行裝配式建筑一體化集成設(shè)計。推廣通用化、模數(shù)化、標準化設(shè)計方式，積極應用建筑信息模型技術(shù)，提高建筑領(lǐng)域各專業(yè)協(xié)同設(shè)計能力。2019年住建部發(fā)文指出推進綠色建造方式：大力發(fā)展裝配式建筑，推進綠色施工，通過先進技術(shù)和科學管理，降低施工過程對環(huán)境的不利影響。裝配式裝修室內(nèi)部品主要分為：裝配式墻面部品、裝配式地面部品、裝配式吊頂部品、裝配式門窗部品、設(shè)備與管線部品等。裝配式裝修主要是采用干式工法，指將工程生產(chǎn)的內(nèi)裝部品、設(shè)備管線等在現(xiàn)場進行組合安裝的裝修方式。

3.3 整合建造模式

整合建造模式是基于項目(對象)的實現(xiàn)要素進行全面系統(tǒng)性分析，利用BIM等信息協(xié)同技術(shù)工具，在項目實施前進行全要素的深度整合，貫穿于項目的規(guī)范設(shè)計、施工建造、運維等各個階段，打通各個信息孤島，加速信息傳輸效率，為項目的各專業(yè)各階段提供協(xié)同操作的工具，在提高項目的整體效率的同時，極大提升了項目的質(zhì)量。整合建造的模式就是充分利用BIM技術(shù)的平臺優(yōu)勢，有效提高信息傳遞的準確性和及時性，通過可視化交流和信息共享，加強各方合作，實現(xiàn)復合手術(shù)室項目規(guī)劃、設(shè)計、材料加工預制、裝配式施工的無縫對接，強化過程管理，在工程質(zhì)量提升的同時能夠較大的縮短工期，且有助于項目投資的整體控制。

4 項目實踐

復合手術(shù)室通過集成建筑與機電設(shè)備，構(gòu)建潔凈無菌的手術(shù)環(huán)境，提供舒適、安全的手術(shù)場所；通過核心與輔助設(shè)備的集成，為復雜的手術(shù)提供整合式的工具庫，實現(xiàn)一站式手術(shù)室開展；通過醫(yī)患與設(shè)備信息集顯集控，打通信息孤島，達到信息的復合，實現(xiàn)信息賦能。復合手術(shù)室是高度集成化的系統(tǒng)性配置，整合了多學科臨床應用的需求，已成為各大醫(yī)院應對危重急癥的戰(zhàn)略性配置。

我院第一間DSA復合手術(shù)室已于2014年建成，平穩(wěn)運行后，年均手術(shù)室量超過了1 200臺/間，其中三、四級手術(shù)比例高達90%。為了進一步滿足廣大群眾醫(yī)療健康需要，醫(yī)院從學科功能定位、設(shè)備技術(shù)前沿、學科發(fā)展等方面綜合考慮增設(shè)一間DSA復合手術(shù)室，以滿足醫(yī)院發(fā)展需要。

4.1 項目基本信息

我院改建的DSA復合手術(shù)室位于門急診大樓八樓，該大樓與附近樓宇間距較近；項目設(shè)置在八樓，同一層樓設(shè)有運行中的手術(shù)部和耳鼻喉科門診；七樓設(shè)有運行的牙科門診和病房，上方是設(shè)備層(詳見圖1)。

圖1 復合手術(shù)室樓層關(guān)系圖

該項目擬將門急診大樓手術(shù)三區(qū)中原有的一間手術(shù)室及其術(shù)前準備間、旁邊的更衣室、部分潔凈走廊共計約140 m2改造成一間DSA復合手術(shù)室及其配套用房(詳見圖2)。項目現(xiàn)場基本條件如下：樓板底凈高僅為3.62 m,主梁底凈高為3.02 m，次梁底凈高為3.15 m。根據(jù)設(shè)備廠家提出的要求，DSA復合手術(shù)室凈高完成面要求不能低于2.8米，完成面凈高成為項目實施中核心控制指標。工程實施中包括的強電工程、智能化工程、潔凈空調(diào)系統(tǒng)、醫(yī)用氣體工程、專業(yè)防護工程、裝飾裝修工程等專業(yè)，項目中需將導管柜、耗材柜等器械柜嵌入墻體進行一體化實施。項目實施中包括的設(shè)備主要有：DSA1臺、顯示器2 臺、外科塔、麻醉塔、鉛屏風2臺、無影燈2組以及相關(guān)的視頻采集和錄制設(shè)備。各設(shè)備基礎(chǔ)準確定位、精度控制是項目施工中重點工序。為了保證臨近手術(shù)室、門診、病區(qū)的正常運行，醫(yī)院針對該項目要求需采用環(huán)保型材料，施工過程中應減少噪音、無揚塵、不擾民；施工高效，實施周期盡可能短；材料宜定制、并考慮預留可升級空間。因此，DSA復合手術(shù)室改造項目面臨場地條件差、工期緊、任務重、標準高的要求。

圖2 復合手術(shù)室平面布局圖

4.2 規(guī)劃階段

針對復合手術(shù)室建設(shè)項目面臨的諸多問題，我院DSA復合手術(shù)室改造項目在策劃階段對項目進行系統(tǒng)性的實施要素分析，采用整合建造總體部署項目實施，針對院內(nèi)業(yè)務分割管理的問題，組建基建、設(shè)備、信息、臨床多部門專項小組，確立了分段管理的原則，基建科負責組織場地論證、專項設(shè)計、設(shè)備融合設(shè)計和施工管理，設(shè)備科負責需求調(diào)研、設(shè)備選型和統(tǒng)籌專項采購的業(yè)務分工協(xié)作模式；將醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療工程、醫(yī)療信息三類產(chǎn)品進行整合打包，由專業(yè)供應商完成設(shè)備、工程、信息三大類產(chǎn)品的整合交付。基于設(shè)計中存在的專業(yè)多、設(shè)備多、系統(tǒng)復雜等情況，明確要求設(shè)計工作中引入BIM技術(shù)進行數(shù)字化建模和深化設(shè)計，確保設(shè)計的全面性、準確性、協(xié)調(diào)性、設(shè)備融合設(shè)計的同步性，強化項目的進度控制、質(zhì)量控制和成本控制。為了降低復合手術(shù)室項目實施過程中對臨近手術(shù)室和門診的業(yè)務影響，在策劃階段明確引進模塊化材料進行裝配式施工，實施過程中做到環(huán)保、安全、低噪音。

4.3 數(shù)字模型設(shè)計

設(shè)計中借助BIM技術(shù)對工程場地情況進行模擬建模和分析，利用可視化功能為臨床專家提供模擬效果，提高醫(yī)院尤其是臨床科室對設(shè)計方案的理解能力，能夠在項目建設(shè)初期對建筑效果、設(shè)備空間位置進行審視和校核，將許多不足、隱患及時解決。根據(jù)現(xiàn)場定位復核尺寸，進行管線之間的碰撞檢查，主要從機電管線設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)之間的管線碰撞檢查及凈高分析(見圖3)；對懸吊設(shè)備進行運動半徑模式及沖突分析，優(yōu)化設(shè)備安裝位置。

圖3 室內(nèi)-夾層 銜接區(qū)驗證

對工程進行深化設(shè)計，模擬風管、橋架、設(shè)備基座等定位安裝，在建模過程中找到合理的管線布置方案，使管線在符合安裝規(guī)范和凈高的前提下更加合理美觀，最后提交BIM機電管線(詳見圖4)、裝修深化圖紙(詳見圖5)。

圖4 整體透視鳥瞰圖

圖5 裝修深化設(shè)計圖

應用BIM技術(shù)進行設(shè)計和分析，能夠有效提升復合手術(shù)室在復雜的醫(yī)療建筑中的適應性，提高建設(shè)設(shè)施的可持續(xù)性。通過結(jié)合BIM技術(shù)原理、功能特點，構(gòu)建協(xié)同的設(shè)計平臺，加強各參與方協(xié)調(diào)工作，提高信息交流的有效性，提高決策速度和效率，減少返工率，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，有助于定制化復合手術(shù)室的實施。

4.4 裝配式施工

基于BIM技術(shù)設(shè)計的圖紙，將DSA復合手術(shù)室拆分成結(jié)構(gòu)、墻板、天花、風管、橋架、設(shè)備基座等若干個模塊，定制化生產(chǎn)二維圍護平面模塊，融合機電系統(tǒng)構(gòu)建整合模塊，系統(tǒng)性搭建三維綜合空間。借助圖紙深化對預配件進行集約化設(shè)計并生產(chǎn)，加強預配件出廠前的質(zhì)量檢查。在構(gòu)建運輸中，綜合考慮到運輸重量、距離等因素，對重點部位進行保護，確保運輸質(zhì)量。

三維結(jié)構(gòu)模塊搭建中，我院DSA復合手術(shù)室選用開放式龍骨(詳見圖6)，具有高承重力、抗沖擊性能優(yōu)，為機電管線定制設(shè)計U型結(jié)構(gòu)；安裝過程實現(xiàn)全螺栓連接，安裝便捷并具有拓展性、無需焊接作業(yè)，具有安全環(huán)保、實施效率高等優(yōu)勢。

圖6 龍骨系統(tǒng)效果圖

圍護結(jié)構(gòu)使用模塊化不銹鋼板組件，圍護系統(tǒng)均采用銀離子抗菌涂層和納米銀離子密封膠條，具有有效抑菌作用。為保證凈化效果，轉(zhuǎn)角均實現(xiàn)圓弧處理。施工現(xiàn)場由專業(yè)工程師進行精細化放線，結(jié)合數(shù)字化設(shè)計排版，整體排版誤差小于2 mm，整體拼裝板縫小于6 mm。通過定制化生產(chǎn)和專業(yè)化施工，品質(zhì)得到有效保證(詳見圖7)。另外為了保證舒適、整潔、亮麗的手術(shù)室室內(nèi)環(huán)境，墻板顏色、墻板圖案、燈光均實現(xiàn)個性化定制。

圖7 墻板安裝實景圖

基于BIM技術(shù)的裝配式復合手術(shù)室整合建造流程：現(xiàn)場測量放線-數(shù)字化信息模型系統(tǒng)搭建-模塊化設(shè)計及定制生產(chǎn)-龍骨系統(tǒng)安裝-輻射屏蔽系統(tǒng)安裝-機電模塊安裝-信息模塊安裝-裝修系統(tǒng)安裝-裝備系統(tǒng)集成-系統(tǒng)調(diào)試與驗收。裝配式建筑施工技術(shù)的應用，實現(xiàn)復合手術(shù)室施工的工廠化，對施工的各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，促進施工品質(zhì)的提升。另外BIM竣工模型，可為設(shè)施保障部門提供項目準確、全面的信息，有助于項目設(shè)施管理和維護。

4.5 案例成果

針對復合手術(shù)室項目建造中多源管理、信息傳遞效率低下、設(shè)計協(xié)同難度大、施工品質(zhì)等問題，我院在復合手術(shù)室實施前期全面系統(tǒng)性分析實施要素，總體部署實施建造：組建專項小組進行分段式協(xié)同管理，創(chuàng)新性將醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療工程、醫(yī)療信息三類產(chǎn)品進行整體發(fā)包，交由承包商進行整合交付，能夠有效避免傳統(tǒng)建造中各方信息傳遞不完整、不及時、管理混亂的問題；利用BIM技術(shù)的平臺優(yōu)勢，強化工程專項設(shè)計和設(shè)備融合設(shè)計，全面優(yōu)化設(shè)計流程、提高設(shè)計效率、降低變更風險、提升設(shè)計質(zhì)量；選用模塊化材料進展裝配式施工，利用信息化技術(shù)成果指導現(xiàn)場施工；有效縮短施工工期，高效的完成了專業(yè)化、定制化、品質(zhì)化復合手術(shù)室的建造(詳見圖8)。

圖8 實景圖

5 總結(jié)

我院復合手術(shù)室項目，通過系統(tǒng)性分析實施要素；強化項目實施策劃，總體部署實施建造：借助BIM技術(shù)可視化、協(xié)同優(yōu)勢進行資源系統(tǒng)性整合，打通信息孤島、加速信息傳輸效率；利用設(shè)計成果指導構(gòu)建模塊化生產(chǎn)，進行裝配式施工。實踐證明整合建造能夠有效推進復合手術(shù)室項目全過程信息管理、資源管理，有利于項目的進度控制、質(zhì)量控制和投資控制，有助于專業(yè)化、定制化、品質(zhì)化的復合手術(shù)室的高效建造。