医院手术示教和远程会诊系统解决方案范文.doc

医院手术示教和远程会诊系统解决方案范文

医院手术示教和远程会诊系统解决方案
文/肖波 刘红坡
摘要：随着国家对医疗卫生人才培养力度的加大，手术示教和医疗观摩系统逐步成为近年来医院信息化建设的一个热点，本文分析了当前手术示教和医疗观摩系统的一些常见实现方式及存在的问题，并提出了基于多媒体录播系统的手术示教和医疗观摩实现方案，及其优势特点。
关键词：手术示教 医疗观摩 多媒体录播系统
4月6日国务院审议并原则经过《关于深化医药卫生体制改革的意见》和《 - 深化医药卫生体制改革实施方案》。《意见》明确了今后3年的阶段性工作目标：到 ，基本医疗保障制度全面覆盖城乡居民，“看病难、看病贵”问题明显缓解。
大力加强医药卫生人才队伍建设成为必然，《意见》中要求要充分发挥城市医院在危重急症和疑难病症的诊疗、医学教育和科研、指导和培训基层卫生人员等方面的骨干作用。基层卫生人员的培养一般采用现场学习方式，由于手术室环境的限制，允许现场观摩人数有限，为此众多医院都需要建设手术示教和医疗观摩系统来满足大量医疗卫生人员培养的需要。
一、当前挑战
（一）怎样采集、记录、传输多样的医疗可视信息怎样采集、记录、传输多样的医疗可视信息

近年来，技术的发展和突破推动了医疗设备的不断进步，大量先进的医疗设备在各级医院得到逐步的应用和普及如CT（计算机断层扫描）、MRI（核磁共振）、PET-CT（核医学）、DR（数字化X射线）、DSA（血管造影）、各型内镜等，先进医疗设备所获取的丰富的医疗影像信息为医生的诊断和治疗提供极大地帮助，同时数量众多、品种丰富的医疗影像等可视信号也对手术示教和医疗观摩系统能否有效采集、记录、传输提出了挑战。
（二） 怎样加强信息系统的相互融合性
以数字化医疗影像技术为基础，建立PACS（影像归档和通信系统），完善HIS（医院信息系统），成为当前医院信息化建设的主流。能否与HIS/PACS以及医院EMR/OA/E-Learning改为EMR/LIS/OA/E-Learning
等系统相融合，成为手术示教和医疗观摩系统能否融入医院信息化整体建设的关键。
当前市场上的一些手术示教和医疗观摩系统多以监控、视频会议产品为基础实现，无法很好地解决上述问题，各级医院需要全新的手术示教和医疗观摩系统来满足不断增长的需求。

二、 解决方案
国家建设部在 7月1日施行的《智能建筑设计标准》（GB／T 50314- ）9．2．10章节中对医院手术示教系统提出了明确要求。它指出医院宜根据需要配置展示手术、会诊等实况的视频示教系统，视频示教系统应满足视、音频信息的传输、控制、显示、编辑和存储的需求，应具有提供远程示教功能；应提供操作权限的控制；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经过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经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，录制的同时经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，经过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，经过IP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，经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经过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经过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，经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。

经过PC客户端Recplayer软件接收手术直播

更换为图片

图1典型手术示教、医疗观摩系统拓扑图

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、病人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，特别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、 结语
，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。
当前，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：北京天坛医院、昌平医院等国内30多家大型医院、国外近10家医院都部署了该系统。

肖波 刘红坡
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