一體化手術室的關鍵技術及發展趨勢
來源: 時間:2016-04-19
一份研究報告表明,即便在美國,傳統手術室的使用效率一直以來都處于比較低下的水平,平均只發揮68%的潛能。一體化手術室能大幅提高手術室的工作效率,縮短手術時間減少人員的數量,可每年為一家中等規模的醫院帶來4-6百萬美元的利潤。
一體化手術室
一體化手術室通過實現信息的開放與流通,將手術室內外的“信息孤島”有效整合,醫護人員可以便捷、實時地獲取大量與患者有關的信息,并在精確導航系統的幫助下實施更為精準的手術,從而提高手術的效率和成功率。一份研究報告表明,即便在美國,傳統手術室的使用效率一直以來都處于比較低下的水平,平均只發揮68%的潛能。一體化手術室能大幅提高手術室的工作效率,縮短手術時間減少人員的數量,可每年為一家中等規模的醫院帶來4-6百萬美元的利潤。
一體化手術室
關鍵技術
一體化手術室的主要功能
近年來,一體化手術室的建設在國內醫院廣泛鋪開。但從目前國內醫院已經投入使用的情況來看,很多只是完成了一體化手術室的部分功能。普遍存在著系統與其他品牌的醫療設備不能兼容、沒有采用數據存儲的標準協議、遠程醫學通訊的患者影像資料質量不高、缺少影像支持及手術導航等核心技術支撐等問題。
一個完整的一體化手術室整體解決方案,應當包含以下幾個主要功能,即:數字化記錄、數字化整合、數字化溝通、數字化控制及數字化工學效應。
一體化手術室通過觸摸屏及聲控來控制手術室內所有內鏡設備、常規設備、手術室全景攝像機、圖像管理設備、空調及燈光。系統將手術設備有機地整合在一起,使得醫生可以方便地在無菌區用語音或觸摸屏直接控制手術設備,巡回護士亦可在無菌區外僅僅通過一個觸摸屏就可對多達數十個設備進行管理。一體化手術室平臺并能與圖像導航手術技術、機器人輔助手術技術和遠程控制手術技術相兼容。另外,多媒體通信系統可以將手術中的高質量圖像、診斷圖像、手術室的實況實時轉播,應用于教學觀摩、遠程醫療、手術室現場監控、病人家屬觀看手術過程等。
要實現以上功能,有一系列關鍵技術需要攻克。以下列出了與此相前的8大關鍵技術,以供一體化手術室研發的企業參考。這8大關鍵技術分別指的是:數據存儲與管理技術、網絡通訊與數據傳輸技術、數據轉換與接口技術、圖像處理與分析技術、人機交互技術、人工智能技術、手術規劃與優化技術及手術輔助技術。
人性化、智能化
是發展方向
華西醫院一體化手術室
有專家認為,在整合手術室內外相關信息的基礎上,影像導航系統、手術模擬系統和機器人系統代表著一體化手術室發展的方向。
影像導航系統
影像導航下的外科手術 (ImagingGuided Surgery, IGS) 是一體化數字手術室的特征,是現代手術室的技術核心。當前,成像技術迅速發展,三維數字減影血管造影、計算機斷層掃描、血管內超聲、經食道三維超聲心動圖、磁共振成像等技術,已成功地進入手術室。其實時性、高清晰度、智能化圖像處理方法和圖像集成技術,實現了術中成像,改變了過去只能在術前或術后成像的狀況。同時,IGS促成了影像學、放射外科和立體定向技術的有機結合,衍生出多種新型的治療手段,如:腦血管造影定向技術、磁共振定向技術、內鏡立體定向術等。
IGS可將病人的CT或MRI 圖像進行三維重建,并通過術中定位系統,對手術器械在術野中的位置進行精確定位,術者參照顯示在計算機監視器上的三維影像,觀察到手術器械的實際位置。IGS還可與具有導航功能的手術顯微鏡或內鏡相連接,將手術視野擴展到顯微鏡及內鏡視野之外,使術者在術野中進行手術操作的同時,能顧及到術野周圍的重要組織結構。
手術模擬系統
手術模擬系統已從通用三維的人體解剖模型,發展到個性化的模型。即可以在輸入患者的生理數據后,使通用模型變成一個特定患者的模型。對此進行不同手術方案的全過程的仿真模擬,評選出最佳手術方案后,才在手術中予以實施。真正實現了以盡可能安全的方法,盡可能少地損傷正常組織,以達到最佳的手術效果。
機器人系統
1998年12月,第一臺達芬奇(Da Vinci ) 手術機器人系統問世,該系統是目前最好的外科手術機器人系統。如今達芬奇手術機器人系統已發展到第4代,于今年4月1號被美國藥監局批準投入使用。美國邁阿密大學醫院成為全球首家使用新一代達芬奇手術系統的教學醫院。當前,機器人外科手術已成為微創外科手術的主要潮流。
達芬奇手術機器人系統
目前全世界已有33 個國家、800 多家醫院成功開展了60 多萬例機器人手術,手術種類涵蓋泌尿外科、婦產科、心臟外科、胸外科、肝膽外科、胃腸外科、耳鼻喉科等學科。從術前掃描、術前處理、手術模擬、手術規劃制定出最佳手術方案,交由機器人按程序進行手術干預。手術全過程體現出一體化手術室在計算機技術、信息技術、自動控制技術推動下的智能化發展趨勢。