医院数字化手术室建设的发展趋势

张臣舜 张 涛 李 明 陈建秋 杨卫明 马晓艳 李建国 李 杨

20世纪90年代初期，数字化手术室这项新医疗工程项目随着医学微创技术的发展而诞生，是继“洁净手术室”之后医院数字化建设的重要组成部分。

1 数字化手术室

数字化手术室是在洁净手术室(层流手术室或层流洁净手术室)的基础上，综合运用计算机、网络、通讯、自动控制、图像信号处理、多媒体及综合布线等技术与手术过程有关的各个系统，如医疗设备、环境控制、医院的信息系统(hospital information system, HIS)和影像数据传输及储存系统(picture archiving and communication systems，PACS)远程医学等进行有机整合，采用智能化综合控制系统进行集中管理，为医院外科手术提供了更加高效、舒适、安全、便利的操作环境的一套完整的解决方案[1]。

1.1 数字化手术室的功能

1.1.1 设备的集中控制

根据医院的需要，集成整合手术室中各种先进的数字化手术设备，如内窥镜设备、手术导航仪、手术床、无影灯、电刀等。通过控制中心进行集中操作和观察，实现对手术室设备的集中控制，使外科医生的操作更加便捷、高效和安全。还可以植入手术模板和导航系统，依靠导航系统，医生可以自如地精确完成复杂手术[2]。

1.1.2 信息集成化

数字化手术室与手术相关的信息源有患者基本信息、影像(X射线、CT、MRI、超声、病理等)、检验参数、生理监测参数、麻醉参数、手术视频及环境视频等，这些信息的存在形式包括文本、信号、曲线、图像、视频等，其特点是量大、来源多。通过与医院的HIS、PACS联接，外科医生能够实时便捷地调阅患者的相关信息，避免胶片等物品在手术室内传递所造成的感染风险[3-4]。

1.1.3 环境设备的集中监控

数字化手术室可集中进行手术室环境设备的监控、手术情况的监视和手术信息传递。环境设备监控内容有电源、气体、空调、灯光、开关、净化系统、对讲、广播和背景音乐等。同时，可对手术安排、人员排班、器材消毒、药品和耗材准备、手术信息发布等进行手术室综合信息监测和管理[4]。

1.1.4 实现实时远程手术示范和教学

通过实时手术的视频、音频传送，将手术过程实时传输至手术室外的教室。观摩和学习人员可在演示教室里观看高清手术实况转播，并可与手术室的医护人员进行实时对话[5]。

1.1.5 实现实时远程会诊

在手术室以外的任何有会诊工作站的地方，指导专家可指导手术或对手术过程中出现的复杂情况进行会诊。指导专家可以同时观看手术视频、调阅HIS、PACS资料，与手术室里的医生一起讨论[5]。

1.1.6 手术模板、手术导航及术中快速病理分析

数字化手术室可以植入手术模板和手术导航系统。依靠导航系统，外科医生可以精确地完成复杂的手术，适用于骨科、神经外科、脊柱外科、创伤外科、耳鼻喉科等专科[6]。同时，可在手术室集中安装病理切片制备设备和全自动显微镜，病理科医生和远程专家医生可以随时遥控操作显微镜，对切片进行远程分析。病理科医生还可以与手术室医生进行实时的视频通话，传送文字和图片。

1.1.7 手术视频资料的归档

数字化手术室可同步记录多个视频、音频流和数字信息流，完整地记录整个手术过程。这些数据可以进行编辑和远程播放，完整地再现手术过程，进行术后分析、教学和存档。

1.2 数字化手术室的分类

由于各种手术所使用的设备和示教方式存在很大差别，各种不同类型的数字化手术室的配置侧重点不同。目前常见的有腔镜外科手术室、骨科手术室、心胸外科手术室、神经外科手术室及常规手术室。最为常用的是使用高精尖设备的专科手术室[7]。

2 数字化手术室的建设

2.1 数字化手术室产品的种类

2.1.1 以手术机器人为核心的数字化手术室

建立以手术机器人为核心的数字化手术室的目的是实现三维影像，用手术机器人代替医生的部分手工操作，其最大优点是提高了操作的准确性和灵活性，但设备和耗材十分昂贵。

2.1.2 以影像学检查为核心的数字化手术室

以影像学检查为核心的数字化手术室，即以术中CT、MRI等为核心，其目的是实现术中的影像学检查，为医生提供现场实时的判断依据，但产品价格昂贵。

2.1.3 以设备和信息整合为核心的数字化手术室

国外厂商对数字化手术室的关注点是设备控制以及信息的采集、整合及传输。这种手术室以内窥镜厂商为代表，主要针对内窥镜、手术导航及心脏外科等设备和信息进行整合。大部分产品已经实现了操作系统界面的中文化。

2.2 数字化手术室的建设流程

(1)系统计划阶段。医院根据医疗业务需求、手术室现状、信息化建设现状及投资预算等情况进行充分的市场调查，决定项目所有的功能，并做出规划性的建设方案，其方案将作为项目建设的采购标准。

(2)现场设计规划阶段(采购阶段)。各个投标公司在采购方案的基础上，根据医院现场的特点，提出项目的完整建设方案，其中包括：①投资金额；②施工方案；③设备的品牌、规格和数量；④详细的项目进度表；⑤售后服务方案。医院通过招标选择建设方。

(3)现场安装阶段。由建设方根据设计的方案，展开系统的实际安装。

(4)验收阶段。医院组织专业技术人员对建设项目进行验收。如有国家法定检测的项目，应请检测机构进行专项检测。如建设项目涉及到其他厂家的产品，应请厂商的技术人员一起参加验收。

(5)应用培训阶段。由建设方在现场对医院相关人员进行应用培训，帮助医院的使用人员正确操作所有的产品设备。

(6)售后服务阶段。在产品设备的质量保证期内，由建设方为医院提供售后服务支持，确保系统正常运转[8]。

2.3 数字化手术室建设前期注意事项

2.3.1 数字化手术室的安装进程

数字化手术室的安装进程应与层流净化工程基本同步，在层流净化工程施工过程中(龙骨安装之后，墙板未安装之前)应同时完成数字化手术室相应线材的铺设(桥架、控制线、音频线、视频线、光纤等)。在层流净化设施安装完成之后，手术灯和吊塔中要穿线和安装设备信号面板，因此应待这些工作完成后再进行层流净化工程的总调试[9]。

如果错过安装时间(包括前期线材铺设时间)，则需看维修通道是否有进行二次施工的条件。但实际经验表明，二次施工难度大，且成本将会大幅增加，尤其是安装效果会打折扣。

2.3.2 数字化手术室的到货期和安装周期

数字化手术室设备从合同签定至货到现场，通常需要60～90 d。货到现场至设备安装完成时间为30 d。程序调试到验收使用为15 d。

2.3.3 数字化手术室的安装要求

数字化手术室的理想层高是地板至室顶为3.5 m(地板至假天花板为3 m)。现已安装的项目中手术室层高最低为2.8 m(须提前向厂家订制低层高的无影灯和吊塔，周期在3个月以上)、最高为4.5 m。

手术间面积一般要求为35～70 m2。现已安装的项目中手术间最小为28 m2(吊塔和吊臂使用不便)，最大为180 m2。

2.3.4 数字化手术室对系统的要求

数字化手术室对系统的要求是：①必须考虑到手术室将来的可拓展性和对设备的兼容性；②实现视频传输和存储的整个过程的真正全高清；③可对各主流品牌的腔镜设备及其他设备进行集中控制；④需要中文的操作界面和原型化的设备控制界面；⑤可在手术室直接调用所有信息资料；⑥可在其他地方与手术室进行通讯和远程遥控[10-11]。

2.3.5 数字化手术室在建设中与相关科室的配合

建设数字化手术室过程中需要医院各相关科室的配合，医院应指派1名院方的项目总协调员，以提高工作效率。设备科主要负责协调设备的安装进度、院方技术人员的培训等。信息科主要负责协调网路通道、弱电井通道以及楼宇之间通讯网路的通道等。基建科主要负责提供建筑楼层平面图、弱电管线图、立面图及装修图等相关图纸，与层流净化项目的建设公司的协调、中央机柜的具体安装位置确定等。手术室主要负责协调吊臂吊塔的布局、设备的摆放位置、具体的功能要求等[12]。

3 数字化手术室建设的不足之处

(1)目前，国内大部分数字化手术室系统与其他品牌的数字化医疗设备不能完全兼容。有的医院为了适应数字化建设的需要，不得不淘汰原有的设备而更新同品牌产品[13]。

(2)部分数字化手术室未采用DICOM 3.0、HL7等标准协议进行数据存储，导致手术室不能直接与医院的HIS和PACS联接，需要专用的服务器进行数据格式的中间转换，造成系统工作不稳定，信息传输速度慢。

(3)远程通讯方式通常使用会议视频系统，患者影像资料的质量无法得到保证[14]。

(4)由于医院整体信息化建设滞后，制约了数字化手术室的建设。有部分数字化手术室方案是基于视频会议和设备控制技术，虽然能够提供全新的手术教学环境以及人性化的设备控制方式，但缺少影像支持及手术导航支持，并不能从本质上帮助术中医生做出更优化的选择[15]。

4 建设数字化手术室的现实性

4.1 传统手术室改造困难

传统手术室的弊端日益突出，数字化手术室是现代化医院发展的必然趋势。但实际应用结果显示，对传统手术室进行改造，其难度高、工程量大，建成后的使用效果也不如人意。因此，新建手术室要作好适当超前的规划[16]。

4.2 建设适合本医院的数字化手术室

建设数字化手术室意味着需要一笔相当庞大的资金，并不是每个医院都需要面面俱到的数字化手术室。不同的需求其工程造价相差很大，可以根据医院的实际需要，对投资预算和收益进行客观衡量，采用功能相对简单的解决方案，将造价控制在一个可接受的范围[13]。

数字化手术室由基础到高端由4部分组成：①医院HIS和PACS在手术室的应用和远程医学应用(手术示教、远程会诊等)；②手术室环境设备的监测和控制；③手术设备的集中控制；④手术导航等特殊手术设备的应用。完成第1部分可实现手术室管理的信息化，作为数字化医院，第2部分也是应做到的，第3、第4部分可以选择一些适用功能[17-18]。

4.3 数字化手术室建设的思路

数字化手术室在技术和管理上的优势不可质疑，是现代化医院的发展趋势，但至少应该考虑以下事项：①新建手术室时不能错失良机；②从医院的整体数字化和信息化水平、手术需求及投资能力3方面进行综合考虑；③按照“长远规划、分步实施”的思路，制定一个详细而明确的中、长期发展规划，在初期建设中留有以后拓展的余地[13，18]。

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[16]伊景忠,蒋协远,田伟.医院全新数字化手术室改造方案浅析[J].中国医院建筑与装备,2008,9(6):12-17.

[17]冯靖炜,陈华.数字化手术室规划与建设[J].中国医疗设备,2008,23(10):120-123.

[18]倪萍,陈自谦,叶友强,等.医疗图文数字化系统在基层医院数字化建设中的应用研究[J].中国医疗设备,2011,26(11):24-26.