醫(yī)院數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)的發(fā)展趨勢

張臣舜 張 濤 李 明 陳建秋 楊衛(wèi)明 馬曉艷 李建國 李 楊

20世紀(jì)90年代初期，數(shù)字化手術(shù)室這項(xiàng)新醫(yī)療工程項(xiàng)目隨著醫(yī)學(xué)微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展而誕生，是繼“潔凈手術(shù)室”之后醫(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

數(shù)字化手術(shù)室是在潔凈手術(shù)室(層流手術(shù)室或?qū)恿鳚崈羰中g(shù)室)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通訊、自動(dòng)控制、圖像信號處理、多媒體及綜合布線等技術(shù)與手術(shù)過程有關(guān)的各個(gè)系統(tǒng)，如醫(yī)療設(shè)備、環(huán)境控制、醫(yī)院的信息系統(tǒng)(hospital information system, HIS)和影像數(shù)據(jù)傳輸及儲(chǔ)存系統(tǒng)(picture archiving and communication systems，PACS)遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)等進(jìn)行有機(jī)整合，采用智能化綜合控制系統(tǒng)進(jìn)行集中管理，為醫(yī)院外科手術(shù)提供了更加高效、舒適、安全、便利的操作環(huán)境的一套完整的解決方案[1]。

1.1 數(shù)字化手術(shù)室的功能

1.1.1 設(shè)備的集中控制

根據(jù)醫(yī)院的需要，集成整合手術(shù)室中各種先進(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)航儀、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(shí)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。還可以植入手術(shù)模板和導(dǎo)航系統(tǒng)，依靠導(dǎo)航系統(tǒng)，醫(yī)生可以自如地精確完成復(fù)雜手術(shù)[2]。

1.1.2 信息集成化

數(shù)字化手術(shù)室與手術(shù)相關(guān)的信息源有患者基本信息、影像(X射線、CT、MRI、超聲、病理等)、檢驗(yàn)參數(shù)、生理監(jiān)測參數(shù)、麻醉參數(shù)、手術(shù)視頻及環(huán)境視頻等，這些信息的存在形式包括文本、信號、曲線、圖像、視頻等，其特點(diǎn)是量大、來源多。通過與醫(yī)院的HIS、PACS聯(lián)接，外科醫(yī)生能夠?qū)崟r(shí)便捷地調(diào)閱患者的相關(guān)信息，避免膠片等物品在手術(shù)室內(nèi)傳遞所造成的感染風(fēng)險(xiǎn)[3-4]。

1.1.3 環(huán)境設(shè)備的集中監(jiān)控

數(shù)字化手術(shù)室可集中進(jìn)行手術(shù)室環(huán)境設(shè)備的監(jiān)控、手術(shù)情況的監(jiān)視和手術(shù)信息傳遞。環(huán)境設(shè)備監(jiān)控內(nèi)容有電源、氣體、空調(diào)、燈光、開關(guān)、凈化系統(tǒng)、對講、廣播和背景音樂等。同時(shí)，可對手術(shù)安排、人員排班、器材消毒、藥品和耗材準(zhǔn)備、手術(shù)信息發(fā)布等進(jìn)行手術(shù)室綜合信息監(jiān)測和管理[4]。

1.1.4 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程手術(shù)示范和教學(xué)

通過實(shí)時(shí)手術(shù)的視頻、音頻傳送，將手術(shù)過程實(shí)時(shí)傳輸至手術(shù)室外的教室。觀摩和學(xué)習(xí)人員可在演示教室里觀看高清手術(shù)實(shí)況轉(zhuǎn)播，并可與手術(shù)室的醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)對話[5]。

1.1.5 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程會(huì)診

在手術(shù)室以外的任何有會(huì)診工作站的地方，指導(dǎo)專家可指導(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(huì)診。指導(dǎo)專家可以同時(shí)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[5]。

1.1.6 手術(shù)模板、手術(shù)導(dǎo)航及術(shù)中快速病理分析

數(shù)字化手術(shù)室可以植入手術(shù)模板和手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。依靠導(dǎo)航系統(tǒng)，外科醫(yī)生可以精確地完成復(fù)雜的手術(shù)，適用于骨科、神經(jīng)外科、脊柱外科、創(chuàng)傷外科、耳鼻喉科等專科[6]。同時(shí)，可在手術(shù)室集中安裝病理切片制備設(shè)備和全自動(dòng)顯微鏡，病理科醫(yī)生和遠(yuǎn)程專家醫(yī)生可以隨時(shí)遙控操作顯微鏡，對切片進(jìn)行遠(yuǎn)程分析。病理科醫(yī)生還可以與手術(shù)室醫(yī)生進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻通話，傳送文字和圖片。

1.1.7 手術(shù)視頻資料的歸檔

數(shù)字化手術(shù)室可同步記錄多個(gè)視頻、音頻流和數(shù)字信息流，完整地記錄整個(gè)手術(shù)過程。這些數(shù)據(jù)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。

1.2 數(shù)字化手術(shù)室的分類

由于各種手術(shù)所使用的設(shè)備和示教方式存在很大差別，各種不同類型的數(shù)字化手術(shù)室的配置側(cè)重點(diǎn)不同。目前常見的有腔鏡外科手術(shù)室、骨科手術(shù)室、心胸外科手術(shù)室、神經(jīng)外科手術(shù)室及常規(guī)手術(shù)室。最為常用的是使用高精尖設(shè)備的專科手術(shù)室[7]。

2 數(shù)字化手術(shù)室的建設(shè)

2.1 數(shù)字化手術(shù)室產(chǎn)品的種類

2.1.1 以手術(shù)機(jī)器人為核心的數(shù)字化手術(shù)室

建立以手術(shù)機(jī)器人為核心的數(shù)字化手術(shù)室的目的是實(shí)現(xiàn)三維影像，用手術(shù)機(jī)器人代替醫(yī)生的部分手工操作，其最大優(yōu)點(diǎn)是提高了操作的準(zhǔn)確性和靈活性，但設(shè)備和耗材十分昂貴。

2.1.2 以影像學(xué)檢查為核心的數(shù)字化手術(shù)室

以影像學(xué)檢查為核心的數(shù)字化手術(shù)室，即以術(shù)中CT、MRI等為核心，其目的是實(shí)現(xiàn)術(shù)中的影像學(xué)檢查，為醫(yī)生提供現(xiàn)場實(shí)時(shí)的判斷依據(jù)，但產(chǎn)品價(jià)格昂貴。

2.1.3 以設(shè)備和信息整合為核心的數(shù)字化手術(shù)室

國外廠商對數(shù)字化手術(shù)室的關(guān)注點(diǎn)是設(shè)備控制以及信息的采集、整合及傳輸。這種手術(shù)室以內(nèi)窺鏡廠商為代表，主要針對內(nèi)窺鏡、手術(shù)導(dǎo)航及心臟外科等設(shè)備和信息進(jìn)行整合。大部分產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)界面的中文化。

2.2 數(shù)字化手術(shù)室的建設(shè)流程

(1)系統(tǒng)計(jì)劃階段。醫(yī)院根據(jù)醫(yī)療業(yè)務(wù)需求、手術(shù)室現(xiàn)狀、信息化建設(shè)現(xiàn)狀及投資預(yù)算等情況進(jìn)行充分的市場調(diào)查，決定項(xiàng)目所有的功能，并做出規(guī)劃性的建設(shè)方案，其方案將作為項(xiàng)目建設(shè)的采購標(biāo)準(zhǔn)。

(2)現(xiàn)場設(shè)計(jì)規(guī)劃階段(采購階段)。各個(gè)投標(biāo)公司在采購方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)醫(yī)院現(xiàn)場的特點(diǎn)，提出項(xiàng)目的完整建設(shè)方案，其中包括：①投資金額；②施工方案；③設(shè)備的品牌、規(guī)格和數(shù)量；④詳細(xì)的項(xiàng)目進(jìn)度表；⑤售后服務(wù)方案。醫(yī)院通過招標(biāo)選擇建設(shè)方。

(3)現(xiàn)場安裝階段。由建設(shè)方根據(jù)設(shè)計(jì)的方案，展開系統(tǒng)的實(shí)際安裝。

(4)驗(yàn)收階段。醫(yī)院組織專業(yè)技術(shù)人員對建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收。如有國家法定檢測的項(xiàng)目，應(yīng)請檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行專項(xiàng)檢測。如建設(shè)項(xiàng)目涉及到其他廠家的產(chǎn)品，應(yīng)請廠商的技術(shù)人員一起參加驗(yàn)收。

(5)應(yīng)用培訓(xùn)階段。由建設(shè)方在現(xiàn)場對醫(yī)院相關(guān)人員進(jìn)行應(yīng)用培訓(xùn)，幫助醫(yī)院的使用人員正確操作所有的產(chǎn)品設(shè)備。

(6)售后服務(wù)階段。在產(chǎn)品設(shè)備的質(zhì)量保證期內(nèi)，由建設(shè)方為醫(yī)院提供售后服務(wù)支持，確保系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)[8]。

2.3 數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)前期注意事項(xiàng)

2.3.1 數(shù)字化手術(shù)室的安裝進(jìn)程

數(shù)字化手術(shù)室的安裝進(jìn)程應(yīng)與層流凈化工程基本同步，在層流凈化工程施工過程中(龍骨安裝之后，墻板未安裝之前)應(yīng)同時(shí)完成數(shù)字化手術(shù)室相應(yīng)線材的鋪設(shè)(橋架、控制線、音頻線、視頻線、光纖等)。在層流凈化設(shè)施安裝完成之后，手術(shù)燈和吊塔中要穿線和安裝設(shè)備信號面板，因此應(yīng)待這些工作完成后再進(jìn)行層流凈化工程的總調(diào)試[9]。

如果錯(cuò)過安裝時(shí)間(包括前期線材鋪設(shè)時(shí)間)，則需看維修通道是否有進(jìn)行二次施工的條件。但實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，二次施工難度大，且成本將會(huì)大幅增加，尤其是安裝效果會(huì)打折扣。

2.3.2 數(shù)字化手術(shù)室的到貨期和安裝周期

數(shù)字化手術(shù)室設(shè)備從合同簽定至貨到現(xiàn)場，通常需要60～90 d。貨到現(xiàn)場至設(shè)備安裝完成時(shí)間為30 d。程序調(diào)試到驗(yàn)收使用為15 d。

2.3.3 數(shù)字化手術(shù)室的安裝要求

數(shù)字化手術(shù)室的理想層高是地板至室頂為3.5 m(地板至假天花板為3 m)。現(xiàn)已安裝的項(xiàng)目中手術(shù)室層高最低為2.8 m(須提前向廠家訂制低層高的無影燈和吊塔，周期在3個(gè)月以上)、最高為4.5 m。

手術(shù)間面積一般要求為35～70 m2。現(xiàn)已安裝的項(xiàng)目中手術(shù)間最小為28 m2(吊塔和吊臂使用不便)，最大為180 m2。

2.3.4 數(shù)字化手術(shù)室對系統(tǒng)的要求

數(shù)字化手術(shù)室對系統(tǒng)的要求是：①必須考慮到手術(shù)室將來的可拓展性和對設(shè)備的兼容性；②實(shí)現(xiàn)視頻傳輸和存儲(chǔ)的整個(gè)過程的真正全高清；③可對各主流品牌的腔鏡設(shè)備及其他設(shè)備進(jìn)行集中控制；④需要中文的操作界面和原型化的設(shè)備控制界面；⑤可在手術(shù)室直接調(diào)用所有信息資料；⑥可在其他地方與手術(shù)室進(jìn)行通訊和遠(yuǎn)程遙控[10-11]。

2.3.5 數(shù)字化手術(shù)室在建設(shè)中與相關(guān)科室的配合

建設(shè)數(shù)字化手術(shù)室過程中需要醫(yī)院各相關(guān)科室的配合，醫(yī)院應(yīng)指派1名院方的項(xiàng)目總協(xié)調(diào)員，以提高工作效率。設(shè)備科主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)設(shè)備的安裝進(jìn)度、院方技術(shù)人員的培訓(xùn)等。信息科主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)網(wǎng)路通道、弱電井通道以及樓宇之間通訊網(wǎng)路的通道等。基建科主要負(fù)責(zé)提供建筑樓層平面圖、弱電管線圖、立面圖及裝修圖等相關(guān)圖紙，與層流凈化項(xiàng)目的建設(shè)公司的協(xié)調(diào)、中央機(jī)柜的具體安裝位置確定等。手術(shù)室主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)吊臂吊塔的布局、設(shè)備的擺放位置、具體的功能要求等[12]。

3 數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)的不足之處

(1)目前，國內(nèi)大部分?jǐn)?shù)字化手術(shù)室系統(tǒng)與其他品牌的數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備不能完全兼容。有的醫(yī)院為了適應(yīng)數(shù)字化建設(shè)的需要，不得不淘汰原有的設(shè)備而更新同品牌產(chǎn)品[13]。

(2)部分?jǐn)?shù)字化手術(shù)室未采用DICOM 3.0、HL7等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，導(dǎo)致手術(shù)室不能直接與醫(yī)院的HIS和PACS聯(lián)接，需要專用的服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的中間轉(zhuǎn)換，造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，信息傳輸速度慢。

(3)遠(yuǎn)程通訊方式通常使用會(huì)議視頻系統(tǒng)，患者影像資料的質(zhì)量無法得到保證[14]。

(4)由于醫(yī)院整體信息化建設(shè)滯后，制約了數(shù)字化手術(shù)室的建設(shè)。有部分?jǐn)?shù)字化手術(shù)室方案是基于視頻會(huì)議和設(shè)備控制技術(shù)，雖然能夠提供全新的手術(shù)教學(xué)環(huán)境以及人性化的設(shè)備控制方式，但缺少影像支持及手術(shù)導(dǎo)航支持，并不能從本質(zhì)上幫助術(shù)中醫(yī)生做出更優(yōu)化的選擇[15]。

4 建設(shè)數(shù)字化手術(shù)室的現(xiàn)實(shí)性

4.1 傳統(tǒng)手術(shù)室改造困難

傳統(tǒng)手術(shù)室的弊端日益突出，數(shù)字化手術(shù)室是現(xiàn)代化醫(yī)院發(fā)展的必然趨勢。但實(shí)際應(yīng)用結(jié)果顯示，對傳統(tǒng)手術(shù)室進(jìn)行改造，其難度高、工程量大，建成后的使用效果也不如人意。因此，新建手術(shù)室要作好適當(dāng)超前的規(guī)劃[16]。

4.2 建設(shè)適合本醫(yī)院的數(shù)字化手術(shù)室

建設(shè)數(shù)字化手術(shù)室意味著需要一筆相當(dāng)龐大的資金，并不是每個(gè)醫(yī)院都需要面面俱到的數(shù)字化手術(shù)室。不同的需求其工程造價(jià)相差很大，可以根據(jù)醫(yī)院的實(shí)際需要，對投資預(yù)算和收益進(jìn)行客觀衡量，采用功能相對簡單的解決方案，將造價(jià)控制在一個(gè)可接受的范圍[13]。

數(shù)字化手術(shù)室由基礎(chǔ)到高端由4部分組成：①醫(yī)院HIS和PACS在手術(shù)室的應(yīng)用和遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)應(yīng)用(手術(shù)示教、遠(yuǎn)程會(huì)診等)；②手術(shù)室環(huán)境設(shè)備的監(jiān)測和控制；③手術(shù)設(shè)備的集中控制；④手術(shù)導(dǎo)航等特殊手術(shù)設(shè)備的應(yīng)用。完成第1部分可實(shí)現(xiàn)手術(shù)室管理的信息化，作為數(shù)字化醫(yī)院，第2部分也是應(yīng)做到的，第3、第4部分可以選擇一些適用功能[17-18]。

4.3 數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)的思路

數(shù)字化手術(shù)室在技術(shù)和管理上的優(yōu)勢不可質(zhì)疑，是現(xiàn)代化醫(yī)院的發(fā)展趨勢，但至少應(yīng)該考慮以下事項(xiàng)：①新建手術(shù)室時(shí)不能錯(cuò)失良機(jī)；②從醫(yī)院的整體數(shù)字化和信息化水平、手術(shù)需求及投資能力3方面進(jìn)行綜合考慮；③按照“長遠(yuǎn)規(guī)劃、分步實(shí)施”的思路，制定一個(gè)詳細(xì)而明確的中、長期發(fā)展規(guī)劃，在初期建設(shè)中留有以后拓展的余地[13，18]。

[1]顏雨春,周典,朱啟星.數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)與管理[M].合肥:安徽科技出版社,2010:529-578.

[2]周彬,蔡敏芳,胡艷珂.數(shù)字化手術(shù)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].世界醫(yī)療器械,2010,16(9):44-52.

[3]朱弋,王振洲,徐志榮,等.現(xiàn)代化醫(yī)院手術(shù)部的設(shè)計(jì)及質(zhì)量管理[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2010,7(9):30-32.

[4]張文慧,唐音,盧建凌,等.潔凈手術(shù)室管理現(xiàn)狀調(diào)查報(bào)告[J].中國消毒學(xué)雜志,2008,25(2):162-164.

[5]黃鑫,胡艷波.醫(yī)院手術(shù)室數(shù)字化轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與完善方案[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2010,25(8):36-38.

[6]潘兆岳,仲恒平.影像導(dǎo)航技術(shù)與機(jī)器人手術(shù)室[J].世界醫(yī)療器械,2010,16(9):32-40.

[7]冉梓垠,韓乾.數(shù)字化手術(shù)室的應(yīng)用[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2008,23(10):130-133.

[8]羅宏,鄧剛.現(xiàn)代潔凈手術(shù)室的規(guī)范性建設(shè)[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2008,23(1):103-107.

[9]陳妍妍,笪泓,張曉祥.數(shù)字化手術(shù)室的開發(fā)和建設(shè)[J].中國數(shù)字醫(yī)學(xué),2008,3(4):36-38.

[10]宋恩民,潘兆岳.現(xiàn)代數(shù)字化手術(shù)室的關(guān)鍵技術(shù)[J].世界醫(yī)療器械,2010,16(3):110-113.

[11]彭毅,韓璽梅.潔凈手術(shù)室的特色設(shè)計(jì)[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2009,24(6):60-61.

[12]張強(qiáng),謝文,王國宏.臨床工程部門在數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)中應(yīng)關(guān)注的問題[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2008,5(1):31-33.

[13]張益釗.淺談數(shù)字化手術(shù)室示教管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)[J].中國醫(yī)院建筑與裝備,2008,9(7):20-27.

[14]邵興華,李則河,張海莉,等.手術(shù)室數(shù)字影像傳輸系統(tǒng)的建立與應(yīng)用[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2009,30(4):50-51.

[15]張強(qiáng),劉勝林,李明航.數(shù)字化手術(shù)室的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].世界醫(yī)療器械,2010,16(9):20-28.

[16]伊景忠,蔣協(xié)遠(yuǎn),田偉.醫(yī)院全新數(shù)字化手術(shù)室改造方案淺析[J].中國醫(yī)院建筑與裝備,2008,9(6):12-17.

[17]馮靖煒,陳華.數(shù)字化手術(shù)室規(guī)劃與建設(shè)[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2008,23(10):120-123.

[18]倪萍,陳自謙,葉友強(qiáng),等.醫(yī)療圖文數(shù)字化系統(tǒng)在基層醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)中的應(yīng)用研究[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2011,26(11):24-26.