医院数字化手术室整体解决方案.docx

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医院数字化手术室整体解决方案

XXXXX医院

数字化手术室解决方案

一、引言：

数字化手术室融集计算机网络技术、自动控制技术、图形信号处理技术、综合布线技术等信息通信技术（ICT）于一体，将与手术过程有关的各种系统有机地结合进行统筹设计，使得医生能够实时获得大量与患者相关重要信息，便于医生操作、提高效率和安全性，为整个手术提供更加高效、舒适、安全、便利的环境，是信息通信技术（ICT）在医院建设中的广泛应用。

作为数字化手术室方案的提供商，本公司非常感谢贵医院的领导，在贵院数字化手术室建设工程中让我们有机会提供本公司在这个领域的全球实践经验和方案服务，与贵院专家和领导共享和商讨。

我们非常希望有幸能将我们的领先技术和优质服务转化为贵院一流的数字化手术室。

本方案是本公司在贵院数字化手术室系统设计过程中想法的详细阐述。

基于这个方案书的全面介绍和详细阐述，医院的领导和专家可以了解我们的设计思路。

本方案对1间手术室进行数字化建设，以达到数字化手术室的要求，并对1间示教室进行建设，达到示教、手术教学、医院内任何网络节点的手术转播、示教。

二、建设的意义和效果

2.1建设意义

Ø实时共享手术视频、影像医学资料

Ø全高清手术直播，实现远程教学、远程会诊

Ø全面整合手术周边信息接入（DSA、腔镜、超声、术中影像）

Ø实现信号路由的任意切换

Ø手术设备集中控制，触控一体化操作

Ø与HIS、LIS、PACS系统的无缝整合

2.2建设效果

Ø集中控制

Ø信息整合

Ø提高手术效率

Ø改善教学质量

Ø积累实践资料

Ø减少医患纠纷

2.3系统定义

数字化手术室主要是采用网络、信息和影像技术，在医院信息系统（HIS）中调取数据或影像信息，并将手术室患者有关的重要信息，实时多向传输。

同时，可以采取实时交互的形式进行远程演示、教学，并对手术进程进行跟踪预览和储存，对手术室的人、财、物进行统一调度和管理的一整套完整的解决方案

三、用户需求

数字化手术室内的高清术野摄像机、高清全景摄像机信号、医疗设备输出的动态影像信号，通过编码设备可以进行图像采集，并能同时采用麦克，将主刀医生的语音及整个手术室的语音实时传送到示教室、会议室，且该系统能将手术室的音视频信号压缩编码后，通过网络传给示教服务器，在终端能采用网络观看视频信号，并且可以在数字化手术室内的显示设备上任意显示切换，使用集中控制设备，可以实现数字化手术室内信号的任意切换操作，真正做到一键式管理。

客户端接收手术室的图像语音，客户端可以查看实时图像信息，也可以做到术后点播，实现远程示教观摩、学习。

通过工作人员操作计算机，控制手术室内全景摄像头来调整镜头变焦、水平和垂直方位，对手术过程进行实施预览跟踪，在示教室内观摩、学习的医护人员可以清晰的观看麻醉师、护士、医生手术全过程

四、解决方案：

4.1方案拓扑图

根据XXX医院的建设需求，方案拓扑图如下

数字化手术室系统拓扑图

如上图，在数字化手术室内设计了5台高清编码器用来采集高清术野摄像机、高清全景摄像机、动态医疗影像设备输出信号及控制预览影像，这5路信号经过编码器编码后通过网络传输到示教服务器，由示教服务器将信号转发到院方领导办公室、示教室，会议室，示教室、会议室使用计算机通过IE访问观看，具有相关权限的用户就可以用分配给自己的用户名和密码访问示教服务器接收手术室的图像及声音，或者点播录制好的音视频文件。

系统中的手术室集中控制平台可以控制信号切换系统，实现信号的任意输出到现实设备供手术医生观看，显示的高清晰视频图像可以提高手术医生的手术效率，手术室与示教室可以通过语音终端进行互动，交谈的声音也可以通过高清编码器直播到网络中并通过服务器进行存储。

1台示教服务器最多支持8间手术室音视频的同时录制，便于后期系统的扩容，院方现建设了1间数字化间手术室，后期扩容，只需增加前端信号源的采集编码器，便可实现系统的扩容，节约成本。

4.2数字化手术室系统设备组成

数字化手术室系统共由六个部分组成：

信号采集部分、信号存储转发部分、信号接收显示部分、控制管理部分、语音交互部分、集中控制部分。

4.3信号采集部分

信号采集部分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网络发送给示教服务器。

信号采集部分可采集的医疗信号包括三类：

a.场景信号：

主要包括全景摄像机、术野摄像机的视频信号

b.监护仪器信号：

病人监护仪、麻醉机等；

c.医疗影像设备信号：

按照成像原理，可分为六类：

超声成像：

A型、B型（B超）、C型、D型（彩超）、M型等；

X线成像：

X线机、CT、数字X线摄影（CR、DR、DSA….）等；

光学成像：

内镜：

腹腔镜、胸腔镜、胆道镜、胃镜、支气管镜、鼻窦镜等；

手术显微镜：

眼科手术显微镜、骨科手术显微镜、脑外科手术显微镜等；

核共振成像：

MRI等；

核医学成像：

PET、PET-CT、SPECT、R相机等;

红外成像：

医用红外热像仪等；

信号采集部分主要需要的设备：

高清编码器、摄像头。

4.4信号存储转发部分

信号存储转发部分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示教服务器（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。

示教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。

信号存储转发部分主要需要的设备：

示教服务器

4.5信号接收显示部分

信号接收显示部分主要负责从网络接收前端多媒体示教服务器发送的视频流解码后输出给各种显示设备。

普通PC客户端可使用Recplayer软件接收手术室视频直播，只要PC客户端能通过网络访问多媒体示教服务器，就能接收手术直播、点播。

客户端Recplayer软件接收显示

4.6控制管理部分

控制管理部分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。

控制管理部分主要需要的设备：

PC及软件

4.7语音交互部分

语音交互部分主要负责完成手术室与示教观摩端之间的语音交流功能，通过IP网络实现手术室与示教室的语音交流。

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。

语音交互部分主要需要的设备：

IP语音终端（两个IP语音终端即可实现点对点的语音交互）。

4.8集中控制部分

集中控制部分主要涉及：

影像的实时采集存储与传输、影像压缩与解压缩技术、PACS影像调阅与HIS信息查询、显示信号路由、语音通讯等内容。

4.8.1数字化手术室设备集中控制模块

通过触控屏中的数字化手术室集中控制系统，医师可实现：

设备集中控制、信息检索查阅、手术室内外通讯交互、手术视频记录与传输、显示路由（切换）等功能。

4.8.2数字化手术室信息检索查阅模块

在手术室中医师、护士可通过专用工作站及医院内的网络登录院内信息系统（PACS\HIS\LIS）检索查阅病人的检查资料、化验结果等各种电子信息，便于医师在手术中也能查看病人资料，及时获得所需资料用于治疗决策。

4.8.3数字化手术室视频传输与记录（示教与直播）模块

通过采用录播系统采集手术室内丰富的医疗可视信号完成手术室视音频传输与记录，实现医院内手术示教手术直播。

4.8.4数字化手术室显示信号路由（切换）模块

通过采用中控、矩阵等设备实现手术室内多个显示屏显示内容的切换。

五、功能实现

5.1数字化手术室可实现的功能

数字化手术室布局

吊臂高清显示器

Ø可实现信号源的任意切换显示输出，（如腔镜视频、术野视频、手术全景摄像视频、PACS查询工作站图像视频等）；

壁挂液晶监视器

Ø可实现信号源的任意切换显示输出，（如腔镜视频、术野视频、手术全景摄像视频、PACS查询工作站图像视频等）；

高清全景摄像机

Ø可被集中控制系统控制；

Ø控制功能包括摄像机角度上下左右移动，聚焦方大、缩小；

手术多路图像记录、存储、传输

Ø能同时将腔镜图像（根据手术的类型也可以是无影灯术野摄像机图像）、全景摄像机的图像同步录制成为手术视频录像文件，亦可同步通过网络转播到示教室或者其他网络节点

实现手术中图像的拍照及存储功能

Ø通过触控屏可实现腔镜图像（或术野摄像机的图像）的拍照

Ø支持DICOM3.0格式一致式协议声明，可发送拍照图像到PACS系统中；

与示教室可进行双向交流

Ø手术室内医师可使用全向拾音器或无线耳麦与示教室通话

Ø示教室可采用无线耳机或桌面话筒与手术室通话

触控屏集中控制

Ø通过触控屏可控制所有设备

Ø触控屏为图形化界面，操作简单方便

5.2示教室、会议室可实现的功能

示教室示意图

完整观看手术室内传输过来的图像

根据手术室内的手术类型可观看到无影灯高清术野图像（腔镜手术为高清内镜）和高清全景

与手术室实现互通

Ø可与手术室内的医师沟通手术细节

Ø可用于手术教学

Ø示教室内的图像传输到手术室内

六、方案优势及特点：

6.1信号任意显示切换

手术室内共设置3块医疗影像显示屏幕（无影灯第三臂配置两块吊臂显示器、手术室墙壁嵌入安装壁挂全高清液晶电视），医生、护士可根据需要将需要掌握的医疗设备图像切换到便于自身观看的显示屏幕上。

6.2接入信号简单方便

手术室内各种医疗设备影像均可通过手术影像录制与手术转播模块记录、存储、传播。

不但支持高清内镜图像、高清术野图像、高清全景图像（图像格式支持业内最高的1080p60Hz），还支持麻控工作站、PACS查询工作站、导航、C臂、B超等众多医疗影像设备输出的图像。

手术室内的多路高清图像均可同时通过网络传输到医院内外的任何网络节点，相比传统的转播不仅观看到手术室内更多的图像，还可将手术转播扩展到更大的地域范围。

医师、护士通过院内的网络和专用工作站可在手术室查询、调阅HIS\PACS\LIS等系统数据，给予医师更多术中的决策支持

采用专用医用触控屏即可实现数字化手术室内所有设备的集中控制，提高手术效率

6.3录像清晰、全面

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。

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，充分展示数字化手术室系统和医疗观摩成果。

6.4观看地点不受限制，手术录像分享便捷

系统采用基于IP网络的传输技术，使用个人电脑通过网络访问转播系统即可收看手术转播、点播手术录像，手术教学可随时随地开展。

手术视频录制完毕后存储于带有网络访问功能的服务器中，医师手术完毕后使用任何一台电脑访问服务器即可下载手术视频，将手术视频文件刻录光盘或拷贝到移动存储设备中。

6.5观看方式多种多样

系统可以通过电脑登陆IE进行访问，还可以使用硬件解码器，解码输出至大屏幕或高清显示器上，解码输出完全支持1080p/i、720P、D1等信号。

6.6与临床系统应用无缝融合

与医院原有信息化系统（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。

6.6系统运行安全