医疗机构手术现场示教系统开发建设项目综述.docx

1、医疗机构手术现场示教系统开发建设项目综述医疗机构手术现场示教系统开发建设项目综述一、 系统概述随着社会经济的发展和科学技术的进步，当今社会已进入了信息化的新时代。计算机技术、网络通信技术的迅速发展，使计算机多媒体技术和网络建设在教育领域中显示出了强大的生命力，多媒体技术与网络技术的结合从根本上改变了信息的传播方式。作为现代科学重要组成部分的现代医学，随着医学领域的不断发展,手术技术也在日新月异,利用高端计算机科学技术，对各种手术全程画面影像的实时记录,使之用于研究、教学和病例存档，已经得到非常的重视。有些具有争议的手术，也可以利用这些视频资料作为科学的判断依据。手术后对照这些影像资料进行学术探

2、讨，提高手术的成功率。并可通过网络，得到专家手术中的示教指导。这样即可以提高各医院的手术水平，又可以提供手术的全部实时影像记录，使之成为提高手术技术水平的必要资料和依据。医院积累的临床资料、手术观摩录像，通常用于日常临床交流和教学，手术示教系统成为目前三甲以上大中型医院数字化建设的重点，手术示教系统将视频图像技术、网络技术、存储技术有机的结合在一起，在手术过程中通过摄像机对手术创口、手术台画面、多参数监护仪画面进行在线实时采编录像和网络直播，满足手术音像资料存档、示教观摩和专家指导、历史手术回放等功能。该系统的诞生无疑为数字手术室建设提供了一种方便可靠的手术过程图像实时采集、纪录、归档和网络直

3、播的专用系统，功能强大而使用简单。二、 产品特色手术示教系统通过一套系统完成复杂的手术示教、医疗会诊和手术转播等功能，从而成为特点鲜明的医疗视频通信系统，其应用特色如下： 特色一：通过平台整合多种业务，实现高清视频通信手术示教系统通过一套综合视频通信平台，实现了视频教学，视频远程观摩、视频监控的综合应用，并接入多厂家的视频监控信号前端，实现视频共享，有效保护用户的原有投资。 特色二：高清晰的图像质量医院手术室示教监控和医用影像的技术含量较高，需要极高的清晰度和色彩还原性，采用先进的MPEG-4/H.264数字视频编码技术及多项自有专利技术，采用医疗专用高清监控设备，图像质量可达到全动态全高清（

4、1920x1080/30P）视频图像效果。尤其是在手术现场演示手术创口、手术过程这种高动态图像监控场合，可为医院用户提供实时同步、高画质、高保真的视频传输要求。 特色三：开放体系架构的通信平台 手术示教系统方案充分整合了IP网络、高清视频、海量存储、信令等领域的技术，采用开放架构、标准技术来实现。系统将信号指令控制与音视频数据交换分离的先进理念引入手术示教系统，避免了由于音视频的性能处理压力而造成的核心管理服务器瓶颈问题，从而可以实现手术室教学规模的无限扩展。 特色四：高可靠的海量存储对于手术过程的记录，不仅需要图像质量高清晰度，还要求长期存储，以便学员点播回放和医疗纠纷取证，这就对存储设备容

5、量提出了挑战，远程手术示教存储解决方案可采用磁盘阵列、NAS、IP-SAN作为手术监控数据存储设备，可在网络中按需任意部署，所以存储容量可以灵活扩展，实现海量存储。三、 设计原则与原理(一) 需求分析国家建设部在2007年7月1日施行的智能建筑设计标准（GBT 50314-2006）9210章节中对医院手术示教系统提出了明确要求：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，视频示教系统应符合下列要求：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

6、失现象。支持双向对讲: 会议室可与手术室对话，也可和监控中心对话，所有都可和监控中心对话。(二) 传统手术教学遇到的问题：现场学习，场地小，效果差1. 多个学生集中学习2. 救治环境不安静3. 手术过程不易交互式交流4. 录像效果有限，不能同时多路录像5. 成本高，角度难以选择6. 有价值经验不易保留7. 有学术意义的手术过程难以记录下来8. 紧急汇诊难组织9. 急症或难症手术需要多方专家同时会诊和协同(三) 手术示教系统带来的价值1. 提高医院教学质量2. 每个学生、主任医师如临现场3. 保证医疗质量4. 过程监督、多媒体观摩。5. 对于传染病例可以防止交叉感染。6. 积累宝贵的实践资料库7

7、. 召开院级或院之间交流会议或会诊8. 迅速建立信息化医院9. 视频信息化重要资料存档,减少医患矛盾四、 系统介绍(一) 系统拓扑图(二) 系统拓扑结构说明手术示教系统基于医院局域网络进行传输，手术室信号采集端的高清视频信号，由高清信号采集设备对手术实况进行采集，系统可支持高清术野摄像机、各种腔镜和体征仪设备进行数据采集，全景网络摄像机信号可直接通过网络采集并传输，手术室内的医生和护士的对话声及各种设备发出的音频信号由拾音器或领夹麦克风进行采集；通过手术示教系统高清编码模组进行视频以及音频的编码及存储；采集到的高清术野视频信号、全景摄像机信号和音频信号编码后通过医院局域网传输到信号中心控制室，

8、控制室内视频服务器将高清视频信号和音频信号进行录制和存储，通过医院局域网络传输到会议室或示教室。同时，会议室或示教室内的专家实时授课的音频信号通过编码后网络传输到中心控制室，经中心视频服务器混音服务的汇总处理后通过网络分别回传输入到手术室和示教室的语音对讲系统中。(三) 系统组成数字医疗手术示教系统根据的现场的情况，示教系统可分为四个部分来进行工程技术实施：手术室信号采集端，机房控制端，示教室输出端，网络传输部分。1、 手术室信号采集端医院的手术室通常包括门诊手术室，住院手术室和各类ERCP手术室，内窥镜手术室，B超，内窥，造影检查手术室等诸多不同类型的手术室。同时根据消毒指标的要求分为-级的

9、消毒标准。不同的手术室具有不同的消毒标准要求，同时由于各个医院手术室的，性质，设备配置，地理位置的具有不同的消毒标准。系统前端的手术室中设备的选配和调整通常根据系统用户的要求进行配置。在通常的高清示教系统中，系统前端的手术室中的设备采用高清级别的全景摄像机和术野摄像机，音频对讲通讯设备，音响系统等相关设备构成。2、 机房控制端手术示教系统机房控制端可对手术室图像声音进行压缩处理后自动存储，快捷的医疗存储系统，将病体特征信息和手术实施情况相结合，极大丰富了手术示教信息的内容，使观摩者可以了解到现场手术实施和病体特征之间的关系。采取加密狗，用户名口令密码授权的方式保护系统设置，防止无授权者修改系统

10、。系统控制端由手术示教系统中心服务器，手术示教系统视频转播服务器，手术示教系统音频转播服务器等多台服务器组成，编解码端由我公司自主研发的手术示教系统编码模组处理传来的手术端音视频信号，其中包括高清视频信号处理编解码端，音频编解码端，手术室内全景彩色半球摄像机和高清术野摄像机云台控制信号直接通过网络的形式传输至服务器，进行接口对接后，可通过控制键盘和软件云台的型式控制摄像机的镜头焦距，光圈，监控360旋转等。3、 示教室输出端会议室的专家，示教人员，医护人员通过实现双向、实时与手术室或者检查室的主刀大夫通过图像和声音进行讨论和交流，监视点或会议室的人员可以指导手术和随时提问。示教人员可以通过直接

11、来自于中心控制室的广播级医疗示教服务器输出的复合信号连接到投影仪或者等离子大屏幕，也可以同过点播客户端系统输出到投影或者等离子的VGA输入上利用点播客户端系统的复合信号输出，提供高清的，详细的，多种图像参考的综合性示教画面。示教点播客户端： 硬 件：高性能X86架构服务器 操作系统：Windows 8 性 能：支持6个高清同步画面的20个客户的并发点播（扩展万兆网卡则可支持多达100个客户）4、 网络传输部分本系统多用于医院与外界医疗机构进行多方音视频互动、数据共享传输，医院及对外的网络条件要求如下： 医院内部使用原有的局域网络正常可以有4M以上带宽常备； 医院与需要架设系统的机构可使用专网（

12、10M以上）； 单条链路对网络带宽的要求是512Kbps-2Mbps； 网络支持QoS（Quality of Service）服务质量保障。五、 软件介绍(一) 系统管理端系统后台的管理端以B/S架构的方式呈现在我们面前，医院局域网内的任何一台PC机只要通过IE浏览器进行访问，通过不同用户的管理权限，可以对系统后台进行管理操作。系统后台的操作内容主要包括了：首页、公告、手术排班、手术回放、管理。 首页及公告：信息公告模块主要以公布一些文字信息为主，通过赋予用户权限，可以通过系统后台管理界面，对信息公告模块内的信息进行添加、编辑、查看、删除等操作。管理人员通过信息公告栏发布手术的相关信息，用户就

13、可以通过这些信息了解有关手术的信息。手术排班手术排班模块主要针对有可查看权限的用户，用户通过手术排班信息了解各项手术的手术内容以及时间。有助于用户观看或使用手术室的人进行前期准备。手术排班模块可以查看手术的开始时间、手术类型、手术室、预计时长、医生、患者、备注信息。 手术室：手术室模块主要显示各个手术室的使用情况，赋予权限的用户通过客户端上安装的客户端播放器，观看手术直播内容。管理员可以更改手术室的相关信息。手术室模块显示的内容包括：手术室、状态、手术类型、观看用户、医生、患者、开机时间、描述、操作几个部分。 手术回放：手术回放模块主要提供存储手术的录像内容，用户可以通过不同的手术观看手术的回

14、放录像，以起到手术教学的作用，学员、专家、医院相关领导可以通过手术录像进行手术的学习、培训等工作。手术回放模块主要的显示内容包括：手术描述、手术类型、医生姓名、手术时长、录制时间、录制用户、状态、操作等几部分。用户客户端观看回放录像需要安装客户端观看软件。 管理：管理模块主要是管理员用户的管理界面，一般情况下，普通用户登录后，看不到管理模块的界面。管理模块，主要的管理内容包括：手术室管理、编码单元管理、服务器管理、参数管理、定时录制、用户管理、日志管理、手术排班管理。 手术室管理手术室管理项主要是对手术室的设备进行匹配和编辑作用。管理员用户也可以通过“添加”按钮在手术室管理项中添加手术室。 编

15、码单元管理编码单元管理项是对编码单元的统一管理，记录各个编码单元的详细信息，清晰的区分好每个编码单元，方便添加在手术室中。 服务器管理服务器管理项中记录了每个服务器的详细信息，通过服务器管理，也可以看到服务器的运行状态。服务器管理项中主要包括的内容有：服务器类型、型号、地址、端口、状态、客户数量、处理负载、存储负载、处理任务、操作等几方面的编写操作内容。 参数管理配置系统参数，匹配各个系统后台参数。 定时录制定时录制功能项中有定时录制、动检录制、手动录制几项定时录制的功能方式。定时录制：可以对手术室设定预录制的时间，然后设定好录制时长，将状态开启后可录制。定时录制的编辑内容包括：状态、手术室、手术类型、医生、开始时间、录制时长、录制内容、操作。动检录制：通过各个手术室内的设备启动情况，进行设备录制的启动功能。手动录制：通过手术内、手术室外的客户端软件进行手动操控的方式，开启和录制功能。 用户管理用户管理项主要是对观看手术直播、手术回放、后台登录等用户的编辑管理，通过用户管理项可以实现对每位用户的权限管理与发放、用户状态的实时查看等。用户管理项中，单独的设计了权限控制项，将各项内容权限进行划分。 日志管理针对用户在手术示教系统后台进行的操作，对应每一个用户进行记录