数字化手术室发展现状分析

1、数字化手术室发展现状分析随着医院数字化建设进程的推进,手术室作为医院的核心医疗场所, 其数字化建设已越来越受到医疗机构的重视。目前, 国内不少医院都已经建成几间甚至数十间数字化手术室, 为外科手术带来了革命性的变化。在计算机技术和外科手术技术的不断发展推动下, 数字化手术室建设取得了长足的发展和进步。一 数字化手术室的概况1. 涵义数字化手术室起源于20 世纪90年代, 但到目前为止数字化手术室还没有一个明确的定义。在国外, 数字化手术室通常代表着一体化手术室(Integrated Operating Room), 强调手术室系统和设备的集成, 包括与麻醉机、监护仪、导航系统、内镜等医疗设备的

2、集成, 手术视频路由、采集、存储,网络访问基本数据、电子病历、患者影像信息, 与手术室外部其他临床医生和专家实时交流的能力; 另外也指复合手术室(Hybrid Operating Room), 该手术室除具备上述功能特点外, 还在手术室内直接安装有大型医学影像设备,如CT、MRI、DSA、DR。国内提到的数字化手术室大多是指具有手术转播和教学功能的手术室, 也有少数先进的数字化手术室代表着信息技术、医疗设备、医学影像技术与外科手术充分整合的数字平台。数字化手术室的内涵应包括手术过程的数字化和手术室业务管理数字化。手术室是为病人提供手术及抢救的场所, 因此数字化手术室首先应体现以患者为中心的手术

3、诊疗过程的数字化。通过对手术室内主要医疗设备的采集和控制, 借助计算机网络技术实时传输所需的临床数据, 实现以患者为中心, 整个手术过程的信息采集、保存、传输和处理, 使手术参与者( 手术医生、护士、远程会诊专家、观摩者) 都可获取大量与患者有关的信息。手术室业务管理的数字化是保障手术过程高效执行的基础, 不仅要实现手术室财务的信息化, 还应实现手术排班、器械消毒与追踪、手术室医护人员的业绩考核等业务流程的数字化管理, 以提高医护人员的工作效率, 优化医疗业务流程。2. 特征数字化手术室将信息技术、网络技术、医疗设备技术、自动化、智能化技术融入到手术业务中, 通过医疗信息的数字化演变, 改革手

4、术室的业务流程和管理模式。结合数字化手术室的涵义, 总结数字化手术室需具备以下特征:(1) 医疗设备的数字化信息能够进行无损采集、传输、调阅、处理、存储和全院共享是实现手术室无纸化、无胶片化的基础;(2) 系统集成化: 手术室内设备系统与各种信息系统如EMR、HIS、LIS、PACS系统的集成管理与控制, 并形成触摸式集成控制平台, 可使手术医生以更加人性化的方式获得患者信息;(3) 手术方式网络化: 手术信息通过网络传输和用户权限管理, 保证信息传输和利用的安全性, 实现院内、院际乃至全世界的资源共享和远程手术支持;(4) 手术管理信息化: 利用信息系统提供的整合信息, 优化手术、护理、服务

5、、管理业务流程;(5) 手术治疗微创化: 通过系统集成平台提供的数字化信息, 在导航系统的配合下, 微创手术的领域逐步扩大,精确性不断提高, 可以最小的创伤获得最佳疗效。3. 分类从临床应用角度, 可将数字化手术室分为微创外科手术室、心脏外科手术室、神经科手术室、骨科手术室以及其他常规数字化手术室。不同功能的手术室需要配置不同的设备及辅助装置, 如微创外科手术室需要配套先进的内镜系统和吊塔, 神经外科手术室需整合图像导航系统等。4. 作用从管理层面,数字化手术室通过设备的自动化控制和信息化业务管理系统, 缩短手术室周转时间, 提高手术室利用率, 改善手术人员的安排; 方便医生在无菌区随时调阅患

6、者资料和影像信息, 实时观测生理数据; 利用视频转播和交互平台, 可进行远程教学和培训, 降低手术感染率, 也可对手术医生进行远程协助和会诊。从技术层面, 通过术前规划和PACS图像传输, 医生可以在计算机屏幕前清晰地从任意角度和方位来定位病灶组织的形状和比邻位置关系, 并能够在计算机的终端上对其进行术前的虚拟手术, 以制定最佳的手术实施方案; 数字手术室和计算机辅助外科应用能形成从术前规划到术后恢复评价的完整手术治疗方案, 降低手术风险, 提高手术质量, 缩短病人术后康复的时间; 可高效、科学地对医疗全程管理,进而提高医院的经济和社会效益。5. 目标数字化手术室的建成将提供一个智能化、信息化

7、、数字化的高效、安全服务平台: 可满足医院外科手术所需的所有功能; 符合人性化的手术操作平台; 以合理成本获得高效的手术运转服务; 最大限度保证无菌环境, 保障净化系统、电气、气体、放射安全; 为医务人员创造最有利于工作的舒适环境。二 数字化手术室的建设契机1. 数字化手术室的建设需求传统手术室存在许多局限性, 如无法进行手术远程示教、无法统一存储信息资源、无法避免二次污染及进行医学影像集中显示及调取等诸多问题, 无法满足现代外科手术的需求。从患者角度, 随着人们生活水平的改善, 对医疗保健服务提出更高要求, 患者总是希望能够得到高质量的手术治疗、手术创伤减少、伤口加快愈合、住院时间缩短。从用

8、户角度, 手术医生需要便捷获取患者的各项信息, 轻松操作手术器械, 可与外部进行通畅交流; 麻醉医师要有效管理麻醉过程; 护士可进行合理的手术安排和调度; 观摩者可观看到清晰的手术画面; 医务部门可对手术室状态和医护人员工作状况进行监测; 家属可及时了解患者所处的手术过程信息。从医院角度, 数字化手术室建设对医院的现代化发展具有不可或缺的重要意义, 医院只有充分利用信息技术, 对各部门信息、患者诊疗信息、管理信息进行全方位的整合, 加快手术管理、服务、体制等各方面的创新, 才能提高工作效率, 改善服务质量, 确保患者安全, 在激烈的市场竞争中取得成功。数字化手术室建设需要医院多个相关科室的参与

9、, 并就需求内容进行充分论证, 只有以这种业务需求为驱动,才能真正发挥数字化手术室的功能, 解决医院临床所面临的问题。2. 数字化手术室建设的工程和技术保障数字化手术室建设是一项庞大而复杂的系统工程, 涉及医疗设备的配置、信息网络的集成、合理的建筑工程设计方案等, 现代工程技术的发展为建设真正意义上的数字化手术室提供可能。a. 信息技术信息技术是数字化手术室的核心技术,借助存储和网络传输技术, 可将各类医学影像、文字信息送至手术现场, 指导手术过程, 并记录手术过程数据; 综合布线技术为数据流通提供物理基础; 系统集成技术通过接口技术, 实现手术室不同产品系统的通信和数据交换; 此外条形码、R

10、FID等技术也为加强手术室业务管理提供强有力技术支持。b. 高端医疗装备技术高端医疗装备技术是数字化手术室发展的前沿体现, 计算机图像处理技术和自动化控制技术的发展推动着各类手术导航系统在神经外科、骨科、耳鼻喉科等领域取得广泛应用; 近年来, 术中磁共振、术中CT、磁导航血管造影、手术机器人等高精尖技术亦在临床得到逐步应用, 大大提升了手术精度和手术效率, 拓展了数字化手术室的功能。c. 洁净工程技术洁净工程技术是数字化手术室建设的基础, 洁净技术已发展相对成熟,采用多级过滤和频繁换气, 可靠除去空气中的尘埃和微生物, 通过除尘达到动态除菌, 为手术室提供一个满足手术的洁净环境。d. 临床医学

11、工程技术临床医学工程技术是数字化手术室各项医疗设备、器械、工作环境处于正常运行状态的重要保障。通过风险评估、预防性维护及动态监测等措施,可有效降低设备运行风险, 提高设备的使用效率。三 国内外数字化手术室建设现状1. 国外数字化手术室发展现状国外在数字化手术室领域的理论和实践水平先行于国内, 数字化手术室建设取得了显著成就。美国加州大学洛杉矶分校(UCLA) 于2007 年新建的Westwood医院(里根总统纪念医院)致力于打造成世界上技术最先进的便利病患型医院。医院建有23间手术室、6间心脏导管插入实验室、8间介入放射学治疗室、70 个康复前和康复后治疗床位。手术室均为完全整合的单元,整形外

12、科医师可在手术室实施关节内镜检查, 普通外科医师可接着在第二天实施机器人辅助的胃肠手术; 所有手术室均可进行介入性治疗或侵入性治疗。凭借尖端的录音和控制系统, 外科医师透过简单的声音命令或按键即可控制安装在天花板上的外科手术设备。全美国现仅有400 个类似设计的整合手术单元, UCLA里根总统纪念医院的每间手术单元在技术上都达到这种尖端水平, 在世界上处于领先地位。国外医疗公司借助自身在神经外科、骨科、内镜、手术导航以及设备控制等领域的优势, 纷纷开发出具有自身优势的数字化手术室方案, 如美国史赛克的i-Suite系统、美国Smith&Nephew的CONDOR系统、德国Karl St

13、orz的OR-1 平台、美国NeuroMate神经外科机器人等, 这些产品系统已在国外许多医院获得实际应用, 它们也被国内许多医院引入作为建设数字化手术室的基础, 客观上带动了我国医院数字化建设的进程。2. 国内数字化手术室发展现状自2002年以来, 手术室的信息化发展经历了从简单的局域网联网到数字网络化模式的转变, 北京、上海、南京、武汉等地少数大医院先后进行了现代化手术室的数字化改造, 并取得了一定的成果。2008年, 301医院实现了55间手术室的数字化, 并实现了将一些大型影像设备与数字化手术室结合, 以及对管理手术室时间效益的应用, 机器人手术也在心脏、泌尿、肝胆、普外等多个科室开展

14、, 极大提高了患者手术的质量。2008年初, 北京积水潭医院建设的数字化手术间包括数字化导航手术间( 脊柱)、数字化运动医学手术间、数字化骨科手术间、数字化脊柱手术间、数字化综合手术间等。手术室通过实时连接医院联网数据库、影像科室、档案库以及会诊中心, 使患者的重要信息可及时传入手术室, 同时示教医师可实时对手术过程进行讲解, 术者也可听到会场的提问, 及时进行答疑。南京军区南京总医院即将建成数字减影血管造影(DSA) 复合手术室和磁共振成像(MRI ) 复合手术室, 整合术中介入影像造影设备和磁共振定位技术,为构建复合型手术室提供很好的解决方案。国内比较先进的数字化手术室已经实现了手术设备的

15、应用以及与HIS/PACS/LIS系统的联网应用。目前国内医院数字化手术室建设正方兴未艾, 与发达国家相比, 我国的数字化手术室在高端信息技术的应用上已经非常接近, 但整体水平还存在一定的差距。3. 数字化手术室建设存在的问题a. 整体水平与发达国家有差距发达国家数字化手术室建设起步较早, 发展水平处于领先。美国等国家已将信息技术发展的成果充分应用到手术室中, 可以做到与各类信息系统的集成和控制, 并逐步拓展了高端医疗装备技术的临床应用。而国内的大多数数字化手术室建设主要基于手术转播教学和设备控制, 缺少重要的影像及手术导航支持, 并不能从本质上帮助术中医生做出更优选择。另外,经济相对落后地区

16、的信息化建设相对简单, 各级医院的数字化手术室建设都有待提高, 我国的数字化医院建设任重道远。b. 存在的误区有些医院认为数字化手术室等同于手术示教与转播系统, 等同于PACS系统; 也有些医院认为配备了麻醉信息系统就等于建成了数字化手术室; 甚至认为数字化手术室建设造价必定非常昂贵, 规模必须要大。这些观念误区源自院方缺乏对数字化手术室建设的整体性把握, 这将往往导致建设达不到预期的效果。c. 相关法规不完善随着数字化手术室建设进程的推进, 许多相关政策法规还需要进一步规范, 如电子病历的法律效力、手术室集成规范、手术室医疗器械安全使用规范, 都亟需有法可依。这些配套法律规范的缺失给数字化手

17、术室应有的作用带来严重影响。d. 标准化问题数字化手术室配套的各种信息系统, 多由不同公司开发完成, 由于没有采用统一的DICOM、HL7协议, 给各个系统相互间的信息共享带来一些严重问题。此外, 大多数字化手术室系统还不能与其他厂家的设备完全兼容, 致使数字化手术系统的部分功能无法实现,这就降低了该系统的应用范围, 是数字化手术室建设的一大瓶颈。标准化问题已成为制约我国数字化手术建设的关键问题。e. 专业人才紧缺, 应用效果不佳数字化手术室涉及的产品包括信息系统软件、导航系统、机器人等多种系统, 有关的技术包括IT 技术、最新影像学技术( 图像配准、三维重建、增强现实)、医学模拟技术和机器人

18、手术技术。以上技术需要既懂医, 又懂IT技术和医疗设备技术的复合型人才, 但是目前的人员现状并不能满足该需求, 影响了产品系统的应用成果。因此需要积极引进具有IT技能的专业医学人才, 并加强对专业人员的专项技术培训, 才能最大限度发挥这些新技术应用, 为医院带来效益。四 数字化手术室的发展趋势1. 信息化、集成化提供高效的手术服务数字化手术室通过整合手术室内设备、信息资源和医院各科室资源, 使原来的“信息孤岛”变成了无处不在的信息中心, 患者关联信息在此得到最佳融合, 为提供高效手术服务奠定基础。通过中央监控系统, 对每间手术室的状态进行监测: 器械准备和摆放情况、室内消毒状况、手术开始/ 运

19、行/ 结束状态, 可在短时间内进行手术室的安排和调度; 手术过程中, 外科医生、麻醉科医生和护士可快捷观察到病人的实时生理、麻醉参数, 通过EMR调阅患者病历, 借助PACS查看术前所拍影像;通过物流管道, 使标本快速传阅和检验, 血液配型和运送达到零距离和零等待, 并在第一时间获得反馈结果; 实时、高清、稳定的视频传输为远程手术会诊和观摩带来全新的体验。这些手术室功能的拓展为医护人员创造高效的工作环境, 有利于改善工作流程, 同时也给患者带来更好的服务。2. 影像导航促进微创手术的进步在影像导航技术的推动下, 数字化手术室的手术治疗功能将得到充分体现。通过装配手术导航系统, 医师不仅可以直接看到传统手术的暴露部位, 而且能看到不易观察的部位, 如手术部位周边组织内部的血管与神经; 医生可根据手术规划指定的路径, 精确执行手术干预和操作手术器械;