数字一体化手术室是指通过悬吊系统将手术相关设备进行集成，如麻醉机、腔镜、血管机、达芬奇机器人等，通过音频视频传输系统、记录系统、设备控制系统，将手术室设备与医院信息化系统相连接，并完成手术室信息化管理的新型手术室。

数字一体化手术室开始于20世纪90年代的美国，在国内还处于起步阶段。其优势在于其人体工程学最优化，可根据临床实际需要进行定制化设计，支持手术间快速布局，优化改善手术室工作流程，降低感染风险，为手术室提供高清完整影像链，集结微创手术视音频整合系统完成强大全面的路由功能，符合医院信息化建设需求。连接各种仪器设备的线路被集中在吊塔内，不会发生线路脱落，手术医护人员可以自如地围绕手术台转换方位，这不仅让手术室变得整洁、宽敞，还能有效减少感染几率，确保手术安全。在一体化手术室无菌区内仅用一个触摸液晶屏便可轻易控制所有手术室内的设备，包括内窥镜、手术灯床、摄像机、室内照明等，并通过数字信息传输存储中心及交互式资讯控制中心，使手术室与医院内外的信息网络连成一体，互享影像和数据资料，实现与外界的无障碍交流（远程医疗、远程会议等）。

对患者而言，一体化手术室能够创造良好的手术环境，提高患者手术的成功率，利于快速恢复，达到提高患者治愈率的目的；对医护人员而言，一体化手术室最大程度地改善医护人员工作环境，营造良好观测视角，提高手术效率和质量，减少手术之间转台时间，减少医护人员工作量；对医院而言，可提高手术室的使用率，增加周转率，降低运营成本。一体化手术室与传统手术室的功能比较，见表1-2-5。

数字一体化手术室是随着微创技术的发展而诞生的一个新的医疗项目。数字化医院是未来医院的发展方向，而作为医院核心的外科手术室则是重中之重。一体化手术室系统的建设是医院实现数字化管理的标志工程，能够增强医院的环节管理，提高医院的知名度。医院在充分利用现有设备的基础上，减少患者的等待时间，提高患者的满意度，能够吸引更多的患者和进修的医生，为医院带来更多的收益。同时为管理者提供有效的实用工具，医院可实时、有序、系统及监督性管理，提高医院设备资源利用率，完成医院患者信息的科学、系统的积累，减少投资风险性，为医院创造极好的社会收益和经济效益。

微创外科时代的到来将外科手术学的发展推向一个全新的领域，而现代手术室的设计与应用则须融合各种先进技术以使手术医生能在安全舒适的环境中高效率地完成手术。数字一体化手术室设计原则上与时俱进，主要有以下四个方面内容：合理空间布置，集中有效地管理所有设备；符合手术者作业的人体工效学设计原则；符合数字信息一体化的设计要求；适应未来先进技术扩展的设计理念。

（1）一体化手术室显著的特点是各类数字化设备及手术用器械成为其标准配置，如此多的室内装备放进一间手术室内，如设备之间的电源、连接线以及各类管子等使得手术室变得杂乱无章，影响手术人员的移动，并且不利于保持手术室的洁净状态。因此，集中有效布置管理所有设备，方便手术人员和物品的流动成为现代微创手术室设计的最重要原则之一。

（2）计算机集中控制技术的应用可以有效解决传统设计的缺陷，设计开发智能化集中控制与管理系统，将各类设备实现网络连接，通过触摸屏或射频遥控器对相应设备进行必要的操作和控制，减少医护人员手术过程中离开无菌区域的频率，还可以对设备实行有效控制（如对腔镜设备、监视屏中的图像、室内空气以及手术灯光的调整等），而且在手术台上即可对患者基本状况进行实时记录，包括生理监护、麻醉深度、手术过程影像和其他文档类信息。

（1）大多数微创外科手术是经过监视器或显微镜间接观察手术视野，而在这种视觉下操作极大地影响了术者的立体感觉与触觉力反馈，增加了手眼协调性的难度。因此，在设计上，手术视野监视器应能够灵活调整，以适应不同手术医生的要求，在条件允许的情况下，应保证可以在手术室安装多台视频监视器，让医生自己进行调节；手术床可以根据微创手术需要调整到符合医生进行手术的最佳位置，以减少医生的身体疲劳和肌肉酸痛；吊塔的设计让更多的设备离开地面，方便医生及护士的操作；同时，手术室地面应整洁，避免各种管线拖延而引发潜在危险。

（2）人体工效学的设计原则是协调好人、机、环境3大要素之间的相互作用，使3大要素中的人能获得最优化的效率、健康、安全和舒适。现代微创技术越来越多地应用到外科各专科领域，按照工效学原理合理设计微创手术器械设备，除了考虑其功能外，器械设备操作时体位的舒适、安全可靠、环境因素（如灯光等）同等重要。改变了监视器与人视线不匹配的高度，减少了护士反复移动设备的重复劳动，地上无线增加了手术人员行走的安全性和机器电源的稳定性，实现了人、机、环境三者的高度协调，给手术人员的职业安全提供了保证。

随着微创手术普遍的开展，手术室需要更多的微创手术辅助设备，如手术超声设备、内镜摄像系统、数字图像采集系统及其他检查装置等。这些设备为手术提供准确及时的信息，但增加了管理众多信息的难度。因此，一体化手术室除了信息的数字化设计，更重要的是实现对瞬息变化数字信息的一体化管理控制。目前计算机技术智能化水平已经可以集中管理这些数字信息，并对所有信息进行有效地筛选，以过滤出正常的信息，让手术人员判断和解决需要处理的突发与危险信号，减少术者的工作压力，提高效率。

数字信息化的技术发展迅速，三维视觉重构技术、虚拟现实技术以及外科手术机器人技术将取代现有的微创外科模式，成为未来标准化的外科手术方法，外科手术学同样进入数字计算机的时代。在现代数字化微创手术室设计时，需要我们预见未来新技术的发展和应用，保持一定程度的可扩展性，以免手术室将来因难以升级而不得不完全重建而花费更多的资金。同时，标准专业化的一体化手术室不仅要满足普通外科手术的需求，还应用到其他外科专科、妇产科以及骨科等。一体化手术室装置可以因专科不同而有所区别，但都能够满足所有专业外科医生应用先进的新技术高效地完成各类复杂的微创外科手术的需要。

数字一体化手术室设计的核心价值体现在以下4方面。

1.空间整合　统筹多设备的合理设置，有效整理手术室内线缆，使手术室空间利用率最大化。

2.设备控制集成　实现手术室内诸多设备的集中管理，快速便捷地定制个性化手术环境与条件。

3.信息路由　符合医院信息化建设的需求，可接受来自不同系统的信息资料，包括电子病历、PACS、LIS，同时完成医疗过程的麻醉、手术的信息采集与处理，涉及示教的影音获取、控制和传输。

4.人性化设计　改善医护人员的工作条件，优化手术室工作流程。

数字一体化手术室装备如下：集中控制系统、一体化核心手术室（或带2个一体化卫星手术室）；每个手术室分别配置1套腹腔镜系统（包括气腹机、3镜片高清摄像系统和冷光源）、麻醉机、监护仪、输液泵、威利电刀及电动可调节手术床。

手术室设备的电源、气体管路、视音频等信号接口通过吊塔实现。气腹机、摄像系统、冷光源、电刀和监护仪则有序地放置在吊塔上，麻醉机和输液泵则悬吊在吊塔臂上，并可以升降、旋转、左右移动。吊塔供气终端可以同时提供氧气、空气和负压。

集中控制系统交换机提供医院内网接口、公网接口和电话接口，为视音频会议和远程会诊使用。手术室可以通过主集中控制系统分别与示教室、会议室和远程会议室双向网络连接，实现双向视音频交流、手术示教、远程诊断等功能。核心手术室则可以通过集中控制系统机柜对卫星手术室内的设备进行影像一体化集中控制。操作时，可以通过触摸控制屏实现。核心手术室和卫星手术室分别安装全景摄像相机、等离子显示屏用于示教和视频会议。安装2个液晶监视器用于显示腔镜图像和全景相机图像。

集中控制系统包括SCB系统总线和一体化数据管理系统AIDA（数字化信息传输及存储系统）。SCB系统总线可以把腹腔镜设备、手术灯、电刀及其他第三方厂商的设备串联在一起，然后在核心手术室用液晶触摸屏统一控制。在此系统中，真实设备的面板完全反映在触摸屏上，在触摸屏上进行操作如同在真实设备上操作一样。在SCB中还可以新建用户配置清单，根据不同手术预置所用设备配置。AIDA和医院的HIS和PACS系统无缝连接，可以从医院HIS系统调入患者及医生资料，从PACS系统调入患者影像资料。在术中还可以对进行手术录像的画面质量、录像时间进行设定。对于采集的图片可以存为BMP或JEPEG格式，并可进行打印。AIDA同时兼容3种不同的输入端口：SDI、S-VIDEO和Composite。

在触摸屏上操作就可以对腹腔镜、术野摄像机和全景摄像机进行控制。可以设置CD播放，可以进行手术转播控制。把手术室内的画面传送到示教室并对显示屏进行通信和控制。还可以进行远程视频会议控制、对远程会议终端进行控制。

远程医疗系统能够通过医院的信息网络对手术室进行访问，并能和手术室进行双向视音频交流，实现远程医疗。硬件上配置网络隔离器，支持ISDN和IP两种连接方式。视音频支持S-Video和标准视音频信号输入，视频格式可以转换为MPEG-2/MPEG-4格式。