数字化手术室软硬件建设基础要求

数字化手术室软硬件建设基础要求

数字化手术室  “软硬”兼施

 

数字化手术室  digital operating room，以计算机、物联网、移动互联网、智能楼宇等信息技术为基础，建立的满足手术相关活动信息收集、处理、整合、存储、传输及应用的全维度、全过程、全数字化手术支撑环境。

颅骨、肌肉，大脑组成的人类的身体硬件，以大脑为中心的中枢神经系统联合遍布全身的子系统，“软硬兼施“让我们成为“智者”。以电脑为典型代表的电子设备的工作原理与大脑如出一辙，除了必要的主板、芯片和外壳硬件配备外，还需安装操作系统和其他应用辅助软件，让网络办公实现数字化。如若让很多电脑联合办公，就需要建立无线和有线网络连接。

01数字化手术室硬件设施

在关键信号的显示节点，包括但不限于腔镜信号，DSA信号等，应采用医用显示器进行显示。显示器应具有失效保护功能，当主信号链路出现故障时，显示器能自动切换至备用信号显示；当主信号链路从故障中恢复时，显示器自动切换回主信号显示。对于高清分辨率的显示器，最低支持BT.709色域空间；对于4K/UHD分辨率的显示器，宜支持BT.2020色域空间；医用显示器应具有背光稳定技术，具备亮度校准功能，应符合DICOM3.14标准。

 

数据交换设备(如交换机)带宽不宜低于千兆级别，且每个数据端口均支持双向数据传输。信号采集设备(包括但不限于编码器)和信号输出设备(包括但不限于解码器)应包含光纤接口，支持数据无损传输。单个信号输出设备(包括但不限于解码器)实现不少于6路视频源的组合画面显示。

设备数字化要求，手术室的医疗设备及周边设备包括CT、DSA、核磁、内镜、电刀、无影灯、照明、视频监控、视频转播、机器人等应提供数字化输入和输出接口，能实现与其他系统的数据共享，并允许集中控制，且可将输出信息显示在指定的显示器上。

02  数字化应用软件要求
数字化应用软件包括基础数字化和临床数字化以及辅助信息化管理。最基础的，也是最重要的，技术数字化信息管理包括患者、术中影像、手术示教、手术导航、语音控制。

01 患者信息管理

应通过与医院信息系统(HIS)、EMR、PACS等医院信息系统对接，提取并显示患者临床资料，包括患者基本信息、电子病历、生命体征、检查检验结果、医嘱等本次就诊及历史就诊手术相关诊疗数据。宜支持分屏显示，并提供多种类别布局选择。宜提供视频与临床资料集成显示功能，用户可在分屏模式下，指定任意手术视频画面与患者临床资料在同一显示屏上多路集成显示。宜在每间手术室配置信息展示屏，显示本手术室患者信息、手术信息、温湿度、环境等信息。

02  术中影像调度

应支持采集或集成全景摄像机、术野摄像机、内镜、超声、显微镜、DSA、CT、MRI等各种医疗影像设备信号。术野摄像机宜采用无影灯中置式或旁臂式。宜提供全景摄像机和术野摄像机控制功能，用户可通过自行控制启动或者停止摄像，并支持对摄像机进行画面调节。宜提供术中视频回放功能，可倍速进、退，还原术中细节，可支持快速录像存储。  应提供分屏功能，可在屏幕上进行全屏显示或者分屏显示。

除了摄影机、宜至少配置一台医用显示器，屏幕尺寸不低于24寸，分辨率不低于1080P。可通过操作，将各类视频或其他影像数据分别显示在手术室内适当位置的多个显示屏上。

03手术示教

应具备手术音视频交互功能、手术音视频存储功能、线上音视频学习功能、多间手术室中央控制功能。

设计时应考虑后期的可扩展性，如存储扩展。

技术指标：显示分辨率≥1080P,并可升级；局域网(含专线)交互延迟应≤250 ms,互联网交互延迟宜≤1000 ms;视频接口可适应SDI、HDMI、DVI、DP等；适用高清音视频编解码标准；传输协议宜支持RTSP(UDP/TCP)/TS/HTTP/RTMP等；码流应≥2 Mbps;音频采集设备应保证声音清晰，无杂音，无回声。

手术音视频交互应符合下列要求：

a)应能实现手术室与示教室的一对一、多对多的实时视频通讯，实现手术实时直播及示教；

b)  应满足单画面、多画面等多种预览及示教模式；

c)  应支持单向屏蔽，保证重要手术不受外界干扰；

d)  宜支持包括手持移动设备在内的多终端操作；

e)  可采用新技术如人工智能眼镜进行术中音视频远程示教或手术指导，对接调阅患者检查、检验信息，并可对视频进行标注并实时传递到接收端。

手术音视频存储应符合下列要求：

a)  应支持手术录像功能，可本地存储和(或)服务器端存储。可根据用户的实际情况，使用标清、高清、全高清以及超高清的规格，记录和存储手术视频及患者信息；

b)手术室示教系统应与医院已有信息系统对接，实现HIS、(检验信息系统LIS)、PACS、EMR等系统中手术患者信息的调阅；

c)  手术音视频存储应具备录播文件查询功能，可通过手术名称、诊断、手术医生、手术室、手术日期等进行查询；

d)  录播文件管理应有权限控制，可根据角色、权限控制录播文件的查看范围；

e)  医疗视频文件存储保存时限应符合医疗文件保存要求。

线上音视频学习应符合下列要求：

a)线上音视频学习模块应具备在线认证、离线保护、课件保护期限等安全措施；

b)  可支持医院间的学术交流、支持权限范围内的资料共享；

c)应具备隐私保护功能。

手术示教中央控制应符合下列要求：

a)  宜支持远程集中控制管理，可监控所有手术直播及安排示教室与手术室的连接，可实现与手术室和示教室的音视频交流，即时提供技术支持；

b)可根据实际情况调整手术室内摄像机的视野，获取最好的视野效果；

c)  应具有可扩展性，满足医院扩大中央控制系统管理范围时的要求。

04 手术导航系统

应可通过标准化接口与医院信息系统互联互通。应具有屏幕自动拍摄功能，可保存导航图像，供术后调阅和编辑。可在术中实时跟踪手术工具和植入物的位置轨迹，并同时显示在轴位、矢状位和冠状位影像画面上。应提供至少三种尺寸的导航通用工具适配器，能够适配现有的常规手术工具。

可本地加载2D图像(CT/MRI)或可从PACS系统下载2D图像，并且可进行3D重建。可对重建结果进行修正、分类和模拟操作。可对重建的3D数据进行立体几何测量，应包括直线测量、角度测量、透明度调节和颜色改变。可对手术模拟方案结果进行查看，可对三维模型旋转和缩放。

05语音控制应用

语音控制应用普通话语音识别准确率应在95%以上。语音唤醒：唤醒率总体应超过95%；唤醒响应时间不应超过5s；可支持设置多个唤醒词，包含预定义唤醒词和自定义唤醒词。通过网络传输，在医院数据中心统一存储。可根据采集的数据自动生成麻醉记录相关部分。

06远程手术协同

远程手术协同，不仅体现在远程会诊，更应该能实现远程操作，同时支持全程实时传输、观看、音视频交互，并应保证网络和医疗条件安全。 

远程手术协同应支持根据手术室的用户角色设置权限，根据登录者权限查阅患者基本信息及与手术相关的医疗记录，支持手术室全景、术野、内窥镜或其他相关医疗设备影像和场景视频全程、实时传输的功能，支持会诊专家从多个远程终端接入，同时观看、指导和讨论一个手术室的手术过程，手术医生与会诊专家实时交互音视频通话，支持手术会诊过程中音视频信息录制。远程手术操作应通过相应数字化装备在安全的医疗条件和网络条件下进行。

07沉浸环境系统

宜具备音视频播放、图像显示、情景装饰等多种沉浸体验功能。

数字化手术室的基础硬件和基础应结合实施为真正实现手术室的高效智能、扩展灵活奠定基础，将与临床业务、辅助管理系统，共同效力于数字化手术室的信息采集、存储、应用、交互。