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現代醫院手術部的發展及展望
點擊次數：2800 更新時間：2012-01-01
作者：潘兆岳（南京軍區南京總醫院）???? 發表于：《中國醫院建筑與裝備》? 2009年增刊
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在醫院手術室工程建設中，醫院從自身醫療特色出發，組建不同類型的手術室，從單一的潔凈技術型向數字化綜合型提升，并注重設計的前矚性，這是滿足醫院未來發展的必要條件。醫院手術室經過150年的發展和完善，分為如下四大類型，而每一類型都是工程技術發展的結果。
一、分散型手術室
19世紀中葉，麻醉技術的發明推動了手術學的建立，同時也產生了手術室。細菌學的發展，蒸汽滅菌技術和手術前洗手法的完善，口罩的使用，手術衣的使用等，進一步推動了手術學的發展。1846年10月美國一綜合性醫院齒科進行了首例吸入麻醉大手術，手術室從此誕生。當時手術的環境最然很簡單，但卻是第一代手術室。20世紀初，近代手術學的普及，推動了手術室的發展，每個診療科室，都建立自己的手術室，手術室以分散的形式存在于醫院內，而且根據?？频男枰?，手術室內配置相應的醫療器械。這種分散型的手術室，在手術室發展史上存在了較長的時間。目前，被集中型所取代的分散型手術室又以高新技術的形式慢慢回到了現代醫院。
二、集中型手術室
20世紀中期以來，外科手術學有了進一步發展，由分散存在的形式逐漸變為集中形式。1937年在法國巴黎召開的萬國博覽會上展示了集中型手術室，它標志著現代模式的手術室正式創立。1955年東京大學開設了第一個手術部，將各?？剖中g室都集中在手術部內統一管理。1963年中央供應型的平面布局手術部在美國問世。這種集中型的手術系統是手術室發展史上的一次革命，它是手術室的一代新產品，當代手術室基本都屬于這種類型，而分散型的手術室逐漸被取代。集中型手術室在上世紀30年代問世，到50年代普及，從60年代開始采用潔凈技術，集中型手術室從此進一步得到了完善，進入了規范化階段。當外科手術發展到微創時期，數字化微創手術室的出現，外科內科相融合，內科介入外科，內科醫生也操作手術器械進行外科治療。為便于使用管理，一些微創手術室就近設置在所屬科室內，分散型的手術室又出現在現代醫院。
三、潔凈手術室
20世紀50年代，由于微電子工業的精密機械工業的發展需要，產生了“空氣潔凈技術”，這項提供潔凈空氣環境的新技術問世后，立即受到了醫學專家和臨床醫學工程專家的重視，首先在手術環境中進行試用并建立了潔凈手術室。1966年，世界上第一間層流潔凈手術室在美國巴頓紀念醫院投入使用。英國廷頓醫院矯正專家查理（Charile）通過對12年的大量手術的統計表明，普通手術室感染率達8.9%，而潔凈手術室感染率下降到0.6%，空氣潔凈技術在降低手術感染率方面取得了明顯效果，這使手術室建設發展到了一個新階段，即潔凈手術室階段。采用現代空氣潔凈技術，對手術部內的手術用房進行除塵、除菌，并對空氣進行調節，建立潔凈的手術環境，這樣的手術室被稱為潔凈手術室，由潔凈手術室所組成的手術部，稱作潔凈手術部。
潔凈手術室的使用明顯降低了術后感染率，提高了手術質量。它操作簡便，縮短消毒滅菌時間，提高了手術室利用率，是手術消毒滅菌技術的一次革新。潔凈手術部的出現是醫學同工程技術相結合的一項成果，是手術室發展過程中一次重大的進步。
潔凈手術室是綜合型的建筑醫療設備，在建設中涉及多項工程技術，如空氣潔凈技術、空氣調節技術、安全供電技術、室內裝飾技術等。潔凈手術室工程建設的快速發展，推動了該區域的學術研究和交流，并產生了有關學術專著，對潔凈手術室的工程建設進行了全面結構和認真反思。
（一）空氣潔凈技術
1.凈化流程
潔凈手術部的技術核心是采用現代空氣潔凈技術，組織科學的氣流形成，對手術室內的空氣進行三級循環過濾，除去空氣中的塵埃和微生物，為手術部提供可以滿足手術要求的潔凈環境，通過除塵達到動態除菌的目的。手術室空氣凈化流程：新風進入回風段，同回風相混合，進入粗效段，粗效過濾器濾去直徑為10μm大顆粒塵埃，換熱器段和加濕段，進行溫度、濕度調節，然后再進行風機段加壓，經過中效過濾器，濾去1μm~10μm的塵埃，進入消音器，把噪音降低到58分貝以下，送至手術室的高效靜壓箱，經高效過濾器濾去0.3μm~1μm的塵埃，經高效送風口，把潔凈空氣送至手術室臺面。手術室的回風口安裝有粗效過濾器，回風管路上裝消音器。手術室安裝有余壓閥，以恒定內外壓差。根據GB5033-2002標準的規定，Ⅰ級手術室送風量與手術室面積無關，基本恒定在7000m3/h左右，風量分配大體如下：
送風量：Q1=7000m3/h；
回風量：Q2=6000m3/h；
新風量：Q3=1000m3/h；
排風量：Q4=500m3/h；
送風速度：V≌0.3M/S，為Ⅰ級手術室（送風口面積S≥6㎡）
換氣次數：N≥30次數，為Ⅱ級手術室（N=Q1/手術室容積V）
換氣次數：N≥20次數，為Ⅲ級手術室
換氣次數：N≥10次數，為Ⅳ級手術室
注：當Q3＞Q4時，為正壓手術室；當Q3＜Q4時，為負壓手術室。
在工程設計中，一般采取恒定新風量Q3，調節排風量Q4，可以很方便地實現正負壓手術室的轉換。
送風量Q1=7000m3/h略大于回風量6000m3/h與排風量500 m3/h的和，以維持室內保持恒定的正壓值。排風機用于快速排除異味和加快新風的補充，為補充新風提供條件。
2.氣流形式
手術室在粗、中、高三級過濾器可靠的情況下，送入室內的空氣是潔凈的。決定手術室潔凈度的等級則是氣流形式，不同的氣流形式對排除手術室自身發菌量的效果不一樣，造成手術的潔凈等級也不一樣。潔凈手術室空氣流組織的基本原則是最大限度減少渦流，使攝入的潔凈氣流經過最短的流程覆蓋手術區，希望氣流的方向與塵埃重力沉降的方向一致，并使回流的氣流有效地將室內灰塵排除室外。在潔凈技術中，把氣流的組織分為“層流”和“亂流”（紊流）兩種類型?！皩恿鳌北硎究諝庵械馁|點以均勻的斷面速度沿平行流線流動，“亂流”表示空氣中質點以不均勻的速度呈不平的流線流動。根據氣流組織形式，通常將潔凈手術室分為垂直層流手術室，水平層流手術室、亂流手術室以及可調潔凈度手術室。
（1）垂直層流手術室
就是在手術臺上方布高效過濾器，側墻下部布回風口。氣流的上部平行垂直，呈層流狀態，下部則向回風口傾斜，層流受到了破壞。在手術臺的臺面上及四周的外延區域形成潔凈層流區，局部區域獲得高潔凈度。
為保證手術區潔凈度，高效送風口的面積必須充足，Ⅰ級手術室應大于6.2㎡，在0.8m的高度上送風速度應不小于0.25m/s。無影燈安裝在送風口中間，為減少無影燈影響氣流，多采用小護罩的骨架式無影燈，由于大貝殼式無影燈對氣流影響大，不宜使用。
（2）水平層流手術室
它的特點是水平送風，送風墻面布高效過濾器，回風墻面在送風墻對面，布置粗效過濾器，起過濾和均流的作用，阻止室內漂浮的纖維和塵粒污染風管，保護后級過濾器，患者的腳應朝向送風口，頭部一側的麻醉師和麻醉器械正好處于下風向，以防止麻醉氣體的污染。
水平層流手術室的高效過濾器、靜壓箱、送風口安裝在手術室側面，不占用手術室高度，因此層高偏低的手術室可采用水平層流方式。它占用面積大，為了克服塵埃的重力沉降，送風速度要高于垂直層流風速，不低于0.3m/s，即送風量要提高。
選用層流方式，同手術室的建筑結構有關。實驗證明，垂直層流細菌消失快，含塵濃度低，但切口與氣流方向垂直，而執刀醫生頭部正好在切口的上風向。而水平層流切口與氣流平行，因此水平層流切口的污染要輕于垂直層流。國外水平層流手術室多于垂直層流手術室。目前國內為了節約手術室占地面積，垂直層流手術室采用較多。
（3）亂流潔凈手術室
過濾后的潔凈空氣由頂部或側面幾個送風口送入，潔凈空氣迅速向四周擴散，與室內空氣相結合，并將室內空氣經回風口排除，由于潔凈空氣稀釋了空氣的菌塵濃度，使之達到了相應的潔凈級別的要求。這就是亂流潔凈室。它的氣流布置應以最短的距離使潔凈空氣吹送到手術臺面，以減少潔凈系統被污染的機會，其潔凈度可達1000級~100000級，這主要是由送風量即換氣次數決定的。換氣次數達到每小時40次時，其潔凈度可保證達1000級潔凈度，為Ⅱ級潔凈手術室，即標準潔凈手術室。手術室發塵量一定、回風比一定，手術室潔凈度高（菌濃度低），循環次數就高。
（4）可調潔凈度手術室
上述三種手術室，送風量是恒定的，氣流形式是恒定的，手術室內的空氣潔凈度也是恒定的，但它們在使用管理中不夠靈活，不便于手術室綜合利用，也不利于能源節約。
在大型手術部的管理中，為了提高手術室的利用率，多數手術室安排的手術種類會經常變動，它們對潔凈度的要求也是不一致的。如眼科手術要求風速低，普通外科、骨科手術風速可以高一些。醫護人員和患者對風速感覺也有差異，為了選擇最舒適的風速，因此經常要求對風速作適當的調整：風速變化，送風量發生變化，氣流形式發生變化，室內空氣潔凈度發生變化。
為了適應風速的調整，潔凈手術室應采用獨立的接話空調機組，送風機應采用變頻調速控制系統。高效送風口、回風口可按100級潔凈度手術室的要求進行布局設計。風機類型、風管尺寸可按100級要求的下限設計。風機在高速運行時，室內潔凈度在100級狀態，低速時潔凈度下降到1萬級或更低的狀態。手術室的建設投資可以低于標準100級潔凈度手術室的投資。由于潔凈度嚴格界定難以適應臨床實踐變化的需要，可根據實際的需要進行調整，醫護人員會接受并認可。這是變頻調速技術的發展和成熟帶來的手術室設計和功能的變化。
（二）空氣調節技術
在潔凈手術部的建設中，空氣調節系統是工程的主要組成部分，也是質量指標的重要內容。
手術部的空調系統又比普通病房的空調系統要復雜。因為手術部空調和凈化系統是合二為一的，系統既要滿足空調要求，又要滿足凈化的要求。手術室熱濕負荷重，變化大，不同的手術對空調的參數要求不一樣。有的手術，為了獲得最佳效果，要求手術過程中室溫是變化的。如心臟手術，這階段室溫低于20℃，復蘇起搏時，室溫要高于20℃，這就要求室溫的調節、控制應方便和靈敏。醫院空調系統既要滿足生活的舒適性，又要滿足醫療的功能性，這必然促成控制技術的綜合運用。
為便于和全院空調系統并網，滿足手術部特殊空調功能要求，并減少建設和管理投資，各地醫院從自身條件出發，建立了不同結構模式的空調系統，醫院之間的條件不同，采用方法也不同，因此手術部空調系統具有多樣性。
為了適應手術室空調的需要，產生了一種新型凈化空調機組，該空調機組配置熱泵機組，提供空調熱源，充分發揮熱泵機組冷熱切換的方便和靈活，擴大了普通空調機組的調溫功能。它可以不依賴中央空調系統而獨立工作，也可接中央空調系統的冷源和熱源切換工作。使用靈活、方便，能滿足手術部空調差異大、變化多的復雜要求。
這種機組因需要安裝配套的熱泵，在大型手術部應用受到了限制，但特別適合小型醫院手術部、門診、急診手術室以及特殊病房使用。兩種不同運行模式的熱泵可互補工作，降溫熱泵向冷卻系統排熱，升溫熱泵從冷卻系統吸熱，相互補償，手術室產生的余熱得到了回收和充分利用，達到節能效果。1號熱泵換向閥位于制冷端B的位置，按供冷模式運行，冷凝器內的高壓制冷劑向水源系統排放熱量，使系統水溫從24℃升高到30℃，蒸發器內低壓制冷劑從工作環境吸收熱量，熱泵產冷。2號熱泵換向閥位于制熱端C的位置，按供熱模式運行，冷凝器內的低壓制冷劑從水源系統吸收熱量，使系統水溫從24℃下降到20℃，蒸發器內高壓制冷劑向工作環境排熱，熱泵產熱。
以上兩種不同工作模式的熱泵水源串連使用，可減輕冷卻塔的負載，如配比恰當，節能效果顯著。
（三）安全供電技術
手術部安全供電包括可靠地預防斷電、漏電、微電擊等供電事故，必須采取綜合性措施確保安全供電，這是手術部建設中核心工作之一。其應具有雙路供電自動切換的功能，并備有發電機組，以防雙路供電系統發生意外。醫療設備配置EPS電源，信息設備配置UPS不間斷電源，以保證供電線路冗余和容錯能力。
不同功能區采用不同的制式供電，醫療區應采用三相五線制供電（TN-S系統）；設備區可采用三相四線制供電（TN-C系統）；手術區須采用不接地配電方式（IT系統）；手術室內采用等電位接地，不同區域供電線路要分開敷設，以免相互影響，以達到安全和節約投資的目的。
四、數字化手術室
隨著醫學和工作學的發展，近年來又出線了一種全新的手術室，人民稱之為數字化手術室，它的技術核心是信息技術。數字化手術室采用了醫學圖像存貯和傳輸系統，將各類醫學影像設備所獲得的醫學圖像送至手術現場，以指導手術過程?；蛘咴谑中g室內安裝專用的手術圖像設備，取得實時的手術動態圖像，以指導手術的進行。數字化手術室集計算機網絡技術、自動控制技術、圖形信號處理技術及綜合布線技術于一體，將與手術過程有關的各種系統有機地結合進行統籌設計，為整個手術提供更加高效、舒適、安全、便利的環境。
亞太地區規模最大、功能最全的數字化手術部——北京積水潭醫院手術部于2008年初投入使用。該院是北京奧運會定點醫療機構，手術室內裝備了先進的手術導航系統、視訊傳輸系統、醫學影像系統，能夠準確、及時地完成手術，出血少、創傷小，奧運會期間，運動員無論來自哪個國家，只要當地有視訊條件，就可隨時進行跨國醫療視訊會議或是手術轉播。如果運動員受傷了，需要本國專家進行會診，都可以在手術中實現。
數字化手術室目前有多種形式，為方便敘述，本文根據圖像產生的方式對數字化手術室進行分類，簡要介紹如下：
（一）PACS手術室（醫學影像通訊手術室的簡稱）
PACS手術室采用現代醫學影像檔案和通訊系統，即PACS系統（Picture Archiving Communication System），它把CT、MRI、DSA、ECT、PET/CT、Ultrasound所獲得圖像資料迅速方便地送到手術現場，供手術選用?；蛘咴谑中g現場內安裝專用手術圖像設備，取得手術部位的實時圖像，直接指導手術的進程。這樣的手術室被稱為數字化手術室，它所構成的手術部被稱為現代手術部。
數字化手術室應當是PACS系統中的一個工作站?，F代數字醫學成像設備，都具有DICOM3.0的標準接口，它規定了數字醫學影像和相關信息的格式及其信息交換方法的標準，可以從接口采集圖像數據，與醫學圖像檔案和通訊系統PACS對接，這樣就能和醫院信息系統HIS（Hospital Information System）融為一體。CT、MRI、DSA、ECT、PET/CT、Ultrasound等臨床醫學檢查設備所獲得圖像資料可以被迅速送到手術現場，為提高手術效果創造有利條件。手術現場所獲得的實時手術資料和圖像，也可以通過PACS輸向外部，從而為遠程會診、遠程手術奠定基礎。
（二）微創手術室
“微創手術”是指微笑創傷的手術。微創外科MIS（Minimally Invasive Surgery）手術室，整合了先進的內窺鏡設備（如腹腔鏡、膽道鏡、腸鏡、宮腔鏡等），能夠開展肝、膽、胰、胃腸等腹部與婦產科等數十種手術，可以將過去10cm~20cm的手術切口縮小到幾毫米。微創手術具有痛苦小、恢復快、住院時間短（大都住院1天~2天）、創傷疤痕小等特點。微創手術和器官移植被譽為21世紀外科發展的兩個方向。微創外科手術幾乎涉及傳統外科手術的所有領域，如腹腔鏡下膽囊切除術、脾切除術、膽總管切開取石術、消化道穿孔修補術、子宮肌瘤剝除術、卵巢囊腫剝除術、空腔鏡下子宮肌瘤電切除、椎間盤鏡下椎間盤髓核摘除術，甚至切除惡性腫瘤（胃癌、肝癌、直腸癌、結腸癌），微創手術也稱為首選方式。
微創手術是將先進的醫學攝像系統、完善的手術器械、熟練的外科手術操作技巧相結合的前沿技術。外科醫生借助內窺鏡，通過微小的創傷切口，在顯示屏幕上來直接觀察體內情況，以及手術器械操作過程。
外科醫生需要有內窺鏡操作實踐經驗，能夠在觀察顯示器的同時，熟練地完成手術操作。微創手術與開放式的手術方式不同，手術室的設計也不同于集中型的手術部，它分散、方便、靈活。照明系統、凈化系統、設備布局方式、手術環境的調節和控制方式、手術圖像采集和傳輸方式都必須滿足微創手術的需要。窺鏡設備是現代數字化的圖像設備，微創手術室也是數字化的新型手術室。
微創手術室的空氣潔凈度按一般潔凈度手術室或準潔凈度手術室即Ⅲ級、Ⅳ手術室要求設計，空調凈化比較簡單。微創手術室可采用分散型手術室的方式，設立在各相關科室，便于管理使用，提高工作效率。由于微創手術的出現，曾經被集中型所取代的分散型手術室正以高新技術的形式回到了現代醫院。
微創手術室重視醫用吊塔布局設計。醫用吊塔是為特殊醫療環境（如手術室、ICU、急診室）避免地面污染，提高設備安全而設計的。通過旋轉和上下升降，承載其他醫用設備并轉接電源、醫用氣源、信號源。其功能實用簡明、操作便捷，極大改善了醫療工作環境。主旋轉控制裝置、升降控制裝置、設備放置平臺之間依次緊固連接；積塔式設計使空間利用更為有效、轉接口分布合理美觀、醫療設備連接清晰流暢；預留較大可擴展性。
數字化手術室建設中每間手術室一般要安裝2個~3個吊塔，微創手術室（腔鏡手術室等）甚至需要提供4個吊塔，即外科塔、腔鏡塔、麻醉塔以及輔助塔。由于醫院經濟實力的限制，很多醫院在手術室建設中暫時只考慮1個氣體吊塔。這時醫學工程部則要建議施工方必須在天花板頂部做吊塔的預埋件，否則日后很難增加吊塔的級量。
（三）電磁屏蔽手術室
磁共振介入手術室，簡稱MRI手術室，根據施工按術特點分類，也稱為電磁屏蔽手術室。手術室圖像引導的概念，已成為醫學成像領域的熱點問題，使醫學成像從以診斷為目的向治療過程轉移。圖像引導的出現，可以提高手術治療的安全性并能節省醫療費用。這種新型的介入外科治療過程，在原有的傳統手術中是不可能完成，需要對器具和設備進行必要的改進，建立數字化的手術環境。
在手術室安裝開放磁共振成像設備，采用磁共振介入的原理，向手術醫生提供手術過程中的動態的、變化的實時信息。實踐證明，動態的MRI成功引導是顱腦神經外科手術有發展前景的科學方法。
MRI手術的基本概念是通過進行中MRI成像來協助指導進行的外科手術，MRI手術室則是指安置有術中導航功能的MR掃描設備，并可進行全部或部分外科手術的手術室（或指符合外科手術要求并能進行外科手術的MR機房）。MRI手術的目的是通過手術MRI掃描和導航來提高外科手術對病灶的完整切除率和治愈率。
“術中MRI成像”是指手術開始前、手術進行中和手術結束前的MRI成像。完成一次MRI手術，目前一般需術中進行3次~4次MRI掃描，手術結束前的最后一次掃描最為重要，平均每次術中MRI掃描時間約為10分鐘左右。這些術中MRI圖像信息又可現場輸入到導航系統作為術中導航的原始資料，實時指導、修正現場手術的進行情況。術中MRI成像序列和成像參數則是為手術而特定的。根據需要也可進行術中MRI增強掃描、術中MRI血管造影（MRA）、術中MRI功能成像分析（fMRI）等。
自1995年以來，美、日、德等國的醫院相繼出現MRI手術室，日本東京女子醫科大學醫學院采用水平式開放型永磁體MRI掃描機，建立了MRI手術室。目前，磁共振介入手術室正處在探索、完善和推廣階段。電磁屏蔽手術室組成主要包括以下幾個方面：
（1）MRI手術室
MRI手術室的布局既要考慮到能進行MRI成像，又要考慮到便于外科手術的操作和人員的移動。另外，MRI手術室的面積要大于普通MR機房的面積，一般要求在40㎡以上。一種是放置在醫院外科手術室區域內的專用MRI手術室；另一種是將影科的常規MR室改建成能符合手術要求的MRI手術室（如美國辛辛那提大學，平時仍作為日常MRI掃描診斷使用）。
MRI手術室是MRI設備及手術室組合而成的復合體，屬多學科相互交融的邊緣學科，一臺術中核磁共振手術是由手術者、放射科醫生、工程技術人員、麻醉師及護士共同配合完成的。放射科醫生要參與所有手術病歷的術前計劃和術中影像學的處理，為外科醫生提供最佳的手術入路及術中影像的動態變化，因而成員之間的交流顯得尤為重要。手術室設計必須滿足這些工作要求進行設計和施工。
東京女子醫科大學MRI手術室的隔壁是大型專業神經外科手術室，兩者之間是相通的。這樣根據病情需要，手術既可完全在MRI手術室內進行，也可大部分在神經外科專業手術室內進行，然后可快速地轉移到MRI手術室術中掃描后完成的進一步修正手術。
（2）MR成像設備
適用于術中MRI在低頻的設備應是掃描功能先進、漏磁區域小、機架開放程度高的機型，顯然目前中低磁場強度的開放式MR機是最適合的。常見的為0.5T以下的開放式永磁型機型、低場永磁型MR機特別適合于手術操作，其主要特點是漏磁區域，幾5高斯線區非常小。
在磁共振介入中，磁體必須是開放型的，以便于介入過程中的操作。水平開放型的MR介入操作區共有三個，即兩側和后方。垂直開放型MR系統超導磁體由兩只分開的線圈組成，且同制冷裝置相連通，成像區域是直徑30cm的球體空間，磁體中央有一56cm寬的豁口，可以在垂直方向靠近病人。磁體中采用六線圈結構，提供足夠的自由空間。各種線圈設計、線圈的距離和均勻的成像區，采用計算進行了綜合分析和設計，使線圈儲存的能量最優化，使成像區域的均勻度達到最高。
（3）手術室配套設備
要完成標準程序的手術過程，手術室內必須配有麻醉機、吸引器、心電監控儀和供氧設備等，由于這些設備擺放的位置可在5高斯線外，且術中移動機會少，所以在MRI手術室內允許使用普通的手術器械設備。而手術中將5高斯線內使用的手術刀、血管鉗等外科手術器械則要求采用無磁性材料制造。下面分項進行介紹：①手術臺。MR兼容性手術臺，它必須由無磁性材料制作，手術臺可通過簡單控制操作完成多方位、多角度的床位運動變化，而且臺面的移動還可根據手術圖像中的信息來實現X~Y平面方向的微調。手術檢查臺長度在2500mm以下，寬度在500mm±50mm以內，重量在450kg左右（規格均為東京女醫大MRI手術室裝備數據）。②顯微鏡。一般要求為無磁性材料的MRI專用手術顯微鏡，它擁有﹣60cm變焦功能的接物鏡頭，倍率與變焦比為1：6，寬波段多角度聚焦。采用實時頂置配重方式，具備一個標準外科手術顯微鏡全部功能。由于東京女子醫大手術顯微鏡也在5高斯線內放置，故顯微鏡也是MR兼容性器材產品，這種先進的MRI手術顯微鏡是通過氮驅動馬達。如MRI手術室面積夠大且不影響手術的操作，完全可以在普通神經外科正常使用。③監視器。手術室中MRI監視器是21英寸專用監視器（可兼容20高斯磁場強度），但現在也可在室內裝配大屏幕液晶或等離子電視機作為監視器，并可用無繩鼠標器或藍牙技術進行遙控操作。④無影燈。采用4燈超級還鹵素燈泡，24V25W，1m處中心照度約為95000LUX，MRI掃描時需關閉電源。⑤麻醉機。一般要求為無磁性材料制作，如使用的MR機漏磁區域小，又可放置在5高斯線區之外，則可使用由普通材料制作的手術室常規麻醉機。麻醉機配置彩色顯示器后可轉換成病人生命體征的監視器。
（4）MR實時校正導航系統IGS
IGS（Imaging Guided Surgery）包括影像引導下的介入治療和直接的外科手術在內。其主要目標是減少外科手術過程中的人為因素，使外科手術更為精確，即在病灶切除更為干凈的同時，最大限度地保護正常組織。IGS可以減少對病人的傷害，加快病人傷口痊愈的速度，減少手術室、手術隊伍被占用的時間，提高手術室利用率。
影像引導下的外科手術是在醫學影像無縫連接的積分環境下實現的。所謂無縫連接是指這里所有的影像在三維空間內沒有重疊的遺漏，尤其在手術的區域內，不能因為圖像處理過程而形成新的畸變、遺漏和重疊。IGS的使用不僅包括對具體病人所有醫學影像信息的集成，還包括無縫隙連接的影像數據的獲取、可視化、手術導航下的操作、顯示以及在該環境下的快速存貯。而這些過程可以用一個基本的組織形式來完成，這個組織形式和以往的手術小組有兩個顯著不同：隊伍中不僅有醫生、麻醉師和護士等醫務人員，還有醫學影像物理師和工程師等人員；這些人員可以并不完全集中在手術室，可以分布在醫院的不同地方，甚至世界的不同地方。面對病人的只要主導大夫和護士。進一步的發展，主刀大夫的工作可以用機器人來完成，和病人在一起的可能只有護士。手術人員組成發生了變化，手術室的布局設計和裝備配置也隨之發生變化。因此，手術室建設中必須跟蹤這一變化。
影像引導下的外科手術的工作流程包括病人影像數據的采集、外科手術的計劃系統和影像引導下的外科手術導航系統三部分。由于這個工作是在醫院內部通過醫院的PACS及相應的網絡系統實現的，需要具有影像傳輸的DICOM標準及和HIS/RIS醫院管理系統的接口，所有信息的集成可以在很短時間內完成。
醫學影像引導下的外科手術通過局域網或者國際網用基于PC機或者影像工作站的專用外科手術導航服務器完成。和醫學物理工作者關系密切的是兩個工作站：外科手術計劃圖像系統工作站和手術導航工作站。系統中使用的服務器可以是醫院PACS系統的一部分。
IGS需要病人手術前的三維MRI或者CT影像。別的影像，例如PET、超聲影像和數字化X射線血管造影影像等作為整合MRI或者CT圖像的原始數據的參考和補充。根據外科手術大夫的意見，把這些信息集成到MRI或者CT圖像中去。它們的作用是對MRI或者CT圖像中的疑點加以判別。例如對腫瘤的情況，因為結構成像并不能提供很好的腫瘤外邊界，如有PET或者FMRI圖像的話，可以對確定手術的外部邊界提供科學依據。在規定的時間內，物理師必須在外科手術計劃系統專用工作站上完成必需的影像處理、集成和顯示，經過手術大夫審查認可之后送入影像導航工作站使用。
圖像引導這一感念已成為醫學成像的焦點。從診斷目的向治療過程轉移，這是戰略性的變化，它使手術室提高到數字化階段。圖像引導的治療可以提高安全性和效果。這是一種新型的介入和外科治療過程，在原有的傳統手術室中是不可能完成的，它需要對器具和設備進行必要的改造，使之適合獨特的電磁環境。
在MR介入中，所產生的圖像有兩種，其一是標準的常規圖像，其二是相互關聯的圖像。醫生可由圖像之間相互關系，選擇和控制成像平面的位置和方向，由此來確定手控器具的位置。在MR成像介入的引導中，為了實現實時跟蹤，設計人員還專門設計了一種探針。探針由聚合物（塑料）制成，在其末端安裝了一個射頻線圈，結構微小。
在數字化MR成像信息送至工作站，計算出線圈的位置，實現實時跟蹤。工作站也接受來自MR掃描機的圖像信息，線圈的位置以圖形表示，疊加在MR的圖像上。兩成像平面中顯示出線圈瞬時位置的混合圖像，投影到成像室的屏幕上，供醫生觀看。介入器具的位置實時反映在兩種圖像中，為此，成像平面也隨線圈位置而變動。
一旦器具進入病變部位，即取出含有跟蹤線圈的管心針。剩下的套管用作通用型的同軸引導裝置，可通入MR成像相宜的活檢槍，獲得組織標本，也可以通入其他器具，如激光纖維或冷凍探頭。
適合于MRI手術室使用的導航系統是按照特殊要求改裝后的裝置，這種導航系統為無源、無動力裝置、能自動跟蹤手術層面和病灶部位（如在術中手術臺位置發生改變，則不需要再次匹配和糾正定位），并可直接實時以術中圖像導引手術。
通過DICOM接口，術中掃描的 圖像可立即通過MRI手術室的局域網絡傳遞到導航系統，使導航系統的圖像得到實時更新，這樣就可避免由于手引起的靶器官及周圍組織變形移位而發生的導引誤差。同時，術中MRI掃描的圖像又可做到及時發現術中殘留的病灶，并精確地指導下一步現場切除殘留腫瘤手術，大大提高病灶一次性手術的完整切除率。
（5）MR手術室電磁屏蔽處理
MR手術室的六面，包括MR手術室的自動移動門，同樣需按MR特殊要求進行電磁屏蔽處理，為此MRI手術室的移動門已采用了最新的磁懸浮技術。
MR手術室電磁屏蔽系統由屏蔽殼體、濾波和隔離裝置、通風波導、接地裝置組成。以消除從外部進入MR手術室的各種電纜（包括MR主機和外周設備電纜）的電磁嘈聲。
由于采用低場永磁型MR掃描設備（漏磁區域?。?，加之磁場屏蔽處理，MRI手術室周圍區域的其他外科手術室照樣可進行各種外科手術（包括心臟起搏器安裝手術等），對手術類型和器材并無任何特殊限制和要求。
屏蔽殼體所采用的屏蔽板（包括壁板、頂板、底板）必須由具有良好導電導磁性能金屬網或金屬復合材料構成。
所有進入MR手術室的電源線、控制線、信號線和醫用氣體管道必須裝設濾波和隔離裝置?？照{凈化送風口、回風口必須裝通風波導。
MR手術室屏蔽殼體應采用單點接地，其接地電阻≤4Ω，必須小于避雷接地的接地電阻。屏蔽殼體未與地連接時，其與地線間的絕緣電阻為10KΩ。
MR手術室必須符合室內MRI設備的技術文件規定，電磁屏蔽性能應符合相對應得國家標準。
（四）MR導航微創手術室
MR導航微創冷凍治療手術室簡稱MR導航微創手術室，它是微創手術室同MRI手術室相結合的一種新型手術室。
（1）MR導航微創冷凍治療簡介
磁共振導航介入治療iMRI（Interventional MRI）技術是磁共振成像和微創治療這兩項技術的有機結合。該技術采用磁共振獲取患者術中解剖和功能圖像，同時采用一套定位設備探測微創手術器械的精確三維坐標。將手術器械的方位信息與來自磁共振的患者圖像依照其空間相對位置共同顯示在手術室內的屏幕上，為醫生進行微創手術、治療的術前規劃和術中精確導航提供所需信息。該技術在保障手術安全性的基礎上，大幅度提高手術成功率，極大地降低了手術給病人帶來的痛苦和傷害。
微創冷凍治療技術是當今世界介入治療的前沿領域，特別是磁共振導航監控下的微創冷凍治療技術。由于磁共振導航監控具有分辨率高、能實時監控治療效果和治療病變過程、無放射性及無不良影響等諸多優點，從而為微創冷凍治療提供了最佳的成像觀察手段。
“MRI圖像導航監控微創冷凍介入治療系統”是實現實時精確導航和實時精確療效監控的微創設備?？蓪?肝、腎、膀胱、子宮、骨骼等部位的腫瘤進行精確微創介入治療。該系統由MRI系統、MRI兼容的氬氦刀系統（可由機器人導入）和MRI兼容的實時視覺控制系統三個分系統和MR導航微創冷凍治療手術室等共同組成。
（2）手術室環境要求
系統對環境的要求很高，用戶在選擇場地時不僅要考慮場地干燥、通風良好，手術室內空氣調節、凈化和安全供電等相關技術，以及醫院潔凈手術室技術規范進行設計，還應考慮以下幾方面的因素：①磁共振系統磁體的強磁場與周圍環境中的大型移動金屬物體可產生相互影響，磁場一旦被干擾，就會直接影響圖像質量。因此，必須充分考慮外界干擾源到磁體中心的最小距離，維持磁場的穩定性。②磁體振動將降低圖像質量，對核磁場地的振動有一定要求。③磁共振系統的強磁場與周圍設備會產生相互影響，從而影響圖像質量。若附近有磁共振設備，確保兩臺設備的3G線不交叉。
（3）手術室布局
根據系統功能要求，房間必須設有磁體室（屏蔽室）、設備間、操作室等。結合實際場地情況，系統的房間基本布局可參見圖10，磁體室的地面為零標高。
（4）導航場地要求
在磁共振介入手術室內，應該留有足夠的空間給導航儀。從磁體病床的圓心中間到導航相機的距離應該大約為2.1m（磁體5高磁線的外延）以確保導航相機能夠看到病床、手術器械、磁體的定位標記點等。
（5）配套醫療設備要求
根據設備安裝要求進行屏蔽室內及操作室相應設備安裝及連接，確保使用者操作方便，不影響手術操作的進行。
監護設備場地基本要求為：根據手術類型及手術需要選取不同麻醉、監護設備；根據設備磁兼容性質安裝擺放；介入手術室要設置相應的急救設施及藥品等，必要時通過預設的緊急通道能夠以最少的時間達到常規手術室進行病員的及時救治。
在手術室安裝開放磁共振成像設備，采用磁共振介入的原理，向手術醫生提供手術過程中動態的、變化的實時信息。實踐證明，動態的MRI成功引導是顱腦神經外科手術大有發展前景的科學方法。自1995年以來，美、日、德等國的醫院相繼出現MRI手術室，日本東京女子醫科大學院采用水平式開放型永磁體MRI掃描機，建立了MRI手術室。目前，磁共振介入手術室正處于探索、完善、推廣的階段。
五、手術部建設展望
我國政府、醫學界、工程技術界對空氣潔凈技術在醫藥領域應用十分關注。上世紀80年代初，我國醫藥行業制訂了《藥品生產管理規范》，貫徹聯合國世界衛生組織提出的藥品優良生產的常規規范GMP（Good Manufaturing Practice）。在該規范中，對藥品生產條件和環境做出了嚴格規定，單獨制訂了大輸液GMP，規定了生產環境的空氣潔凈度，其中灌裝、封口等工藝的工作環境，其空氣潔凈度，必須在局部100級的環境中操作。為貫徹實施GMP，全國各地醫院對大輸液生產進行改造，對生產環境進行空氣凈化處理，空氣凈化的觀念，凈化的技術，引進了我國醫藥衛生行業，特別是引進了醫院的建設，這為我國潔凈手術部的建設工作奠定思想和技術基礎。
1986年，中國人民解放軍總醫院在國內率先建立了兩間層流潔凈手術室，投入了臨床應用，隨即各種形式的潔凈手術室在國內相繼問世。醫學同工程技術相結合對潔凈手術室的設計、施工和使用管理開展了探索性的工作。1998年南京軍區總醫院建設住院部大樓潔凈手術部，為數字化手術室的建設做出了許多嘗試。這標志我國潔凈手術部建設工作，經過十多年的探索已進入成熟期。1995年12月，中國人民解放軍總后基建營房部總結國外潔凈手術部建設經驗，頒布了《軍隊醫院潔凈手術部建設技術規范》。2002年12月國家頒布了《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002，對國內潔凈手術部建設工作起到了指導作用，這是國內潔凈手術部建設工作中的里程碑。
2004年3月，許鐘麟主編的《潔凈手術部建設實施指南》出版。同年4月，潘兆岳主編的《醫院現代手術部建設與管理》出版。2005年6月，涂光備編著的《醫院建筑空調凈化與設備》出版。這些著作從不同的側面對醫院的空調凈化技術、手術部工程建設進行了跟蹤和總結，反映了醫用工程建設與學術發展的互動關系。
（一）潔凈手術部建設中的“瓶頸”
實踐證明，潔凈手術部的建設、管理和使用是手術室發展過程中一次重大的進步。但它的技術發展向中小醫院普及均受到了制約，面臨三大“瓶頸”：建設資金高投入，使用管理高能耗，設備占據大空間。時至今日，我們應該反思這些問題。
（1）建設高投入
潔凈手術室是通過除塵達到動態除菌，除塵是過程，除菌是目的。用以除塵的空氣凈化設備系統龐大：新風機組、凈化空調循環機組、靜壓箱、高效送風口、消音器、過濾器、送風、回風、排風管道。再加上配套的空調設備、室內裝飾工程及其他配套設施，一間常規手術室，不包含任何醫療設施，僅凈化工程常常要突破50萬元，一個中型手術部常常要突破1000萬元。不少醫院不堪重負，紛紛采用“低價中標”的辦法，結果埋下諸多隱患。中標后長期不能開工，竣工后長期不能使用，這樣事例多不勝舉，嚴重阻礙了潔凈手術部的建設和發展。
（2）管理高能耗
如前所述，潔凈手術室是通過除塵達到除菌，為了除塵，實行空氣循環，三級過濾，多級消音，系統的初阻力就超過了50mmH2O（毫米水柱），循環風機和功率必須增大，一中型手術部的凈化系統，其電功率達100KW，電能的熱損耗，造成手術室升溫快，有的手術室冬季還需要降溫。中小醫院反映潔凈手術室用不起，有建成后關閉不用的現象發生。通過除塵達到除菌這一方法，“性價比”是否合理，值得反思。
（3）設備大空間
手術室內無影燈安裝高度是3m左右，吊頂內需安裝靜壓箱，高效過濾器，送風管，回風管，消音彎頭等設備，吊頂內高度不能低于1m，手術室的建筑高度必須在4m~4.5m之間。循環凈化空調機組，新風機組及配套凈化設施，體積大，管道連接復雜，需要在設備層安裝，因此布局合理的手術部上層必須具備設備層，這給手術部的建設造成很多困難，特別是改造工程，更是難以實施。
（二）現代手術部發展的新動向
由于微創手術的普及、內科外科相融合、數字化手術室的出現，促使現代手術部建設產生了新理念，即：小型、簡便、分散、開放。微創手術不同于開放型手術，它創傷小，手術時間短，患者恢復快，多數是內科醫生主刀，為便于管理，手術室隸屬于使用科室，設置在病區內。
數字化手術室地面設備多，空中吊架多。醫護人員，工程技術人員，教學人員共同工作，手術是開放性的，可實時對外播放，實現遠程醫療和多媒體現場教學。在設備和人員高度密集狹小空間內，無法建立科學的氣流形成，空氣潔凈技術的功能無法發生作用。因此，潔凈技術不宜同數字化手術室匹配使用。
鑒于潔凈手術部建設中出現的瓶頸，中小醫院難以普及，又不宜同數字化手術室配匹。一種新型手術室——循環風紫外線手術室誕生了，它突破了潔凈手術部上述的瓶頸，具有“動態殺菌，低阻送風”功效，目前已在歐美地區推廣應用。
循環風紫外線技術是紫外線殺菌技術同空氣潔凈技術相結合的一種滅菌方法。傳統的紫外線殺菌方法雖然高效、簡便，但只能靜態除菌，不能動態除菌。即手術前使用，手術中關閉，以免損害室內人員。循環風紫外線技術是將滅菌后潔凈空氣循環送入手術室內，它采用潔凈技術的氣流形式，但它將三級過濾，簡化為一級過濾（保留中效過濾器）。風量小，阻力小，能耗小。它設備簡單，安裝方便，適用微創手術室，適用中小醫院手術部，也適用其他需要滅菌的環境，因而有著廣闊的發展前景。