随着互联网技术、智能技术、以及人工智能在医疗服务领域的应用，智慧医院的产生既是信息化、数字化时代的医疗进步，也是进一步贯彻以人为本理念的实践。在医疗信息化背景之下，国家出台多项政策支持智慧医院发展建设，搭建数字化手术室、更新现代化医疗设备。

2022年颁布的《政府工作报告》（简称“报告”）针对医疗卫生公共服务能力，提出了推动医疗信息化的核心诉求，报告指出，要着力加强智慧医院建设，推进电子病历、智慧服务、智慧管理“三位一体”的智慧医院建设和医院信息标准化建设。手术室是信息化建设的核心，将数字化手术室建设融入医院的信息化系统建设也是医院实现数字化智慧化管理的标志工程。

现阶段，医疗数字化和信息化是未来的发展方向，而作为医院核心的手术部是重中之重，专业的临床信息系统、数字化手术室建设已经成为一种趋势，智慧手术室能为医院创造更高的社会和经济效益，是体现医院综合实力的重要因素。

本次改造，除了要解决原有手术室平面布局存在手术室面积较小，手术室装饰材料、设备陈旧，洁净物品收纳空间不足，手术室安全用电设备缺失等问题，更是要着眼于解决手术室装备与飞速发展的医疗技术装备不匹配，传统洁净手术相对封闭和孤立的“信息孤岛”状况，手术部现有数据管理能力无法适应医院的信息化建设发展等一系列数字化信息化升级问题。

1、信息碎片化，非集成，调用效率低

虽然在手术室通过台式电脑等信息可以访问医院信息系统（HIS、LIS、PACS等），但却无法跨系统将患者的影像，患者各种临床数据信息和手术室管理系统等高效整合，同时患者在术中需要的门诊影像等信息无法通过更高效的方式呈现调用，手术过程、护理信息、麻醉信息等难以保存，更无法满足复合手术等复杂手术室对更多设备信号整合利用，提升手术效率的需求。

2、无法与手术室外部进行音视频交流

对于手术示教，远程医疗会诊，甚至是会议直播转播等，都需要外部的转播公司支持，手术部成本增加。手术部发展面临如何更高效发挥医院的学科带头能力，搭建高效整合的音视频管理平台，用于对接医院内网及外网，满足内部医生团队培训，外部手术会议交流展示的需求亟待满足。

3、如何进一步提升人文关怀建设

后疫情时代背景下日益增加的医疗工作量，如何使手术医生、麻醉医生、手术护士获得全面的患者信息、更多的影像支持、更精确的手术导航、更通畅的外界信息交流，从而为整个手术提供更加准确、更加安全、更加高效的工作环境成为手术部发展的必要一关。

此次医院的一期数字化手术室建设改造，虽然只有6间手术室，但覆盖了不同的手术类型，同时需要兼顾未来其它手术室的升级对接，也要满足医院手术室不同设备升级的问题，比如腔镜设备升级，手术机器人引入等，在团队充分调研目前国内及国际的数字化手术室技术方案之后，最终采用了全球领先的基于万兆全光纤链路的无损无压缩IP的数据架构方案，同时在数据架构之上采用了开放式的底层软件管理平台，已适应兼容医院不同类型不同架构的信息管理系统，最终打造了符合现代化一流水平的数字化手术室。主要前期设计规划流程如下：

4.1明确数字化手术室建设目标，充分考虑现有手术室重点 

本次数字化手术室的建设以外科手术为中心，同时考虑未来与医院其他科室的对接，充分整合医院信息系统（HIS、LIS、PACS等），将所有关于患者的信息、影像以最优化方式进行系统集成，建立数字化平台，实现手术室内外的音视频交流、手术示教以及远程医疗会诊，实现手术部后台软件整合管理。 

4.2与手术部装修改造工程同步进行平面设计方案

打破传统的按照医疗设备进行采购调研的方式，在手术部装修改造设计前期即充分考虑数字化底层架构建设需要对接的手术室布局布线问题，同步进行方案设计。平面布局图如下：

一期改造涉及6个手术室，其中2间数字化改造，另外4间信息化改造。同时改造现有示教室1间（跨楼）。

4.3详尽的数字化底层设计

在前期即考虑与信息科的对接，详细考虑数字化系统的整体对接位置，在考虑现有信息化设施设备以及现有弱电会议系统的情况下，进行系统框图设计，详图如下： 

本次建设数字化系统采用全光纤路由建设，实现所有手术室4K影像的无损无延时传输，通过医院网络实现和其他院区多区域手术室的互联互通，通过手术室控制中心实现多院区手术实时示教转播、手术实时指导。

本次医院的数字化手术室建设从技术架构上着重于突破传统AV方案或流媒体网络方案的限制，开创性地使用IP架构的基于万兆光纤交换机的无损无压缩方案，主要从以下几个方面实现了优化：

5.1布线维护简单

许多手术室使用视听（AV）系统集成设备，这些系统已经在OR中使用多年，但要确保完全集成，不仅需要根据不同设备信号类型大量布线，各种配置也格外繁琐。医院此次数字化改造采用的IP解决方案只采用了光纤一种线缆，即可在网络上传输音频、视频和数据，简单易用，确保手术室工作人员专注于服务患者，而不是处理头疼的技术问题。

5.2灵活适应新技术

在技术不断发展的时代环境中，手术室如何在不影响质量的情况下适应创新成了摆在眼前的现实问题。随着先进技术的不断涌现，例如4K成像，数字化系统必须足够灵活，才能够集成新技术。传统的AV系统是一个非常静态的系统，无法适应新标准。而基于4K标准的IP架构则更动态灵活，它可以适应新技术并不断扩展功能，具备极强的软硬件兼容性，可以兼容不同腔镜、DSA、手术机器人等，无需外部转换器、扩展器或分配器。

5.3高效

医疗的核心是效率。在以前传统的AV系统中，存在多个视频标准（jpg、mp4、h264……）,这些增加了设置数字化系统时的复杂性，而且流程和医生偏好之间的转换往往需要时间和技术能力。通过IP网络进行的音视频集成更加透明，只需要一个通用标准就可以轻松地在流程和设备之间切换，故障率也大大降低。同时传统的方案只能固定的端口的输入输出，只能组合一个相同多画面同时输出，而IP架构可以做到任意音视频的输入输出和组合画面。

5.4无损4K3D影像

使用IP架构方案时，没有电缆长度的限制，即使超过9米的距离也不需要额外转接器发射器。现代化手术室中常常需要处理多个视频信号，医院此次采用的4K标准的IP系统可以无缝地处理这种多样性，即在不压缩信号的条件下可以混合传输HD和4K信号，同时也可以实现4K+3D的同时处理和传输。

5.5 突破空间的协作

数字化技术有望帮助改善手术室的工作流程并促进协作。区别于传统AV架构的数字化系统只能在单间手术室内进行设备信号集成，基于IP的集成允许手术部中的任何地方即时共享内容，可以实现不同手术室之间，不同科室之间建立协作关系并共享专业知识，提升医疗服务质量。

5.6远程能力

与其它IP应用一样，手术室中IP架构的数字化集成，可以提供对手术室非常有益的远程管理功能。它提供了安装，主动监控，排除故障的可能性，甚至可以在不进入手术室的情况下升级最复杂的配置，确保最大限度地利用手术室。

5.7扩展升级能力

一方面一期的数字化手术室改造建设只进行了6间，如何应对未来其它手术室数字化升级也是本案例重点考虑的一点；另一方面，未来的手术室是一个易于适应和可互换的环境，需要满足不断发展的需求。因此数字化手术室系统必须足够灵活可拓展升级，比如无需改动当前的基础设施就能实现增加的4K腔镜设备的影像传输。而本次方案最终采取的全光纤无压缩的IP架构方案，则能够轻松实现手术室功能的调整和扩展，同时适应于未来其它手术室的数字化改造，不需要更换原先系统主机，只需增加光纤线，进行中央控制系统的光纤即联即可。

本次医院数字化手术室建设方案搭建了基于万兆光纤链路的音视频系统网络。整体的技术标准方面，本次建设使用的数字化底层方案，符合国际医疗器械（CE I类、FDA 510(k) II类）认证，适用于外科手术室及介入导管室，包含冗余网络架构设计，并通过符合HIPAA的安全网关传输数据以保护患者隐私，手术过程安全可靠。视频分发基于国际标准的分发技术，可以方便地集成到目前的手术工作流中，并且能够处理专业视频应用程序中常用的所有视频格式，而不需要转码。同时使用单独专网对手术室信息进行维护，符合IEC 80001-1 医疗网络风险管理标准。整体方案设计遵循了2020年最新发布的数字化手术室建设标准T/CAME 24-2020。

在整体标准之上，实现了以下技术突破：

（1）传输标准的先进性

具体表现为下表的8个方面：

（2）全院范围的可扩展性

采用了全万兆光纤IP架构，只需要在相应点位增加编解码设备，就可以实现系统接入。必要时增加核心数据处理设备就可以实现任意设备间的级联。

（3）整体的开放性

硬件上支持任意音视频信号的集成，包括各种视频接口及信号制式。软件上支持任意第三方软件的集成，包括医院各类信息系统、应用程序、网页等；

（4）创新性

系统同时支持4K和3D信号的集成，以保证未来3D+4K信号的同时接入。并且系统支持2D/3D动态自适应功能，在正确的显示器上显示最合适的影像，而不需要人为干预。

（5）和传统AV方案的核心技术指标比对如下：

7.1中央控制平台 （CCP）

功能强大的中央控制平台（CCP），将健全、完善的工作业务融入到整个平台中，包括检查、入院、手术、恢复、直到出院等，为包括外科医生、麻醉医师、护士在内的众多医务工作者提供便捷、高效的服务，改善整个围手术期间的可视化、文档管理的流程。

患者信息和临床资料可以通过手术室内的客户端或者整个医院内部任何设备上的加密网络应用来访问。常用的如HIS/PACS对接模块，可与HIS系统和PACS系统对接，遵循HL7标准协议，可以轻松获取手术安排和获取患者影像检查资料；另外，CCP提供一系列检查清单，以确保患者信息一致性。

7.2嵌入式工作站

嵌入式安装，节省空间，外表面可擦拭消毒，符合手术室净化要求，外框不突出表面与墙板完全齐平，整体美观大方。采用抗菌型医用硅胶键盘，带触摸板和集成鼠标垫，英语键盘布局，光学 5 键硅胶鼠标 (IP65防护等级)，控制台前面板上标配有 2 个USB 接口。

7.3悬吊4K医用显示屏系统

不同的手术室配置了不同的高标准医用显示器，具备出色的图像品质、亮度和清晰的对比度，为手术室中的4K可视化提供无可挑剔的图像品质，确保符合手术室的精准性、专业性、目的性和雅致性。

7.4面向OR的数字化管理平台

（1）文档及管理检索功能：从任意 EMR 中检索患者、病例和安排数据，导入以前的文档，只需单击一下即可在患者环境中打开第三方软件，标记采集的所有手术内容并加盖时间戳，然后进行扩充，所有设备接入都不依赖于特定供应商，提供有效的安全检查列表。

（2）音视频路由功能：对将医疗成像数据和信息分发到手术室中的显示器进行集中管理，支持对各种图像和视频系统的控制（手术摄影机、手术室摄影机、内窥镜、显微镜），单个通用端口，用于将手术室中的所有设备连接到医用控制台，直观的用户界面允许快速切换实时视频。

（3）信号数字化转换功能：手术室内高清术野摄像机、高清全景摄像机、DSA主机信号等所有影像源产生的模拟影音信号通过相关设备进行采样、编码、封包等数字化处理，生成数字化影音信号，便于存储、传输、交流与分享，实现手术管理无纸化和电算化；

（4）信息集成功能：通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个分离的设备(医学影像设备，显示设备、计算机设备)、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使医疗资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理；

（5）远程音视频互动功能：实时视频会议以征求他人的意见或组织培训，手术内容流式处理（视频和音频）

7.5面向OR的绩效管理平台

（1）手术内容管理功能：针对手术内容对知识管理以及与单个存储库共享进行改进，通过管理重要文档来优化成本，提高团队的流动性并让手术室从行政任务里抽身，协作并扩充手术内容，以了解可变的驱动因素，深入了解具体事件：分析关键事件和复杂的工作流程，以获得患者安全和效率提升。

（2）手术报告功能：通过简化术后报告流程，来减轻负担并提高可操作性，改善手术和术后团队之间的沟通和透明度，从而降低关键信息丢失的风险，跟踪强制性临床报告的完成情况，从而提高整体合规性，更好地符合质量管理流程。

（3）培训指导功能：使用关键的手术实时数据来重建术中事件，以识别其中未识别的潜在缺陷， 查看包含复杂工作流程或关键事件的录像文件，并使用根本原因分析方法和逐项汇报方法来提高手术技能，同时创建自定义培训项目，通过创建本地模拟功能、现场培训和指导计划，减少对外部模拟中心的依赖。

（4）手术效率分析功能：利用直观的指标项实现可视化并跟踪整个围术期工作流程的效率。创建并自定义基准以跟踪手术室级、部门级和院级工作效率的行业认可标准并对照此标准进行比较。利用目标设定功能，结合对每个临床环境中关键驱动因素的数据支持的理解，提高所有员工的绩效。

（5）医疗设备分析功能：测量和评估手术室环境中所有已连接设备的利用率和运行时间。应用行业基准来预测医疗设备的可维护性报告，以提出采购需求。深入理解医疗设备对临床质量和成果以及手术室时间环境内的效率增益/损失的影响。通过创建实时跟踪分析，以减少对外部供应商和技术人员的依赖。

数字化手术室是智能信息技术与医学技术相结合的重要产物，为医疗技术发展、改善医疗环境提供了重要推力，具有广阔的发展前景。建设数字化手术室，能够提供数据集成、设备控制、多媒体交互、远程会诊、远程示教和手术部业务流程管理信息化功能，主要有以下三点意义：

提高效率：一方面，通过数字化手术室的统一界面，医生可综合调用医疗影像系统及病人信息，为制定手术方案提供重要参考；另一方面，远程医师/专家能够通过远程音、视频会议参与会诊、指导手术，缩短救助时间。让患者充分享受医疗资源，免于奔波，争分夺秒，提升医疗资源利用率。

行业交流：数字化手术室可提供手术直播、手术影像资料等学习资源，便于手术室外学生、专家及其他相关人员观摩学习。也可作为行业培训交流资源，通过安全、直观、专业的手术资料，共同促进行业交流与发展。

降低风险：数字化手术室可以通过音频、视频等手段实时记录手术过程，后期转化为图像与文字信息进行保存，便于反复查看手术实况，辅助与患者家属有效、顺畅沟通，精准反馈手术状况，降低发生医患纠纷的风险。