某醫(yī)院數(shù)字化手術(shù)室開發(fā)實(shí)例
A Digital Operating Room Development
文/麥迪斯頓醫(yī)療
這家大型綜合性醫(yī)院的手術(shù)室，其數(shù)字化是分3個(gè)步驟實(shí)施的，實(shí)現(xiàn)了綜合影像技術(shù)導(dǎo)引外科手術(shù)（IGS），手術(shù)直播滿足臨床教學(xué)需要并有效控制手術(shù)室潔凈度，為醫(yī)學(xué)研究和醫(yī)療糾紛“舉證” 等功能。
項(xiàng)目背景
該院是一所集醫(yī)、教、研為一體的大型綜合性醫(yī)院。自1996年大規(guī)模信息系統(tǒng)建設(shè)至今，效果顯著。目前，已投入使用的有醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）、醫(yī)院檢驗(yàn)系統(tǒng)（LIS）、醫(yī)院影像管理系統(tǒng)（PACS）以及醫(yī)院運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)等90多個(gè)系統(tǒng)。為配合手術(shù)臨床教學(xué)以及手術(shù)室數(shù)字化進(jìn)程，該院決定建立數(shù)字化手術(shù)室。
相關(guān)工程分為3期進(jìn)行。
本項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化手術(shù)室功能
*綜合影像技術(shù)導(dǎo)引外科手術(shù)（IGS）多模式成像與信息系統(tǒng)集成，提高醫(yī)生手術(shù)效率
通過(guò)CIS系統(tǒng)，醫(yī)生可利用數(shù)字化手術(shù)室的統(tǒng)一界面，綜合調(diào)用多種醫(yī)療影像系統(tǒng)以及病人信息，為手術(shù)方案的制訂和手術(shù)過(guò)程的進(jìn)行，提供綜合、快速的參考。
*滿足臨床教學(xué)的需要，有效控制手術(shù)室潔凈度
該院有繁重的臨床帶教任務(wù)，有見習(xí)醫(yī)生、實(shí)習(xí)醫(yī)生、進(jìn)修醫(yī)生及實(shí)習(xí)或進(jìn)修護(hù)士，要滿足臨床教學(xué)的需要，同時(shí)，還要保證手術(shù)室空氣的潔凈度，減少觀摩手術(shù)者對(duì)無(wú)菌區(qū)的污染。這顯然是一對(duì)難以解決的矛盾。
通過(guò)手術(shù)直播示教，使觀摩學(xué)習(xí)人員在會(huì)議室、示教室和辦公室等場(chǎng)所，就能觀看手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)況，并能夠?qū)Ω骼中g(shù)進(jìn)行錄制、存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)有效的檔案管理，讓學(xué)員、實(shí)習(xí)醫(yī)生可以對(duì)資料進(jìn)行點(diǎn)播觀看。而且，在手術(shù)直播期間，示教醫(yī)生可以實(shí)時(shí)對(duì)手術(shù)過(guò)程進(jìn)行講解，同時(shí)，也可以聽到任何一間直播會(huì)場(chǎng)所提出的疑問(wèn)，及時(shí)解答，從而真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)的功能。這無(wú)疑是一種較好的解決矛盾的模式。
另外，針對(duì)大規(guī)模國(guó)際研討會(huì)的需要，手術(shù)直播示教系統(tǒng)，可將高清晰度手術(shù)信號(hào)，傳輸至院內(nèi)任何一個(gè)直播會(huì)場(chǎng)，同時(shí)通過(guò)與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的連接，可以在世界任何一個(gè)地方，實(shí)現(xiàn)國(guó)際性的學(xué)術(shù)交流和培訓(xùn)。
*留取資料，滿足醫(yī)學(xué)研究和醫(yī)療“舉證” 之需
該院是一個(gè)集醫(yī)療、教學(xué)、科研于一體的事業(yè)單位，在運(yùn)行過(guò)程中，產(chǎn)生了大量的醫(yī)療技術(shù)信息檔案，留取一些特殊影像記錄，不僅可供日后研究、觀摩，而且對(duì)于易發(fā)生醫(yī)療糾紛的手術(shù)而言，手術(shù)影像資料可作為有力的“舉證”材料。尤其對(duì)于“手術(shù)用物遺留在體腔”類型的糾紛來(lái)說(shuō)，可通過(guò)重放數(shù)字化手術(shù)室的醫(yī)學(xué)影像記錄，來(lái)確定手術(shù)器械、敷料等數(shù)目不符的原因，而采取相應(yīng)措施。
本項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中要解決的關(guān)鍵問(wèn)題
*綜合影像技術(shù)導(dǎo)引外科手術(shù)（IGS）多模式成像技術(shù)
從多種不同的影像設(shè)備采集的醫(yī)學(xué)影像（通過(guò)PACS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)），可以提供互補(bǔ)性很強(qiáng)的患者信息，為IGS所用。
例如，CT影像和MRI影像，在獲取患者的解剖學(xué)信息方面具有明顯優(yōu)勢(shì)；IMR影像、PET影像和SPECT影像的獨(dú)到之處，則在于提供患者的功能信息。
再如：同樣是顯示患者的解剖學(xué)信息，在針對(duì)人腦時(shí)，選用MRI影像，可以很好地識(shí)別大腦灰質(zhì)、白質(zhì)等密度相近的軟組織；而在觀察密度差較大的骨組織時(shí)，CT影像的高分辨率，則使其技高一籌。
將顯微鏡、內(nèi)窺鏡等外部設(shè)備的影像，輸入導(dǎo)航系統(tǒng)，并顯示在液晶觸摸屏上，則可實(shí)現(xiàn)真正意義上的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，有助于糾正術(shù)中影像漂移導(dǎo)致的誤差 。
即使應(yīng)用同一種成像模式，在不同參數(shù)下形成的影像所包涵的信息，側(cè)重點(diǎn)也會(huì)不盡相同。
所以，如何為醫(yī)生提供一個(gè)快速的導(dǎo)航裝置或界面，使醫(yī)生能夠在多種影像模式間快速切換，并對(duì)多種影像信息進(jìn)行綜合應(yīng)用，是要解決的重要問(wèn)題之一。
*手術(shù)示教、手術(shù)網(wǎng)播、遠(yuǎn)程手術(shù)合作等多種醫(yī)學(xué)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程影像技術(shù)
此類問(wèn)題，都需要流媒體技術(shù)、覆蓋層網(wǎng)絡(luò)組播技術(shù)和VCR補(bǔ)償技術(shù)等多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合使用。如何創(chuàng)造性地使用這些信息領(lǐng)域的新技術(shù)，解決手術(shù)示教、手術(shù)網(wǎng)播、遠(yuǎn)程手術(shù)合作等多種醫(yī)學(xué)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程影像問(wèn)題，是本工程中不可缺乏的部分。
*手術(shù)影像資料存儲(chǔ)與檢索技術(shù)
對(duì)于一個(gè)手術(shù)影像系統(tǒng)而言，大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是必不可少的。一個(gè)病人的血管造影資料，大約為1GB。以該院業(yè)務(wù)量計(jì)算，若占該院手術(shù)室總數(shù)一半的手術(shù)室實(shí)現(xiàn)數(shù)字化化，那么其手術(shù)室1a產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量,可達(dá)8TB (8TB=1000GB)以上。為了存儲(chǔ)如此海量的影像數(shù)據(jù)，必須對(duì)手術(shù)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)。
手術(shù)影像數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)技術(shù),包含了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面內(nèi)容。
靜態(tài)方面，傳統(tǒng)的JPEG，仍是目前應(yīng)用最廣的壓縮算法。
動(dòng)態(tài)方面，M-JPEG、MPEC-1、MPEC-2、MPEC-4等算法，均在不同領(lǐng)域發(fā)揮著作用。算法的選擇，主要的依據(jù)是成像的清晰度和通訊網(wǎng)絡(luò)的帶寬。如何實(shí)現(xiàn)更好的存儲(chǔ)方法，既提高效率，又節(jié)省成本，也是本工程要研究的問(wèn)題之一。
在傳統(tǒng)模式下，電子病案中文本和數(shù)字信息的檢索，以關(guān)鍵詞的方式實(shí)現(xiàn)。影像的檢索，則是通過(guò)對(duì)其附加文本描述的搜索來(lái)完成。這種檢索方式的不足，在于無(wú)法對(duì)影像本身的信息，進(jìn)行任何分析和對(duì)比。
基于影像內(nèi)容相似性的檢索方式，目前在數(shù)字化手術(shù)室概念下的影像系統(tǒng)中，尚未見使用。通過(guò)該技術(shù)，用戶無(wú)需給出搜索關(guān)鍵詞，只需給出一幅影像，系統(tǒng)就可以根據(jù)它所包含的特征信息，按照相似程度列出檢索結(jié)果。將基于影像內(nèi)容相似性的檢索方式，應(yīng)用到數(shù)字化手術(shù)室的影像檢索系統(tǒng)中，是基于數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像的另一研究?jī)?nèi)容。
*與醫(yī)院信息系統(tǒng)的集成
將手術(shù)工作站與醫(yī)院現(xiàn)有信息系統(tǒng)集成，使醫(yī)生或護(hù)士在手術(shù)期間，可以通過(guò)觸摸屏，實(shí)時(shí)調(diào)閱患者的病歷資料（病史，病理，檢驗(yàn)等信息）及醫(yī)學(xué)影像，對(duì)本工程來(lái)說(shuō)，是非常必要的。因此，數(shù)字化手術(shù)室需提供與醫(yī)院信息系統(tǒng)的接口，為手術(shù)方案的制訂和手術(shù)過(guò)程的進(jìn)行，提供綜合、快速的參考。
HL7是現(xiàn)在國(guó)際通用的電子病歷標(biāo)準(zhǔn)。如何在手術(shù)工作站，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用數(shù)據(jù)到HL7結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，從而使系統(tǒng)具有廣泛的適用性和標(biāo)準(zhǔn)性，是一項(xiàng)必不可少的研究?jī)?nèi)容。
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