医院手术示教和远程会诊系统解决专业方案.doc

医院手术示教和远程会诊系统处理方案
文/肖波 刘红坡
摘要：伴随国家对医疗卫生人才培养力度加大，手术示教和医疗观摩系统逐步成为多年来医院信息化建设一个热点，本文分析了目前手术示教和医疗观摩系统部分常见实现方法及存在问题，并提出了基于多媒体录播系统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日国务院审议并标准经过《相关深化医药卫生体制改革意见》和《-深化医药卫生体制改革实施方案》。《意见》明确了以后3年阶段性工作目标：到，基础医疗保障制度全方面覆盖城镇居民，“看病难、看病贵”问题显著缓解。
大力加强医药卫生人才队伍建设成为肯定，《意见》中要求要充足发挥城市医院在危重急症和疑难病症诊疗、医学教育和科研、指导和培训基层卫生人员等方面骨干作用。基层卫生人员培养通常采取现场学习方法，因为手术室环境限制，许可现场观摩人数有限，为此众多医院全部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需要。
一、目前挑战
（一）怎样采集、统计、传输多样医疗可视信息怎样采集、统计、传输多样医疗可视信息

多年来，技术发展和突破推进了医疗设备不停进步，大量优异医疗设备在各级医院得到逐步应用和普及：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，优异医疗设备所获取丰富医疗影像信息为医生诊疗和诊疗提供极大地帮助，同时数量众多、品种丰富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、统计、传输提出了挑战。
（二） 怎样加强信息系统相互融合性
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），成为目前医院信息化建设主流。能否和HIS/PACS和医院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关键。
现在市场上部分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，无法很好地处理上述问题，各级医院需要全新手术示教和医疗观摩系统来满足不停增加需求。

二、 处理方案
国家建设部在7月1日施行《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。它指出医院宜依据需要配置展示手术、会诊等实况视频示教系统，视频示教系统应满足视、音频信息传输、控制、显示、编辑和存放需求，应含有提供远程示教功效；应提供操作权限控制；应实现手术室和教室间音频双向传输；视频图像应满足高分辨率画质要求，且图像信息无丢失现象。
处理方案严格依据国家标准和用户需求，本着优异性、灵活性、可靠性标准进行设计配置，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手术示教/手术转播处理方案
本方案以多媒体录播系统为关键，基于IP网络实现手术室、诊疗室、检验室、诊疗室和示教观摩端（示教教室、学术汇报厅等）之间全方面信息沟通和交流，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，教授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需求特点，手术室等场所医疗影像及其它可视信息以单项传输为主，音频采取双向传输，方便手术室、示教端、控制中心等多方之间沟通和交流。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、远程医疗等应用需要。
根据系统中组成设备工作原理，本方案可由五个部分组成：信号采集模块、信号存放转发模块、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
信号采集模块关键负责采集医疗活动中需要传输、统计多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。由多种类型编码器和摄像头组成，适适用于手术室、诊疗室、检验室、诊疗室等医疗活动场所。关键采集场景信号、监护仪器信号及医疗影像设备信号。
2. 信号存放转发模块
信号存放转发模块关键负责将经过网络接收到前端多种编码器发送码流录制存放于多媒体录播服务器（或扩展IP-SAN存放）内，录制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点播请求并按请求发送视频流到对应接收显示端。 多媒体录播服务器接收网络中编码器发送视频流后进行多路组合录制，录制同时直播手术室多路视频流，手术完成后即可点播。
其由多媒体录播服务器及网络存放IP-SAN组成，适宜布署在机房或管理控制中心。
3. 信号接收显示模块
信号接收显示模块关键负责从网络接收前端多媒体录播服务器发送视频流解码后输出给多种显示设备。其由Recplayer软件PC用户端、录播硬件解码系统及录播屏对屏回放系统组成。适适用于示教教室、学术汇报厅、会议室、医院科室办公室、远程医疗机构等
本方案可提供3种不一样接收回放显示方法，用户依据使用场景不一样进行灵活选择。一个是录播解码系统（硬件方法）；一个是录播多路信号独立回放系统（硬件方法）；一个是PC（RecPlayer，软件方法）。
4. 管理控制模块
管理控制模块关键提供给用户直观、便捷系统管理方法，经过IP网络对多种设备进行管理控制和系统功效扩展等。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
语音交互模块关键负责完成医疗场景端（手术室）和示教观摩端（示教室）之间语音交互功效，经过IP网络实现手术室和示教室语音交流。其由语音交互终端、多方语音交互系统、回声抑制器组成。适宜在手术室、诊疗室、控制室、诊疗室等医疗活动场所及示教观摩场所推广。
手术室和示教观摩端语音交互基于一般IP网络，两个IP语音终端即可实现手术室和示教室间点对点语音交流，经过多方语音交互系统可扩展三方及以上语音交互。

（二） 经典项目组网
图1所表示，信号采集部分编码器采集眼科手术室全景、显微手术镜、生命监护仪信号和内镜手术室全景、手术特写、内窥镜信号，编码器采集信号后编码并经过IP网络传送给信号存放转发部分多媒体录播服务器，多媒体录播服务器对多路信号进行同时组合录制，录制同时直播两个手术室多路视频。大会议室内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显示在每个屏幕上。示教室内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。手术室和示教观摩端经过IP网络上语音交互终端实现双向语音交流，教授可在示教室或大会议室做手术讲解示教或远程指导手术进行，经过局域网或互联网身处各地医学教授也可观看手术全程。

经过PC用户端Recplayer软件接收手术直播

更换为图片

图1经典手术示教、医疗观摩系统拓扑图

三、 方案特点：
（一）全方面统计、同时存放、同时回放
单间手术室支持多达6路可视信号同时组合录播，可满足复杂手术及诊治环境下（如心脏介入诊疗手术）医疗影像信号全方面完整统计，录制信号存放在一个单一文件中，方便传输及事后同时回放。
（二）高清影音统计
视频清楚度采取最优异H.264算法，支持720P/1080i/1080P，向下支持CIF/4CIF/480i/576i，最高可达1920X1080，音频采取AAC-LC算法，44.1k及以上采样，可高清楚统计和传输手术全程影音信息，充足展示手术示教和医疗观摩结果。
（三）接口丰富，支持多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等多种信号接口，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和多种医疗影像设备信号同时采集、录制、传输需要。
（四）灵活多样示教观摩接收显示方法，方便多种示教观摩场所灵活选择
方案中手术示教和医疗观摩系统提供三种接收显示方法：录播解码系统（硬件方法）、录播多路信号独立回放系统（硬件方法）、PC（RecPlayer，软件方法），用户可依据示教观摩场所功效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信号独立输出显示，很适合学术汇报厅等大型示教观摩场所全方面、清楚显示示教观摩内容需要。
（五）分布式架构，模块化布局，充足满足系统弹性扩展需要
系统采取分布式架构，模块化布局，编码器和多媒体录播服务器可依据手术室类型和数量进行灵活组合，可视信号管理平台等功效模块可依据系统规模及管理需要进行配置布署，单台多媒体录播服务器可最多扩展满足8间手术室手术示教需要，可充足共享原有资源，后期扩容成本更低。
（六）灵活多样交互方法，方便多种应用开展需要；
系统支持在线文字交互、多方双向语音交互等交流方法，提供方便在线人员统计等管理功效，可方便各级医疗机构，尤其是教学医院开展远程医疗教学等应用需要。
语音交互可扩展支持一般固定电话（PSTN）、网络电话（IP电话）、手机、视频会议终端等融合语音交互需要，满足随时随地进行远程医疗、手术指导等应用需要。
（七）和医院原有信息化系统（EMR/OA/E-Learning/HIS/PACS等）无缝融合
系统采取基于WEBB/S架构，提供增值开发包及后期媒体编辑软件等管理软件，可和医院原有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
，中山大学隶属第一医院在数字化手术室项目采取了该方案实现手术示教及医疗观摩系统，系统采取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，多媒体录播服务器布署在网络机房，单台服务器即可支持6间手术室/诊疗室/检验室/诊疗室手术示教及医疗观摩需要。
现在，该方案实现手术示教及医疗观摩系统各项系统全部运作有序，极大完善和提升了中山大学隶属第一医院信息化建设整体水平。
另：北京天坛医院、昌平医院等中国30多家大型医院、国外近10家医院全部布署了该系统。

肖波 刘红坡
深圳市锐取软件技术