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某医院数字化手术室开发实例
A Digital Operating Room Development
文/麦迪斯顿医疗
这家大型综合性医院的手术室，其数字化是分3个步骤实施的，实现了综合影像技术导引外科手术（IGS），手术直播满足临床教学需要并有效控制手术室洁净度，为医学研究和医疗纠纷“举证” 等功能。
项目背景
该院是一所集医、教、研为一体的大型综合性医院。自1996年大规模信息系统建设至今，效果显著。目前，已投入使用的有医院信息系统（HIS）、医院检验系统（LIS）、医院影像管理系统（PACS）以及医院运营系统等90多个系统。为配合手术临床教学以及手术室数字化进程，该院决定建立数字化手术室。
相关工程分为3期进行。
本项目要实现的数字化手术室功能
*综合影像技术导引外科手术（IGS）多模式成像与信息系统集成，提高医生手术效率
通过CIS系统，医生可利用数字化手术室的统一界面，综合调用多种医疗影像系统以及病人信息，为手术方案的制订和手术过程的进行，提供综合、快速的参考。
*满足临床教学的需要，有效控制手术室洁净度
该院有繁重的临床带教任务，有见习医生、实习医生、进修医生及实习或进修护士，要满足临床教学的需要，同时，还要保证手术室空气的洁净度，减少观摩手术者对无菌区的污染。这显然是一对难以解决的矛盾。
通过手术直播示教，使观摩学习人员在会议室、示教室和办公室等场所，就能观看手术现场的实况，并能够对各例手术进行录制、存储，实现有效的档案管理，让学员、实习医生可以对资料进行点播观看。而且，在手术直播期间，示教医生可以实时对手术过程进行讲解，同时，也可以听到任何一间直播会场所提出的疑问，及时解答，从而真正实现教学互动的功能。这无疑是一种较好的解决矛盾的模式。
另外，针对大规模国际研讨会的需要，手术直播示教系统，可将高清晰度手术信号，传输至院内任何一个直播会场，同时通过与国际互联网的连接，可以在世界任何一个地方，实现国际性的学术交流和培训。
*留取资料，满足医学研究和医疗“举证” 之需
该院是一个集医疗、教学、科研于一体的事业单位，在运行过程中，产生了大量的医疗技术信息档案，留取一些特殊影像记录，不仅可供日后研究、观摩，而且对于易发生医疗纠纷的手术而言，手术影像资料可作为有力的“举证”材料。尤其对于“手术用物遗留在体腔”类型的纠纷来说，可通过重放数字化手术室的医学影像记录，来确定手术器械、敷料等数目不符的原因，而采取相应措施。
本项目在实施过程中要解决的关键问题
*综合影像技术导引外科手术（IGS）多模式成像技术
从多种不同的影像设备采集的医学影像（通过PACS系统实现），可以提供互补性很强的患者信息，为IGS所用。
例如，CT影像和MRI影像，在获取患者的解剖学信息方面具有明显优势；IMR影像、PET影像和SPECT影像的独到之处，则在于提供患者的功能信息。
再如：同样是显示患者的解剖学信息，在针对人脑时，选用MRI影像，可以很好地识别大脑灰质、白质等密度相近的软组织；而在观察密度差较大的骨组织时，CT影像的高分辨率，则使其技高一筹。
将显微镜、内窥镜等外部设备的影像，输入导航系统，并显示在液晶触摸屏上，则可实现真正意义上的动态监测，有助于纠正术中影像漂移导致的误差 。
即使应用同一种成像模式，在不同参数下形成的影像所包涵的信息，侧重点也会不尽相同。
所以，如何为医生提供一个快速的导航装置或界面，使医生能够在多种影像模式间快速切换，并对多种影像信息进行综合应用，是要解决的重要问题之一。
*手术示教、手术网播、远程手术合作等多种医学实时远程影像技术
此类问题，都需要流媒体技术、覆盖层网络组播技术和VCR补偿技术等多媒体网络技术的综合使用。如何创造性地使用这些信息领域的新技术，解决手术示教、手术网播、远程手术合作等多种医学实时远程影像问题，是本工程中不可缺乏的部分。
*手术影像资料存储与检索技术
对于一个手术影像系统而言，大规模的数据存储是必不可少的。一个病人的血管造影资料，大约为1GB。以该院业务量计算，若占该院手术室总数一半的手术室实现数字化化，那么其手术室1a产生的数据总量,可达8TB (8TB=1000GB)以上。为了存储如此海量的影像数据，必须对手术影像数据进行压缩存储。
手术影像数据压缩存储技术,包含了静态和动态两方面内容。
静态方面，传统的JPEG，仍是目前应用最广的压缩算法。
动态方面，M-JPEG、MPEC-1、MPEC-2、MPEC-4等算法，均在不同领域发挥着作用。算法的选择，主要的依据是成像的清晰度和通讯网络的带宽。如何实现更好的存储方法，既提高效率，又节省成本，也是本工程要研究的问题之一。
在传统模式下，电子病案中文本和数字信息的检索，以关键词的方式实现。影像的检索，则是通过对其附加文本描述的搜索来完成。这种检索方式的不足，在于无法对影像本身的信息，进行任何分析和对比。
基于影像内容相似性的检索方式，目前在数字化手术室概念下的影像系统中，尚未见使用。通过该技术，用户无需给出搜索关键词，只需给出一幅影像，系统就可以根据它所包含的特征信息，按照相似程度列出检索结果。将基于影像内容相似性的检索方式，应用到数字化手术室的影像检索系统中，是基于数字化医学影像的另一研究内容。
*与医院信息系统的集成
将手术工作站与医院现有信息系统集成，使医生或护士在手术期间，可以通过触摸屏，实时调阅患者的病历资料（病史，病理，检验等信息）及医学影像，对本工程来说，是非常必要的。因此，数字化手术室需提供与医院信息系统的接口，为手术方案的制订和手术过程的进行，提供综合、快速的参考。
HL7是现在国际通用的电子病历标准。如何在手术工作站，实现应用数据到HL7结构的转换，从而使系统具有广泛的适用性和标准性，是一项必不可少的研究内容。
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