完整word版ICU远程探视系统设计.docx

1、完整word版ICU远程探视系统设计 湖南计扶信息科技有限责任公司 医院ICU远程探视系统 解决方案 湖南计扶信息科技有限公司 建立日期：2012年07月12日 文档编号：DCICU2012071201 版 本 号：1.0 ICU病房的网络探视系统利用互联网视讯技术，让家属通过网络和处在重症加强护理病房中的病人进行语音和视频交流。从而杜绝因当面接触带来的感染及其他医疗风险。并有利于融洽医患关系，提升医院整体形象。网上ICU探视系统设计方案一、系统概述ICU病房的网络探视系统利用互联网视讯技术，让家属通过网络和处在重症加强护理病房中的病人进行语音和视频交流。从而杜绝因当面接触带来的感染及其他医疗

2、风险。并有利于融洽医患关系，提升医院整体形象。 家属在医院网站上提交探视申请单，由院方安排探视时间。家属可使用普通电脑加上麦克风、摄像头即可对话，病人端由护士代为操作，专用电脑放置在小推车上，配置高清摄像头和麦克风，方便与家属进行远程会面。整个过程操作简单，不需要安装任何软件。二、软件界面概览软件界面包括探视室界面、网站前台界面、后台界面。本节重点描述一下探视室界面和前台界面，后台界面不做描述，具体可参考第三章的设计方案。2.1、探视室界面2.2、探视申请界面2.3、探视列表界面2.4. 探视登录界面三、系统设计方案本系统可实现病人家属、病人以及第三方人员之间通过网络进行视频、语音、文字交互。

3、整个系统按病人家属提出预约申请.院方审核、安排房间.家属回复确认.正式开通网上虚拟探视室的流程运转。管理员可通过后台对探视房间、参与探视的双方人员以及网站基本信息进行管理和设置。系统包括5个前台页面和3个业务流程， 以及2个管理功能（指流程之外的管理功能）。数据库主要包括房间表、预约表、探视记录表、单页数据表等，具体请见下文详述。3.1、视频音频技术WebRTC实现了基于网页的视频会议，标准是WHATWG 协议，目的是通过浏览器提供javascript就可以达到实时通讯（Real-Time Communications (RTC)）能力。 WebRTC（Web Real-Time Commun

4、ication）项目的最终目的主要是让Web开发者能够基于浏览器轻易快捷开发出丰富的实时多媒体应用，而无需下载安装任何插件，Web开发者也无需关注多媒体的数字信号处理过程，只需编写Javascript程序即可实现，W3C等组织正在制定Javascript 标准API，目前是WebRTC 1.0版本，Draft状态；另外WebRTC还希望能够建立一个多互联网浏览器间健壮的实时通信的平台，形成开发者与浏览器厂商良好的生态环境。同时，Google也希望和致力于让WebRTC的技术成为HTML5标准之一，可见Google布局之深远。 WebRTC提供了视频会议的核心技术，包括音视频的采集、编解码、网络

5、传输、显示等功能，并且还支持跨平台：windows，linux，mac，android。 架构WebRTC架构图架构图颜色标识说明：（1）紫色部分是Web开发者API层； （2）蓝色实线部分是面向浏览器厂商的API层 （3）蓝色虚线部分浏览器厂商可以自定义实现 WebRTC架构组件介绍(1) Your Web App Web开发者开发的程序，Web开发者可以基于集成WebRTC的浏览器提供的web API开发基于视频、音频的实时通信应用。(2) Web API 面向第三方开发者的WebRTC标准API（Javascript），使开发者能够容易地开发出类似于网络视频聊天的web应用，最新的标准化

6、进程可以查看这里。 (3) WebRTC Native C+ API 本地C+ API层，使浏览器厂商容易实现WebRTC标准的Web API，抽象地对数字信号过程进行处理。 (4) Transport / Session 传输/会话层 会话层组件采用了libjingle库的部分组件实现，无须使用xmpp/jingle协议 a. RTP Stack协议栈 Real Time Protocol b. STUN/ICE 可以通过STUN和ICE组件来建立不同类型网络间的呼叫连接。 c. Session Management 一个抽象的会话层，提供会话建立和管理功能。该层协议留给应用开发者自定义实现

7、。 (5) VoiceEngine 音频引擎是包含一系列音频多媒体处理的框架，包括从视频采集卡到网络传输端等整个解决方案。 PS：VoiceEngine是WebRTC极具价值的技术之一，是Google收购GIPS公司。在VoIP上，技术业界领先，后面的文章会详细了解 a. iSAC Internet Speech Audio Codec 针对VoIP和音频流的宽带和超宽带音频编解码器，是WebRTC音频引擎的默认的编解码器 采样频率：16khz，24khz，32khz；（默认为16khz） 自适应速率为10kbit/s 52kbit/； 自适应包大小：3060ms； 算法延时：frame +

8、3ms b. iLBC Internet Low Bitrate Codec VoIP音频流的窄带语音编解码器 采样频率：8khz； 20ms帧比特率为15.2kbps 30ms帧比特率为13.33kbps 标准由IETF RFC3951和RFC3952定义 c. NetEQ for Voice 针对音频软件实现的语音信号处理元件 NetEQ算法：自适应抖动控制算法以及语音包丢失隐藏算法。使其能够快速且高解析度地适应不断变化的网络环境，确保音质优美且缓冲延迟最小。 是GIPS公司独步天下的技术，能够有效的处理由于网络抖动和语音包丢失时候对语音质量产生的影响。 PS：NetEQ 也是WebRTC

9、中一个极具价值的技术，对于提高VoIP质量有明显效果，加以AECNRAGC等模块集成使用，效果更好。 d. Acoustic Echo Canceler (AEC) 回声消除器是一个基于软件的信号处理元件，能实时的去除mic采集到的回声。 e. Noise Reduction (NR) 噪声抑制也是一个基于软件的信号处理元件，用于消除与相关VoIP的某些类型的背景噪声（嘶嘶声，风扇噪音等等 ） (6) VideoEngine WebRTC视频处理引擎 VideoEngine是包含一系列视频处理的整体框架，从摄像头采集视频到视频信息网络传输再到视频显示整个完整过程的解决方案。 a. VP8 视频

10、图像编解码器，是WebRTC视频引擎的默认的编解码器 VP8适合实时通信应用场景，因为它主要是针对低延时而设计的编解码器。 b. Video Jitter Buffer 视频抖动缓冲器，可以降低由于视频抖动和视频信息包丢失带来的不良影响。 c. Image enhancements 图像质量增强模块 对网络摄像头采集到的图像进行处理，包括明暗度检测、颜色增强、降噪处理等功能，用来提升视频质量。 WebRTC的视频部分，包含采集、编解码(I420/VP8)、加密、媒体文件、图像处理、显示、网络传输与流控(RTP/RTCP)等功能。 视频采集-video_capture 在windows平台上，W

11、ebRTC采用的是dshow技术，来实现枚举视频的设备信息和视频数据的采集，这意味着可以支持大多数的视频采集设备。 视频采集支持多种媒体类型，比如I420、YUY2、RGB、UYUY等，并可以进行帧大小和帧率控制。 视频编解码-video_coding 网络传输与流控 对于网络视频来讲，数据的传输与控制是核心价值。WebRTC采用的是成熟的RTP/RTCP技术。 音频WebRTC的音频部分，包含设备、编解码(iLIBC/iSAC/G722/PCM16/RED/AVT、NetEQ)、加密、声音文件、声音处理、声音输出、音量控制、音视频同步、网络传输与流控(RTP/RTCP)等功能。 音频设备-a

12、udio_device 包含接口和各个平台。 在windows平台上，WebRTC采用的是Windows Core Audio和Windows Wave技术来管理音频设备，还提供了一个混音管理器。 利用音频设备，可以实现声音输出，音量控制等功能。 音频编解码-audio_coding WebRTC采用iLIBC/iSAC/G722/PCM16/RED/AVT编解码技术。 WebRTC还提供NetEQ功能-抖动缓冲器及丢包补偿模块，能够提高音质，并把延迟减至最小。 另外一个核心功能是基于语音会议的混音处理。 声音加密-voice_engine_encryption 和视频一样，WebRTC也提供

13、声音加密功能。 声音文件 该功能是可以用本地文件作为音频源，支持的格式有Pcm和Wav。 网络传输与流控 和视频一样，WebRTC采用的是成熟的RTP/RTCP技术。3.2、软件菜单设计综合设置 基本设置 页面管理 页脚版权设置 探视管理 科室管理 预约审核 探视列表 在线探视 探视记录 账号管理 修改密码 登录记录 添加管理员 分配权限 3.3、业务流程设计3.3.1、预约申请病人家属点击医院主页上的【探视申请】按钮，打开网上探视申请页面，填写远程探视申请表。病人家属需提供病人姓名、所在科室等信息。流程如下：申请表单效果图如下：3.3.2、预约审核（探视排班）医院管理员收到预约申请后，根据病

14、人情况做出预约安排（探视排班）。通过邮件或短信的方式告知病人家属进行远程探视的房间密码、探视时间段、房间号等信息。 审核的时候有几个重要的地方： 1、 核实资源情况。在本系统中房间数量是受到限制的，我们是根据时间段来分割房间的使用权，因此判断是否具有可用房间是通过时间段这个条件去联表查询的。 2、 绑定房间。当具有可用房间时，将房间号记入到预约表里，并设定探视密码。此过程称为绑定房间。 3、 预约状态分为未审核-未开始-正在进行-已结束-删除。 3.3.3、网上探视网上探视的操作分为家属端和病人端，而病人端的所有操作都将有护士代替，因此病人端的操作我们又可以称之为护士端。以下分别描述2个角色的

15、网上探视流程。 病人家属端：在家中上网，登录中心医院的探视页面，在探视列表中查找到探视对象，点击登录即可与病人进行远程视频交流。病人端（护士端）：护士将移动探视车推至病人床头，通过无线网络访问“在线探视系统”，并登录管理后台。 从管理后台的预约管理-在线探视-已审核的预约列表中，找到该病人的探视预约信息，点击登录即可直接进入探视房间（登录过程无需输入密码，因此要求护士在登录之前确认病人信息是否正确），并将话筒交给病人。病人与家属即可进行远程视频交流。 流程如下图所示：3.4、前台页面设计 前台页面只有5 个主要页，其中探视页和申请页是页面组，包括一系列的子页面。其他3个是单页面，通过后台的单页

16、内容管理程序进行内容维护。 首页采用探视页-已审核的预约列表作为默认首页； 本系统还具备公告、友情链接、在线客服、新闻文章、在线留言等板块，默认全部为关闭（没有前台页面，仅保留部分功能代码），如果用户需要的话，今后可以自行扩展前台页面程序。 现阶段的5 个前台页面描述如下：3.5. 后台功能设计3.5.1、科室管理打开探视管理-科室管理，对科室数据进行维护（增加、删除、修改、排序设置）；3.5.2、预约审核打开探视管理-预约审核，对用户提交的预约申请数据进行维护（审核、删除），具体参见“预约审核流程”。3.5.3、预约列表打开探视管理-预约列表，显示所有已经审核过的预约信息，包括未开始、正在进

17、行和已结束的所有预约信息。 在预约列表中，管理员可以修改未开始的预约信息，包括探视密码和探视时间，以及更换绑定的房间号。对正在进行的预约信息可以修改探视密码。3.5.4、在线探视（护士端操作）打开探视管理-在线探视，查看所有的已确认的探视房间，点击即可进入，登入时不需要填写探视密码和姓名，直接取病人姓名作为用户名；3.5.5、探视记录打开探视管理-探视记录，对在线探视的历史数据进行查看，支持分页显示和简单的搜索功能； 探视数据构成：登入房间者的来源IP、病人姓名、探视者姓名、登入和登出时间。3.5.6、页面管理打开综合设置-页面管理，对某个单页面的数据进行维护（修改内容）；3.6. 数据库设计

18、3.6.1、数据库平台系统建议使用SQL SERVER2008数据库。3.6.2、数据库表定义 参见数据字典四、项目整体规划4.1、网络环境建设服务器端：由院方信息中心提供一台配置较高的电脑或服务器，安装远程探视软件，配置成MCU。MCU要求配一个固定IP，采用光纤接入方案，以保证带宽的稳定性。 病人端：移动探视车采用WIFI接入，支持802.11n协议，通过局域网接入MCU。病人端采用网页式客户端。 家属端：利用家中宽带接入，支持ADSL等方式。病人家属也可以在医院专门设立的探视室里，使用专用电脑进行探视。家属端采用网页式客户端。4.2、软件易用性设计系统采用B/S架构，用户登陆到医院探视页

19、面，无需安装软件即可正常使用。4.3、项目预期价值和作用针对ICU病房的无菌式管理，和病人家属迫切需要经常会面的现实矛盾，远程探视系统可利用“无接触”的面对面探视，探索出一条提高医患关系、满足实际需求的解决之道。远程探视还具备以下的积极作用： 1、提供安全的探视环境 重症监护病房的严格管理是为了保证最大限度降低干扰和交叉感染，但同时给家属探视造成极大地不便。利用远程探视技术，病人家属可方便地与病人进行“面对面”的交流，提升了医院的服务价值。家属的探视也将有助于病人的积极康复。 2、方便家属异地探视 家属若不能抵达医院现场来探视，可以通过远程探视系统进行探望，增加了病人与亲友的交流机会，也解了病

20、人亲友的“燃眉之急”。 3、为医院创收 远程探视深受病人和家属的喜爱，院方也投入了大量的软硬件设施和人力成本，因此远程探视发展成为一项个性化、人性化的收费服务，也可以加以考虑。可根据探视次数、探视时长进行收费，探视过程的录像也可以进行收费。 4、提升社会广告形象 远程探视系统作为一个少数医院拥有的个性化服务，可以为医院提升社会形象，创造良好的广告效果。当远程探视发展成为每个医院必备的项目时，没有此业务必将成为影响医患关系的重要指标。五、开发周期序号项目阶段时间阶段成果1需求分析10（天）需求分析报告2详细设计10(天)详细设计报告、数据库设计说明书3编码30（天）系统源代码4测试10(天)测试计划、测试记录、测试报告5安装调试1(天)系统安装维护手册、安装调试记录6培训1(天)培训计划、用户操作手册、培训情况调查记录7试运行系统试运行/上线方案、系统试运行/上线报告8正式运行系统运行日志9验收验收申请、验收测试报告、验收报告10免费维护一年技术支持服务记录五、注：本计划具体时间以签订合同日期为准。假定2012/07/01为签订合同日期，本计2011/09/03交付使用。六、系统报价一、医院ICU远程探视系统编号名称产品规格数量单价(RMB)合计 (RMB)备注2.1医院ICU远程探视系统1小计￥80,000.002.3应用软件开发总价： 捌万元整（人民币）