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数字化、信息化手术室建设实践——设计与管理经验之谈

汤琦 来源:中国医院建筑与装备  2018-07-20

随着医学技术的不断进步,我国的医疗水平也在不断发展。国内医院,尤其是一线城市的三甲医院,正在经历着高速发展阶段。医院洁净手术部作为医院外科体系的核心内容,也不再是简单地实施开放型手术,更多的微创手术、机器人手术被引入到实践中。随着医院数字化、信息化建设高潮的来临,洁净手术室建设也面临同样的机遇与挑战。医院建设者负担着引进消化外来技术以及融入本土人文并加以发展的双重任务。

一、数字化手术室建设背景

现代手术室经历了100多年的发展,从最早的分散型手术室,逐步发展到层流净化手术室,再到现在一体化手术室、复合手术室层出不穷。尤其是一体化手术室,在内窥镜微创手术领域发挥了巨大的推动作用。医护工作者利用先进的一体化手术设备,提高了手术效率以及手术安全性。

医院数字化、信息化系统包括管理信息系统(MIS)和临床信息系统(CIS)两部分。在手术室建设过程中,手术室内所有操作需要能够同医院的临床信息系统进行对接。其中临床信息系统主要分为:门急诊医生工作站系统、病区医生工作站系统、电子病案信息系统、实验室信息系统(LIS)、医技临床科室系统、手术室信息系统、放射科信息系统、病理科信息系统、PACS系统、临床决策支持系统。

独立于上述系统之外的还有视频示教系统以及远程医疗系统。尤其是运用在手术进程中,上述两大系统对于教学科研以及远程会诊提供了最大的便利性与安全性。其中视频示教系统需要满足以下需求:可实现手术室与示教观摩端的现场双向语音、双向视频交流;管理人员可远程管理和控制系统;可实时多角度观看手术全过程;可实时录制、存储、回放手术视频;可单向屏蔽语音对讲,以保证重要手术不受外界干扰;可对各手术室进行实时录像和直播教学;可实现各手术室手术视频自由切换;可同时观看多手术室视频,实现单画面、多画面;可根据授权远程观看、下载手术视频;与远程医疗系统对接,能整合到统一平台。

随着手术室采用越来越多先进的医疗设备,整合医疗设备信号成为了数字化、信息化手术室的第三个重要特性。在手术室内,多角度、全方位的医疗展示设备信号,可以为医护人员提供实时的医疗信息作为手术的参考,也可以方便地将医疗信号进行存档、备份,为教学、会诊提供数据支持。

根据现有的分类,国际上普遍依据数字化、信息化程度的高低,将手术室分为一体化手术室、数字化手术室、示教手术室。其中一体化手术室属于数字化程度最高的手术室,主要实现了表1的全面功能,单间手术室总体造价较高。功能依次递减为数字化手术室、示教手术室。

表1  三类手术室功能对比

类型

一体化手术室

数字化手术室

示教手术室

a

CIS对接

医疗设备信号整合

CIS对接

医疗设备信号整合

b

视频示教、远程医疗

视频示教、远程医疗

视频示教、远程医疗

c

医疗设备控制

本次手术室建设实践以上海市第一人民医院改扩建项目手术中心(以下简称“一院”)为蓝本,共建设了25间洁净手术室,包括3间基于光纤网络的一体化手术室,余下的22间手术室配置了信息化显示终端设备,将其他手术室升级为数字化手术室。其中15间手术室采用基于IP网络的示教系统。通过前期的设计整合以及施工管理,将手术室充分融入到医院数字化、信息化体系中。

二、设计阶段的思考

在项目建设的设计阶段,确立了建设数字化、信息化手术室的目标。以此目标,通过摸底,统计了医院手术室常用医疗设备的品牌型号以及信号输出接口类型,见表2。目的是希望能够将所有信号整合到手术室数字化系统内。在同使用部门的具体沟通中发现,麻醉医生希望心电监护信号能够得到共享,为主刀医生提供判断依据;主刀或者副手希望能够得到PACS影像信息;实习助手希望得到实时的内窥镜影像、术野影像等学习信息。为满足每个人的需求,就需要搭建一个手术室的信号管理平台。

表2  手术室常用医疗设备品牌型号以及信号输出接口类型

编号

设备

接口

信号输出端

信号输入端

1

腹腔镜

DVI

腔镜塔

信息化显示终端

 

示教系统机柜

 

一体化机柜

2

SDI

3

关节镜

SDI

腔镜塔

4

肠胃镜

SDI

腔镜塔

5

显微镜

SDI

外科塔

6

C臂机

无输出

7

导航

VGA/SDI

设备

8

B超

SDI

外科塔

9

监护仪

VGA

麻醉塔

10

VGA

11

全景摄像机

SDI

设备

12

术野摄像机

SDI

无影灯

13

旁置摄像机

SDI

旁置弹簧臂

14

预留

网线

手术室的平面设计也同数字化、信息化系统搭建有着密切的关系。手术室无影灯以及外科吊塔的定位,涉及到悬挂支架以及悬吊显示器的布局。对于骨科手术室等需要采用C臂机的房间,可采用分开设置的子母无影灯,同时搭配显示器弹簧臂。对于无特殊要求的房间,采用中置子母无影灯搭配显示器弹簧臂,在麻醉吊塔上预留监护仪使用的视频信号线,在外科、腔镜吊塔上预留腔镜使用的视频信号线。

对于安装在手术墙面上的信息化显示终端,作为CIS接入以及设备信号的终端载体,担负着多重的功能需求。因此,在22间手术室中,也采用了4种类型来满足不同手术室的大小以及不同种类手术室的需求,见表3。

表3  4种设备类型技术参数及手术室应用对比

设备选型

技术参数

应用

信息化显示终端

1-46

46”单屏幕全高清1080P医用显示器(带灰阶屏),I7处理器PC模块

小面积手术室(小于30m2)

2-2449

24”+46”双屏幕全高清1080P医用显示器(带灰阶屏),I7处理器PC模块

标准手术室

2-2449

(触屏版)

24”+46”双屏幕全高清1080P医用显示器(带灰阶屏),49”带触摸屏功能,I7处理器PC模块

骨科手术室

2-2455

(触屏版)

24”+55”双屏幕1080P+4K医用显示器(带灰阶屏),55”带触摸屏功能,I7处理器PC模块

骨科手术室

腔镜手术室

在手术室建设初期,就需要将所有的信号线缆实现预留,同时还需要考虑线缆维修更换的可能性。前期预留的线缆按照设备的摆放位置确定信号输出端的位置,所有的线缆汇集到信息化显示终端或者一体化机柜实现信号播放,具体分类见表2。考虑手术室的信号线缆维修以及后续医疗设备的发展,医疗设备信号源线缆采用“一用一备”的布设原则,同时预留4根6类网线作为将来设备的扩展升级使用。

三、施工管理阶段的措施

图1  数字化设备需要嵌入墙面安装

在项目实施阶段,为了满足手术室内环境控制要求,所有数字化设备需要嵌入墙面安装,因此,采用了前面板可开启的方式,后部预留箱体作为显示屏幕、系统主机、视频分配器、线缆的安装空间。这样的设计消除了原来在手术室内必须放置CIS电脑主机的困扰,使得手术室的净使用面积有效增大。同时在前面板上,设置了红外线扫描枪和信号输入接口,既减少了设备的占地空间,又将所有的线缆隐藏起来,使得手术室内无菌环境控制上了一个新的等级。信息化显示屏色彩同墙面板一致,外形尺寸也按照手术室的墙面板模数从厂家定制生产,在保证美观的同时也方便后期的升级改造。


图2  信息化终端设置在主刀医生对侧墙面上

信息化显示终端的定位也需要同手术室的实际使用相结合。作为接入CIS以及设备信号的终端,需要同时满足巡回护士的CIS操作输入以及主刀医生获取医疗设备信息的便利性的双重考虑,将信息化终端设置在主刀医生对侧墙面上,同时24”显示器更靠近巡回护士的工作范围以及手术室综合情报面板区,兼顾两者使用。同时在信息化显示终端的面板上设置物理按键,方便一键切换设备信号源。


图3  不同型号的信号线缆

对于55”显示器,由于其支持4K分辨率的超高清,可以在画面上同时显示4路信号给医护工作者,因此,在后端加装了信号分配器支持4分屏显示。最多1间手术室布置了19根不同型号的信号线缆,串联起了所有的手术室设备输出影像,在分频器安装过程中需要解决不同设备厂商信号输出种类、分辨率、刷新率等一系列兼容性的问题。在这个方面,国产分屏设备的兼容性明显好于国外设备,值得同行借鉴。

四、结束语

项目完成后,25间手术室同时实现了数字化的晋级。虽然一体化手术室建设能够获得更好更全的使用体验,但是投入的成本也是无法估量的。作为上海市公立医院手术室项目建设的一个典型,上海市第一人民医院手术室的数字化、信息化之路在先进性、经济性、共同性方面给其他医院手术室建设提供了很好的实践和检验。(编辑辜琳)



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