数字化手术室建设是信息技术与医学技术的交叉学科，通过信息集成，将实时数据监测与查询、远程医学影像技术、RFID跟踪技术等相结合，应用到手术室环境中，对于手术过程标准化、手术直播、手术示教、感染控制和追 溯、手术物品统一管理具有重要意义。主要介绍了一整套数字化手术室信息 化建设解决方案，包括临床信息集成、手术视频直播、手术指导、手术示教 、人员行为控制、消毒追溯等方面的建设。通过介绍数字化手术室系统的建设规划与实施，为今后其他医疗机构数字化手术室的建设提供依据。
一、数字化手术室概述
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、医疗行为控制、医院信息系统（HIS）和影像数据传输及储存系统（PACS）、远程医学、手术示教、感染控制等进行集中管理。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解决方案。
2、国内外研究现状
数字化手术室起源于20世纪90年代初，是医学技术、工程技术与信息技术三者相结合的产物。目前，国外公司经过十多年的研发，已有较高理论和技术水平，并形成了一些较成熟的产品。但国外数字化手术室系统普遍造价高昂。对手术室的改造工程较大，国内医院难以承担。国内的数字化手术室产品主要以视频示教和麻醉信息管理为主，还在起步阶段。因此，建立适合我国国情的数字化和智能化手术室迫在眉睫。我国各医院根据各自的实际情况进行了数字化手术室的建设。从建设规模上看，主要分成如下几个级别。
一是手术室与医院信息系统集成，手术医生不仅能够通过医院各类信息系统获得患者相关的大量临床信息及医学图像信息，能将各类医学影像设备获得的医学图像送至手术现场辅助导航，指导手术过程，从而便于操作，提高效率。
二是动态获取图像操作视频，实时传送到手术室外，供手术观察和远程会诊。将手术室内的动态操作图像实时传送到手术室外供手术观摩和远程会诊，通过实时交互的方式进行远程手术演示和教学，并对手术过程进行监控和存储。
三是对手术室的人、财、物进行统一调度和管理，对医疗人员的路径行为规划、一次性物品感染控制等进行规划和统一调度。
二、数字化手术室系统规划
1、系统建设目标
按照数字化手术室建设的需求，数字化手术室系统的建设目标如下。
（1）信息系统集成
通过将医院信息系统和手术室设备对接，实现将患者术前的检查检验结果实时显示到手术台，以指导手术过程。
（2）手术视频传输
通过高清摄像头等设备动态获取手术操作视频，将手术全程传输到手术室外，进行教学示教、手术会诊、教学演示等。
（3）感染控制集成
通过对进入手术室的人员进行行为控制，手术服、手术鞋的管理，一次性物品的消毒追溯等手术室人财物一体化管理，实现手术室感染的控制。
2、系统功能规划
手术室市医院中无菌洁净要求最严格的地方之一，其建设、布局、工作流程和管理必须围绕无菌要求设计。按照数字化手术的建设目标，数字化手术功能规划主要的功能模块如图1所示。
图1 数字化手术室功能规划
一体化手术台：
通过将患者检查影像、检验、住院信息、临床信息集中展示到手术台，医生在手术过程中可以随时调阅患者的各种信息。手术直播：
每个手术室都配备2个彩色智能球，包括：无影灯上的小型一体化摄像头，用于展示手术窗口细节；全景摄像机，用于展示手术台场景。手术示教：
医院每年不仅要完成大量的临床手术及治疗等曰常工作，还需完成临床教学任务，学生在手术现场也不可能同带教老师进行充分的沟通和交流。手术观摩：
医院各临床专科每年会定期举办多次大型国际\国内学术研讨会议，会议要求会场可实现手术观摩与演示，并能够与手术医生进行实时语音双向交流。集中控制：
手术室内的控制情报面板可以对电源、气体、空调、时间、灯光及手术信息传递等进行集中控制和显示。行为控制：
通过门禁、手术服上的RFID标识、闸门等对进入手术室的人员进行行为控制和路径规划，为手术室不同类型的人员行为进行规划，避免手术室的二次感染。消毒追溯：
通过对手术室一次性物品RFID、手术服RFID、手术鞋RFID等物资进行统一管理和追溯 ， 可以对出现感染的患者进行追溯，防止其他患者感染。3、系统关键技术介绍
数字化手术室的建设主要涉及：数据集成技术、影像的实时采集储存与传输、影像压缩与解压缩技术、综合布线系统施工、视频监控安防施工 、RFID跟踪技术等。
（1）信息集成技术
手术Ｘ作站与现有信息系统集成，医生或护士在手术期间可通过触摸屏实时调阅患者病历资料（病史、病理、检验等信息）以及医学影像。
（2）综合影像技术
导引外科手术（IGS）多模式成像技术从多种不同的影像设备采集的医学影像，可以提供互补性很强的患者信息。
（3）实时远程影像技术
通过手术直播示教系统，使观摩学习人员在不同场所能清晰、多视角地观看手术现场的实况。
（4）RFID识别技术
将RFID芯片安装在手术服和手术鞋中，通过在每个关键业务点安装RFID读卡器，即可对人员的行为进行控制，从而起到人员行为规范的作用。
三、数宇化手术室系统实施
1、手术室信息集成实施
信息整合是通过数字化的整合使手术室的工作流得到改善，建立手术信息平台是数字化手术室建设的 关键。图2为手术室信息集成方案，通过HL7接口，直接从HIS调用病人病历资料；通过DICOM3.0接口，直接从PACS中调用病人影像；通过视频接口，直接调阅在线／记录的病人手术视频记录。
图2 数字化手术室信息集成
2、手术室视频转播实施
将画面清晰稳定的视频信号和语音信号传输到示教室和会议室，采用阵列和压缩技术，实现了快速存储 和调阅。视频转播系统见图3，具体包括如下方面。
图3 手术室视频转播构图
（1）手术室组件
医用快球、场景快球、医用显示器套件吊臂式计算机控制单元；手术室护士工作站；音视频控制单元；吊臂式监视器。
（2）主控制室组件
主控制单元；数字化整合平台（主数据库及软件）；海量存储单元 ；主控制台；环境摄像头。
（3）语音视频组件
流媒体服务器；服务器主控制软件；流媒体软件；客户端软件。
（4）会议（示教）室组件
屏幕控制单元；集成计算机和软件系统；数字音频对讲系统；环境摄像头。
3、手术室洁净管理实施
手术室人员的行为管理主要包括人员进入的注册管理、手术鞋和手术衣管理、污衣回收管理。手术室人员管理的主要功能如下。
（1）人员进入的注册管理
管理对象主要包括需要进入手术室，且已进行相关信息（指纹、工作卡）录入注册，并被系统认可的相关医务人员。
（2）手术服和手术鞋管理
手术室配置有电子鞋柜及更衣柜，手术人员可通过系统设定后固定使用某个鞋柜和衣柜。
（3）二次鞋管理
为在进入手术间之前保证洁净度，需进行二次鞋管理，即通过一次鞋换取二次鞋后进入手术间。
（4）污衣回收管理
手术人员手术完毕后，使用手术服自动开启进手术室时的衣柜和鞋柜，然后更换衣服出手术室，在出手 术室前，可自动回收污衣，如污衣忘记回收，可自动提醒进行衣物回收。
四、小结
利用现代信息技术对数字化手术室进行规范管理，对有效控制手术感染、提高手术质量具有非常重要的作用。数字化手术室集成了医院信息系统的信息，提高了医生手术的效率和安全性。随着信息技术的不 断发展，数字化手术室的建设涵盖了信息集成、手术直播、手术示教、远程指导等，并在人员的行为控 制、消毒物品追溯等方面对手术室内部的人财物进行一体化管理，未来还将整合医疗信息、建立数字化平台，为手术室提供全面的信息化解决方案。
来源：中国数字医学
作者：笪泓、张晓祥、汪火明、姚刚，华中科技大学同济医学院附属同济医院
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