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隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能技術(shù)、以及人工智能在醫(yī)療服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用，智慧醫(yī)院的產(chǎn)生既是信息化、數(shù)字化時代的醫(yī)療進步，也是進一步貫徹以人為本理念的實踐。在醫(yī)療信息化背景之下，國家出臺多項政策支持智慧醫(yī)院發(fā)展建設(shè)，搭建數(shù)字化手術(shù)室、更新現(xiàn)代化醫(yī)療設(shè)備。

2022年頒布的《政府工作報告》（簡稱“報告”）針對醫(yī)療衛(wèi)生公共服務(wù)能力，提出了推動醫(yī)療信息化的核心訴求，報告指出，要著力加強智慧醫(yī)院建設(shè)，推進電子病歷、智慧服務(wù)、智慧管理“三位一體”的智慧醫(yī)院建設(shè)和醫(yī)院信息標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。手術(shù)室是信息化建設(shè)的核心，將數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)融入醫(yī)院的信息化系統(tǒng)建設(shè)也是醫(yī)院實現(xiàn)數(shù)字化智慧化管理的標(biāo)志工程。

現(xiàn)階段，醫(yī)療數(shù)字化和信息化是未來的發(fā)展方向，而作為醫(yī)院核心的手術(shù)部是重中之重，專業(yè)的臨床信息系統(tǒng)、數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)已經(jīng)成為一種趨勢，智慧手術(shù)室能為醫(yī)院創(chuàng)造更高的社會和經(jīng)濟效益，是體現(xiàn)醫(yī)院綜合實力的重要因素。

本次改造，除了要解決原有手術(shù)室平面布局存在手術(shù)室面積較小，手術(shù)室裝飾材料、設(shè)備陳舊，潔凈物品收納空間不足，手術(shù)室安全用電設(shè)備缺失等問題，更是要著眼于解決手術(shù)室裝備與飛速發(fā)展的醫(yī)療技術(shù)裝備不匹配，傳統(tǒng)潔凈手術(shù)相對封閉和孤立的“信息孤島”狀況，手術(shù)部現(xiàn)有數(shù)據(jù)管理能力無法適應(yīng)醫(yī)院的信息化建設(shè)發(fā)展等一系列數(shù)字化信息化升級問題。

1、信息碎片化，非集成，調(diào)用效率低

雖然在手術(shù)室通過臺式電腦等信息可以訪問醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS、LIS、PACS等），但卻無法跨系統(tǒng)將患者的影像，患者各種臨床數(shù)據(jù)信息和手術(shù)室管理系統(tǒng)等高效整合，同時患者在術(shù)中需要的門診影像等信息無法通過更高效的方式呈現(xiàn)調(diào)用，手術(shù)過程、護理信息、麻醉信息等難以保存，更無法滿足復(fù)合手術(shù)等復(fù)雜手術(shù)室對更多設(shè)備信號整合利用，提升手術(shù)效率的需求。

2、無法與手術(shù)室外部進行音視頻交流

對于手術(shù)示教，遠程醫(yī)療會診，甚至是會議直播轉(zhuǎn)播等，都需要外部的轉(zhuǎn)播公司支持，手術(shù)部成本增加。手術(shù)部發(fā)展面臨如何更高效發(fā)揮醫(yī)院的學(xué)科帶頭能力，搭建高效整合的音視頻管理平臺，用于對接醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)及外網(wǎng)，滿足內(nèi)部醫(yī)生團隊培訓(xùn)，外部手術(shù)會議交流展示的需求亟待滿足。

3、如何進一步提升人文關(guān)懷建設(shè)

后疫情時代背景下日益增加的醫(yī)療工作量，如何使手術(shù)醫(yī)生、麻醉醫(yī)生、手術(shù)護士獲得全面的患者信息、更多的影像支持、更精確的手術(shù)導(dǎo)航、更通暢的外界信息交流，從而為整個手術(shù)提供更加準(zhǔn)確、更加安全、更加高效的工作環(huán)境成為手術(shù)部發(fā)展的必要一關(guān)。

此次醫(yī)院的一期數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)改造，雖然只有6間手術(shù)室，但覆蓋了不同的手術(shù)類型，同時需要兼顧未來其它手術(shù)室的升級對接，也要滿足醫(yī)院手術(shù)室不同設(shè)備升級的問題，比如腔鏡設(shè)備升級，手術(shù)機器人引入等，在團隊充分調(diào)研目前國內(nèi)及國際的數(shù)字化手術(shù)室技術(shù)方案之后，最終采用了全球領(lǐng)先的基于萬兆全光纖鏈路的無損無壓縮IP的數(shù)據(jù)架構(gòu)方案，同時在數(shù)據(jù)架構(gòu)之上采用了開放式的底層軟件管理平臺，已適應(yīng)兼容醫(yī)院不同類型不同架構(gòu)的信息管理系統(tǒng)，最終打造了符合現(xiàn)代化一流水平的數(shù)字化手術(shù)室。主要前期設(shè)計規(guī)劃流程如下：

4.1明確數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)目標(biāo)，充分考慮現(xiàn)有手術(shù)室重點 

本次數(shù)字化手術(shù)室的建設(shè)以外科手術(shù)為中心，同時考慮未來與醫(yī)院其他科室的對接，充分整合醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS、LIS、PACS等），將所有關(guān)于患者的信息、影像以最優(yōu)化方式進行系統(tǒng)集成，建立數(shù)字化平臺，實現(xiàn)手術(shù)室內(nèi)外的音視頻交流、手術(shù)示教以及遠程醫(yī)療會診，實現(xiàn)手術(shù)部后臺軟件整合管理。 

4.2與手術(shù)部裝修改造工程同步進行平面設(shè)計方案

打破傳統(tǒng)的按照醫(yī)療設(shè)備進行采購調(diào)研的方式，在手術(shù)部裝修改造設(shè)計前期即充分考慮數(shù)字化底層架構(gòu)建設(shè)需要對接的手術(shù)室布局布線問題，同步進行方案設(shè)計。平面布局圖如下：

一期改造涉及6個手術(shù)室，其中2間數(shù)字化改造，另外4間信息化改造。同時改造現(xiàn)有示教室1間（跨樓）。

4.3詳盡的數(shù)字化底層設(shè)計

在前期即考慮與信息科的對接，詳細考慮數(shù)字化系統(tǒng)的整體對接位置，在考慮現(xiàn)有信息化設(shè)施設(shè)備以及現(xiàn)有弱電會議系統(tǒng)的情況下，進行系統(tǒng)框圖設(shè)計，詳圖如下： 

本次建設(shè)數(shù)字化系統(tǒng)采用全光纖路由建設(shè)，實現(xiàn)所有手術(shù)室4K影像的無損無延時傳輸，通過醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)和其他院區(qū)多區(qū)域手術(shù)室的互聯(lián)互通，通過手術(shù)室控制中心實現(xiàn)多院區(qū)手術(shù)實時示教轉(zhuǎn)播、手術(shù)實時指導(dǎo)。

本次醫(yī)院的數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)從技術(shù)架構(gòu)上著重于突破傳統(tǒng)AV方案或流媒體網(wǎng)絡(luò)方案的限制，開創(chuàng)性地使用IP架構(gòu)的基于萬兆光纖交換機的無損無壓縮方案，主要從以下幾個方面實現(xiàn)了優(yōu)化：

5.1布線維護簡單

許多手術(shù)室使用視聽（AV）系統(tǒng)集成設(shè)備，這些系統(tǒng)已經(jīng)在OR中使用多年，但要確保完全集成，不僅需要根據(jù)不同設(shè)備信號類型大量布線，各種配置也格外繁瑣。醫(yī)院此次數(shù)字化改造采用的IP解決方案只采用了光纖一種線纜，即可在網(wǎng)絡(luò)上傳輸音頻、視頻和數(shù)據(jù)，簡單易用，確保手術(shù)室工作人員專注于服務(wù)患者，而不是處理頭疼的技術(shù)問題。

5.2靈活適應(yīng)新技術(shù)

在技術(shù)不斷發(fā)展的時代環(huán)境中，手術(shù)室如何在不影響質(zhì)量的情況下適應(yīng)創(chuàng)新成了擺在眼前的現(xiàn)實問題。隨著先進技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，例如4K成像，數(shù)字化系統(tǒng)必須足夠靈活，才能夠集成新技術(shù)。傳統(tǒng)的AV系統(tǒng)是一個非常靜態(tài)的系統(tǒng)，無法適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)。而基于4K標(biāo)準(zhǔn)的IP架構(gòu)則更動態(tài)靈活，它可以適應(yīng)新技術(shù)并不斷擴展功能，具備極強的軟硬件兼容性，可以兼容不同腔鏡、DSA、手術(shù)機器人等，無需外部轉(zhuǎn)換器、擴展器或分配器。

5.3高效

醫(yī)療的核心是效率。在以前傳統(tǒng)的AV系統(tǒng)中，存在多個視頻標(biāo)準(zhǔn)（jpg、mp4、h264……）,這些增加了設(shè)置數(shù)字化系統(tǒng)時的復(fù)雜性，而且流程和醫(yī)生偏好之間的轉(zhuǎn)換往往需要時間和技術(shù)能力。通過IP網(wǎng)絡(luò)進行的音視頻集成更加透明，只需要一個通用標(biāo)準(zhǔn)就可以輕松地在流程和設(shè)備之間切換，故障率也大大降低。同時傳統(tǒng)的方案只能固定的端口的輸入輸出，只能組合一個相同多畫面同時輸出，而IP架構(gòu)可以做到任意音視頻的輸入輸出和組合畫面。

5.4無損4K3D影像

使用IP架構(gòu)方案時，沒有電纜長度的限制，即使超過9米的距離也不需要額外轉(zhuǎn)接器發(fā)射器?，F(xiàn)代化手術(shù)室中常常需要處理多個視頻信號，醫(yī)院此次采用的4K標(biāo)準(zhǔn)的IP系統(tǒng)可以無縫地處理這種多樣性，即在不壓縮信號的條件下可以混合傳輸HD和4K信號，同時也可以實現(xiàn)4K+3D的同時處理和傳輸。

5.5 突破空間的協(xié)作

數(shù)字化技術(shù)有望幫助改善手術(shù)室的工作流程并促進協(xié)作。區(qū)別于傳統(tǒng)AV架構(gòu)的數(shù)字化系統(tǒng)只能在單間手術(shù)室內(nèi)進行設(shè)備信號集成，基于IP的集成允許手術(shù)部中的任何地方即時共享內(nèi)容，可以實現(xiàn)不同手術(shù)室之間，不同科室之間建立協(xié)作關(guān)系并共享專業(yè)知識，提升醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量。

5.6遠程能力

與其它IP應(yīng)用一樣，手術(shù)室中IP架構(gòu)的數(shù)字化集成，可以提供對手術(shù)室非常有益的遠程管理功能。它提供了安裝，主動監(jiān)控，排除故障的可能性，甚至可以在不進入手術(shù)室的情況下升級最復(fù)雜的配置，確保最大限度地利用手術(shù)室。

5.7擴展升級能力

一方面一期的數(shù)字化手術(shù)室改造建設(shè)只進行了6間，如何應(yīng)對未來其它手術(shù)室數(shù)字化升級也是本案例重點考慮的一點；另一方面，未來的手術(shù)室是一個易于適應(yīng)和可互換的環(huán)境，需要滿足不斷發(fā)展的需求。因此數(shù)字化手術(shù)室系統(tǒng)必須足夠靈活可拓展升級，比如無需改動當(dāng)前的基礎(chǔ)設(shè)施就能實現(xiàn)增加的4K腔鏡設(shè)備的影像傳輸。而本次方案最終采取的全光纖無壓縮的IP架構(gòu)方案，則能夠輕松實現(xiàn)手術(shù)室功能的調(diào)整和擴展，同時適應(yīng)于未來其它手術(shù)室的數(shù)字化改造，不需要更換原先系統(tǒng)主機，只需增加光纖線，進行中央控制系統(tǒng)的光纖即聯(lián)即可。

本次醫(yī)院數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)方案搭建了基于萬兆光纖鏈路的音視頻系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。整體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，本次建設(shè)使用的數(shù)字化底層方案，符合國際醫(yī)療器械（CE I類、FDA 510(k) II類）認證，適用于外科手術(shù)室及介入導(dǎo)管室，包含冗余網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計，并通過符合HIPAA的安全網(wǎng)關(guān)傳輸數(shù)據(jù)以保護患者隱私，手術(shù)過程安全可靠。視頻分發(fā)基于國際標(biāo)準(zhǔn)的分發(fā)技術(shù)，可以方便地集成到目前的手術(shù)工作流中，并且能夠處理專業(yè)視頻應(yīng)用程序中常用的所有視頻格式，而不需要轉(zhuǎn)碼。同時使用單獨專網(wǎng)對手術(shù)室信息進行維護，符合IEC 80001-1 醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險管理標(biāo)準(zhǔn)。整體方案設(shè)計遵循了2020年最新發(fā)布的數(shù)字化手術(shù)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)T/CAME 24-2020。

在整體標(biāo)準(zhǔn)之上，實現(xiàn)了以下技術(shù)突破：

（1）傳輸標(biāo)準(zhǔn)的先進性

具體表現(xiàn)為下表的8個方面：

（2）全院范圍的可擴展性

采用了全萬兆光纖IP架構(gòu)，只需要在相應(yīng)點位增加編解碼設(shè)備，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)接入。必要時增加核心數(shù)據(jù)處理設(shè)備就可以實現(xiàn)任意設(shè)備間的級聯(lián)。

（3）整體的開放性

硬件上支持任意音視頻信號的集成，包括各種視頻接口及信號制式。軟件上支持任意第三方軟件的集成，包括醫(yī)院各類信息系統(tǒng)、應(yīng)用程序、網(wǎng)頁等；

（4）創(chuàng)新性

系統(tǒng)同時支持4K和3D信號的集成，以保證未來3D+4K信號的同時接入。并且系統(tǒng)支持2D/3D動態(tài)自適應(yīng)功能，在正確的顯示器上顯示最合適的影像，而不需要人為干預(yù)。

（5）和傳統(tǒng)AV方案的核心技術(shù)指標(biāo)比對如下：

7.1中央控制平臺 （CCP）

功能強大的中央控制平臺（CCP），將健全、完善的工作業(yè)務(wù)融入到整個平臺中，包括檢查、入院、手術(shù)、恢復(fù)、直到出院等，為包括外科醫(yī)生、麻醉醫(yī)師、護士在內(nèi)的眾多醫(yī)務(wù)工作者提供便捷、高效的服務(wù)，改善整個圍手術(shù)期間的可視化、文檔管理的流程。

患者信息和臨床資料可以通過手術(shù)室內(nèi)的客戶端或者整個醫(yī)院內(nèi)部任何設(shè)備上的加密網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用來訪問。常用的如HIS/PACS對接模塊，可與HIS系統(tǒng)和PACS系統(tǒng)對接，遵循HL7標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以輕松獲取手術(shù)安排和獲取患者影像檢查資料；另外，CCP提供一系列檢查清單，以確?；颊咝畔⒁恢滦?。

7.2嵌入式工作站

嵌入式安裝，節(jié)省空間，外表面可擦拭消毒，符合手術(shù)室凈化要求，外框不突出表面與墻板完全齊平，整體美觀大方。采用抗菌型醫(yī)用硅膠鍵盤，帶觸摸板和集成鼠標(biāo)墊，英語鍵盤布局，光學(xué) 5 鍵硅膠鼠標(biāo) (IP65防護等級)，控制臺前面板上標(biāo)配有 2 個USB 接口。

7.3懸吊4K醫(yī)用顯示屏系統(tǒng)

不同的手術(shù)室配置了不同的高標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)用顯示器，具備出色的圖像品質(zhì)、亮度和清晰的對比度，為手術(shù)室中的4K可視化提供無可挑剔的圖像品質(zhì)，確保符合手術(shù)室的精準(zhǔn)性、專業(yè)性、目的性和雅致性。

7.4面向OR的數(shù)字化管理平臺

（1）文檔及管理檢索功能：從任意 EMR 中檢索患者、病例和安排數(shù)據(jù)，導(dǎo)入以前的文檔，只需單擊一下即可在患者環(huán)境中打開第三方軟件，標(biāo)記采集的所有手術(shù)內(nèi)容并加蓋時間戳，然后進行擴充，所有設(shè)備接入都不依賴于特定供應(yīng)商，提供有效的安全檢查列表。

（2）音視頻路由功能：對將醫(yī)療成像數(shù)據(jù)和信息分發(fā)到手術(shù)室中的顯示器進行集中管理，支持對各種圖像和視頻系統(tǒng)的控制（手術(shù)攝影機、手術(shù)室攝影機、內(nèi)窺鏡、顯微鏡），單個通用端口，用于將手術(shù)室中的所有設(shè)備連接到醫(yī)用控制臺，直觀的用戶界面允許快速切換實時視頻。

（3）信號數(shù)字化轉(zhuǎn)換功能：手術(shù)室內(nèi)高清術(shù)野攝像機、高清全景攝像機、DSA主機信號等所有影像源產(chǎn)生的模擬影音信號通過相關(guān)設(shè)備進行采樣、編碼、封包等數(shù)字化處理，生成數(shù)字化影音信號，便于存儲、傳輸、交流與分享，實現(xiàn)手術(shù)管理無紙化和電算化；

（4）信息集成功能：通過結(jié)構(gòu)化的綜合布線系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各個分離的設(shè)備(醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，顯示設(shè)備、計算機設(shè)備)、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，使醫(yī)療資源達到充分共享，實現(xiàn)集中、高效、便利的管理；

（5）遠程音視頻互動功能：實時視頻會議以征求他人的意見或組織培訓(xùn)，手術(shù)內(nèi)容流式處理（視頻和音頻）

7.5面向OR的績效管理平臺

（1）手術(shù)內(nèi)容管理功能：針對手術(shù)內(nèi)容對知識管理以及與單個存儲庫共享進行改進，通過管理重要文檔來優(yōu)化成本，提高團隊的流動性并讓手術(shù)室從行政任務(wù)里抽身，協(xié)作并擴充手術(shù)內(nèi)容，以了解可變的驅(qū)動因素，深入了解具體事件：分析關(guān)鍵事件和復(fù)雜的工作流程，以獲得患者安全和效率提升。

（2）手術(shù)報告功能：通過簡化術(shù)后報告流程，來減輕負擔(dān)并提高可操作性，改善手術(shù)和術(shù)后團隊之間的溝通和透明度，從而降低關(guān)鍵信息丟失的風(fēng)險，跟蹤強制性臨床報告的完成情況，從而提高整體合規(guī)性，更好地符合質(zhì)量管理流程。

（3）培訓(xùn)指導(dǎo)功能：使用關(guān)鍵的手術(shù)實時數(shù)據(jù)來重建術(shù)中事件，以識別其中未識別的潛在缺陷， 查看包含復(fù)雜工作流程或關(guān)鍵事件的錄像文件，并使用根本原因分析方法和逐項匯報方法來提高手術(shù)技能，同時創(chuàng)建自定義培訓(xùn)項目，通過創(chuàng)建本地模擬功能、現(xiàn)場培訓(xùn)和指導(dǎo)計劃，減少對外部模擬中心的依賴。

（4）手術(shù)效率分析功能：利用直觀的指標(biāo)項實現(xiàn)可視化并跟蹤整個圍術(shù)期工作流程的效率。創(chuàng)建并自定義基準(zhǔn)以跟蹤手術(shù)室級、部門級和院級工作效率的行業(yè)認可標(biāo)準(zhǔn)并對照此標(biāo)準(zhǔn)進行比較。利用目標(biāo)設(shè)定功能，結(jié)合對每個臨床環(huán)境中關(guān)鍵驅(qū)動因素的數(shù)據(jù)支持的理解，提高所有員工的績效。

（5）醫(yī)療設(shè)備分析功能：測量和評估手術(shù)室環(huán)境中所有已連接設(shè)備的利用率和運行時間。應(yīng)用行業(yè)基準(zhǔn)來預(yù)測醫(yī)療設(shè)備的可維護性報告，以提出采購需求。深入理解醫(yī)療設(shè)備對臨床質(zhì)量和成果以及手術(shù)室時間環(huán)境內(nèi)的效率增益/損失的影響。通過創(chuàng)建實時跟蹤分析，以減少對外部供應(yīng)商和技術(shù)人員的依賴。

數(shù)字化手術(shù)室是智能信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)技術(shù)相結(jié)合的重要產(chǎn)物，為醫(yī)療技術(shù)發(fā)展、改善醫(yī)療環(huán)境提供了重要推力，具有廣闊的發(fā)展前景。建設(shè)數(shù)字化手術(shù)室，能夠提供數(shù)據(jù)集成、設(shè)備控制、多媒體交互、遠程會診、遠程示教和手術(shù)部業(yè)務(wù)流程管理信息化功能，主要有以下三點意義：

提高效率：一方面，通過數(shù)字化手術(shù)室的統(tǒng)一界面，醫(yī)生可綜合調(diào)用醫(yī)療影像系統(tǒng)及病人信息，為制定手術(shù)方案提供重要參考；另一方面，遠程醫(yī)師/專家能夠通過遠程音、視頻會議參與會診、指導(dǎo)手術(shù)，縮短救助時間。讓患者充分享受醫(yī)療資源，免于奔波，爭分奪秒，提升醫(yī)療資源利用率。

行業(yè)交流：數(shù)字化手術(shù)室可提供手術(shù)直播、手術(shù)影像資料等學(xué)習(xí)資源，便于手術(shù)室外學(xué)生、專家及其他相關(guān)人員觀摩學(xué)習(xí)。也可作為行業(yè)培訓(xùn)交流資源，通過安全、直觀、專業(yè)的手術(shù)資料，共同促進行業(yè)交流與發(fā)展。

降低風(fēng)險：數(shù)字化手術(shù)室可以通過音頻、視頻等手段實時記錄手術(shù)過程，后期轉(zhuǎn)化為圖像與文字信息進行保存，便于反復(fù)查看手術(shù)實況，輔助與患者家屬有效、順暢溝通，精準(zhǔn)反饋手術(shù)狀況，降低發(fā)生醫(yī)患糾紛的風(fēng)險。