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在手术间集成成像和 EHR 数据

院努力为手术间配备最新技术成果以改善患者疗效。但许多医院出现的重要断开连接现象阻碍外科医生在治疗时从单个系统访问所有患者数据。虽然外科医生可以在办公系统访问电子病历 (EHR),但在手术间只有影像存档与通信系统 (PACS)。这个矛盾造成了信息不足;外科医生无法在可能需要的时间和地点获得完整临床信息。

本文介绍一种一体式手术工作站,通过为外科医生提供高精度医疗影像和 EHR 的同时访问实现实时临床决策与信息(图 1)。我们考虑医疗器械制造商如何使用此工作站扩展其产品系列,并为医院带来 PACS 和 EHR 的最新技术成果。我们研究此工作站如何使用第 6 代 Intel® Core 处理器在手术过程中提供超高清 4K 分辨率和高清视频录制功能。我们还介绍处理器的先进安全技术如何帮助保护患者和医院数据。


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Figure 1: 为帮助改善患者联系,医院需要能够同时显示 PACS 和 EHR 内容的一体式手术工作站。

手术间的数据断开连接

虽然 PACS 和 EHR 系统都设计用于提高生产力,但作为 2009 年美国复苏与再投资法案 (ARRA) 一部分的 EHR 快速实施导致了 EHR 与 PACS 的割裂(图 2)。这一分裂对充分掌握患者及其状况造成了不必要的障碍。


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Figure 2: 在医院,电子病历 (EHR) 现在经常在配备计算机的推车或医疗笔记本推车上访问。

为了成为责任制医疗机构 (ACO) 和满足减少再入院率的要求,许多医疗机构寻找改善手术协作和患者医疗协调的方法。对许多企业来说,改善协作与协调以及整体患者医疗的第一步是集成不同 EHR 和临床数据系统以增强其互操作性。

他们面临的挑战在于缺少可在医疗点同时访问 PACS 与 EHR 的图形功能先进的手术工作站、患者终端和移动护士工作站。考虑多名医师会诊一个病例的情况。他们可以访问运行 EHR 或 PACS 的系统,但任何一个系统单独无法支持单点同时信息共享来实现信息完备的联合会诊。

还有一个问题。由于大多数 IT 计算平台设计用于商业用途,它们不解决医疗环境顾虑,如电磁兼容性 (EMC)。医疗级计算平台必须确保设备兼容电磁环境 (EME), 并且其释放的电磁能量不会导致附近医疗器械干扰。此类干扰可造成灵敏医疗器械的技术问题,对患者带来真实威胁,并可能导致诉讼。此干扰可能使得在非医疗安全 IT 计算平台中组合 EHR 和 PACS 系统无法接受。

医疗器械供应商应该能够在这里发现一个真实的机遇。可以在治疗点处理 PACS 影像同时提供对 EHR 及其他临床数据系统访问的中央医疗级工作站存在市场需求。

一体式多点触摸手术工作站

为满足此类医疗级工作站的需求,ONYX Healthcare 设计了 ZEUS-228 22″ 一体式多点触摸手术工作站(图 3)。作为一家只关注符合 EMC 的 (UL/EN 60601) 嵌入式主板及无风扇医疗一体式系统平台设计与制造的公司,ONYX Healthcare 非常清楚各种医疗环境需要的特性和功能。


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Figure 3: ONYX Healthcare ZEUS-228 22″ 一体式多点触摸手术工作站实现对 PACS 影像和 EHR 的访问。

从 ICU 的生命体征监测到神经外科的 3D 骨骼打印分析,ONYX ZEUS-228 工作站提供对高精度 DICOM 医疗影像和 EHR 的同时访问,帮助外科医生作出更好的实时临床决策(图 4)。外科医生无需花时间坐在桌前或前往其他房间,可以在治疗点作出信息充分的临床决策。


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Figure 4: 只需外科医生滑动指尖,ONYX Healthcare ZEUS-228 手术工作站即可提供对 PACS 影像和 EHR 的同时访问。

这款先进的工作站在无风扇系统设计中使用最新 Intel® Core 处理器,实现:

  • 几乎安静的 PACS 影像和实时患者监测读数显示
  • 快速解密和加密来自多个 EHR 系统的患者数据,实现对信息的快速安全访问以及对患者隐私的全面保护
  • 通过医疗级设计带来便于清洁和感染控制

应用支持的解决方案

ONYX ZEUS-228 为医疗器械制造商带来许多优势。通常医疗器械开发循环需要长达三年。现在无需将宝贵的工程资源用于开发长寿命手术工作站平台的所有组件,制造商可以从 ONYX ZEUS-228 开始,这是一个预认证医疗级(CE/FCC B 级和 UL/EN 60601)一体式平台,满足电磁兼容性 (EMI) 保护和触电隔离要求。

从获得手术密集使用预先认证的平台开始工作,允许医疗器械制造商集中工程资源发展其专业领域的专有知识。示例包括 MRI 扫描、超声波或手术过程自动化。他们在硬件开发方面节约的时间可减少设计成本,帮助其实现更快 上市。

此外,ONYX Healthcare 产品帮助医疗器械制造商保持长寿命期。ONYX 产品提供 7 年(或更多)产品寿命 – 大多数医疗器械设计的前提条件。长寿命减少 FDA 和其他认证机构为满足不同地区法规要求实施的医疗认证的需求。

进一步了解

为实现快速应用和成像性能,ONYX ZEUS-228 使用最多 32 GB 的双通道 DDR4 SODIMM。其具有 LED 背光的 22″ 全高清高对比度多象限垂直配向 (MVA) LCD 提供锐利清晰的图像和快速响应。MVA 面板提供广观看角度,这样医生可以保持在手术间的位置。通过集成 Intel® HD Graphics 520 和内置 DICOM 模块的图形支持,工作站允许查看临床级(符合 DICOM)医疗影像。利用画中画模式,医生可以同时在一个屏幕上同时显示多个独立来源。

为便于使用常用感染控制制剂进行清洁,对橡胶手套友好的投射电容式 (PCAP) 多点触摸屏技术采用 IP65 防溅洒前面板设计和 IPX4 无风扇后面板。10 点多点触摸屏支持紧密协作,而前面板的可编程功能键允许用户设置快捷键增强工作流。

对于 I/O,工作站采用 4 kV 医疗隔离 USB、COM 和 LAN 端口,可防止触电损坏装置并避免漏电危害与设备相连的患者。对于与外围设备的快速数据传输和可缩放医疗功能扩展,工作站支持 6 个 USB 3.0 端口、两个 Mini Card 插槽(用于集成无线/蓝牙* 模块和高清解码模块)以及两个 PCI Express 3.0 (x16) 扩展插槽。这些插槽支持添加数据采集卡、图像采集卡、备用电源充电板或专用 I/O 板等。

新一代处理器的图形性能优势

第 6 代 Intel® Core i7-6600U 处理器 – Intel 最新一代 14 nm 处理器的一份子 – 允许 ONYX ZEUS-228 带来新的性能水平。这些处理器打开 3D 医疗成像的新可能,为外科医生在手术过程中带来先进的临床诊断功能。相比上一代图形,处理器的集成 Intel® HD Graphics 520 将 2D/3D 图像与视频的快速锐利 4K 显示的图形性能提高达 30%。


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Figure 5: 相比上一代,第 6 代 Intel® Core™ i7-6600U 处理器的集成 Intel® HD Graphics 520 的图形性能提高达 30%。

对于更快速的硬件加速呈现,第 6 代 Intel Core 处理器支持下一代图形应用编程接口 (API),如 Microsoft* DirectX* 12、 OpenGL* 4.4 和 OpenCL* 2.0。对于涉及视频的医疗应用,如远程评估和教育,处理器的高质量高清视频录制提高 20% 的 4K 转码速度。对 4K 播放(高达 4096 × 2304 @ 24 Hz 和 3840 × 2160 @ 60 Hz)的专用硬件支持确保高 细节。

数据安全

在大多数医疗环境中,手术工作站使用 Internet 访问 EHR 和与其他设备交换数据进行会诊、协作和病理存储。要保护患者数据,平台需要防范安全威胁,维持法规合规性,并支持隐私政策。

第 6 代 Intel® Core 处理器系列提供 Intel 最先进的安全性。内置 Intel® Data Protection Technology (Intel® DPT) 具有一个新功能:Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX)。此功能将数据放入平台上的安全容器,在 Intel 现有解决方案基础上增加一层基于硬件的保护。Intel SGX 允许应用为其敏感例程和数据创建硬件实施的受信任执行保护。运行时执行可防止系统中的任何其他软件(包括特权软件)观察或篡改。

Intel DPT 还具有硬件辅助加密功能。Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions (Intel® AES-NI) 支持更快的数据加密与解密。利用 Intel AES-NI,加密解决方案保护手术记录和患者数据并且几乎不影响系统响应时间,这样在手术关键时候性能可保持不受影响。

6 Intel Core 处理器系列还采用 Intel® Platform Protection Technology (Intel® PPT)。其中一个功能 Intel® Trusted Execution Technology (Intel® TXT) 为操作系统 (OS) 和管理程序提供精确启动,确保系统始终引导进入受信任状态。最重要的是,Intel PPT 采用 Intel® OS Guard,帮助保护操作系统免受恶意软件使用的提升权限攻击。此内置安全技术始终提供全面自动的“覆盖”保护,帮助防御复杂攻击和避免病毒深埋入系统。

将 PACS 和 EHR 放在外科医生的 指尖

ONYX ZEUS-228 体式手术工作站允许外科医生在治疗点同时访问所有临床信息,在治疗关键时刻提供更好的信息以帮助改善患者疗效和工作流效率。第 6 Intel Core 处理器的使用确保现代医疗系统需要的性能、图形功能和安全保护。从此医疗级平台开始的医疗器械制造商可以节约原本用于完善其应用的开发时间和成本。

[SD ICON]有关 ONYX ZEUS-228 体式手术工作站的更多信息,请参见 intel.com/SD-onyx-ZEUS-228

[MEDICAL ICON]有关用安全互连设备提供高质量医疗服务的更多信息,请参见 intel.com/embedded-medical

ONYX Healthcare Inc. (intel.com/MR-onyx) 是 Intel® 物联网解决方案联盟伙伴成员。公司 100% 关注医疗行业,是获得 FDA 认证的 ASUS Group 子公司,利用嵌入式计算技术设计制造医疗级 (UL/EN 60601) 嵌入式主板和无风扇医疗一体式 (AIO) 系统平台,作为医疗器械 OEM 和医疗 IT 企业的构建块。ONYX 在使用 ISO 9001/13485 规定生产过程的手术工作站、流线型医疗面板信息亭、医疗平板电脑、床边信息娱乐终端和移动护士工作站方面,具有超过 15 年医疗设计制造经验。