内窥镜自主可控工作站系统建设分享

引言

       ^{随着医疗技术的飞速发展和国家推动公立医院高质量发展的政策导向，内窥镜工作站作为现代医疗机构中至关重要的设备，其在临床诊疗中所发挥的作用日益凸显。然而，当前许多医院的内窥镜工作站依然依赖设备厂商提供的配套系统，导致信息孤立、数据无法共享等一系列问题，这不仅严重制约了临床工作的效率，还对患者的服务质量造成了不良影响。因此，构建一个自主可控的内窥镜工作站系统显得尤为迫切和重要，这不仅是提升医院信息化管理水平的关键一步，也是实现医疗资源优化配置和高效利用的必然要求。}

1、案例背景

1.1、国家政策背景

^{国家正面临百年大变局，全行业都要实现自主可控方能顺应时代潮流。在医疗领域，国家卫健委《关于推动公立医院高质量发展的意见》明确提出要强化信息化支撑作用；《“十四五”优质高效医疗卫生服务体系建设实施方案》也提出打造国际先进水平的智慧医院，建设重大疾病数据中心，推进信息互联互通、互认共享、数据规范以及数据整合管理。}

1.2、临床业务痛点

^{内窥镜工作站是现代医院中不可或缺的重要设备，广泛应用于消化、呼吸、泌尿、妇产、耳鼻喉等科室。在用的内窥镜工作站采用的是设备厂商配套的工作站系统，部分设备未联网无法与医院已有系统对接，宝贵的医疗临床数据存在丢失的风险，数据无法联机共享给患者和临床带来诸多不便，主要问题如下：}

^{l  ‌信息未联通‌：医生在检查前只能手动输入患者基础信息，姓名、性别、门诊号、住院号等，效率低常有错漏，且无法自动获取患者上次的检查结果，医生需要手工查找，费时费力。}

^{l  ‌数据无法共享‌：其他临床科室无法调阅未联机的内窥镜检查报告以及影像数据，仅有一份纸质报告给与患者，临床要看影像只能到对应科室找到对应的仪器才能调阅，极为不易。}

^{l  ‌患者服务不便‌：患者无法在移动端或自助机上查询检查影像和电子报告。纸质报告一旦丢失只能重新做检查，患者对此意见较大，常通过各种渠道投诉或建议医院对此进行改善。}

^{l  ‌无纸化流程管理缺失‌：大量知情文书需要手工签署，由于检查量较大、检查诊室人手不足，知情文书患者签署较为随意，存在医疗风险，医保、卫健督查、三级医院等检查对此都有明确要求，存在管理风险。}

^{l  ‌数据安全风险‌：单机内窥镜仪器存有重要患者诊疗数据，数据零散难以管理。一旦硬盘损坏将全部丢失，存在重大风险，尚未建立风险防范措施。}

^{l  ‌系统不统一‌：不同厂商的工作站系统不同，同一厂商不同批次的工作站系统也可能不同，数据无法结构化、标准化，报告模板格式混乱、无法统一，管理极为不易，大部分厂商不愿改造系统，小部分厂商开出高于造价评估几倍的价格，且按仪器数量收费，原厂改造方案难以制定，部分能够制定，预算也让医院难以接受。}

1.3、预期目标

       ^{根据国家政策要求进行内窥镜单机医疗仪器设备联机一体化系统自主研发，单机数据联机是学科发展的重要前提、是提升临床效率以及患者服务的重要手段、是防范医疗风险和加强临床诊疗数据安全的重要保障，通过联机网络打通诊疗流程中的闭塞环节，解决科室存在的问题和风险从而开展科学、便利的诊疗服务，提升临床工作效率和患者服务能力，内窥镜自主可控工作站系统建设的预期目标包括：}

^{l  ‌提高临床工作效率‌：自主可控内窥镜工作站系统与医院各信息系统无缝对接，自动带入患者数据，将医技工作人员的主要精力投入在操作上，每台仪器提升患者吞吐量30%。}

^{l  ‌提升全院跨科室协同能力‌：医生可以通过数据联通快速获取患者既往检查报告，减少重复检查，提高诊断的准确性和效率，不同科室之间可以方便地共享内窥镜检查结果，促进多学科会诊和综合治疗，通过整合历史就诊记录，医生能够轻松回顾患者的诊疗历程，为病情对比和分析提供支持。}

^{l  ‌提升患者服务能力‌：患者可以在自助机或服务中心进行报告打印，可以通过自助机主动获取电子报告，医生可以主动推送电子报告至患者手机，同时医生在内网也可随时打印报告，灵活便捷、多渠道支撑。}

^{l  ‌实现流程闭环管理‌：根据国家电子病历的规范进行系统设计，内置完善的报告质控流程和知情文书电子签名功能，确保检查报告的准确性和合规性，实现多条件调阅、查询、统计、溯源。}

^{l  ‌数据集中存储‌：解决硬盘损坏导致的数据丢失风险，数据集中存储于信息中心机房，通过备份、监控、巡检等方式全面保障数据安全。}

^{l  ‌数据结构化、标准化‌：将不同的单机内窥镜设备进行统一工作站系统联机，实现报告统一格式模板，实现DICOM图像转换，实现结构化、标准化数据传输与存储，为进一步实现数据统计、分析、利用夯实基础。}

^{l  ‌自主可控，区域共享‌：系统设计采用自主可控架构，包括服务器、操作系统、数据库、中间件等，实现区域共享，患者在本市内其他公立医院也能调阅内窥镜影像以及内窥镜检查报告。}

^{综上所述，自主可控内窥镜工作站系统是医疗信息化新时代变革的创新应用，是医院信息化顺应时代发展的必然产物，是提升医疗服务质量和效率的重要工具，有助于提高医院的竞争力，还能更好地服务于患者，推动整个医疗行业向更高水平发展。}

2、实施步骤

2.1、实施前

^{l  ‌临床业务需求分析‌：通过与临床主任、医生、护士、医疗技术人员沟通，了解业务难点、操作习惯、现有设备的不足之处，梳理需求形成临床业务需求清单。}

^{l  ‌技术可行性分析‌：进行市场调研，咨询原厂商及其他供应商的技术能力。}

^{l  ‌系统规划与设计‌：明确建设内容、解决问题、项目建设范围及具体医疗场景。}

^{l  ‌预算编制与上报‌：根据需求和市场行情进行成本估算，确保预算合理。}

2.2、实施中

^{l  ‌设备调试‌：调试工作站电脑、采集卡、电源配置、网络等硬件性能，确保硬件环境能够支撑硬件稳定运行，同时规划空间布局确保场地符合设备安装要求。}

^{l  ‌设备部署‌：按照硬件部署安装指南进行设备部署，严格按照操作规程进行，避免因安装不当影响设备性能，注意线缆管理，避免线路杂乱无章影响临床正常工作。}

^{l  ‌软件安装与服务器配置‌：根据设备兼容性和功能需求安装操作系统及内窥镜工作站系统，确保软件版本与设备匹配，避免不兼容现象，安装过程中注意系统的安全性和稳定性；根据实际使用需求进行服务器、客户端系统参数设置，包括图像分辨率、亮度对比度、数据存储路径等。}

^{l  ‌功能、安全测试‌：进行全面测试，包括功能测试、性能测试和安全测试。}

^{l  ‌培训‌：理论培训：对相关医护人员进行内窥镜工作站系统操作理论培训，内容包括设备基本功能、操作系统、故障排除等。确保每位操作人员都能充分理解系统的工作原理和操作规范。实操培训：结合实际操作场景进行培训，让操作人员熟悉设备的使用方法和注意事项。通过实操演练，确保他们能够在实际工作中灵活运用系统。}

2.3、实施后

^{l  ‌质量控制、自检自查‌：系统部署实施后对系统进行内部自检，检查设备和系统的各项功能是否达到预期目标，发现问题及时整改，自检过程中确保不放过每个细节。}

^{l  ‌第三方检测‌：请第三方机构进行检测，确保系统安全性和有效性。}

^{l  ‌操作标准与持续改进‌：根据实际操作中的反馈，不断优化和改进操作规范和流程，形成详细的标准化操作规范和流程，确保所有操作人员严格按照流程执行，提高系统使用的效率和安全性，定期组织操作人员进行培训更新，确保他们始终掌握最新的操作方法；定期对操作人员进行随访，优化、改进系统。}

^{l  ‌应急演练‌：制定并执行系统故障应急计划，定期执行演练计划。}

3、 取得的成效

3.1、构建一站式集成内窥镜工作站系统

^{构建一站式集成内窥镜工作站系统，实现了与已有内窥镜设备无缝对接，保留和拓展原有工作站功能，解决了临床痛点，打通HIS、IPCS，实现一站式报告编写与查看，将检查结果上传至区域云影像平台，实现区域数据互联互通。}

3.2、构建内窥镜报告无纸化闭环管理

^{对内窥镜检查工作流程进行优化重构，在检查流程上，系统通过患者门诊号或者住院号直接对接患者信息，免去在工作站系统的录入，根据医生开单结果，自动生成检查预约信息，优化患者体验，系统将检查图像的自动带入预设检查报告模板，减轻医生手动操作压力。}

3.3、突破技术难点

3.3.1适配硬件设备输入、输出协议

^{系统与硬件设备的适配是一个关键的步骤，合适的硬件设备输入、输出协议对于保证系统的正常、高效运转至关重要，我们经过半年多的努力，适配了目前已知所有内窥镜厂商的影像输入、输出协议，包括HDMI、DVI、COMPONENT、VGA、SDI、SV、SOG、COMPOSIT、S-VIDEO、AUTO、LEV、TVI、AHO、CVI、CVBS等；}

3.3.2、DICOM图像协议转换

^{DICOM是一种用于处理、存储和传输医学图像及相关信息的标准协议，它提供一种通用的方法以便不同的医疗设备和系统之间能够互相交换数据，DICOM协议的使用确保了不同厂商的设备能够协同工作，从而简化了数据共享和复诊流程，提高了整体效率。目前国内掌握这一技术的厂商并不多，技术也未公开，主要难点有以下：}

^{一是兼容性，确保转换后的图像能够兼容现有的医疗成像系统，使得不同厂商的系统能够识别；}

^{二是数据映射，图像格式标准化是实现数据映射的前提，进而实现元数据的准确映射，以保证转换后的图像能够在接收端正确解析和显示并与系统形成关联；}

^{三是图像质量：保持图像质量不受转换过程的影响，确保细节和诊断信息的完整性，这意味着在转换过程中需要采用高质量的算法来避免图像失真或信息丢失，特别是在处理高分辨率或压缩图像时；}

^{四是实时性，对于某些应用来说转换过程需要实时完成，以便立即显示或进一步处理图像，这要求转换算法必须高效，能够在不影响系统整体性能的情况下快速处理大量数据；}       

^{五是资源消耗：优化转换过程的资源消耗，减少对计算能力和内存的需求，我们通过精简代码和选择高效的数据处理方法显著降低转换过程中对硬件资源的需求。}

3.3.3、数据、报告结构化、标准化：

        ^{通过统一接入、统一配置实现内窥镜图像及视频数据结构化、标准化，通过可配置化的诊断报告模板实现不同内窥镜设备统一报告模板，也可对同一类型的检查报告根据业务需求进行报告内容自适应调整。}

3.3.4、内窥镜工作站功能扩展：

      ^{支持一台内窥镜设备多台工作站同时调用便于远程会议、远程会诊；支持多台内窥镜设备接入同一台工作站，简化医生操作，降低采购成本；支持镜头过滤，圆形、方形、六角、八角镜头等；支持4K高清图片，图片可放大、缩小、旋转、批注；支持全过程4K高清录像。}

3.4、满足政策要求、临床需求、提升患者服务水平

^{满足国家电子病历高级别评审对于检查流程、检查报告要求；符合国家信创建设标准，数据安全和系统安全有了进一步的提升，摆脱了对于原设备厂商的依赖，实现了独立自主可控；系统设计符合临床操作习惯，系统流程再造切合患者诊疗过程，智能化的检查模板、快捷报告等功能有效减轻医生工作量，通过优化检查流程，提升患者检查效率，减少患者等候与奔破，提升医院患者服务能力与患者满意度。}

4、 持续改进的措施

^{持续改进对于提升诊疗精准度和患者安全非常重要，从系统性能优化到数据安全强化，再到就诊流程的精细化管理，每一步都凝聚着我们对医疗创新的执着追求。}

^{‌4.1设备性能提升‌：未来更加先进的传感器应用，可能能够采用更高分辨率的CMOS图像传感器，提升图像清晰度和细节表现，使医生能够更准确地观察病灶。集成高性能的图像处理芯片，实现实时图像增强和降噪，确保在低光环境下也能获取高质量影像。}

^{4.2计算机辅助诊断:在具备大量数据后，有望利用人工智能算法分析内镜图像，自动识别疑似病变区域，辅助医生进行快速准确的诊断。}

^{‌4.3远程协作‌：目前已经具备远程协作的基础条件，可进一步支持远程会诊和手术指导，让基层医疗机构也能享受到高级专家的诊疗服务。}

^{‌4.4数据安全与定期评估‌：数据传输加密，使用SSL/TLS等加密协议，确保内镜图像和患者数据在传输过程中的安全性，对存储在本地或云端的患者数据进行加密处理，防止未经授权的访问和泄露，实施严格的权限管理和访问控制策略，确保只有授权人员才能访问敏感数据，定期安全评估：定期进行系统安全性评估和渗透测试，发现并修复安全漏洞，提升系统的抗攻击能力。}

^{‌4.5数据挖掘与研究‌：基于历史手术数据进行数据挖掘，识别潜在问题和改进点，推动临床研究的进展。}

^{‌4.6质量控制循环机制‌：建立质量控制循环机制，不断收集反馈意见，优化系统流程、强化系统功能。}

^{‌4.7科研与技术创新‌：不断进行前沿技术探索，深入研究人工智能在内窥镜图像分析中的应用，提高疾病的早期诊断率和治疗效果。开发基于内窥镜工作站的远程医疗解决方案，缩短城乡医疗服务差距。与高校和科研机构建立合作关系，共同开展前沿技术研究和临床试验，与其他医疗设备制造商建立产业联盟，共享资源和技术成果，促进整个行业的发展。组建由软件工程师、医生和科学家组成的跨界研发团队，促进技术创新和临床应用的结合。重视知识产权的保护和管理，申请专利和技术秘密，维护单位的合法权益。}

^5、结论

       ^{内窥镜自主可控工作站系统的建设是提升医院临床工作效率和患者服务能力的重要举措。通过实施自主可控的内窥镜工作站系统，医院不仅解决了当前存在的临床业务痛点，还实现了数据的互联互通和区域共享，为医院的高质量发展提供了有力支持。未来，随着技术的不断进步和创新，内窥镜工作站系统将进一步拓展功能和应用范围，为医疗行业的持续发展贡献力量。}