数字化手术设备

数字化手术设备（精选8篇）

数字化手术设备 篇1

数字化手术室集计算机网络技术、自动控制技术、图像信号处理技术、空气净化技术和综合布线技术于一体,并将与手术有关的各种系统有机地结合,进行统筹设计[1]。手术室医疗设备精度高,种类繁多,包括手术、急救、监护、治疗等生命支持设备和诊断、检查、供应等手术辅助设备。并且因为手术量大和手术时间长而超负荷工作,实施质量控制是非常必要的。生物医学工程专业技术是开展医疗设备质量控制的前提和基础,实践证明,以医疗设备维修和维护为切入点开展质量控制是行之有效的。因为质量控制的实践措施是基于医疗设备维修和维护的历史数据和信息而获得的[2]。

下面分类简要说明我院数字化手术室医疗仪器设备质量控制的实施措施。

1 麻醉机质量控制

麻醉机的校准和维护是手术室医疗设备质量控制的最重要对象之一。麻醉机主要功能是为手术病人提供定量的麻醉混合气体,使病人在麻醉状态下接受手术,维持供氧和呼吸。监护术中病人的生命体征,为手术提供安全可靠的保障。麻醉机最常见故障有潮气量不准确,流量传感器故障、漏气等气路部分,电源电路部分故障率明显较低(硬件常见故障有氧电开关、电源板、控制板、检测板等),所以平时多留意参数是否需要调整和校准甚至更换配件。潮气量监测的准确度在临床上特别重要,因此特别重视引起潮气量不精确的各种误差因素和各个重要环节,包括呼吸回路漏气导致潮气量偏差、湿化水对潮气量监测(流量传感器)的影响等。根据常见故障和维修采取相应的质量控制措施,主要有氧气压力监测(包括麻醉机压力指示、减压阀,以避免“无氧气压力”高优先级别且不能消音报警),呼吸回路的漏气检测、病人和麻醉机连接的螺纹管尽量保持“U”型以降低传感器进湿化水的程度、定期对重要参数进行校准,如流量传感器、气道压力传感器和100%氧气的校准)。定期对重要零部件进行检修和校准,如果发现误差较大,超出允许范围的现象,应立即更换磨损或者损坏的零部件,如垫圈、隔膜、盘片。定期对麻醉机系统软件进行维护和升级。

2 监护仪质量控制

监护仪全程监护手术病人的心电图、血压、血氧饱和度和二氧化碳等参数,是医生判断患者生理状况的数据来源之一,是实施质量控制的特别重要设备。手术室监护仪的工作环境决定了其参数设置、维修维护的特殊性。监护仪滤波方式有3种:监护、诊断和手术,手术室监护仪应该选择手术模式。因为手术室中的高频电外科手术设备发射的高频信号会干扰心电信号,引起高幅度的尖脉冲,导致ECG信号不规则,而低频干扰会导致基线漂移或者变粗。而病房中的监护仪可以选择正常测量情形下的“监护”或者“诊断”模式,尤其是诊断模式显示的是未经滤波的ECG波形的变化,如R波的陷波、ST段离散的抬高和压低等。监护仪Sp O2的模块灵敏度级别设置为“高级”的时候,监护仪监护脉搏非常微弱的危重病人时可以对微小信号的识别更灵敏。而当监护新生儿或者非重症病人时,应该将灵敏度设为“普通”,以滤除运动产生的无效小信号的干扰。监护仪常见的问题包括附件问题和设备主机硬件问题。附件方面的问题最常见,包括ECG不显示(心电导联数据线的连接和瘦弱病人电极贴的粘贴)。NIBP/IBP测量后无数值(充气管漏气、测量超出范围、测量超时);Sp O2数据不显示(探头血渍、数据线进水和传感器故障);CO2无波形显示(待命模式为灰色不可选)等。监护仪设备主机硬件方面的问题不多,常见的有各种参数模块的故障、主板故障、电源板故障、显示板故障、背光管故障、充气泵故障、旋转按钮故障等,有时更换部分元器件就能修复,有时候就需要更换整块线路板。每年对监护仪进行一次参数的计量校准,也是质量控制的措施之一。

3 高频电刀质量控制

高频电刀是利用高频电流对人体组织进行切割、止血或烧灼的一种高频大功率外科手术仪器设备。医护人员正确操作使用和工程师及时维护是非常必要的质控措施。电刀的安全使用,包括术前常规检查(刀头有无氧化,电刀手柄和手柄线是否有裂开或者老化现象);电极板的正确放置(清洁干燥、血液充足、肌肉丰厚的较大接触面积达到电流密度<0.02A/cm2的安全标准,这样导电性好并且减少电阻性发热,并且病人全悬浮不能与接地的金属手术床接触而预防灼伤);电刀手柄或者脚踏开关的性能良好(手术医生术前必须试用)。工程师手术中要能够及时排除报警(单双极模式和功率数据设置、电极板和电极线、电刀主机部分整体替换),术后进行检修(主机有无报警、烧焦、断电、接地和电极有无漏电、断裂、氧化等现象)。

4 医用输液设备

手术室内使用大量的麻醉泵、输液泵和注射泵,为手术病人提供必要的药物和液体支持,以维持病人的生理体征和手术需要。如果输液设备存在质量问题会影响麻醉师和手术医生对所输液体的药效和病人手术状态的判断。医用注射泵有单通道、双通道、三通道和四通道之分,可以提供单种和多种药物的注射,注射模式多样化,并且具有注射器探测、纠错软件、快速注射等智能特点。经过较长时间的观察、检测、统计和分析,得出的结论是输液设备可能存在流速的偏差,尤其是使用年限比较长设备。产生偏差的原因和一次性输液耗材有很大关系;设备自身故障引起输液差错的几率较小。医用输液设备质量控制实践举例,见表1。

5 内窥镜和显微镜类设备的质量控制

内窥镜和显微镜类设备是手术室中的微创外科手术必须使用的设备,腹腔镜、胸腔镜、脑室镜、宫腔镜、关节镜等手术切口较小,对病人造成的创伤极其微小,腔镜手术在临床上得到了推广和应用。腔镜设备质量控制措施主要有检查腔镜所需的气源(CO2和N2);冷光源(专用灯泡的寿命一般500h,发现变暗或者效果不好时立即更换以提高观察效果);显示器(吊塔上加装显示器更加人性化,方便多个医生的多个角度观察)。手术辅助和检查设备如显微镜、纤维支气管镜、喉镜等定期更换专用灯泡和专用电池,确保良好的检查效果。腔镜的数据传输和接口技术方式有:串行接口、BNC接口、USB口、DVI数字接口、S-Video接口等。传输介质包括同轴电缆、双绞线、光纤等,采用了用最清晰的图像数据转换和传输方式。

6 手术吊塔的质量控制

手术吊塔的质量控制对象有氧气、负压吸引、压缩空气、二氧化碳、麻醉废气和电源。我院手术室采用中心供气系统,氧气是麻醉机和体外循环机必需使用的气体。中心负压吸引手术中的血液、水、痰液等;压缩空气为体外循环机提供循环动力,并且和氧气的压差维持在0.1MPa范围内。二氧化碳是腔镜手术中气腹机必须使用的气体;压力不稳定导致气腹机来回循环启动。麻醉废气净化是手术室环境健康安全的保障,利用净化系统对废气进行清除以保护医护人员的健康。电源和地线的正确连接及使用是确保医疗设备安全的重要环节,手术室采用专用隔离变压器为手术各类设备提供电源并且进行等电位连接,坚决杜绝漏电、电击事故的发生,切实保障医护人员和病人的安全。

7 手术床的质量控制

手术床是为手术病人提供恰当的手术体位、调整手术高度的设施。常见问题有电池报警(交流断电,电池供电不足);无法升降(脚刹车未踩到底或者手术床未锁住,尤其注意带有平移功能的手术床,有时候平移过度容易导致升降失灵);升降缓慢(液压油少或者调整旋钮角度不当);床体整体晃动(固定螺丝松动或者滑丝)等。

8 无影灯的质量控制

无影灯的亮度调节调整有利于手术的顺利进行,对手术视野的亮度影响较大。随着设备使用时间的延长,设备自身元器件老化和无影灯灯泡寿命限制,做好配件的准备以备应急维修。质量控制措施有:发现无影灯亮度不足或者不亮,更换灯泡(更换时切忌用手直接碰触灯泡,可用手套或者塑料等垫起来)、变压器、继电器、线路板等;发现灯头或者灯臂有漂移现象,紧固或更换漂移阻尼等。

9 手术室供应室的质量控制

手术室供应室一体化运行模式在提高手术质量和控制感染方面取得良好效果。供应室消毒和灭菌设备配置脉动真空压力蒸汽灭菌器,低温等离子灭菌器,超声波器械清洗机,全自动喷淋式器械清洗机,硬式内镜清洗设备等,该系列设备的质量控制是确保手术顺利进行的供应保障。质控措施包括提供压力合适的水、电、气是设备运转的必要条件。上述设备自身元器件(密封圈、过滤器)的定期更换和维护保养(润滑、除尘、紧固)以及压力容器(安全阀、压力表)的计量检测也十分重要。

1 0 计算机信息系统的质量控制

计算机是现代化手术室必须用到的重要工具之一。手术麻醉信息系统(麻醉信息系统服务器和麻醉工作站)、各种腔镜工作站、医嘱系统、手术直播系统、排班电脑(LED医生排班电子屏、LED家属公告电子屏、手术间信息)、收费系统、监控系统(手术间监控、层流空调监控)等良好运转必须依靠计算机的正常运行来保障。例如手术麻醉信息系统,原来麻醉医生记录和管理临床麻醉和监护信息一直沿用“手记笔描”的方法,工作量大并且容易出错,现在麻醉信息系统的临床应用可以实时自动采集监护仪设备各种数据,并与医院HIS进行数据通讯。为麻醉医生术前访视、术中麻醉记录和术后麻醉总结等形成医疗文书并且打印出结果。根据麻醉信息系统的数据传输至其他模块,如LED家属公告电子屏、医生排班电子屏和手术间门口电子屏等,数据实时更新并发送。如各种腔镜工作站,可以把手术过程中的手术图像实时传输、显示和存储在电脑硬盘上,方便手术报告的打印以及为科研提供数据和信息积累。层流集中控制电脑(调整手术室内和清洁走廊温度)和监控电脑(监控查找手术室内外人员的各种不当事件)因为长时间一直处于开机状态,所以必须保证电脑正常工作。所有电脑实施质量控制的措施包括的硬件维护维修(电脑主机的散热、主板、电源、网卡、网线等配件的配备或者备用新机)和软件更新升级(系统软件的完善、更新和升级换代)。

手术室附属设施的质控措施还包括层流净化空调,其能否层流净化空调的良好运转是手术室控制感染的前提条件。定期更换空气高效过滤网。先进的物流传输技术,能将手术过程中需要检验的样本迅速的传输到病理科、检验科等科室进行样本检验。手术直播系统的安装为手术示教、远程医疗提供了技术支持,可以实时的将手术图像、手术外围图像和腔镜图像等一并视频传输,要全力确保硬件设施的正常运转。

手术室专职医学工程师实施医疗设备质量控制,还要做如下工作:医疗设备启用前对手术室医护员工进行培训,严格制定操作规程、使操作者熟悉、理解和明白其工作原理、操作方法和注意事项;教会医护人员排除一些简单的报警故障的方法;医疗设备使用后积极进行维护保养、计量检测、易损件更换,需要改进的地方和厂家进行沟通和协商以改进提高[3]。影响医疗设备质量控制的因素是多方面的,如设备因素,应用因素,病人因素、原理因素、流程因素等。工程师应该从生物医学工程的角度分析、识别这些因素,并设法减小和排除,不断提高自身业务素质、细化服务措施、加强质控管理,做好质控技术支持。

实施医疗设备的质量控制是提高现代化、数字化手术室医疗设备应用安全的重要环节,是手术室专职医学工程师进行医学工程技术保障的职责,要将质量控制程序化、制度化和常规化,扎实开展手术室医疗仪器设备的质量控制,为提高手术室医疗质量和保证手术室设备的安全顺利运转提供强有力的技术支持和质量保证。

参考文献

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[2]朱弋,王振洲.医疗设备维修与质量控制的结合与应用[J].医疗卫生装备,2011,32(1):112-113.

[3]李学省,王耀岐.现代化手术室设专职医学工程师的实践和思考[J].医疗卫生装备,2011,32(1):122-123.

[4]夏慧琳,高关心,安文昊,等.三级甲等医院开展医疗设备质量控制的实践[J].中国医疗设备,2010,25(1):1-4.

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[6]李学省,王耀岐.现代化手术室设专职医学工程师的实践和思考[J].医疗卫生装备,2011,32(1):122-123.

[7]陈晓红,任国荃,周丹,等.医疗设备质量控制体系构建实践与研究[J].解放军医院管理杂志,2008,15(4):384-386.

数字化手术设备 篇2

“我需要更多的影像支持，最好能有精确的导航系统；我还希望手术室能和外界保持通畅的信息交流，以应对突发事件；当然我更需要手术中病人的实时信息，这样我在走下手术台的时候就可以满怀信心地说：‘我确信目前为止那些可恶的病灶已经被完全切除了。

’这一切对于医院和病人来说都意义重大”。如果你有幸听到一个整日穿梭在手术室中的外科大夫发出如此的技术性抱怨，那么你能体会到医务人员追求更好、更高手术室配制的强烈愿望。

完美手术室

如果上文描述的这位敬业的外科大夫有机会去美国德州大学MD Anderson癌症中心参观，他会发现，他的这一切想法并不是梦想。这里装备有BrainSUITE的手术室堪称是世界上最完美、最复杂的神经外科手术室之一。由西门子医疗系统集团和德国BrainLAB共同研发的BrainSUITE有一台1.5特斯拉的高场磁共振扫描仪，可以在手术中对病人进行扫描，导航系统还可以根据获取的影像信息得出最优的手术路径，从而使手术更准确、更安全。在这套系统中，影像导航、磁共振、显微外科技术、视频传输以及资料管理得到了完美的融合，成为现代数字化手术室的杰出典范。

数字化手术室起源于上世纪90年代初，与传统的“封闭式”手术室相比，数字化手术室实现了信息的开放与流通。利用实时数据检测和远程医学影像技术的结合，医生可以实时、便捷地获取大量与患者有关的信息，并在精确导航系统的帮助下实施更为精准的手术，从而大大提高手术的效率和成功率。同时，实时的视频传输也为手术室内外的交流以及手术观摩和远程教学提供了可靠的通道。除此之外，大量的术中资料也为科研以及循证医学提供了宝贵的资源。

相对于传统的手术室，数字化手术室的革新意义显而易见，它使得原来的“信息孤岛”变成了名副其实的信息中心，所有关于患者的信息都在这里得到了最佳的融合。按照使用功能的不同，数字化手术室可以细分为：微创外科手术室、骨科手术室、心脏中心手术室、神经科手术室以及其它常规数字化手术室。由于各种数字化手术室内部的功能都非常庞大复杂，这对外科医生来说无疑是一项重大的挑战。在全新的环境中，医生需要时刻关注来自患者的各种信息，同时又要保持高度的集中，这些都需要专业的培训和一定时间的适应。但是一旦医生对这些数字化系统驾轻就熟，那么传统的手术室在他们看来就变得完全不可思议了。虽然

对于全世界范围内的大多数医院来说，这种令人惊叹的装备远远超出了目前任何一个中长远的手术室改造计划，但是这种让人震撼的新事物一旦出现，就注定会向着更深更广的方向发展，成为未来手术室发展的必然方向。

数字化的诱惑

数字化手术室的优势现在已经有目共睹，一项美国的调查报告显示，数字化手术室能使手术效率平均提高5％～10％；同时，在数字化手术室中医生做出最佳决定的几率也得到了显著提高，因此能从整体上显著提高医院的经济和社会效益。那么面对这种新的挑战和机遇，医院会做出什么选择呢？

事实证明，虽然数字化手术室在技术上的优势不可质疑，但是它并不是一场平民的盛宴。相反，对于大多数医院来说，如此完美的手术室意味着一笔完全超出预算的庞大开支。装备在MD Anderson癌症中心的BrainSUITE就耗资达920万美元，而大多数类似的数字化手术室建设项目都价格不菲。于是面对数字化手术室带来的乐观前景与庞大的前期投资之间的巨大鸿沟，许多医院的管理者也对这样的手术室改革望而却步。幸好，现实的情况并不是每个医院都需要最先进，最完善的数字化手术室，而针对不同的需求，工程造价也会显示出天壤之别。

正如STERIS 公司项目设计总监Schafer说的那样，“并不是每个一体化手术室都是造价上百万的工程，根据实际的需要，我们可以提供更简单、更低端的一体化解决方案。如果我们只是将手术室常用的终端做整合，连接像内窥镜摄像机、PACS以及C型臂影像这些设备，那么这个造价完全会在一个可以接受的范围，但是却能给手术室的工作带来极大的便利”。因此对于医院来说，一份详细而明确的短期和长期规划，以及预算和收益之间的客观比较是进行数字化手术室改造的前提。

在我国，虽然大多数医院的数字化手术室改造存在很多现实上的阻力，但这并不能阻止医院对更先进的手术室的向往。2003年，武汉大学的手术示教系统将第二临床学院的手术室与所有教室和病房进行了网络系统连接，通过这套系统使用者可以在多个图像采集点之间进行实时的语音和图像交互；2004年，上海市公共卫生中心建立的数字化手术室在上海首次采用了计算机手术室控制系统，医生可通过触摸屏调节手术台角度，摄像头角度和灯光强弱等，为手术室的工作提供了便利； 2006年，广东省人民医院建立了现代化的手术室，通过护士站的微电脑集中控制板可以对21个手术室进行全方位监控，全景摄像系统和中置摄像系统可监控350度视野范围，并可进行大范围的手术示范、教学以及远程会诊。

同样是在2006年，国内著名的三级甲等大型综合医院北京积水潭医院在经过多次考察、论证之后，也拉开了数字化手术室的改造

序幕。积水潭医院使用的是美国史赛克公司的数字化手术系统，装备了先进的手术导航系统、视频传输系统以及影像系统。改造后的积水潭医院拥有了全亚太地区规模最大的数字化手术室。

但是不难看到，除了少数几个大型的手术室改造项目外，国内大部分数字化手术室方案都基于视频会议和设备控制技术。虽然这些改进能够提供全新的手术观摩教学环境以及人性化的设备控制系统，但是却缺少至关重要的影像支持以及手术导航支持，并不能从本质上帮助术中医生做出更优化的选择。

而这个缺憾也暴露了国内很多医院在整体信息化建设上的滞后。从这点来讲，制约国内数字化手术室发展的因素并不完全来自资金困难，医院整体信息化水平的相对落后也是手术室数字化过程中不容忽视的阻力。

商家的新宠

对于任何一个商家来说，销售单一的产品永远都不会是唯一的目标，发展的重点在于是否能整合所有的资源，并在最大限度上提供最具附加价值的整体解决方案。因此面对数字化手术室这块待开垦的丰饶疆域，厂商可谓是蜂拥而上。

由于各方面的原因，国外在数字化手术室领域的理论和实践水平都远远高于国内。很多医疗公司借助自身在骨科、内窥镜、神经外科、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。德国Karl Storz公司的一体化手术室系统OR1提供了一种量身定做的手术室设计方案，通过触摸屏，用户可以调节手术室的所有设备，同时提供视频转播、视频会议，以及手术档案管理。美国Smith&Nephew公司推出的新型手术室控制中心“CONDOR系统”也能让医务人员方便地控制所有的设备和患者信息，甚至包括手术室的照明系统和温度。美国Stryker公司的 i-suite数字化手术室全方位整合方案提供触摸屏控制的手术示教系统、可声控的内窥镜手术设备，以及个性化的移动监视器吊臂。另外具有代表性的还有美国ConMed公司的Smart OR系统以及日本Olympus的EndoALPHA系统等等。除此之外，很多传统的大牌医疗系统公司也通过多方位的合作开辟其新的业务领域。西门子医疗系统就联合全球领先的专业计算机辅助手术导航系统制造商Brainlab推出了杰出的BrainSUITE，而飞利浦则在南北美洲携手Skytron推出了具有高度灵活性的hybrid room。与此同时，很多IT企业也对数字化手术室投入了前所未有的关注。

可以看出，不论是老牌的医疗企业还是新进的IT公司，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、整合与传输，而这也是数字化手术室的核心。

但是反观国内的企业，不难发现厂商推出的整体手术室解决方案大多都停留在完整的手术室设备生产线上。在落幕不久的第61届中国国际医疗器械博览会上，迈瑞公司推出了自己的一体化手术室/ICU设备整合解决方案，该方案融汇了迈瑞自主研发的专业手术灯/床/吊塔等系列新品，以及高端麻醉、监护设备。对应于国内大多数医院手术室的现状，这种设备集成型的手术室解决方案存在一定的优势。使用这样的系统可以方便地在小范围内实现无缝的信息连接，同时也给采购、安装以及维修等各个流程带来便利。但是我们知道这种设备集成型的手术室解决方案并没有真正触及数字化手术室的核心，而且从长远来看，由于大多数医院并不想使自己使用的设备局限在单一的品牌上，这种做法也存在着明显的发展瓶颈。因此在不远的将来，提供具有高度兼容性的设备以及实现手术室信息采集、整合与传输上的突破，也许才是本土数字化手术室解决方案供应商寻求发展的最佳路径。

数字化手术设备 篇3

设置:嵌入式安装, 模块化设计

采用嵌入手术间墙面安装的方式, 用于集中安放录播服务器、应用系统主机、影像显示屏、操作控制屏、手术计时屏和键盘等应用设备, 无需安装传统的情报面板。与医院的HIS、PACS系统连接, 可以调阅患者的基本情况、诊断信息和PACS影像数据。手术室到手术室外部的音视频通信通过医院现有的标准局域网传输完成, 保证医院内现有的网络出口都能收到高清的手术直播、点播图像。手术间安装相关的数字化信息系统, 护士工作站安装操作终端, 家属等候区可安装手术排队信息屏。系统的设计要求满足整体化的要求, 功能集成度高。

3D手术影像工作站整个设备嵌入墙体内部, 内部完全密封, 同时3D手术影像工作站外表面可以承受手术室内经常性的消毒与清洗, 保证了3D手术影像工作站在手术室内无菌环境下的安全使用。

同时3D手术影像工作站采用模块化设计, 可以根据客户的具体需求来进行任意模块搭配, 满足用户的不同需求。通过模块化嵌入式设计, 不仅减少了设备在手术室内占用的空间, 增强了手术室空间的利用率, 还极大地减轻了手术室护理人员的维护工作。3D手术影像工作站采用前开门式设计, 极大地方便了设备的可维护性。

功能:完成术前、术中、术后全过程管理

3D手术影像工作站是从患者准备进入手术室开始到术后离开手术室的全过程管理, 从“术前”手术室环境达标和手术安排、相关科室和物品的准备、医师对患者信息的了解, 到“术中”手术室设备集中控制、手术信息实时采集和对外互动并在电动手术台上完成手术, 再到“术后”整个过程信息汇编用于追溯及分析。

*医院信息系统集成

与手术相关的信息源包括:患者基本信息、图像 (X光、超声、MRI、病理等) 、检验参数、生理监控参数、麻醉参数、手术视频、手术环境、手术器械等, 这些信息的存在形式包括文本、信号、图形、图像、视频等, 其特点是信息量大、信息源多、价值高。基于上述信息的采集、传输、显示、管理与控制, 主要实现如下基本功能:HIS、PACS、LIS等信息的接入显示与控制, 生理监控参数的采集与显示, 手术视频画面 (内窥镜、无影灯或头灯摄像、场景摄像) 的采集、显示与控制, 手术安排与过程管理。

*手术影像视频管理

借助现代化视频通讯系统, 可将手术过程实时传送到手术室外任何地方, 从而实现远程示教、专家会诊、手术观摩、医生与家属视频交互、手术医生与病理科医生针对手术切片的在线图文和语音交互等。且这些资料可以高质量格式存储在DVD、CD、硬盘或者医院服务器等多种存储介质上, 方便归档和图文处理。

*手术室中央控制管理

可以帮助医护人员通过触摸屏监控手术室环境, 实现对手术室内温度、湿度等环境参数以及血压、脉搏等病人生理体征进行实时集中监测, 并将相应参数输入到数字控制器, 发出数字信号操作各动作元器件, 如气动阀、传动开关、电磁开关、数码显示屏等, 将各种参数控制在允许的范围之内, 确保手术室达到使用要求。

*手术排队管理系统

可使用于手术部各部门, 手术过程按照《手术分级管理制度》的要求进行规范化、合理化管理, 根据患者信息、手术室使用情况、医护人员情况对手术时间与手术室进行合理的安排, 以提高手术室的资源利用率与手术过程的安全性, 并且可以通过办公室、护士站、手术室、工作区、洁净走廊、家属等候区等位置的一体机进行手术信息管理和查看。

*手术示教远程会诊

数字化手术室初探 篇4

关键词：数字化手术室,控制系统,数字记录,声控系统

1 基本概念与组成

数字化手术室起源于上世纪90年代,它是信息技术与医学技术的有机结合,将实时数据监测及查询和远程医学影像技术相结合,应用到手术室环境当中,使医生能够实时获得大量与患者相关的重要信息,同时,配合实时影像系统可以进行远程教学。数字化手术室全面提升手术室功能与配置,方便操作,大大地提高了手术效率和质量,堪称手术室中的奔驰、宝马。

北京积水潭医院是国内知名的以骨科、烧伤为重点的三级甲等综合性医院,拥有1030张病床,其中骨科、烧伤病床600多张,年周转病人达到20000人次。医院的特性决定了我院手术量大、手术难度高、手术级别要求高的特点。因此,打造一个全新的、高精尖的、世界一流的、全数字化的高端手术室是适应医院发展需求的紧迫任务。2006年3月,我院在经过多次论证、考察、研究的基础上,拉开了手术室的改造序幕。

我院安装的是美国史赛克公司的数字化手术室系统。数字化手术室内一般配有手术导航系统、可做三维断层显影的C型臂X线机、G型臂X线机、内窥镜、麻醉机、超薄型看片灯、带灯下摄像头的无影灯等等,这些设备通过系统的各种数字化接口连接,实现数字化通讯。数字化手术室主要分为骨科手术室、内窥镜手术室、心脏外科手术室、神经外科手术室等等。

2 数字化系统

数字化系统主要包括Switchpoint Infinity控制系统、SDC HD数字记录装置、Sinde声控系统及其组件、摄像头以及触摸显示屏和大型液晶电视。

2.1 数字化系统信号传输原理

如图1,每个数字化手术室通过音/视频光电转换器把所获得的音视频信号转换为光信号,通过光缆与中控室的光电转换机柜相连,由光电转换机柜将光信号转换为音、视频信号,再传输给音/视频HUB,由HUB来实现各个房间的互通,进修医生可通过在示教室获得手术间内的实时音/视频信号来进行教学和研讨。图2是积水潭医院各数字化手术室之间的信号连接图。

别是Hub A的视频输入、Hub B的视频输入、Hub A的视频输出、Hub B的视频输出、音频输入、音频输出、控制信号、备用音频信号线、光缆控制信号线等。我们可以通过中控室的视频集线器来实现手术间与手术间之间、手术室与示教室之间以及手术室与骨培中心之间的通讯。

数字化控制室是数字化手术室的中心,所有的数字化手术间、数字化教学单元、数字化远程交流中心、internet之间的互访都是通过控制室完成的。具体的数据流程如图3。

2.2 Switchpoint Infinity控制系统主要组件

Switch point Infinity控制系统由Infinity主机、触摸屏控制界面、SDC HD数字记录装置、Sinde声控系统及其组件等组成。

2.2.1 Switchpoint Infinity控制系统的音频输入、输出

SwitchPoint Infinity控制系统的主机是由高质量的音频、视频组件构成,直接控制数字化手术间内部的各种音视频设备,并且根据各自的状态进行选择、设置。它是手术室人员控制和操作的中心点。

视频输入端口共有12个RGB-HV和12个S端子信号源的输入端口,主要用于接收内窥镜和手术室内摄像头、打印机、数字捕捉设备及其他视频设备的信号,这些输入端口完全向用户开放,任一个视频输入口都可用于连接视频系统。

视频输出端口提供了14个RGB-HV和14个S端子的视频输出口,可用于把视频影像传输给监视器、液晶电视等,此时SwitchPoint Infinity系统作为信号源把所选择的信号传输给显示设备。

音频输入口共有8个,每个输入口都可从外界音频信号源接收信号,如无线麦克、sinde等,这些端口完全通用,并且开放,可随意连接音频设备。音频输出口共8个,可将所选音频信号传输给音视频网络集线器和房间内的扬声器。

RS232端口共有16个,连接使用串联通信的设备,如PTZ摄像机和水平显示监视器。

2.2.2 触摸屏控制界面

触摸屏界面分为三部分:菜单栏、控制部分和菜单栏。操作者通过触摸屏实现各种控制功能,包括视频选择等等。图5为摄像头控制界面。

2.2.3 SDC HD数字记录装置

SDC HD数字记录装置是基于电脑系统的装置,用于手术过程中记录、管理及摄取高分辨率数字图像。SDC HD主要通过保存的方法将文件的管理工作简单化,或者将大量影像和录像带压缩为数字媒体,如CD、DVD、压缩的闪存、USB存储器或者USB蓝牙适配器。由SDC HD创建的数字媒体可从个人电脑、DVD播放器或者直接从SDC HD上进行观看。SDC HD将图像储存于内置的硬盘驱动器中,便于手术后方便地访问。通过操作该装置前面板上的触摸屏,存储在硬盘驱动器上的图像可分类、命名及拷贝到CD或者DVD上。

SDC HD数字记录装置图像存储格式有Bitmaps、JPEGs、JPEG 2Ks、TIFFs、TGAs和PNG,视频存储格式包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和AVI,医生可随意选择采取何种格式,不同格式的文件大小不同。

2.2.4 sinde声控系统及组件

sinde声控系统通过集中控制手术室中各种电子设备促进手术室管理。临床摄像机、图像捕捉系统及其它手术室设备连接到sinde系统后,通过sinde控制台发出的指令控制各组件的运行。医生通过触摸屏、交互式手写板或无线麦克风读入指令控制sinde控制台。

2.3 与PACS系统连接

由于PACS系统应用非常广泛,已扩展到医学图像所有领域,因此在每一间数字化手术室中都配有一台PACS系统电脑主机,便于医生随时调用患者术前各种检查信息。由于数字化信息系统具有强大的视频图像功能,因此实现和PACS系统的连接十分重要。

首先,Switchpoint Infinity控制系统对PACS系统的主机进行整合,去除PACS主机的鼠标、键盘,直接将VGA视频信号接入Infinity主机中,实现了PACS主机和数字化主机共用一个操作平台,医生可在数字化系统和PACS系统之间切换,更方便、更快捷地查看病人详细信息,轻松实现对病人术前、术中、术后影像资料的对比。

图9是数字化系统与PACS主机整合的效果图。

此外,系统中的SDC HD数字记录装置遵循DICOM协议采集和获取图像,通过DICOM接口直接与PACS系统服务器相连。PACS系统可以直接存储这些图像信息,并且用户可通过SDC HD查看和调用PACS系统中的影像资料。

图10是SDC HD数字记录装置与PACS系统连接原理图。

2.4 现场教学及视频转播

手术室内的墙壁和显示器吊臂上各装有一个摄像头,另外无影灯灯头上也装有一个摄像头,用于对手术全过程的监控。手术过程通过手术室的数字化系统传输给示教室的数字化主机,由数字化主机转换为各种信号传输给示教室内的视频设备,如投影仪(DVI或VGA信号)、平板电视(同轴电缆)等。进修医生通过语音系统与手术室人员实时交流,不必进入手术室中。

图12是视频教学的示意图。

3 讨论

随着我国外科手术技术和信息技术的不断发展,现代化手术室对数字化的需求逐渐增大。我院的数字化手术室系统集音/视频、数字化影像、PACS系统及相应设备的控制技术于一身,真正成为数字化手术室。对患者来讲,我院数字化手术室并没有额外加收费用,只是根据手术大小加收30到90元不等的空调净化费用。

3.1 数字化手术室具有以下优点:

(1)每个手术室均按照用户需求设计,可供多个专业使用或者专供某个专业使用,如神经外科、心脏外科、整形外科、儿科、普通外科、妇科、膀胱镜检查以及泌尿外科等。

(2)精确的设备定位显著改善了使用者的人机工程学因素,并提供了更佳视野。

(3)有效的设备整合大幅度缩短周转时间,增加了治疗病例,改善了人员安排情况。

(4)免除了台车、电线和电缆的使用,增强手术室环境安全性。

(5)设备固定在所需位置,减少磨损,降低了维修费用。

(6)通过数模信号集控系统和声控系统,可对手术室集中控制。

(7)将磁共振、CT、监护仪、荧光镜检、经食管超声心电图(TEE)、手术导航、超声等医学影像集中或有选择地显示于手术视野范围之内。

(8)集成并连接其他区域的远程医疗、会诊、监控和远程会议设备。

(9)将数字动态视频和静态影像档案集成到网络。

3.2 当然,数字化手术室仍存在一些不足,待改进:

(1)目前的数字化系统并没有实现与PACS系统真正意义上的连接,由于数字化系统多是采用S端子、DVI、VGA的信号传输方式与手术室中的影像设备进行图像传输,只有SDC HD数字记录装置能够在一定意义上通过DICOM协议与PACS系统相关联,使得PACS系统并不能实时获得手术室中影像设备的图像。

(2)数字化系统的通用性、兼容性还有待进一步提高,目前数字化系统只能与部分手术室的设备相兼容,大大限制了数字化功能的应用范围,使得一些数字化控制和图像传输等高级功能无法完全得到应用。

参考文献

[1]柴振明．PACS技术概述及发展[J]．医疗设备信息，2007．22(9)：64-65．

[2]张明，王立忠，姜传武．实用性PACS系统的构建[J]．医疗设备信息，2007，22(9)：22-71．

[3]王明刚，姬光荣，毛英军．远程医疗技术的发展和应用[J]．实用医药杂志，2006，23(3)：359-360．

[4]李建，张曙光，贺斌．X线CT数据采集原理分析[J]．医疗设备信息，2002，17(3)：64-66．

[5]张时红，常后婵．影像系统在手术室中的应用[J]．中国护理管理，2006，6(3)：49．

论数字化手术室建设 篇5

数字化手术室建设的需求来源于手术医生、麻醉医生、手术护士、患者家属、医院管理者等各种不同的需要。

手术医生需要的是手术资料的完整展现与记录, 包括手术直播、手术录播回放、手术患者会诊 (远程会诊) 、手术科研教学等。麻醉医生需要的是记录手术麻醉的记录过程, 包括来自于监护仪的患者生命体征的变化, 包括围术期各阶段的麻醉诱导记录、术中麻醉记录、术后麻醉总结。手术护士术前需要的是准备消毒器械包、进行手术排班;术中、术后需要实施手术护理工作, 并完成手术护理记录、手术收费记录。

患者家属参与手术流程主要体现在医、护、患协同工作的范畴内。患者家属关切患者的手术进展情况, 数字化手术室需要提供技术手段与软硬件展现平台, 告知患者家属手术进展情况。这包括家属等候区公告宣教系统、手术视频告知系统、手术摘除物记录与展示系统等。

医院管理者包括手术室护士长、麻醉科主任、各手术科室主任以及医院各级领导。因工作岗位与职责的不同, 医院管理者对数字化手术室的建设需要也各不相同。

综上, 可见关于手术数字化建设的需求是多方面的, 其中手术资料的完整记录是一切应用的基础。手术资料的完整记录需要解决的4项前提技术工作是:监护设备接入、视音频设备接入、信息系统接入和麻醉护理记录。后续各项需求与应用可以逐步拓展, 但基本的, 作为一个能被称作数字化手术室的, 应当有手术过程记录 (包括手术记录、麻醉记录) 系统、手术视音频示教系统。

二、应用技术

数字化手术室的建设涉及的技术领域主要有数字信号接入、模拟信号接入、信息系统接入、网络通讯、网络嗅探、视音频编解码、视频压缩、数据存储和非线性编辑等。这些技术领域的具体应用叙述如下。

(一) 监护设备接入技术

监护类设备是指手术室生命体征监测、维系类设备简称, 包括监护仪、麻醉机、输注泵、体外循环机和电子尿量计等。其接口比较驳杂。接口驳杂的原因之一在于通讯技术的发展, 伴随通讯技术更新, 接口大抵经历了和正经历着从RS232串口 (包括RS422等) 到网络接口的发展过程。原因之二在于通用RS232接口及网络接口不够牢固, 部分厂家提供了基于RS232协议或网络协议的接插更加牢固的专用接口, 某些专用接口能够使同一设备上的不同接口无法混用、不会错接——插错则无法插入。监护类设备通常有多个接口, 用以衔接检测模块、输出生命体征数据、输出生命体征波形和连接其他设备。例如部分监护仪对于生命体征趋势采用串口或专用接口输出, 而波形则采用RJ45网络口输出。采集电脑首先要做到与被采集设备硬件接口相匹配, 实现采集电脑与设备的对接, 这是完成了数据采集的第一步工作。但要正确采集解析出数据至少还要两个过程:其一, 设备要能够主动发出数据或经请求发出数据;其二, 采集电脑上运行的软件必须能正确的解析出数据。设备发出数据的情况分两类, 某些设备主动发送数据, 另一些设备仅在通过接口收到指令后发出指定的数据。无论哪种情况, 正确采集数据的第二个过程是数据解析, 前提是掌握其通讯协议。

(二) 视音频设备接入技术

数字化手术室视频设备主要有全景摄像头、术野摄像头以及各种内窥镜显微镜如胸腔镜、腹腔镜、支气管镜、关节镜和机器人等。此类设备的数据输出接口有AV端子、S端子、RGB分量视频接口、VGA接口、高清端口DVi和高清工业级端口HD-SDI等等。胸腔镜、腹腔镜、显微镜和关节镜等各种内窥镜类设备通常采用AV端子、S端子、VGA接口和DVi等接口输出的是视频图像。图像的采集与压缩需要用到视频线缆、视频采集卡或专用视频编码机器等。监护仪具备视频输出功能者大多采用VGA接口, 近年来部分产品更替到了DVi接口。所有这些接口都是标准接口, 因设备本身的分辨率约束了采集与图像重现的效果, 要想支持高清效果展现, 必须在视频设备源、视频接口、采集线路、采集设备、编码设备和视频再现设备等整个视频处理链路上全部支持高清才能够实现。中国市场上真正高清1080P的摄像头仍然比较昂贵, 许多都超过了十万/台。部分国际品牌的关节镜、内窥镜逐步开始支持高清输出, 采用DVi或HD-SDI接口, 其输出分辨率有1024×768、720P、1080P等几种。

各类视频编码器大都具备相关的开发接口, 应用软件调用其开发接口实现视频图像的采集, 而传输、转播和存储等需要软件实现, 所以软件水平的高低和软件系统的先进性决定了手术视频转播、录播和观摩的应用效果。视频设备的接入除了实现单向的视频采集外, 还需要实现反向的云台焦距的调节与控制, 控制摄像的角度、距离等作用。

(三) 影像设备接入技术

数字化手术室设备中DSA (数字减影血管造影术) 视频、MR设备的采集略有特殊性, DSA是常规血管造影术和电子计算机图像处理技术相结合的产物。通过DSA处理的图像, 使血管的影像更为清晰, 在进行介入手术时更为安全。DSA类手术的视频设备通常输出的是高清晰的视频信号, 输出端口有多种, 以DVi类接口、AV端子较常见, 相应的需采用支持此类接口的视频编码器。MR设备与DSA设备接口类似, 通常提供视频输出接口及DICOM标准接口。

总结来看, 这些医学影像设备通过两种接口采集数据, PACS系统通常从DICOM标准接口采集, 手术示教系统既要支持从其视频接口采集, 也要能支持将PACS系统直接接入。

(四) 化验设备接入技术

化验类设备的数据输出接口大致经历了三个发展阶段:

第一阶段, 各个设备厂家各自采用自己的接口。这类接口在硬件形式上通常为RS232, 在通讯数据协议上通常是按具体偏移位置定位参数的方式, 或者是先输出参数的名称或代码, 后面跟实测数值的方式。而且这类设备为了数据输出简便起见, 大都采用直接输出数据的方式, 即作完检测后直接往外输出数据, 而不需要发送请求。目前这些化验设备对数据输出协议已基本公开, 数据线的连接大都采用标准RS232接线方式, 采集通常不存在困难。

第二阶段, 遵循通用标准协议ASTM。二十世纪九十年代的许多化验设备开始遵循ASTM通讯协议, 采用请求应答方式, 大都基于RS232接口。因为是标准协议, 采集通常也没有障碍。

第三阶段, 采用HL7协议。HL7协议定义的数据输出方式基于网络接口, 数据格式浅显易明, 通常在仪器的设置中可获悉其HL7有关端口。

手术室和监护病房常用的化验设备是血气分析仪、血小板检测仪、凝血检测仪和血栓弹力仪等。常见品牌有GEM 3000、ABL、ROCHE等, 都具备数据输出功能。

总结而言, 化验设备通常在其操作手册中描述了输出接口或者厂家愿意提供的数据输出接口, 采集上通常不存在太多技术困难。

(五) 环境类设备接入技术

环境类设备接入的价值要低于上述设备, 这些设备主要包括灯光控制、温度监测和湿度监测。灯光控制建设需要在安装选型以前进行, 选择可以调节的灯光设备, 建设红外控制链路, 并将控制功能集成到数字化平台中。此外, 手术床、吊塔的控制则需要设备厂家提供具备数字接口的床、塔并提供输出数字接口, 但是这种控制功能不能直接提供医疗价值或者提供的价值较低, 因为这些设备都自带遥控器。

温度、湿度检测需要敷设相关的线路, 近年来国际上已有生产无线温度计并开始在中国推广。

(六) 视音频编解码技术

视频编码的主要目的就是在保证一定重构质量的前提下, 以尽量少的比特数来表征视频信息。视频编码的原理是:由于表示图像和视频信息所需的大量的数据往往是高度相关的, 这些相关性会引起信息的冗余, 因此可以通过去除这些冗余信息来实现对视频数据的压缩。传统的基于统计特性的运动补偿加变换编码的混合编码框架在数据压缩方面取得了很大的成果, 国际通用视频压缩标准均基于此框架。比如H.264系列、MPEG系列以及中国的AVS-P2标准。但是随着计算机网络的不断发展和应用需求的多样化, 对于视频编码技术的研究不再仅仅局限于压缩特性, 而渐渐开始向网络适应性、用户交互性等方面转移。因此, 目前视频编码技术一方面继续以混合编码为框架研究如何进一步提高压缩特性, 另一方面不断的向可伸缩编码、多视点编码等分支方向发展。视频编码技术主要有:包括运动补偿、预测编码、变换编码以及熵编码的混合编码技术;更多考虑网络适应性和灵活性的可伸缩编码技术;具有立体感知和交互操作功能的多视点编码技术;无线视频编码技术等。

音频编码的主要目的与视频编码类似, 就是在保证一定重构质量的前提下, 以尽量少的比特数来表征音频信息。音频编码技术主要分为两类, 一类为基于线性预测技术的混合编码;另一类为基于变换的感知音频编码。

手术示教系统的视音频编码需要将视频编码数据与音频编码数据集成后在网络上传输, 接收端将码流分离后作解码处理, 再行播放已达到示教的作用。

(七) 手术数据超媒体存储技术

手术室的数据不局限于视音频数据, 可分为动态数据和静态数据。动态数据包括麻醉过程记录、患者生命体征波形、手术视频记录等, 静态数据包括检查化验结果等电子病历信息以及化验结果、体征结果变化趋势等。这些数据即包括格式化数据如电子医疗文书等, 也包括非格式化数据如临床生命体征、音视频流等。

手术室的数据必须实现相关存储, 以支持检索时可以以任何临床信息为条件, 比如患者姓名、手术医生、麻醉医生、手术护士、手术名称、手术出血量和麻醉方法等。这就要求手术检索条件必须支持两种格式存储, 一种是以数据作为数据库字段内容, 数据字段内容检索应当支持模糊检索, 一种是将检索因子数据集成到手术记录的整个超媒体存储方式中。超媒体存储内容基本包括:多路视音频流包括术野摄像、全景摄像、内镜视频、监护视频、麻醉过程视频记录、手术相关视频场景记录;患者基本信息、患者手术信息、检查化验结果、麻醉记录等专科电子病历信息。

手术室的数据存储必须支持时间戳, 亦即回放手术过程时可以选定任意时间点展示, 做到任何时间点的手术医生动作、麻醉医生操作、手术护士操作、患者生理信息变化都可以完整展现, 以实现医疗举证与临床分析。

(八) 双流技术

手术直播经常遇到需要传输到院内、院外两个场景的要求。院内局域网上带宽具备, 可以传输高清视频, 而院外因特网上带宽通常只有院内的百分之一左右, 难以传输高清乃至标清视频, 这就要求视频编码器应支持输出两种码流, 即院内高清码流和院外传输所需的压缩码流。

(九) 直播时延技术

因手术直播过程中可能会遇到不宜在网上直播的内容, 包括患者隐私部位的掠过、手术中偶发的低级失误。数字化手术室的视音频示教系统应当支持手术直播的时延, 而且延时的时长应当可以设置, 比如设置1分钟、2分钟, 这样在出现不宜直播内容的情况下, 医院内网管理人员在看到视频后可以来得及中断或跳过外网上的直播, 或者插播一段事先准备的内容。

(十) 虚拟现实技术和增强现实技术

虚拟现实技术主要应用于数字化手术室的神经外科手术导航, 以患者人自身的CT、核磁共振等医学影像学数据为依据, 利用三维立体模型, 建立虚拟现实空间。可以对立体三维图像进行互动操作工作, 可以模拟手术的真实过程, 既有虚拟性又有交互性。虚拟性表现在如计算机技术可以个体化三维还原每个病例的实际脑部解剖, 摆脱千篇一律的解剖图谱和手术图谱, 使术者对该病人的病变大小、形状与周围血管、骨骼、神经有充分、直观、立体、动态的了解;交互性主要体现在系统可以按操作者的意图去执行, 即按手术步骤进行操作, 类似于真实的手术过程, 并能产生及时可见的结果。其最大优势在于可逆性, 可以在术前无数次修改并确认哪种模拟手术计划为最佳手术方案。

增强现实技术在手术机器人中有落地应用。医生在利用机器人作手术时, 由计算机生成的3D解剖图像将使医生看见治疗手术器械进入到人体什么位置, 还需要如何进行调整等。

三、实现方式

(一) 数字化对象

数字化手术室建设是手术过程的完成记录。记录的数据包括患者信息、患者手术基础信息、手术视音频记录、麻醉记录、手术过程协同工作记录。因此, 数字化手术建设数字化对象自然是这些数据的来源, 数据来源分两类, 一类是设备, 另一类是人。换言之, 一类是采集数据, 一类是工作流程数据。

工作流程数据主要包括麻醉医生的术前诱导、术中麻醉、术后复苏、术后镇痛、术后随访, 包括手术医生的手术过程, 包括手术护士的手术护理, 包括整个手术室的医、护、患协同工作。从工作流数字化的角度讲, 数字化的目的是流程再造、流程优化。

采集数据来源主要是两类, 一为患者监护与检测设备数据, 包括监护仪、麻醉机、输注泵、体外循环机、镇痛泵、电子尿量计、血气分析仪、凝血检测仪、血栓弹力仪;另一类是视音频记录设备, 包括内窥镜、显微镜、关节镜、术野摄像机、全景摄像机、手术机器人、MR、DSA、无线耳麦、音箱话筒等。其它有关灯光、环境温湿度等信息, 具备接口或接入方式的情况下, 也可接入到数字化手术室平台。

概言之, 手术室数字化的对象即是流程数据与设备数据。

(二) 展现功能

数字化手术室展现的功能与价值是服务于手术相关人员以及医院管理的, 包括服务于麻醉工作流的麻醉医生工作站、麻醉主任工作站、麻醉移动访视系统、术后镇痛系统;服务于手术流的手术示教系统、手术摘除物记录系统;服务于护士的手术护理记录系统;手术器械清点系统、手术计费系统, 服务于医护患协同工作的手术排班系统、家属等候区公告宣教系统、手术进程跟踪系统;服务于医院管理与医疗质控的手术核查系统、手术安全准入系统、麻醉质报系统。

(三) 建设案例

南京军区南京总医院2010年手术室改造, 建设了6间手术室, 其中3间高标准的手术室, 1间达芬奇机器人, 1间MR, 1间DSA。同时同步建设了数字化手术室中的核心系统, 包括手术示教系统、麻醉临床信息系统, 实现了手术信息的完整记录、手术过程院内直播、手术过程远程在线直播、手术记录录播回放辅助科研教学。

手术间配置了术野高清摄像机、吊顶全景摄像机、吊臂全触控操作屏、吊臂液晶显示器, 其中视音频编码设备安置在手术间专设的设备间。所有视音频信号经视音频编码器编码后数字化, 直接在网络上传播, 网络可达的任何地方, 都可以实现手术直播。同时, 系统建立了直播以及录播回放的完整鉴权体制, 保护医生的学术隐私和患者的个人隐私。

以MR手术间为例, 结构布局与线路说明如下:

所有视音频设备都连线到操作间的视音频编码器, 其中术野摄像机、全景摄像机敷设视频线路、控制线路、电源线, 吊臂显示器敷设VGA色差线路、电源线, 墙壁液晶电视敷设VGA视频线、电源线, 音箱、无线耳麦敷设音频线路。

系统建设完成后, 我院在国内首家接入了达芬奇机器人, 并实现了手术高清信号院内直播, 以及南京与北京之间的远程直播。

参考文献

[1]陶钧, 张军, 姜志宏.三维小波视频编码的可伸缩性研究[J].小型微型计算机系统, 2005.26.2

医疗设备数字化管理 篇6

医疗设备管理是一项系统工程, 其内容包括医疗设备物质和价值的全过程管理。同时, 设备管理也是技术与经济相结合的交叉工程, 具有安全性、有效性、整体性、综合性、经济性等特征。医院多采用数字化管理方式进行设备的管理以应对现代化医疗设备精密度高、价格昂贵、使用维修复杂、更新周期短、仪器工作环境要求高等特点。

一、生命周期的流程规划

设备生命周期管理包含前、中、后三个时期, 并贯穿于整个流程中。采购流程即设备规划、购置、安装, 为设备前期管理;设备预防性维护、维修为设备中期管理;而设备的更新和报废属于固定资产管理流程, 同时也是设备的后期管理。基于以上一般设备管理流程, 医疗设备数字化管理流程可分为设备主要数据管理、设备采购管理、设备状态管理和设备维修管理四大管理模块。

(一) 设备主要数据管理流程

医疗设备主要数据管理模块主要用于建立和维护医疗设备管理业务所需要的各类设备基础和静态的信息, 包括设备分类名称、使用科室、物料清单 (BOM) 、设备技术参数、设备巡检标准和设备保养标准等。

该模块的主要功能体现在:设备采购、设备资产和设备维修等方面数据的创建与维护, 包括支持自动或手动生成设备编码, 设备编码进行分段管理, 每段由管理员自定义;与固定资产号相对应, 支持建立设备位置的编码系统及层次结构;建立多级的设备和配件的分类目录, 避免重复编码;记录设备安装日期、供应商信息、设备参数等静态信息;查询设备的状态、异动信息以及维修历史;建立设备与其配件的对应关系, 包括配件名称、常用数量等;根据设备各类属性进行分类, 方便维修人员查询和统计等。

该模块管理功能的实现依赖于每台设备在系统中唯一的编码, 每个编码都对应地包含了设备的基础和静态信息, 同时也包含设备的各类技术、维护、检修等信息, 供管理人员检索和查询。

因此根据上级固定资产管理部门的划分, 为保证医院医学装备系统中设备编码与固定资产管理代码相对应, 采用统一编码格式, 并与固定资产系统中的编码关联。

设备基础和静态信息的分类, 按使用状态可分为待用、在用、投放、停用、待报废和报废, 按质量状态来分类可分为合格、限用、故障、停用和不合格。前者用以区别设备资产当前的详细情况, 后者用于计量检测以及安全和质量管理。

设备主要数据管理流程包括:设备主要数据维护、设备零部件清单维护、设备技术参数维护、通用检修任务清单维护、通用故障清单维护、设备使用科室维护。

(二) 设备采购数字化管理流程

1. 采购计划形成与审批

设备采购计划是在依据科室采购申请和医院正常设备更新规划的基础上形成的年度采购计划, 可在系统中实现自动形成计划申请单并完成在线审批流程。

2. 合同验收与资产卡片的创建

采购人员依据采购计划进行采购并签署合同, 设备到货后经过验收和安装, 在系统中生成资产卡片和对应的条码管理, 保证各类信息、资料和设备的完好性, 起到监督作用。

3. 发票校验与财务结算

设备验收完成并确认后, 财务在系统中进行发票校验等操作, 进入支付环节, 财务按约定方式进行支付, 而设备资产折旧从验收后开始, 由财务部门定义设备折旧的方式和年限。

(三) 设备维修数字化管理流程

1. 设备技术状态

通过系统设计实现设备测量点巡检状况过程控制、结果分析与处理、设备停机控制与分析、设备保养管理、设备周期性检验管理等功能。

2. 设备测量巡检

在系统中建立详细的点检作业计划, 涵盖点检责任人、位置、设备、时间和频率, 并对点检结果进行分析, 在系统中形成表单, 规范日常及专业点检。

3. 设备状况分析

根据系统中详细记录的设备故障史定义故障类别, 通过问题描述、故障原因分析, 基于测定的标准值范围、警告值范围和操作值范围提出应对措施, 以进行设备状况的分析。

4. 设备停机管理

通过建立通知单的方式进行停机状态的记录和跟踪, 详细记录停机的发生时间、结束时间、影响时间、故障部分、事故定性、发生区域、处理措施、处理意见等信息。

5. 设备保养管理

在系统中通过选择对应设备的状态分析, 结合预防性维护的时间策略制订保养计划并在系统中生成, 输入计划运行周期, 系统将在周期内自动生成各个保养工单。

6. 设备周期性检测计划

在系统中管理设备需要周期性检验、检测、校准和维护的项目, 通过建立周期性检验计划, 确定自动形成的检验工单的内容, 并在系统中监测执行情况。

7. 设备检修管理

设备检修管理可在系统中制订标准化的执行流程, 包括创建工单, 制订工单工序、部件计划, 工单审批、下达、打印, 工单发放、执行与工序确认, 工单关闭与结算。

二、设备数字化管理系统设计

设备数字化管理系统的设计应以设备资产和全寿命信息为基础, 对设备及备品备件的计划、采购、库存、使用和维修等全寿命周期进行管理。

(一) 资产管理模块设计

资产管理数据包括资产类别、来源方式、合同信息和折旧信息等。该模块主要数据结构的设计参考了省级固定资产系统, 包括编号、资产分类、资产名称、采购组织形式、预算项目编号、取得方式、经费来源、品牌、国别、购置日期、启用日期、折旧方法、月折旧额、累计折旧、残值率、使用年限、合同号等项。

(二) 设备管理模块设计

对设备的全寿命周期的管理包括分类管理、安全、质量和效益管理等。在资产模块的基础上增加产品序列号、验收日期、保修日期、质量状态、检测日期等项目。设备分类参考固定资产分类规范医疗设备分类名称, 字典库中规范注册证名为仪器通用名, 以免出现名称, 混淆, 不利于设备管理。

三、设备管理系统功能实现

设备管理要达到通过完善设备全寿命周期管理形成有效的设备保障体系, 以提高设备综合效率的目标。设备管理模块以设备信息模型、检修作业规范为基础, 以预防性维修与检修任务规范化执行相结合的定点维修体制来有效对设备进行管控。设备管理系统功能实现包括设备前期、中期和后期的管理功能实现。

设备前期管理能够建立合理的资产信息模型, 满足设备寿命周期的管理需求, 为制订检修计划和备件计划打下基础, 也能够规范、优化采购模块流程, 并在购置过程中留存记录, 为设备维修和资产管理做好支持工作, 利于设备运行绩效的统计分析。

设备中期管理可以监控记录设备运行状态、实时进行维护通知和维护请求、建立完善的设备检修作业技术规范、合理进行设备检修任务的计划和调度、结合预防性维修进行管控、完成备件的采购和库存管理以及设备的核算管理, 还可以对由设备的计划、图纸、资料、卡片等各类文档所形成的设备档案进行实时、动态地管理, 并提供文件审批的功能。

设备后期管理能够实现规范系统中调拨单申请, 完善设备调拨管理的有效性和设备报废全过程的记录管理。

四、设备运营绩效的数字化管理

现代化医院要加强医疗设备运营管理, 提高综合效益, 必须注重对设备投资、成本和绩效的信息化管理, 并对重点设备进行单机核算, 对基础设备进行分类核算, 以提高绩效管理意识, 改进设备运营管理水平。

设备绩效管理指标主要包括成本费用指标、设备运营效率指标和设备效益指标。设备效率指标在体系构建时主要考虑设备临床使用、维修和质检三个方面。设备临床使用指标包括开机率、停机率、治疗数、检诊数、设备治疗收费、设备检诊收费、更新率和设备年投入率等;设备维修指标包括故障停机次数、停机时间、故障率、维修和保修工时、自修率、保修率等;设备质检指标包括受检率、合格率、不合格率、不良事件发生次数等。

设备成本指标主要包括设备折旧和设备运营成本。设备折旧包括折旧方法、累计折旧、月折旧额、残值率、使用年限等。设备运营成本包括设备维修费用、配件费、耗材费、自修费、保修费、折旧成本、年费用比率等。

设备效益指标包括设备资产原值、设备收益、设备投资收益等。同时根据医疗设备的管理属性, 可对大型医疗设备如加速器、MRI、CT等进行单机成本效益核算, 对基础医疗设备如呼吸机、监护仪、高频电刀等进行分类成本效益核算。

五、结束语

引进高新医疗设备是现代化医院发展的必然趋势, 与之相应的同样需要现代化的管理思路和方法对医疗设备进行管理, 以达到保证设备良好运行, 降低医院投入成本, 提高医院效益, 更好地为临床一线服务的目的。

参考文献

[1]喻洪流, 鲁虹.医院设备管理与维修[M], 东南大学出版社, 2008

[2]李书章, 褚健.数字化医院建设理念与实践[M], 人民军医出版社, 2011

浅谈数字化手术室改造 篇7

北京积水潭医院是国内知名的三级甲等大型综合医院,以骨科、烧伤为重点,拥有1030张病床,其中骨科、烧伤病床占有600多张,年周转病人达到20000人次。医院的特性决定了我院手术量大、手术难度高、手术级别要求高的特点。仅以2007年一年的手术量为例,全年手术达到30000例。因此,打造一个全新、高精尖、世界一流的全数字化高端手术室是适应医院发展需求的紧迫任务。2006年3月,在经过多次论证、考察、研究的基础上,我院拉开了手术室改造序幕。

为了不影响医院的正常工作,医院先期在西楼搭建了一个临时手术室,随之进行手术楼深化改造设计。原手术楼建于1990年,原有建筑为地下一层、地上四层的框架结构,鉴于设计年代的局限性,存在许多不尽如人意的地方,如:楼层布局和流程不合理,没有净化系统等,从布局到环境诸多不符合医疗要求的地方均在此次改造范围之内。

2 设计思路及模式

为使手术楼平面布局和流程更加合理,我院从先期设计角度出发,首先决定在结构上进行调整,增加一部医用电梯,在手术室与中心供应室增设四部垂直运输杂物电梯;二至四层的东北侧增加挑廊与原有建筑结构贯通成为外走廊,做为手术部的清洁走廊(污物通道),在手术楼东南侧从地下一层至二层增建汇流排间及供应室面积,屋顶拆除加固作为设备机房,总体设计思路确定之后使总建筑面积增加为5768m2,比原手术室增加2742m2。其次,根据现有建筑条件,将手术部科学、合理地分区设置,高、低级别自成一区,所有手术室均设置铅防护,正负压手术室布置在走廊尽端。手术部内相应配套设施完善,功能辅助用房齐全。洁净手术室26间,其中Ⅰ级手术室8间,Ⅲ级手术室18间,包括正负压手术室1间,采用外周回收型双通道形式,真正做到流程先进、科学、实用,洁污分明,功能流程合理;手术区与办公区彼此独立又相互联系,层次分明,杜绝了各种交叉感染,且兼顾人性化设计。

3 建筑理念

现代医学不断进步,对手术室的要求也越来越高,为满足现代医学对手术的要求,无菌清洁的环境、严谨的治疗布局、高精尖的大型设备以及无影灯、手术吊塔等均在发生巨大变化,因此,新手术室的装修改造定位于要适应现代医学的要求。

手术室墙面由进口不锈钢板制成,洁净走廊和清洁走廊分别使用了格特板墙面和铝塑板墙面;手术室地面采用进口防静电抗菌橡胶地板,走廊及辅助用房采用进口抗菌PVC地板。

空调系统采用新风集中预处理除湿加湿技术、变频技术,将整个手术部的运行能耗减到最低;弱电系统均采用国内最先进、最专业、最实用的配置,且兼容性强,整合系统简单,管理使用方便;网络系统、背景音乐系统、通讯系统、全景监控和手术示教系统均体现了其智能化设计;示教室设有电化教学设备,包括投影仪、大屏幕和电脑联网系统。

手术部设置了数字化手术室10间、导航手术室、腔镜手术室、血管造影手术室,新安装了吊塔、恒温箱、液晶观片灯等国际先进医疗设备。

新改造完成的洁净手术楼能同时进行26台手术,其中10间数字化手术室、10间示教室已成为全亚洲最大的数字化手术室,能将实时数据监测与查询和远程医学影像技术相结合,应用到手术室环境中,提高医生手术效率和安全性,同时提高医院临床教学水平,在解决医院住院难、手术难、提高手术量和病房周转率等问题方面,将发挥重大的社会效益和经济效益。

4打造数字化手术室过程的体会

手术室优化对于一个现代化的医院来说具有不可或缺的重要意义,是医院发展的“瓶颈”,在医学发展越来越快、高科技水平所占比重越来越大的时代,必将引起医院领导的重视。

全新数字化手术式的改造,首先要有准确定位,根据医院发展把眼光放长远些,不要因为眼前资金的限制,在刚刚改造不久之后就显出落伍;其次,在原有基础上尽力做到合理布局,充分利用原有设备,节约资金。再次,在手术室的设备布局利用中,应集中、全面考虑整体手术室配置,有效整合腔镜设备、外围设备等相关设备,集中化控制设备,令使用者可最大程度地自主通过多种方式进行控制,做到安全、简便、快捷,有效控制感染。最后,还要充分利用现代数字化的优越性进行信息传递,利用INTERNET促进院内、院外的学术交流。

摘要：本文介绍了积水潭医院数字化手术室项目改造的背景，详尽地阐述了数字化手术室的设计思路和建筑理念。总结提出了改造过程中的体会和手术室优化对医院发展的重要意义。

关键词：医院,数字化手术室,改造

参考文献

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[6]中华人民共和国卫生部．医院洁净手术部建设标准[M]．北京：人民卫生出版社，2000．

[7]许钟麟，等．洁净手术部建设实施指南[M]．北京：科学出版社．2004．

谈服装数字化缝制设备发展 篇8

所谓数字化缝制设备,其含义是缝制设备的刺布、挑线、送料等执行机构仍沿用传统的机械机构,而控制方面则采用电子或微机系统。一般的区分是包含编程和CPU处理的控制系统称作微机控制系统,无编程和CPU处理的称作电子控制系统。后者较为简单,前者的数字化、自动化程度更高。数字化缝制设备较传统的机械式缝制设备而言,主要优势在于:可以完成自动线迹技术、自动加固缝技术等机械缝制设备无法完成的一些功能;一台设备可以存储多套工艺程序,能够完成不同的生产工艺;具有一定的通用性,因为数字化缝制设备的应用程序通常存放于可擦写存储器EEPROM或FLASH中,因此可以通过修改应用程序来满足不同的应用。

2 我国服装缝制设备现状

中国服装工业是一个传统的、现代化程度不高的行业,与国外的先进服装企业相比,在设计能力、名牌效应、设备装置等方面都有较大的差距。随着改革开放和计算机技术的发展,服装企业也相继引进了先进技术和高科技产品,特别是服装CAD系统在服装行业中的应用,对服装企业的设计与生产带来了一定的经济和社会效益。但缝制加工设备,至今大部分仍是机械式,自动化程度较低,即便少数大型服装企业备有一定数量的自动化程度较高的缝制加工设备,但这些设备主要是依赖国外进口,价格昂贵,且维护成本高。数字化缝制设备是利用信息技术改造传统机械缝制设备的新型产品,目前在国内正处于成长阶段,特别是基于机电一体化的缝制设备市场需求增长更快,是缝制设备行业技术与应用的发展方向。缝制设备的嵌入式控制系统是实现数字化缝制设备的关键部件。目前数字化缝制设备的控制系统由日本、韩国、德国等几家大公司所垄断。为了应对市场竞争,增强国内企业的国际竞争力,研究和开发数字化缝制设备的嵌入式控制系统己经成为国内服装企业急需解决的问题。研究和开发拥有自主产权的缝制设备的嵌入式控制器,是实现数字化、网络化和系列化缝制设备的关键举措,对于发展我国纺织服装工业意义重大。

服装缝制设备近十多年来发展速度很快,令人瞩目,特别是一些服装专用缝纫设备,如电脑绣花机,锁眼机,开袋机,绱袖机等。

3 国外服装数字化缝制设备

德国ZSK、日本田岛等国际先进的绣花机,其系统采用全新的打版系统软件,控制面板有实时监控能力,机器噪音轻,刺绣质量上乘。日本田岛公司的TMFN-G1220型绣花机采用了AC伺服电机的新设计驱动方式,以1000锭转的高速刺绣,可自动检测断线等,被称为新一代高速绣花机的典范。

数字化缝制设备嵌入式控制的设计与研究其他缝制机型,如德国杜克普550-16-23,26型电脑程控躺袖机在目前国内外躺袖机机型中处于领先地位,它有屏幕显示躺袖轨迹与吃势量,具有机械轻巧,结构合理等特点。另外,日本重机公司的花样套接机、MF-7605U-E12-DS绷缝机、MO-3314高速双针四线包缝机等电脑缝制机械,以及意大利金柏利780NP珠边机,66/TR缝边机等,在当代缝制机械方面都处于先进水平。综上所述,这些高档缝制设备由于配备了微处理器,较大容量的存储器,LCD显示器等,提升了设备的自动化程度,保证了成衣加工的质量和快速响应,增加了服装企业的市场竞争力。

4 我国服装数字化缝制设备研制与开发

北京北方天鸟智能科技股份有限公司与中国科学院模糊实验中心联合,改进了绣花机的电机控制技术,使绣花机线迹更正确和清晰。其CYO919H型6头绣花机具有力矩大,转动平稳,精度高,低速性能良好等特点。GY09-22A2O型9头绣花机结构特点与日本田岛同类机型相同,由微机控制,花样存储能力达99个花样,最大储存针数可达30多万种。

在2004年,西安标准股份有限公司发布了与德国ASS自动开袋机专业制造公司合作生产的BASS3200型全自动开袋机。虽然这家公司推出的自动开袋机与德国杜克普的机器相比存在一定差距,但国产自动开袋机有着得天独厚的制造成本优势,在性价比上必将占有绝对优势,这也给设备选购者更大的选择空间。

具备了相当生产规模和水平的企业已经意识到,服装机械产品水平的提升是关系整个服装产业链进步的大问题。据了解,由飞跃集团和上海大学共同研制的“基于支持智能化缝纫机创新开发平台”,已通过了专家验收。据飞跃研发部门统计,应用该平台后,产品研发周期缩短了30-45天,设计效率提高了30%,设计费用节省了30%,产品返修率也大为降低。这说明,融入现代化大服装生产工业的滚滚洪流,提升产业目身的总体素质,不崇洋媚外,不保守,则两个行业必将形成互动和双赢,共创辉煌。

5 总结

工业缝制设备的研制生产至今已有一百多年的历史,其种类较多,结构各异。从缝制设备的实际用途来区分,缝制设备总体可分为普通缝制设备和专用缝制设备两大类。专用缝制设备机械结构特殊、复杂,增加了控制难度。近年来,国内外缝制设备商在专用缝制设备的控制系统数字化方面做了大量的研究,开发了相应的控制系统,有效提升了专用缝制设备自动化、智能化水平,使服装成衣的质量大大提高。

数字化缝制设备是利用信息技术改造传统机械缝制设备的新型产品,目前在国内正处于成长阶段,特别是基于机电一体化的缝制设备市场需求增长更快,是缝制设备行业技术与应用的发展方向。

参考文献

[1]王文博.服装机械设备:使用·保全·维修[M].北京:化学工业出版社,2005.

[2]宋哲.服装机械[M].北京:中国纺织出版社,2003.