医院手术示教和远程会诊系统解决方案.pdf

080Engineering工程装备081装备ENGINEERING工程图 1 通过 PC 客户端 Recplayer 软件接收手术直播作权限的控制；应实现手术室与教室间的音频双向传输；视频图像应满足高分辨率的画质要求，且图像信息无丢失现象。解决方案严格依据国家标准和用户需求，本着先进性、灵活性、可靠性的原则进行设计配置，确保方案满足用户现有及未来扩展需求。（一）基于多媒体录播系统的手术示教/手术转播解决方案本方案以多媒体录播系统为核心，基于 IP 网络实现手术室、诊断室、检查室、治疗室和示教观摩端（示教教室、学术报告厅等）之间全面的信息沟通和交流，系统管理人员在管理控制中心对系统进行远程管理和控制，专家也可在此进行示教及观摩讲解。结合医院手术示教和医疗观摩等应用的需求特点，手术室等场所的医疗影像及其它可视信息以单项传输为主，音频采用双向传输，方便手术室、示教端、控制中心等多方之间的沟通和交流。该手术示教和医疗观摩系统可应用于各级医院和医疗培训机构，满足用户手术示教、医疗观摩、远程医疗等应用的需要。按照系统中组成设备的工作原理，本方案可由五个部分组成：信号采集模块、信号存储转发模块、信号接收显示模块、控制管理模块、语音交互模块。1.信号采集模块信号采集模块主要负责采集医疗活动中需要传输、记录的各种信号并编码压缩后通过 IP 网络发送给多媒体录播服务器。由各种类型的编码器和摄像头组成，适用于手术室、诊断室、检查室、治疗室等医疗活动场所。主要采集场景信号、监护仪器信号及医疗影像设备信号。2.信号存储转发模块信号存储转发模块主要负责将通过网络接收到的前端各种编码器发送的码流录制存储于多媒体录播服务器（或扩展的 IP-SAN 存储）内，录制的同时通过网络发送直播视频流到接收显示端，同时还响应接收显示端的点播请求并按请求发送视频流到相应接收显示端。多媒体录播服务器接收网络中编码器发送的视频流后进行多路组合录制，录制的同时直播手术室的多路视频流，手术完毕后即可点播。其由多媒体录播服务器及网络存储 IP-SAN 组成，适宜部署在机房或管理控制中心。3.信号接收显示模块信号接收显示模块主要负责从网络接收前端多媒体录播服务器发送的视频流解码后输出给各种显示设备。其由 Recplayer 软件 PC 客户端、录播硬件解码系统及录播屏对屏回放系统组成。适用于示教教室、学术报告厅、会议室、医院科室办公室、远程医疗机构等。本方案可提供 3 种不同的接收回放显示方式，用户根据使用场景的不同进行灵活选择。一种是录播解码系统（硬件方式）；一种是录播多路信号独立回放系统（硬件方式）；一种是 PC（RecPlayer，软件方式）。4.管理控制模块管理控制模块主要提供给用户直观、便捷的系统管理方式，通过 IP 网络对各种设备进行管理控制以及系统的功能扩展等。由多媒体录播系统控制台、多媒体录播系统综合管理平台、手术室可视信号管理平台、后期媒体编辑软件组成。5 语音交互模块语音交互模块主要负责完成医疗场景端（手术室）与示教观摩端（示教室）之间的语音交互功能，通过 IP082Engineering工程装备图 2 典型手术示教、医疗观摩系统拓扑图网络实现手术室与示教室的语音交流。其由语音交互终端、多方语音交互系统、回声抑制器构成。适宜在手术室、诊断室、控制室、治疗室等医疗活动场所及示教观摩场所推广。手术室与示教观摩端语音交互基于普通的 IP 网络，两个 IP 语音终端即可实现手术室与示教室间点对点的语音交流，通过多方语音交互系统可扩展三方及以上的语音交互。（二）典型项目组网如图 1 所示，信号采集部分的编码器采集眼科手术室全景、显微手术镜、生命监护仪的信号以及内镜手术室全景、手术特写、内窥镜的信号，编码器采集信号后编码并通过 IP 网络传送给信号存储转发部分的多媒体录播服务器，多媒体录播服务器对多路信号进行同步组合083装备ENGINEERING工程录制，录制的同时直播两个手术室的多路视频。大会议室内的录播多路信号独立回放系统接收服务器直播，将多路信号分别独立的显示在每个屏幕上。示教室内的录播硬件解码系统接收手术室视频直播显示在液晶电视或大屏幕上。手术室与示教观摩端通过 IP 网络上的语音交互终端实现双向语音交流，专家可在示教室或大会议室做手术解说示教或远程指导手术的进行，通过局域网或互联网身处各地的医学专家也可观看手术全程（如图 2所示）。三、方案特点（一）全面记录、同步存储、同步回放单间手术室支持多达 6 路可视信号的同步组合录播，可满足复杂手术及诊治环境下（如心脏介入治疗手术）医疗影像信号的全面完整记录，录制信号存储在一个单一文件中，方便传播及事后同步回放。（二）高清影音记录视 频 清 晰 度 采 用 最 先 进 H.264 算 法，支 持720P/1080i/1080P，向 下 支 持 CIF/4CIF/480i/576i，最 高 可 达 1920X1080，音 频 采 用 AAC-LC 算 法，44.1k及以上采样，可高清晰记录和传播手术全程影音信息，充分展示手术示教和医疗观摩成果。（三）接口丰富，支持各种专业医疗影像设备信号采集支 持 复 合 视 频、分 量、VGA、DVI-i、HDMI、SDI/HD-SDI 等各种信号接口，可满足全景摄像机、术野摄像机、内镜、患者监护仪等现场视频与各种医疗影像设备信号的同步采集、录制、传输的需要。（四）灵活多样的示教观摩接收显示方式，方便各种示教观摩场所灵活选用方案中手术示教和医疗观摩系统提供三种接收显示方式：录播解码系统（硬件方式）、录播多路信号独立回放系统（硬件方式）、PC（RecPlayer，软件方式），用户可根据示教观摩场所的功能及用途进行灵活选择。其中录播多路信号独立回放系统可实现 4 路 1080P信号的独立输出显示，非常适合学术报告厅等大型示教观摩场所全面、清晰显示示教观摩内容需要。（五）分布式架构，模块化布局，充分满足系统弹性扩展需要系统采用分布式架构，模块化布局，编码器和多媒体录播服务器可根据手术室的类型和数量进行灵活组合，可视信号管理平台等功能模块可根据系统规模及管理需要进行配置部署，单台多媒体录播服务器可最多扩展满足 8 间手术室的手术示教需要，可充分共享原有资源，后期扩容成本更低。（六）灵活多样的交互方式，方便各种应用开展的需要 系统支持在线文字交互、多方双向语音交互等交流方式，提供方便的在线人员统计等管理功能，可方便各级医疗机构，尤其是教学医院开展远程医疗教学等应用的需要。语音交互可扩展支持普通固定电话（PSTN）、网络电话（IP 电话）、手机、视频会议终端等融合语音交互的需要，满足随时随地进行远程医疗、手术指导等应用的需要。（七）与 医 院 原 有 信 息 化 系 统（EMR/OA/E-Learning/HIS/PACS 等）无缝融合系 统 采 用 基 于 WEB 的 B/S 架 构，提 供 增 值 开 发包及后期媒体编辑软件等管理软件，可与医院原有的EMR/OA/E-Learning/HIS/PACS 等 系 统 无 缝 融 合，方便医生随时随地进行观摩和学习。四、结束语2009 年，中山大学附属第一医院在数字化手术室项目采用了该方案实现手术示教及医疗观摩系统，系统采用 6 套高清及标清编码器，其中 4 套固定安装在手术室内，2 套安装在移动手术直播推车上移动使用，多媒体录播服务器部署在网络机房，单台服务器即可支持 6间手术室、诊断室、检查室、治疗室的手术示教及医疗观摩需要。目前，该方案实现手术示教及医疗观摩系统各项系统都运作有序，极大完善和提高了中山大学附属第一医院信息化建设的整体水平。另外，北京天坛医院、昌平医院等国内 30 多家大型医院、国外近 10 家医院也都部署了该系统。（责任编辑 凌云）肖波 刘红坡 深圳市锐取软件技术有限公司 深圳 518057