國內醫院如何建設符合需求的數字化手術室

張臣舜，沈秀芬，張 濤，尹子樵，李 繼，王 旭

(昆明醫科大學第二附屬醫院：1質控部；2檢驗科；3設備科,云南昆明650101)

國內醫院如何建設符合需求的數字化手術室

張臣舜1，沈秀芬2，張 濤3，尹子樵3，李 繼3，王 旭3

(昆明醫科大學第二附屬醫院：1質控部；2檢驗科；3設備科,云南昆明650101)

數字化手術室是從20世紀90年代初期開始，在潔凈手術室(也稱為層流手術室或層流潔凈手術室)的基礎上發展起來，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方面的技術，將與手術過程有關的各個系統(如設備、環境控制、HIS、PACS、遠程醫學等)進行有機整合和集中管理，是醫院數字化建設的重要組成部分。

1 數字化手術室的主要功能

1.1 信息集成和遠程醫學

1.1.1 病人信息集成

與醫院的信息系統(HIS、PACS)聯接，整合手術麻醉和護士管理系統，將病人基本信息、影像資料、檢驗報告以及手術過程中的麻醉監測參數等所有與患者相關信息，提供給手術醫生、麻醉醫生和手術室護士實時查閱。

1.1.2 實時的遠程醫學

(1)實時的遠程手術示范和記錄。通過實時的視頻、音頻傳送，將手術過程實時傳輸到手術室以外的示教室。學習人員可以在示教室里與手術室的醫護人員進行實時對話。同步記錄多個視頻、音頻流和數字信息流，完整地記錄整個手術過程，可以進行編輯和遠程播放，完整地再現手術過程，進行術后分析、教學和存檔。

(2)實時的遠程會診。指導專家可在手術室以外的任何有會診工作站的地方，指導手術或對手術過程中出現的復雜情況進行會診。指導專家可以同時觀看手術視頻、調閱HIS、PACS資料，與手術室里的醫生一起討論。

1.2 手術室環境設備的集中監控和手術室管理

1.2.1 手術室的環境設備的監控

可集中進行手術室的環境設備的監控，包括：電源、氣體、空調、燈光、開關、凈化系統、對講、廣播、背景音樂等。

1.2.2 手術情況的監視和手術信息發布

可進行手術情況的集中監視和手術綜合信息的及時傳遞，如手術進度、現場人員、手術預告和通知等。

1.2.3 手術室綜合管理

通過護士工作站進行手術室的綜合管理，包括：手術安排、人員排班、器材消毒、藥品和耗材準備等。

1.3 醫療設備的集中控制

根據醫院的需要，集成整合手術室里的各種先進的數字化手術設備(如內窺鏡設備、手術導航設備、心臟外科設備、神經外科設備、手術床、無影燈、電刀等)，通過控制中心進行集中操作和觀察，實現對手術室設備的集中控制，使外科醫生的操作更加便捷、高效和安全。

由于數字化手術室技術是隨著微創技術的發展而誕生的，因此，在設備集中控制方面發展得最先進和完善的，目前仍然是與微創手術相關的控制技術，如手術導航設備。

1.4 特殊醫療設備的應用

1.4.1 手術機器人

實現術中三維影像，用手術機器人代替醫生的部分手工操作，拓展了醫生的操作功能，提高了操作的準確性和靈活性，缺點是設備和耗材都十分昂貴。典型設備如達·芬奇(Da Vinci)機器人手術系統，其已被廣泛應用于普外科、心外科、泌尿外科、婦科和小兒外科。

1.4.2 術中實時影像學檢查和手術導航

使用術中CT(或MRI)可以進行術中實時的影像學檢查，為手術醫生提供實時的影像資料。與具有導航功能的手術系統連接，可進行手術導航，實現影像導航下的外科手術(Imaging Guided Surgery，IGS)。IGS被稱為現代化手術室的技術核心。缺點是產品價格過高，手術室必須進行輻射防護或電磁屏蔽。

2 建設數字化手術室的基本思路

2.1 舊手術室不易改造，新建時要抓住良機

從國內醫院建設的使用效果來看，要對舊手術室進行改造，其難度和工程量相當大，建成后的使用效果也不如人意。因此，新建手術室就要作好適當超前的規劃，不能錯失良機。

2.2 充分考慮到投入使用后的運行成本

潔凈手術室的運行成本很高，主要體現在耗電量和維護支出。有些醫院因不能承受高昂的運行費用而棄置不用，有些醫院超期使用過濾器導致無菌效果不達標。因此醫院在進行先進手術室建設時，不能只強調它的好處，還應對以后的運行成本因素進行充分的考量。

2.3 建設符合醫院實際需求的數字化手術室

2.3.1 突出業務特點，控制投資規模

(1)選擇合理的解決方案。建設數字化手術室要根據醫院的手術量、業務特點等實際需要，對投資預算和收益進行客觀衡量，將工程造價控制在一個能承受的范圍。解決方案的設計原則：一是采用相對簡單實用功能、突出醫院業務特點，不一味貪大求全；二是體現醫院的管理模式的特點，管理理念應在國家標準的基礎上適當超前，具有一定的創新性。

(2)選擇實用的功能和設備。數字化手術室由基礎到高級應用，實際上由四個部分組成：信息集成和遠程醫學系統，包括醫院HIS和PACS在手術室的應用；手術室環境設備的監測和控制；醫療設備的集中控制；特殊醫療設備的應用。要達到數字化醫院的應用效果，應完成第一、二部分，以實現手術室管理和控制的信息化和人性化，提供全新的手術教學環境。需要明確的是，信息集成和環境設備的監控是針對整個手術室的，應在整體上反映數字化的管理和運行特點，但遠程醫學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過程。有條件的醫院應完成第三部分，實現人性化的設備控制方式，以充分發揮數字化手術室的優越性。通常情況下不需要將所有手術間都建設成完全的集中控制，可以根據自己的業務特點，建設其中的幾間，供多個專業使用或專供某個專業使用。第四部分屬于特殊的高級應用功能，只有少數條件很好的大型醫院或專科醫院能夠選擇一些適用功能，如手術機器人系統、術中MRI檢查系統已經在國內的一些醫院得到應用。

2.3.2 與醫院的整體信息化建設同步

很多醫院在整體信息化建設上滯后，無法提供數字化手術室的應用環境，使醫院不能在新建手術室時同時完成數字化建設，建成后也不能發揮應用作用。數字化手術室是醫院數字化建設的一個組成部分，因此，正確的建設方法應該是先完成醫院HIS和PACS的建設，再考慮數字化手術室的建設。

2.3.3 對系統適用功能的要求

在采購產品的時候，有一些技術特點需要從醫院自身的需要予以考慮：(1)與其它品牌的數字化醫療設備的兼容。(2)中文的操作界面。(3)原型化的設備控制界面。(4)系統應安全可靠性，具有良好的安全防護機制，可防止未經授權地存取、更動或惡意破壞。具有容錯能力，即當系統某部分組件發生故障時，應不影響整個系統的聯機操作。除擁有穩定的網絡環境外，應用軟件程序也應穩定正確地執行且可支持多任務操作。(5)應能與各種不同開發商開發的HIS、RIS、PACS、LIS等醫療信息系統進行無縫聯接，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展能力。

3 數字化手術室建設的相關問題探討

3.1 數據格式應采用標準協議

數字化手術室應采用DICOM3.0、HL7等標準協議進行數據存儲和傳輸，使手術室系統能直接與醫院的HIS和PACS系統進行無縫聯接，在手術室可無時滯地直接調用所有病人信息資料。通過醫院內部交換機，與HIS、PACS服務器共同構成一個完備的醫院信息共享平臺。

如果為了節省投資，手術室系統采用其它的數據格式，則中間需要專用的服務器進行數據格式轉換，才能與HIS和PACS系統聯接，將造成信息傳輸速度慢，系統工作可能不穩定。

3.2 視頻傳輸和存儲的質量保證

遠程醫學和手術視頻的錄制是一項很重要的診斷和教學功能，對手術影像的質量要求很高，需要實現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定性，并綜合使用ADSL/LAN等多種手段，通過遠程VPN(Virtual Private Network，虛擬專用網絡)安全高速地進行遠程影音數字信號交換。如果遠程通訊采用普通的會議視頻系統，病人影像資料的質量將無法得到保證。

3.3 可對各主流品牌的醫療設備進行集中控制

(1)與醫院現有設備的兼容。非數字化的醫療設備不能與新建的數字化手術室系統聯接使用，除此之外，有些品牌的數字化手術室產品，只能與部分其它品牌的數字化醫療設備相兼容，能兼容的品牌的數量不同。選購數字化手術室產品時，應考慮兼容問題。有的醫院不得不將原有的設備淘汰，更新為同品牌產品。

(2)對以后設備采購的限制。以后采購的手術室設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，因此在選購數字化手術室產品時，就應首先考慮這個問題。

3.4 吊塔系統設計

吊塔通常采用積塔式設計，旋轉控制裝置、升降控制裝置與設備放置平臺依次緊固連接，有效利用空間，合理分布轉接口，使醫療設備連接順暢，并預留一定的擴展空間。每間數字化手術室一般要安裝2～3個吊塔，腔鏡手術室甚至需提供4個吊塔(麻醉塔、外科設備塔、腔鏡設備塔、以及輔助塔)，通常采用1個麻醉塔、外科設備塔、1個腔鏡設備塔的方式。腔鏡手術室還需要安裝3～4根懸臂，用于安裝手術用的液晶監視器。如果除了內置于燈頭的手術攝像機以外，還需要獨立懸掛的術野攝像機，則需要再加1根懸臂，一般配備通用的術野攝像機懸臂。考慮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，手術無影燈、吊塔、吊臂最好采用同一品牌設備。

3.5 智能控制系統

手術室的功能智能化，主要體現在弱電控制系統上。使手術室的各個弱電控制系統的功能智能化、操作一體化，應該是設計目標。將功能繁多的各個子系統集成整合，是手術室數字化建設的關鍵。因此，應總體考慮各子系統的可集成性，合理設置中央系統的主機及控制設備，手術室內外的配套管線布局應合理，并充分預留以后的擴展空間。

3.6 實時手術示教系統

(1)手術示教系統的統一配置。建議在采購手術燈時，一起采購由生產廠家提供的攝像機和多路控制器，以及對講通訊裝置，并由供應商統一進行示教系統的設計和安裝，這樣便于示教系統的總設計和總調試，施工時也便于預埋管線。多路控制器可以同時控制多臺攝像機工作，可以在各攝像機之間隨時切換。對講系統也要能夠隨著進行多路之間切換。

(2)攝像機的信號輸出。為了實現手術的實時無遲滯轉播，每個攝像機的輸出信號都要分成兩路，一路輸入PACS系統進行錄制，另一路直接用于手術轉播。示教室離手術室的距離一般都在攝像機要求的距離之內(數百米)，通常不需要考慮信號衰減的問題。

(3)示教室和手術間之間的對應分配。醫院通常要在數間手術室安裝攝像機，示教室也往往有數間，還常常相互分開，但示教室的數量通常少于手術間。因此，示教室和手術間之間如何對應分配，如何與手術間和示教室進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設計時應考慮的主要因素。與示教系統的使用相關的科室有教學部門、手術室、信息科(設備科)，只有將以后負責操作和管理的科室確定下來，才能進一步確定將系統的總控制器放在何處，以及示教室和手術間之間的對應分配方案。如果系統設計不合理，以后示教系統的使用將極其不便，導致中看不中用。

上文討論了國內各級醫院在數字化手術室建設實踐中經常碰到的一些問題，總結了醫院在實際建設中得到的經驗和教訓，提出了自己相應的建議，希望對正在計劃進行和已經開始建設的醫院起到參考作用。

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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