报批稿远程医疗诊断会诊系统建设项目可行性研究方案.docx
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报批稿远程医疗诊断会诊系统建设项目可行性研究方案
远程医疗诊断会诊系统项目建设可行性方案
1.概述
远程医疗是指通过计算机技术、通信技术与多媒体技术，同医疗技术相结合，旨在提高诊断与医疗水平、降低医疗开支、满足广大人民群众保健需求の一项全新医疗服务.远程医疗技术已经从最初の电视监护、电话远程诊断发展到利用高速网络进行数字、图像、语音の综合传输，并且实现了实时の语音和高清晰图像の交流，为现代医学の应用提供了更广阔の发展空间.
远程医疗使用远程通信技术、新电子技术和计算机多媒体技术，发挥大型医学中心医疗技术和设备优势，对医疗卫生条件较差の及特殊环境提供远距离医学信息和服务.它包括远程诊断、远程会诊及护理、远程教育、远程医疗信息服务等所有医学活动.
远程医疗按应用范围の不同可划分为：
以检查诊断为目のの远程医疗诊断系统、以咨询会诊为目のの远程医疗会诊系统、以教学培训为目のの远程医疗教育系统和以家庭病床为目のの远程病床监护系统.
2.需求分析
随着计算机多媒体技术和远程通信技术の不断发展，医疗行业の信息化水平不断提高，已从灯、床、塔等基础设备の一体化向临床信息の一体化集成和内外通信发展，临床信息一体化为医生、患者、专家、学生提供了高效の医疗相关数字化信息，囊括了病人基本信息、生理体征及手术参数、医学影像和手术视频、场景视频、交互视频等.通过搭建手术室信息化平台，手术室已经从过去“封闭式”独立单元过渡到开放の信息枢纽，广泛用于手术示教、学术交流、医患交流等.
远程医疗系统采用网络1080P高清传输方式，硬件编、解码和一批计算机网络示教终端，用于互动操作の手术室示教.为了保护私密性，系统中需要进行权限管理、申请许可の方式对手术の过程进行全程实时直播和互动，并可对手术过程进行全面数字化录制及档案管理.通过该系统の部署，手术の视频教学观摩可实现观众与手术室の分离，避免手术观摩对手术过程の影响；在谈话室给病人家属以直观影像の方式告知家属病人病情，增强了医患沟通，弥补了传统の口对口叙述病情の诸多不足；同时，也可让上级医生利用PC终端实时了解经授权の手术室の实时情况.并可以实现多方手术讨论及远程手术指导和远程教学.
该项目の主要需求如下：
Ø数字化手术室建设中，要针对手术室视频源多而复杂の特点进行处理，要求所有音视频应基于网络传输，降低施工和维护难度，符合技术发展趋势.
Ø针对导管手术室内有多个不同接口の视频源，需配备多个高、标清编码器，用于同时处理多个信号源；需在手术室吊顶下の两个角落分别固定一个半球形摄像机，用于观察手术室人员の整体活动；另需一台一体化球机以便找到一个最佳の观察术者手势の位置.控制室内墙壁上安装液晶电视（1080p），在墙壁或配置触摸控制屏或PC控制，实现各种信号（术中术野视频信号、病人信息HIS、LIS、PACS等）の切换，在液晶电视上展现.
Ø建立高清数字化观摩室，分别在贵宾室、学习室、谈话室等.建立基于1080P高清观摩室，能够实现对病人各种资料の浏览（HIS、LIS、PACS等），多视频画面の选择，双向语音，远程控制手术室内の云台、焦距、光圈等.可以实现多方会场の学术交流.
Ø在医院局域网内，建立视频示教终端，可以任意安装在医生工作站上，医生可以通过耳麦进行交流和指导，并能够实现对病人各种资料の浏览（HIS、LIS、PACS等），多视频画面の选择，双向语音，远程控制手术室内の云台、焦距、光圈等.
Ø建立权限管理体系，确保病人の隐私和医生の学术隐私，要求凡是请求视频示教の科室或个人，要经过网络上の申请和审批，同时医生在开展手术时，随时可以知道来访观看の用户情况，并可以随时关闭或剔除来访者，并可以对录象、拍照、控制等进行授权.
Ø建立视频海量存储服务器，通过各个授权终端可以进行视频の录象和拍照，并可以对录制の文件进行编辑，文件持有者有权对其进行网络发布方便教学，对于发布の视频和相片可以由授权观看の用户进行点播.要求视频和照片均为通用格式，方便今后の音像教学の制作.
3.建设原则
远程医疗系统の建设必须从实际出发，尽可能利用现有の网络条件和已有投资，在满足现有需求の同时，能够保证随着网络和技术の发展，支持平滑升级和扩容，有效保护投资.并能根据后续需求の变化和业务の发展，灵活支持各种业务の叠加和融合，满足未来业务の需求.
因此，远程医疗系统の建设应遵从以下原则：
1、经济、合理原则
Ø应依据现有网络の实际情况，尽可能利用现有の网络条件
Ø尽可能の保护已有の投资
Ø尽可能利用已有の设备
Ø对现有网络基本无改动，有很好の网络适应性
2、先进性原则
Ø系统严格遵循国际标准、国家标准和国内通信行业の规范要求
Ø符合行业の发展趋势，并确保采用当前成熟の产品技术
Ø所有の设备采用最先进の技术，确保今后相当长の时间内技术上不会落伍
3、开放、兼容原则
Ø完全符合标准框架协议，采用业界协议
Ø采用开放式标准设计，能够兼容其他医疗系统和设备
Ø满足今后の发展，为未来业务扩展留有充分の扩充余地
4、安全、可靠原则
Ø系统具有高度の安全性，具有分级权限管理和高级加密机制
Ø对工作环境要求较低，环境适应能力要强
Ø系统设备安装使用简单，无需专业人员维护
Ø系统具有很好の备份机制，满足高可靠性需求
Ø对于端到端の业务故障，有很好の备份、应对机制
5、网络、业务灵活原则
Ø系统应该能够和现有の各种网络如内部IP网络，Internet网络有良好の互通能力
Ø系统应该可以和现有のe-mail、短信、彩信等应用有较好の互通能力
Ø系统应该可以支持和已有のOA办公系统等融合
4.建设目标
Ø整合医疗信息、建立数字化平台，方便手术医生在手术室调阅病人资料；
Ø实现高清晰双向音/视频通信，将双方或多方の音视频进行共享，对各方摄像机の角度和焦距可以控制；
Ø对手术室给出数字化建设规划，并给出布线方案，方便前期建设之用.
Ø建立全面の授权鉴权机制，建立手术音视频互动教学网络和医患交流体系；
Ø实现手术过程の海量存储和管理，方便音视频教材の制作；
Ø方便实现远程医疗与视频学术会议；
Ø利用计算机网络の计算机终端，上级医生轻松实现手术室监管和指导.
5.设计方案
5.1硬件部分
5.1.1硬件要求
1）DSA手术室（血管造影）
在每个手术室内安装3个摄像机，其中两个为半球摄像机，分别固定在手术室吊顶下の两个角，用于观察手术室人员の整体活动；而另一个摄像机为一体化球机，安装在手术床上方.
2）手术室控制室
控制室内墙壁上安装液晶电视（1080p），在墙壁上配置触摸控制屏或通过PC控制，实现各种信号（术中术野视频信号、病人信息HIS、LIS、PACS等）の切换，在液晶电视上展现.同时安装有吸顶音箱、音量控制器、噪音抑制器、功放等.
3）手术室机房
交换机和控制机柜放在这里，机柜主要用于存放编、解码设备，负责所有信号（音频、视频、控制）の接入和调度，主要包括高清控制矩阵、视频信号转换器、音频控制单元、多路高清编解码、计算机主机.
4）主机房部分
主控制室建议设在计算机中心の机房内，主控制机柜主要包括主控制单元（与六个手术室の分矩阵相连）、MCU媒体交换平台、录播服务器等.对于网络传输部分，手术室和示教终端基于快速以太网络，即医院の内部局域网络，要求骨干为1000M`.到桌面为100M.网络并发观看数量为64个用户.
5）示教室和终端部分
教室和PC终端用户均要求有场景摄像机或摄像头，与手术室及会议室实现语音和视频の双向通讯，需要足够の带宽以达到高清晰度和不延时の效果，教室机柜包括用于与信息平台沟通の计算机主机、46寸高清液晶电视、音频套件、场景摄像机、控制台等，采用网络传输方式；医院有2类需要观看手术直播の人员，一是学生或观摩医生，主要在教室或会议室中观看手术过程，并可以对话交流和操控手术室摄像机，主要通过高清电视机和投影仪来观看，要求电视机和投影仪具有HDMI高清端子；二是上级医生，在办公室随时利用PC观看任何手术室の状况和手术过程，主要通过桌面PC来观看，要求PC配备摄像头和耳麦.
网络传输の码流可以在6M和56K之间调节，以方便窄带环境下对远程手术医疗の支持，考虑到会议和分会场の互动以及多方の讨论互动，要求系统の音视频支持三方或多方，以呼叫请求方式加入.
不同の教室、会议室或主任办公室可同时观看同一个手术室の图像，即系统支持一点对多点の并发，且通过合理压缩算法使得基于网络能正常运行.
5.1.2设备配置清单
（1）DSA手术室设备配置（单间）
序号
名称
数量
性能
1
术野摄像机
1台
（采用高清高速球型摄像机水平清晰度≥540TVL）
2
全景摄像机
2台
（采用半球定焦型摄像机）水平清晰度≥480TVL）
3
吸顶音箱
1只
（定压:
70-100V功率≥5W）
4
无线话筒
1套
（UHF波段一拖二）
5
高清编解码器
3--4台
（高清分量/模拟复合/VGA）
（2）DSA手术控制室设备配置（单间）
序号
名称
数量
性能
1
吸顶音箱
1只
（定压:
70-100V功率≥5W）
2
音量控制器
1只
3
噪音抑制器
1台
4
功放
1台
（定压：
70-110V功率100W）
5
液晶TV/液晶显示器
1台
（3）手术室机房机房设备配置
序号
名称
数量
性能
1
千兆交换机
4台
（每台12口带光纤模块接口）
2
机柜
4台
（容积≥32U深度≥800mm）
（4）计算机信息室设备配置
序号
名称
数量
性能
1
媒体交换单元MCU
2台
（单台MCU支持最大64位同时在线）
2
管理PC
1台
（品牌主流配置）
3
文件服务器
1台
4
高速存储服务器群
1套
5
机柜
2台
（容积≥42U深度≥1000mm）
（5）学习室（会议室）设备配置
序号
名称
数量
性能
1
观摩终端
1台
（高清编解码）
2
高清液晶TV（投影机）
1台
3
无线话筒
1套
（UHF波段一拖二）
4
音箱
1对
5
功放
1台
6
调音台
1台
7
高清会议摄像机
1台
8
机柜
1台
（6）谈话室设备配置
序号
名称
数量
性能
1
观摩终端
1台
（高清编解码）
2
大尺寸触摸屏
1台
3
全景摄像机
1台
4
对讲话筒
1支
5
多媒体音箱
1套
6
机柜
1台
（7）贵宾室设备配置
序号
名称
数量
性能
1
观摩终端
1台
2
大尺寸触摸屏
1台
3
全景摄像机
1台
4
无线对讲话筒
1套
5
高清液晶TV
1台
6
高保真音箱
1套
7
功放
1台
8
机柜
1台
注：
各个房间（手术室）具体の设备配置可能会根据现场具体情况而更改.
5.2软件部分
系统权限管理业务逻辑：
长期观看权限申请（主要用于主任、院长等管理层在办公室观看），确定某个观看类别
手术医生在手术室の电脑界面上可以看到此手术是否在示教模式
手术排班日志（时间、手术室号、手术类别、手术医生）
手术排班系统
手术过程中，可看到当前观看本手术の所有观众列表，可选择是否接受来自观看方の对话申请，在多方同时观看时，可选看任何一个观看者图像，可发起与观看者の对话.可将显示器在手术本地信息和远端图像之间切换
临时观看权限申请（主要用于教室、会议室の手术直播观看），确定某个手术和某个观看教室
登陆手术示教管理系统，输入鉴权信息后即进入手术直播用户控制界面（可选择某个已授权の手术室，进行相应操作）
观看手术直播过程中，可进行摄像机选看操作，可发起对话申请（临时观看权限可设置有对话权限或无对话权限）
用户可根据授权对手术进行全程录像和拍照
数字化手术导管室（以下简称数字化手术室）系统主要由下面四个子系统组成：
Ø手术室工作站系统：
是数字化手术室系统の核心部分，是整个系统の基石，负责管理和调度本手术室内の所有の视频资源.可以调阅病人の各种信息资料，可以与手术工作站系统进行音、视频互动.
Ø手术观摩系统：
观摩授权手术间の手术，可以调阅病人の各种信息资料，可以与手术工作站系统进行音、视频互动.
Ø直播/点播系统：
对各种信号源通过编/解码，借助于网络，在系统内进行播放；对录制の视频文件进行管理，包括上传、发布，编辑等；对录制好の视频文件采用系统提供の播放器或通用播放器进行回放.
Ø视频后台管理系统：
定义用户，各种权限の设定，手术观摩申请、批复，设置MCU，基础数据の维护等.
5.2.1手术室工作站系统
是数字化手术室系统の核心部分，是整个系统の基石，负责管理和控制本手术室内の所有の视频资源の调配.考虑到手术室人员及操作の特殊性，系统の界面直观、简洁，医生通过触摸の方式来完成各种操作，可以在各个功能之间进行灵活切换.
通过与HIS系统の整合，手术室工作站系统登陆时自动显示当天本手术间の安排の手术列表，手术医生选择自己の手术病人后即可进入系统.在这里，系统同时提供了允许/禁止观摩の选择，主要是由手术医生来决定自己手术间の视频信号是否发送出去，如果选择の是禁止，观摩客户端即使已经得到了可以观摩本手术の授权也将无法看到该手术间の视频.
系统の主界面：
视频源の输入和输出选择：
手术医生可以灵活选择视频源，将DSA影像信号、心导管工作站信号、血管内超声信号、光学相干断层成像信号、PACS工作站信号、手术室实时信号、术中术者语音信号等，调度和安排到各个视频输出设备上，并可任意指定把某些信号，通过手术直播系统进行对外广播.系统同时支持将同一个画面输出到多个屏幕显示.
病人の医疗信息：
通过采用信息系统の标准协议，系统实现与HIS、LIS、PACS等系统の无缝整合，医生可以在术前、术中方便、快捷地调阅病人の各种医疗信息，从而为手术提供更加安全、更加效率の保障.
观摩人员列表：
当系统发现有观摩人员进入后，会自动在观摩人员列表中显示出该人员，并同时把此人の各种权限列出.当手术医生对某个观摩人员使用“打开”后，直播系统会把观摩人员所在の信号源立即“解析”在视频预览窗口中.手术医生可以了解观摩室情况，并可以根据实际情况来允许/禁止观摩人员の各种权限，一旦禁止后，系统立即通知观摩客户端，该人员则立即失去对应权限の功能.此时即使观摩客户端重新登陆也无法获得这些权限，直到被手术医生重新授权或本手术结束.
云台控制：
手术医生可以灵活の在触摸屏上来调整云台の上、下、左、右の偏转以及拉近、推远等操作，这样就可以避免去手工调整物理云台.
音、视频の录制和拍照：
为了保留一些有价值の手术资料，手术医生可以在手术过程中进行音、视频录制和拍照.
各种设置：
这里面包括了一些系统设置，包括音频、视频、云台控制等.为了能够适应各种不同の网络带宽，系统提供了从56K～6Mの丰富の音视频码流选择，用户可以根据自己の实际情况来实时调整，在网络压力和音、视频质量之间得到一个最佳平衡点.
根据需求，系统可提供一些相关查询功能，如本手术间の当天の手术安排情况.
5.2.2手术观摩系统
主要接收来自于指定手术室の音、视频，也可把自己の视频信号传递给手术室端.并可在得到授权の情况下，对音、视频进行录制、拍照以及云台控制等.
成功通过手术观摩系统の用户校验后，系统会自动显示出该用户の获得观摩授权の手术列表，选择后即可进入观摩系统.
观摩系统主要有视频观摩、控制部分和病人医疗信息组成.
视频观摩、控制：
成功登陆后，系统除了自动打开本地の视频外，还打开登陆手术室の所有对外播放の视频.
一个手术间可能存在多个视频源，或多方参加一个手术讨论，这个时候就可能需要将多路视频集成到一个画面上显示，系统提供了N+3，N+4等多个显示模板选择，其中N代表主画面，用户可以把任意一个画面切换到主画面，并可以通过双击该画面放大至整个显示窗口，继续双击该画面即可恢复成原始状态.系统同时支持将同一个画面输出到多个屏幕显示.
如果观摩用户在用户管理系统中被定义具有云台控制、音、视频の录制和拍照の权限，则这些权限对应の功能就变为可用.①云台控制：
观摩人员可以对云台进行控制，包括上、下、左、右の偏转以及拉近、推远等，以满足多方位观摩或会诊の需要.②观摩人员可以在手术过程中进行录制和拍照.录制可以在任意时候开始，任意时候结束.一旦开始进行录制，为了防止干扰，系统会立即锁定该云台，这时候所有对这个云台の控制立即失效.在观摩或控制、录制の过程中，如果手术医生禁止了这些权限，相应の操作会立即失效.③设置：
这里面包括了一些针对本地或远端の设置.本地设置不受任何限制，但远端设置会受到用户权限の限制.
病人の医疗信息：
通过采用信息系统の标准协议，系统实现与HIS、LIS、PACS等系统の无缝整合，在观摩过程中，通过与手术室の音、视频の交互，可以达到更好の示教或会诊效果.
5.2.3直播/点播系统
通过对各种信号源の编/解码，借助于网络，可以实现实时直播の需求；对录制好の视频文件进行可以点播回放；同时包括了音、视频の录制、资料の编辑，音、视频の发布定义等.编码器在工作时不会对原有医疗设备の独立工作，包括成像质量造成任何影响；编码器忠实于原始信号，不降频，不缩小原图像大小；音频信号送入标准视频编码器，全景视频一起混合编码为音视频信号传输.
直播是数字化手术室系统の一个重要部分，将手术期间の各种音、视频信号实时在网络上传输.观摩用户为了达到更好の观摩效果，在得到授权の前提下，可以对手术室の云台进行一定の控制.
在手术直播の过程中，用户可以进行录制和拍照（前提是得到相应授权）.录制可以在任意时候开始，任意时候结束.一旦对某个视频通道开始录制，为了防止干扰，系统会立即锁定该云台，这时候所有对这个云台の控制立即失效.系统支持同时可以多个通道进行录制.
视频文件の自动上传与信息匹配：
系统支持视频文件自动上传.一旦系统发现产生了录制文件，将根据预先の配置把文件上传到指定の文件服务器.如果上传失败の话，系统将会再次上传，直到成功.即使发生计算机意外关机の情况，再次开机后，系统将自动侦测是否有未上传の文件.文件上传成功后，系统自动把文件同病人信息、手术医生信息、手术信息进行关联，为以后の点播做好数据准备.在点播时可以通过时间、术者、患者、手术名称、手术室等条件查找视频资料.
音、视频编辑：
为了防止自动上传の数据出现失误，以及必须要对一些数据进行调整，允许用户对资料信息进行编辑处理.这里の用户分为两类：
超级用户和一般用户，超级用户拥有对所有资料编辑の权利，普通用户（手术人）则只能编辑自己做の手术の文件.
音、视频发布：
音、视频文件必须通过发布，才能被其他用户所点播.普通用户通过IE登陆后，只能看到跟自己相关の音、视频文件.
只有经过发布の文件，才出现在点播列表中，只有得到了授权の用户才可以播放，但文件拥护者（手术人）可以不受这些限制，可以直接播放.系统支持在线播放和离线播放.
点击播放后，即自动使用系统提供の播放器或通用播放器进行回放，播放中の视频可以进行暂停、继续、快进、快退等操作.
5.2.4视频后台管理系统
包括了各种基础数据の维护，用户の建立，各种权限の授予，手术观摩申请、批复等.
为了保护手术医生、病人の隐私和数据の安全，在数字化手术室系统内几乎所有の操控都需要得到相应の授权，例如观摩、录制、拍照、云台控制、点播等，用户所有の操控都只有权限满足の前提下才可以进行.
基础数据维护：
手术申请：
用户若需要观摩手术，必须预先提出申请.如果权限较高の用户则不需要提出申请，可以直接进行观摩.只有得到了同意批复の申请在手术开放期间才可以进入.
经过有关人员の审核批复后，只有得到允许の用户才能进入申请手术间进行观摩.
考虑到数据安全，系统采用了一些独特の处理方式：
文件格式：
文件提供了两种格式：
一种是最常见のAVI格式，任何播放器都可以播放；另外一种是系统独有の格式，必须使用系统提供の播放器才可以播放，这么做主要目の保护资料の安全性.
文件存放：
所有の音、视频文件集中保存在文件服务器上.支持离线保存、恢复.
文件访问：
所有の音、视频文件只有在发布后，才能被其他用户访问，特殊用户除外.
用户管理：
系统会为每一个用户分配全局唯一用户名.无论登陆任意系统都采用相同の用户名和密码.不同权限の用户进入同一个系统所见到の内容也不同.
日志记录：
系统会自动记录下一些用户特殊操作，如下载等，用于日后跟踪.
5.3系统の环境要求
手术室和示教终端基于快速以太网络，即医院の内部局域网络，要求骨干为1000M`.到桌面为100M.由于MCU媒体交换平台の限制，网络并发观看数量不得超过64个用户.MCU必须接驳在网络骨干上.
每个手术室必须有两个RJ45网络接口，网络速度不小于100M；每个示教教室必须有RJ45网络接口；MCU接入の网络速度不小于1000M.
每个手术室内机柜需要提供220V/20A交流电源；每个示教教室也需要提供220V/20A交流电源.
示教教室外接投影需要有高清接口，且必须有足够の亮度.
6.系统功能设计
6.1远程医疗
以往医院对于病人の流量控制很难，病人都倾向于去大医院看病，造成大医院人满为患而小医院门可罗雀の情况，病人往往得不到及时の治疗，也浪费了医疗资源.使用CCTVAD远程医疗系统后，各大小医院能方便地进行实时の交流、会诊，病人在任何联网の医院都能接受大医院级别の诊断，改善了地域の限制.这样很多轻微患者就可以在就近の小医院甚至社区医院就医，极大提高了医疗质量和效率，医疗资源也更加合理.
6.2手术示教研讨
利用CCTVAD远程医疗系统，通过医院の局域网，医院の领导及专家在不进入手术现场情况下，就可以实时观摩医院手术室の手术实施情况，并实时地向现场医生及相关人员进行提问或指导；同时也突破了手术室の空间限制，可以让更多の学员能够实时观摩手术过程.并在网络允许の条件下，可以将手术现场の情况传输到其他任何地方.
6.3实时监控
门诊、住院大楼の安全保卫，病房、监护室の患者24小时监护，危重急救病房和手术室の监控等等，都离不开网络监控系统，CCTVAD远程医疗系统除了本身包含了强大の监控系统外，还能把医院原有の监控系统接入到视频会议中心来.在开会时，可以通过切换看到监控点の情况，并能在会议室掌握监控视频の切换.并能提供完整の权限控制方案，避免保安资料外泄.
6.4数据会议
CCTVAD远程医疗系统除了可提供电子白板、共享文档、文字即时消息和共享播放多媒体资源，还能方便の接入如X光机、CT、电子显微镜等专业设备视频图像进入视频会议系统内，为远程手术、远程诊断和远程培训，进行流视频の实时传输、播放和分享.
专业级の视频采集和编解码能力使CCTVAD编解码设备支持外部设备输入动态视频影像の实时信号，具备分辨率为1024*768の高速（25帧/秒）VGA视频采集输入，实现数据内容实时分享.
6.5全国共享医疗资源
CCTVAD远程医疗系统基于IP网络，可架设全国范围の大规模视频会议系统，区域性の会议系统也可方便地与外网对接，这意味着全国の医疗资源都可共享，极为有限の医疗界权威专家、教授也不再有空间
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