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在手術間集成成像和 EHR 資料

院努力為手術間配備最新技術成果以改善患者療效。但許多醫院出現的重要斷開連接現象阻礙外科醫生在治療時從單個系統存取所有患者資料。雖然外科醫生可以在辦公系統存取電子病歷 (EHR), 但在手術間只有影像存檔與通訊系統 (PACS)。這個矛盾造成了資訊不足;外科醫生無法在可能需要的時間和地點獲得完整臨床資訊。

本文介紹一種一體式手術工作站,透過為外科醫生提供高精度醫療影像和 EHR 的同時存取實現即時臨床決策與資訊 (圖 1)。我們考慮醫療器械製造商如何使用此工作站擴展其產品系列,並為醫院帶來 PACS 和 EHR 的最新技術成果。我們研究此工作站如何使用第 6 代 Intel® Core 處理器在手術過程中提供超高清 4K 解析度和高清視頻錄製功能。我們還介紹處理器的先進安全技術如何說明保護患者和醫院資料。


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Figure 1: 為說明改善患者連絡,醫院需要能夠同時顯示 PACS 和 EHR 內容的一體式手術工作站。

手術間的資料斷開連接

雖然 PACS 和 EHR 系統都設計用於提高生產力,但作為 2009 年美國復蘇與再投資法案 (ARRA) 一部分的 EHR 快速實施導致了 EHR 與 PACS 的割裂(圖 2)。這一分裂對充分掌握患者及其狀況造成了不必要的障礙。


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Figure 2: 在醫院,電子病歷 (EHR) 現在經常在配備電腦的推車或醫療筆記本推車上存取。

為了成為責任制醫療機構 (ACO) 和滿足減少再入院率的要求,許多醫療機構尋找改善手術協作和患者醫療協調的方法。對許多企業來說,改善協作與協調以及整體患者醫療的第一步是集成不同 EHR 和臨床資料系統以增強其互通性。

他們面臨的挑戰在於缺少可在醫療點同時存取 PACS 與 EHR 的圖形功能先進的手術工作站、患者終端和移動護士工作站。考慮多名醫師會診一個病例的情況。他們可以存取執行 EHR 或 PACS 的系統,但任何一個系統單獨無法支援單點同時資訊共用來實現資訊完備的聯合會診。

還有一個問題。由於大多數 IT 計算平台設計用於商業用途,它們不解決醫療環境顧慮,如電磁相容性 (EMC)。醫療級計算平台必須確保設備相容電磁環境 (EME),並且其釋放的電磁能量不會導致附近醫療器械干擾。此類干擾可造成靈敏醫療器械的技術問題,對患者帶來真實威脅,並可能導致訴訟。此干擾可能使得在非醫療安全 IT 計算平台中組合 EHR 和 PACS 系統無法接受。

醫療器械供應商應該能夠在這裡發現一個真實的機遇。可以在治療點處理 PACS 影像同時提供對 EHR 及其他臨床資料系統存取的中央醫療級工作站存在市場需求。

一體式多點觸摸手術工作站

為滿足此類醫療級工作站的需求,ONYX Healthcare 設計了 ZEUS-228 22″ 一體式多點觸摸手術工作站(圖 3)。作為一家只關注符合 EMC 的 (UL/EN 60601) 嵌入式主機板及無風扇醫療一體式系統平台設計與製造的公司,ONYX Healthcare 非常清楚各種醫療環境需要的特性和 功能。


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Figure 3: ONYX Healthcare ZEUS-228 22″ 一體式多點觸摸手術工作站實現對 PACS 影像和 EHR 的存取。

從 ICU 的生命體征監測到神經外科的 3D 骨骼列印分析, ONYX ZEUS-228 工作站提供對高精度 DICOM 醫療影像和 EHR 的同時存取,幫助外科醫生作出更好的即時臨床決策(圖 4)。外科醫生無需花時間坐在桌前或前往其他房間,可以在治療點作出資訊充分的臨床決策。


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Figure 4: 只需外科醫生滑動指尖,ONYX Healthcare ZEUS-228 手術工作站即可提供對 PACS 影像和 EHR 的同時存取。

這款先進的工作站在無風扇系統設計中使用最新 Intel® Core 處理器,實現:

  • 幾乎安靜的 PACS 影像和即時患者監測讀數顯示
  • 快速解密和加密來自多個 EHR 系統的患者資料,實現對資訊的快速安全存取以及對患者隱私的全面保護
  • 透過醫療級設計帶來便於清潔和感染控制

應用支持的解決方案

ONYX ZEUS-228 為醫療器械製造商帶來許多優勢。通常醫療器械開發迴圈需要長達三年。現在無需將寶貴的工程資源用於開發長壽命手術工作站平台的所有元件,製造商可以從 ONYX ZEUS-228 開始,這是一個預認證醫療級(CE/FCC B 級和 UL/EN 60601)一體式平台,滿足電磁相容性 (EMI) 保護和觸電隔離要求。

從獲得手術密集使用預先認證的平台開始工作,允許醫療器械製造商集中工程資源發展其專業領域的專有知識。 示例包括 MRI 掃描、超聲波或手術過程自動化。他們在硬體開發方面節約的時間可減少設計成本,幫助其實現更快上市。

此外,ONYX Healthcare 產品說明醫療器械製造商保持長壽命期。ONYX 產品提供 7 年(或更多)產品壽命 – 大多數醫療器械設計的前提條件。長壽命減少 FDA 和其他認證機構為滿足不同地區法規要求實施的醫療認證的需求。

進一步瞭解

為實現快速應用和成像性能,ONYX ZEUS-228 使用最多 32 GB 的雙通道 DDR4 SODIMM。其具有 LED 背光的 22″ 全高清高對比多象限垂直配向 (MVA) LCD 提供銳利清晰的圖像和快速回應。MVA 面板提供廣觀看角度,這樣醫生可以保持在手術間的位置。透過集成 Intel® HD Graphics 520 和內建 DICOM 模組的圖形支援,工作站允許檢視臨床級(符合 DICOM)醫療影像。利用畫中畫模式,醫生可以同時在一個螢幕上同時顯示多個獨立來源。

為便於使用常用感染控制製劑進行清潔,對橡膠手套友好的投射電容式 (PCAP) 多點觸控式螢幕技術採用 IP65 防濺灑前面板設計和 IPX4 無風扇後面板。10 點多點觸控式螢幕支援緊密協作,而前面板的可程式設計功能鍵允許用戶設定快速鍵增強工作流。

對於 I/O,工作站採用 4 kV 醫療隔離 USB、COM 和 LAN 埠,可防止觸電損壞裝置並避免漏電危害與設備相連的患者。對於與週邊設備的快速資料傳輸和可縮放醫療功能擴展,工作站支援 6 個 USB 3.0 埠、兩個 Mini Card 插槽(用於集成無線/藍牙* 模組和高清解碼模組)以及兩個 PCI Express 3.0 (x16) 擴展插槽。這些插槽支援新增資料獲取卡、圖像採集卡、備用電源充電板或專用 I/O 板等。

新一代處理器的圖形性能優勢

第 6 代 Intel® Core i7-6600U 處理器 – Intel 最新一代 14 nm 處理器的一份子 – 允許 ONYX ZEUS-228 帶來新的性能水準。這些處理器開啟 3D 醫療成像的新可能,為外科醫生在手術過程中帶來先進的臨床診斷功能。相比上一代圖形,處理器的集成 Intel® HD Graphics 520 將 2D/3D 圖像與視頻的快速銳利 4K 顯示的圖形性能提高達 30%。


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

對於更快速的硬體加速呈現,第 6 代 Intel Core 處理器支援下一代圖形應用程式設計介面 (API),如 Microsoft* DirectX* 12、OpenGL* 4.4 和 OpenCL* 2.0。對於涉及視頻的醫療應用,如遠端評估和教育,處理器的高品質高清視頻錄製提高 20% 的 4K 轉碼速度。對 4K 播放(高達 4096 × 2304 @ 24 Hz 和 3840 × 2160 @ 60 Hz)的專用硬體支援確保高細節。

資料安全

在大多數醫療環境中,手術工作站使用 Internet 存取 EHR 和與其他設備交換資料進行會診、協作和病理存儲。要保護患者資料,平台需要防範安全威脅,維持法規合規性,並支持隱私政策。

第 6 代 Intel® Core 處理器系列提供 Intel 最先進的安全性。內建 Intel® Data Protection Technology (Intel® DPT) 具有一個新功能:Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX)。此功能將資料放入平台上的安全容器,在 Intel 現有解決方案基礎上增加一層基於硬體的保護。Intel SGX 允許應用為其敏感常式和資料建立硬體實施的受信任執行保護。執行時執行可防止系統中的任何其他軟體(包括特權軟體)觀察或篡改。

Intel DPT 還具有硬體輔助加密功能。Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions (Intel® AES-NI) 支持更快的資料加密與解密。利用 Intel AES-NI,加密解決方案保護手術記錄和患者資料並且幾乎不影響系統回應時間,這樣在手術關鍵時候性能可保持不受影響。

6 Intel Core 處理器系列還採用 Intel® Platform Protection Technology (Intel® PPT)。其中一個功能 Intel® Trusted Execution Technology (Intel® TXT) 為作業系統 (OS) 和管理程式提供精確啟動,確保系統始終引導進入受信任狀態。最重要的是,Intel PPT 採用 Intel® OS Guard,說明保護作業系統免受惡意軟體使用的提升許可權攻擊。此內建安全技術始終提供全面自動的“覆蓋”保護,幫助防禦複雜攻擊和避免病毒深埋入 系統。

將 PACS 和 EHR 放在外科醫生的 指尖

ONYX ZEUS-228 體式手術工作站允許外科醫生在治療點同時存取所有臨床資訊,在治療關鍵時刻提供更好的資訊以說明改善患者療效和工作流效率。第 6 Intel Core 處理器的使用確保現代醫療系統需要的性能、圖形功能和安全保護。從此醫療級平台開始的醫療器械製造商可以節約原本用於完善其應用的開發時間和成本。

[SD ICON]有關 ONYX ZEUS-228 體式手術工作站的更多資訊,請參見 intel.com/SD-onyx-ZEUS-228

[MEDICAL ICON]有關用安全互連設備提供高品質醫療服務的更多資訊,請參見 intel.com/embedded-medical

ONYX Healthcare Inc. (intel.com/MR-onyx) 是 Intel® 物聯網解決方案聯盟夥伴成員。公司 100% 關注醫療行業,是獲得 FDA 認證的 ASUS Group 子公司,利用嵌入式計算技術設計製造醫療級 (UL/EN 60601) 嵌入式主機板和無風扇醫療一體式 (AIO) 系統平台,作為醫療器械 OEM 和醫療 IT 企業的構建塊。ONYX 在使用 ISO 9001/13485 規定生產過程的手術工作站、流線型醫療面板資訊亭、醫療平板電腦、床邊資訊娛樂終端和移動護士工作站方面,具有超過 15 年醫療設計製造經驗。