全数字一体化复合手术室的规划设计与建设

山东第一医科大学第一附属医院（山东省千佛山医院） 医学工程部，山东 济南 250014

引言

近年来，受益于影像医学和计算机技术的发展，介入医学和外科手术不断融合，相辅相成，介入医生使用微创介入手术处理复杂的疾病，需要面对日益复杂的手术风险；外科医生越来越多地采用微创手术，需要先进的成像技术以支持其开展微创手术[1]。由此，一种全新的手术室应运而生，即全数字一体化复合手术室，可以在同一手术室完成某一疾病诊疗的全部操作，也可以在同一个手术中完成两种以上不同手术方式的操作[2]。同时进行影像学检查和常规外科手术，无需在影像学科室和手术室之间多次转移患者，从而避免患者的多次麻醉和转运可能带来的风险[3-4]。不同手术方式同时完成实现了多学科交叉，“一站式”复合手术室是一个跨学科的尝试，在此手术室内可以及时对手术的治疗进行评价，从而指导手术实施。同时，该术式可在最小创伤的情况下使病人得到最佳的治疗效果[5]。

为了减少相关的并发症，一间真正的“一站式”复合手术室需要按照洁净标准建造，并且需配置固定的、高端的影像设备拍摄高清的图像，保证外科治疗的精确性；同时满足介入手术、开放手术需求，充分发挥介入手术与外科手术各自的优点，减少手术出血、提高手术精度、保障病患安全、促进快速康复、缩短住院天数，实现精准医疗。实现患者和医院双赢，同时满足临床科研教学需求[6-11]。

1 数字化复合手术室发展现状

复合手术室是现代影像诊断技术和外科诊疗技术迅速发展融合的产物。20世纪90年代开始出现复合手术室的概念，主要用于治疗冠心病，近几年随着结合数字化技术发展，数字化复合手术室应运而生，应用场景也扩展到血管外科、心外科、神经外科等治疗领域[7]。

从2007年阜外医院建成我国第一间复合手术室到现在，国内各大医院都相继建立了不同形式的复合手术室。严昂等[6]从设备选配、建筑结构、净化空调配置等方面介绍了湘雅医院复合手术室设计与施工方案；梁淑增[12]介绍了复合手术的建设与管理；王曾妍等[13]设计了一种复合手术室用麻醉屏风架；毛颖[14]提出复合手术室规范化护理，缩短了术后恢复时间；赵林[15]从护理角度阐述了数字化手术室的建设及管理。目前国内复合手术室仍无统一建设标准，各单位正在探索建设。目前常见复合手术室类型有配腔镜数字化复合手术室、配DSA复合手术室、配术中磁共振复合手术室、配术中CT和腔镜数字化复合手术室、配术中CT和DSA复合手术室、配血管机和术中导航复合手术室、配术中CT腔镜数字化和DSA术中导航复合手术室、配手术机器人和DSA的复合手术室[16-17]、配术中CT腔镜数字化DSA和术中导航和磁共振复合手术室等。

2 我院复合手术室基本情况

我院复合手术室建设在新建的医技手术综合楼四层，复合手术室与大楼同步规划设计，医学工程部门提前介入大楼设计，根据复合手术室特点提出建筑场地要求，与基建部门共同监督完成建筑施工。从建筑主体建成到复合手术室通过净化和防护检测投入使用共历时七个半月，共设计两间复合手术室，设计面积各90 m2，建筑高度4.5 m。2016年9月大楼主体建设完成，手术室净化和设备进场施工，2017年4月通过净化和防护检测投入使用。建设完成后实际手术室内面积各70 m2，共用控制间35 m2，共用设备间25 m2。两间复合手术室中间用电动三折防护门隔开，配备一台可在两个手术室间移动使用的滑轨CT，一间配备一台固定机器人式DSA，预留一间磁共振复合手术室。投入使用两年来共完成手术两千余台次，为神经外科、血管外科、心脏外科、胸外科、骨科等科室开展新技术提供了硬件支持，取得了良好的临床效益。整个项目由医学工程部负责总体部署，包括前期调研、项目立项、设备选型、组织实施采购、组建团队实施项目等环节。

3 设计规划

3.1 总体规划

我院新手术室建设定位为国际一流手术室，除常规数字化手术室外建设两间世界一流水平的全数字一体化复合手术室。结合临床实际情况，心外、神外、血管外、骨科等学科发展较好，在省内有一定影响。规划复合手术室配置一台DSA和一台滑轨CT，实现全数字化百级层流净化，配备符合临床要求的先进灯床塔系统。由于是新建手术室，前期规划设计尤为重要，规划设计遵循安全、优质、高效三个原则，满足《医院洁净手术部建筑技术规范》[18]、《放射卫生防护基本标准》[19]、《手术部医院感染预防与控制技术规范》[20]、《医院感染监测规范》[21]等规范。

3.2 布局设计

首先确定复合手术室在整个手术部的位置，主要考虑以下因素：① 结合手术室配备设备的辅助用房（设备间、控制间、示教室等）；② 在满足基本需求的基础上要考虑到医院手术室未来发展空间，今后复合手术室的改造升级，不能影响其他手术房间的手术工作；③ 需具备大型影像设备的运输通道和路径；④ 功能的分区，即洁净区和污物区通道的布局要符合便于疏散、流程短捷、洁污分明的原则。综合以上因素将复合手术室规划在楼层的西北角，方便吊装运输，设备间设置在污物走廊一侧；控制间因技师等人员经常进出，设置在洁净走廊一侧；预留术中磁共振房间在复合手术室旁边，术中磁共振也可供多房间使用。

房间设计图纸如图1所示，根据手术科室及护理、麻醉工作流程，分析优化复合手术室工作流程，以大型设备为中心设计房间内布局，将两个房间并排设计，两台大影像设备及两张手术床安装在房间中线上，麻醉塔和腔镜塔安装在手术床两侧。由于DSA房间需要安装参考图像和实时图像显示屏，故将麻醉塔和腔镜塔安装在手术床同一侧，DSA手术床脚端安装子灯一个，方便下肢操作。同时进行冲突分析，在规划设计阶段避免冲突发生。

图1 房间设计图纸

3.3 装修与设备

3.3.1 净化装修

各施工单位出具细致的解决方案，预先规划地面准备工作和吊顶增强工作。设计墙面系统、吊顶系统、门禁系统、玻璃配件、多媒体工具、空调通风系统、层流系统、手术灯床、电路控制、医用气体等，满足临床对房间清洁性、密封性、防辐射性能、防火安全、噪音处理的要求。

3.3.2 设备选配

复合手术室由于其功能复杂性，所用设备相较传统手术室更多更复杂，选型设备应尽量减少对层流的影响，系统机械臂在不同位置有序运动，对手术区域干扰小，为手术和麻醉预留足够空间，尽量减少与其他设备的冲突。

为提高复合手术室使用效率，满足两个房间共用CT设备的需求，规划选择滑轨CT，可实现一拖二使用。滑轨CT相较移动CT具有扫描速度快、层厚薄的特点。DSA采用落地机器人手臂式，具有等中心点追踪手术床升降，可实现无死角覆盖，手臂前伸式造影方式，和附属设备配合较好，外科手术位、介入工作位自由切换，对层流净化影响小等优点。确定大型设备选型后，建筑主体建设阶段预先评估设计地板承重能力，满足大型设备安装要求。手术床系统选用第三方专业外科平板床和多关节手术床双床面及可透视头部配件及其他配件，与影像设备联动，协调同步移动。床面通过两个小推车自由切换，满足所有复合手术、外科手术和介入手术的需求，有效提高复合手术室的利用率。

手术灯系统选择适用于每个手术的最佳照明全自动光源，满足开放性手术或微创手术的需求，自动光亮度控制，呈现真实的组织色彩；灯表面光滑，低热量损耗，减少对层流影响。双子灯设计，子灯用于边缘照明，需要进行静脉血管采集时使用第二子灯。配置高清中置摄像方便记录手术过程，用于科研教学。根据房间面积预先计算好灯、塔、显示器吊臂长度和内径（许多信号线和控制线从支臂内穿过）。为确保有效使用空间，可采用复合底座将灯支臂、悬吊铅屏风、显示器支臂安装在同一个底座上。吊塔应配有足够的电缆插座、气体插口、废气排放口；腔镜塔设计为数字化控制中心，位于患者足端，覆盖手术床的两侧；麻醉塔定位在患者头端右侧。数字化系统将灯塔系统、影像设备、麻醉设备、术中影像等系统整合成一个整体。

数字化系统应实现以下几种功能：① 视频线路切换。显示屏上的视频影像可以灵活应用，提高手术室的易用性，大屏幕整合展现复合手术室所有设备的信息，根据手术所需可以预设视频有助于加快患者信息的传输；② 音视频存储。所有的医学影像视频，包括内窥镜或手术灯内置摄像机采集的视频都可文档处理；③ 音视频传输。采集的视频和信息传输到会议室、教室及病区医生办公室，可以使观看人员对复合手术室的手术有身临其境的感觉；④ 设备控制。提高手术室效率的关键是把手术室所有设备的信息源采集整合，将视频管理、文档处理、手术室设备的控制集结在一个显示屏上，极大地减少了手术室工作人员操作的复杂性，提高工作效率。

4 项目实施管理

复合手术室的建设需要统一安排组织实施，多部门、多单位协作共同完成，为提高工作效率，避免返工，应根据规划设计提前划定各施工单位工作范围，边界界定清晰完整。项目实施团队安排专人在施工现场负责施工质量把关及协调各方施工。组织项目实施单位定期召开协调会议，讨论施工过程中遇到的问题，更新施工进度，协调施工过程中遇到的问题。例如：与手术室和临床外科主要沟通吊臂吊塔的布局、设备的摆放顺序位置、具体的功能要求等；与厂家主要沟通协调设备的到货时间、安装进度、售后工程师的培训等；与基建科主要沟通院方的建筑楼层平面图、弱电管线图、立面图、装修图等相关图纸；与层流公司主要协调中央机柜的具体安装位置等。

建设实施管理过程中，实行周会和驻场工程师制度。固定每周一组织相关施工单位与相关部门召开沟通会，汇报工程进展与存在问题，现场协调解决，随时更新施工进度。派设备科工程师常驻施工现场，跟进施工进度，了解设备安装过程、内部结构，方便后期使用维护，发现问题现场协调。

项目实施流程如下（图2）：① 医学工程部负责项目建设的总体部署；② 根据所选的大型医用影像设备，组织相关部门和单位现场对设备安装房间进行地面和吊顶的承重及设备运送通道等评估；③ 现场以大型医用影像设备为主题对手术间设备安装进行布局，与大型医用影像设备厂家、吊塔、无影灯厂家、层流净化、信息整合厂家对接布局图纸；④ 各厂家根据布局图纸，提出各自的修改意见，协调设计冲突；⑤ 医学工程部结合临床的需求进行整体考虑，根据安装图纸、医学工程部总协调、现场测量，对设备定位，使用 3D模拟软件进行设备运动轨迹模拟；⑥ 制定详细的施工流程，进行工期倒排，各设备厂家进行交叉施工，层流净化先进场施工，做好框架、供气管道、风道、防护或屏蔽等工作；⑦ 根据大型医用影像设备、吊塔、无影灯、手术床的需求做好前期支架预埋、强电、弱电、网络线路的布线安装等工作；⑧ 复合手术室的装修，地面防潮、防静电处理；⑨ 设备的安装（大型医用影像设备、手术床、无影灯、吊塔等设备互相配合安装）；⑩ 设备及各种信号的数字化整合调试；⑪层流净化、各种设备运行前的调试、验收。

图2 项目实施流程图

5 讨论与结论

本文对全数字化复合手术室从规划设计到建设实施探索出的经验进行了总结，该项目经过七个半月的紧张施工完成建设，顺利通过检测验收，创造了该类手术室建设工程的速度记录，说明本套设计与建设方案是切实可行且高效的。在实际施工过程中应严格控制时间进度和项目质量，设备科工程师驻场制度也起到了很好的作用，掌握最新最全面的信息，及时沟通解决，使各施工单位快速推进，在今后的手术室建设中可以借鉴执行。同时在今后的项目建设过程中应注重各阶段规范格式材料的收集与整理，及时总结分析。从使用维护角度考虑应派专人参与施工建设，掌握设计结构，参与培训过程，全面掌握复合手术室基本情况，为使用和管理好全数字化复合手术室打下坚实基础。

全数字一体化复合手术室建设是一个系统工程，从规划设计、招标采购到建设实施应尽量全面考虑，反复论证。我院全数字一体化复合手术室投入使用两年时间完成手术两千余台次，顺利开展多项新技术，为临床及科研教学提供了很好的平台，在使用过程中摸索出一套全数字一体化复合手术管理方法。