口腔医院手术示教及远程医疗会议系

通策医疗投资股份有限公司 下属口腔医院远程医疗会议及手术示教系统 【项目概况】 通策医疗是第一家在境内上市的提供医疗服务的公众公司。中国最大的口腔医疗连锁 机构。目前拥有杭州口腔医院、宁波口腔医院、衢州口腔医院、北京通策京朝口腔医院、 河北沧州口腔医院、湖北黄石现代口腔医院、昆明口腔医院等 13 个口腔医疗服务连锁机 构。如果大规模的连锁机构以及地域分布的广泛，建立一套先进、高效的视频会议系统势 在必行。从而使杭州总部和下属 13 个口腔医院之间随时随地进行远程会议、远程培训、 远程手术示教、远程医疗会诊等视讯应用，以达到节约办公经费、提高工作效率的目的。 【系统介绍】 通过远程视频会议系统召开网络会议规模可大可小，灵活方便。对于大规模的会场型 会议，可以通过投影仪和大屏幕彩电显示各个会场的图像，可以在同一屏幕显示多方的视 频图像，而且视频和语音都非常清晰、流畅。对于人数不多的小型会议，参会者无需到专 门的会议室，通过使用自己桌面上的办公电脑上就可开会，效果同样出色。 远程视频会议系统还提供强大的会议辅助功能，可以很好的支持包括 Word、Excel、PowerPoint 、Access 等任何软件和桌面的共享以及远程控制，同时提供 强大的电子白板和文件分发功能。 通过使用这些工具，可以使得会议发言者对会议内容展示迅速有效，另会议听众印象 深刻，效果更胜传统会议。 通过远程视频会议系统开会非常简单，不管人在哪里，只要可以访问单位网络就可以 参加会议。通过无线上网方式还可以实现移动会议，灵活方便。 集团与分支机构工作讨论、协同办公、远程技术支持功能 各分支机构处由于各种原因，常常需要向上级单位请求业务指导和技术支持。传统的 做法只能通过电话以及文字描述的方式，打报告、递公文说明情况，问题解决的周期比较 长。而且现在许多业务都已经通过电脑办理，计算机应用和操作问题如果出现，用传统的 方式问题很难说清，不直观。 利用远程视频会议系统提供的强大功能，这些都变得非常轻松。只要协作双方进入网 络会议室，利用系统提供的桌面和应用程序功能，配合语音和视频可以把问题说得清清楚 楚。指导方更可以直接申请获取对方的电脑操作权，直接进行操作，解决问题。被指导方 可以清楚的看到问题解决的过程。 通过远程视频会议系统让不同地方的同事一起进行工作研讨和协同办公也是非常轻松 方便的。大家可以自由的发言，或通过桌面和应用程序功能、电子白板等功能进行协同办 公。例如可以边讨论边修改某个文件或方案，也可通过远程控制直接让异地同事直接操作 电脑进行修改。 视讯协作会议系统由会议服务器和基于 IE 浏览器的客户端组成。 Server 运行于一台 服务器上，构成网络会议中心，提供会议控制、语音服务、共享服务、WEB 服务和会议 用户管理等功能。所有参加会议的人员只需通过 IE 浏览器访问会议中心网站就可以参加 会议，通过访问会议页面和嵌于其中的客户端插件 Control 实现音频和数据共享等交流。 整个网络会议系统由一台专用服务器用作网络会议中心服务器，提供网络视频会议服 务。各会议用户的会议客户端通过网络连接到中心服务器即可参加会议。 视频会议系统其它管理功能如下： 视频管理(设置可以参与视频会议的用户名称、密码进行维护) 音频管理(对视频图像的明暗度、对比度等进行调整，对会议一或多视频占有带宽进 行控制) 网络管理(对语音采集设备麦克和播放设备喇叭正常性进行测试，并对设备状态进行设 置) 文档共享(对视频会议所使用的网站带宽进行配置管理) 远程控制(设置一个文档例如 DOC 或 PPT 文档在所有参会人员计算机桌面上共享) 会议控制(任何参会人员可以通过申请获得操作其它人员计算机上共享的文档或者程序 的权力) 本次我司针对通策公司视频会议系统设计如下几个功能： 1） 普通视频会议功能 2） 远程培训及录播功能 在示教室或培训会议室会议终端显示界面上可同时显示指定手术室中的场景视频 和手术情况，便于教学。每个学习终端可同时观摩一个手术或诊室的多路视频图像， 也可全屏幕显示一路高清图像。此外，一个指导医师可指导多个不同地点的学生互动 教学，学生可以参加讨论发言。 对手术影像和场景视频进行全程的实时记录，并进行高质量、长时间的存储，用 于 日后教学。有些具有争议的手术，可以利用这些视频资料作为科学判断的依据。 手术后对照这些影像资料进行学术探讨和研究，可以有效提升医生的手术水平。此外 对教学过程中的关键动作通过拍摄方法记录下来。拍摄后的图片以 JPG 文件保存，可 转存后进一步分析。学习者可以将这些图片下载后学习使用。 还可以利用无线网络，在紧急场合或者临时设置教学点而不需要重新布线等特点。 3） 远程医疗会诊功能 系统支持远程会诊，远程医疗机构、会诊室、示教室、手术室多方可实现语音视频 互动。例如，会诊室的专家可以就某手术室的实况对示教室、远程医疗机构中的现场 医生一同对患者进行确诊，并进行手术指导，当现场手术较为复杂时，借助网络通过 教学终端组成手术研讨会，及时解决手术疑难问题。 4） 高清手术示教观摩功能 这里将重点阐述手术示教系统的功能： 手术示教观摩是医院进行临床教学的必要手段。但为提高手术质量，降低手术感染率， 医院手术室都制定了手术室观摩人数控制指标，严格控制进入手术间人数，这就造成了实 习医生学习观摩手术的机会大大减少，不利于提高实习医生的学习质量。采用 IP 视频示教 系统可以在手术室外通过大屏幕观摩手术过程，进行实时教学，从而摆脱了传统示教模式 在时间、空间和人数上的限制，同时提高了示教系统的安全系数。 高清手术示教观摩系统就是这样一套高水平医院临床网络教学系统，它提供了手术过 程高清晰实时传输、远程教学的医疗视频应用系统。该系统将手术室动态图像和声音，以 高清晰数字编码方式，传输到远端的示教室或学术厅，示教室或学术厅通过大屏幕可实时 显示手术画面，手术细节清晰呈现。 系统通过设置在各手术室的前端摄像机、拾音器、音视频网络服务器等设备将医院手 术室手术过程进行记录，并由总控中心将其通过各演示教室的示教工作站、多媒体投影仪 等设备进行播放，可以满足学员随时随地的观看手术过程的要求，完全摆脱了传统示教模 式在时间、空间和人数上的限制。系统还具有双向对讲通话功能，可使在示教中心观摩、 会诊的医护人员与远方手术现场进行实时交互，达到远程医疗及教学的目的。通过工作人 员操作计算机，控制手术室内环境摄像机及无影灯摄像机镜头的变焦、云台的水平、垂直 方位，对手术过程进行监控，在示教室内观摩、会诊的医护人员可操作控制主机以高清晰 监视器清晰地观看麻醉师、护士、医生手术的全过程和仪器传输的图像参数。还可以将手 术室直播的内容存储在服务器上，并为用户提供手术资料查询和以流媒体方式点播的功能， 以备日后教学分析用。对于存储下来的手术内容可以进行编辑，制作成课件通过光盘或网 络发布。任意示教室可以对任意手术室进行的手术实时观看，并可实现全屏方式的投影观 看、手术教学和手术对讲，局域网内的其他授权用户也可根据自己的需要选择正在进行的 手术互动交流。 【需求分析】 针对通策公司及下属口腔医院的特点,我们 在北京、杭州、昆明三个口腔医院各选择 1 个手术间输出 3 路视频，即 1 路手术室内监控视频、1 路手术术野视频、1 路内窥镜视频；同时提供 2 路清晰双向语音交互通道，让外界与术者进行通话； 在下属每个口腔医院建设 12 个远程客户端，即在多功能会议厅或培训教室各安装视频会议终端一套， 提供 DVD 画质（ 720p）的音视频图像； 将手术室的现场场景、手术术野和内窥镜视频传输至示教室； 提供高清视频流，无延时； 支持录像事后回放； 通过专网传输音视频。 【系统特点】 支持任意两点或多点通讯 高清 MCU 具有同时召开任意多组独立的多点会议功能，并且每一台视频会议终端在通过安全认证 后可任意加入其中某个会议 医院视频系统综合管理 本系统可将医院所有视频相关系统进行综合管理，既可新建系统，也可整合原有监控系统，可实现视 频会议、视频监控、手术示教、远程诊断、远程教学等视频应用的集中管理。 标准高清晰视频图像 视频压缩分辨率可到 4CIF/D1 格式（NTSC:720*480 ，PAL:720*576 ），第二路数据流分辨率更 可达 UXGA(1600*1200)。 多种视频源接入 系统可支持多种视频源的接入，包括各种医疗影像系统视频源(X 光机、内窥镜等) ，各种类型的摄像 机,例如手术室专用的医疗高清摄像机，会议室专用摄像机（如 SONY D100P,D70P 等），监控一体化 高清摄像机( 高速球机、枪机 )。涉及的视频接口包括复合视频、 HDMI、HD-SDI、VGA 等等。其中复合 视频、HDMI、HD-SDI 多用在摄像机视频输出接口，VGA 接口多用在医疗影像视频输出接口。 医院监视系统接入 系统支持医院各种视频监视、监控系统的接入，可将医院原有监控系统接入，可实现楼道、病房、诊 室等场所的监视。 多方教学互动 通过本系统，支持多功能厅、示教室、远程医疗机构可进行多方音视频互动，并可同时观看手术室实 景，进行教学讨论，使得培训教学具有很强的针对性。 多种应用需求 本系统可同时满足医院多种应用需求，包括远程医疗诊断、远程医疗会诊、远程医疗教学、远程病房 监护等，具体应用可参见应用场景中的相关介绍。 双流传输 本系统在各种应用场合下，例如在远程医疗教学时，可以使用双流功能，即某示教室在传输第一路视 频图像的同时，可传输第二路数据流(PC 画面) 到各示教室或远程医疗机构，对于学习者来说如同在一个 教室听课。或者一路信号进行实时医疗业务显示，用于手术指导、现场示教和专家远程会诊， 一路信号进行视频存储，用于课件制作、医疗事故鉴定、取证等。 病历档案传输 病人的电子病历档案可通过本系统进行传输，方便专家诊断。 静态图片传输 病人的 CT、X 光片等影像电子图片可以通过本系统直接共享传输，使用非常方便快捷。 PACS 接入 医院原有的 PACS 系统可接入本系统，例如将手术过程中使用的腹腔镜作为一路视频源接入本系统， 示教室即可观看到腹腔镜手术的真实细节。 【系统详细设计】 一、手术室系统 选取 1 个手术间做远程示教系统，每个手术室有 3 路视频，即术野摄像机、内窥镜输出视频及全景 监控摄像机，作为示教系统的视频源进行远程示教。同时采用 1 个全向拾音麦克将主刀医师的语音及整个 手术室的语音实时传送到监控端及示教室。在该系统中我们采用 2 台 VC3-6SFT 监控终端将每个手术室 的音频及视频信号压缩编码后输入网络视频矩阵(VC3-6NVM)提供给远程监控系统及示教系统使用。 二、显示系统 经交换机及网络传输过来的信号经过网络视频矩阵(VC3-6NVM)可实时的显示在监视监视器上，当 用户需要同时集中监视多路远端监控点的实时图像时，采用电视墙模块。它能够接收网络上的多个监视点 的数字视频流，经过视频解压缩，向显示设备输出多路模拟视频信号。从而集中显示远端图像，便于系统 管理员统一指挥、集中调度。同时通过网络视频矩阵控制软件可以设定网络视频矩阵显示内容，设置多种 轮询方案。并可进行屏幕的拼接现实方便以后现实系统的升级与更新。 由于 VC3-6SFT 监控终端支持多种常用解码器、快球和矩阵协议，支持自定义协议故可通过在监控室增 加一协议转换器及控制键盘实现对各个手术室监控云台的控制。 三、录象系统 视频录像服务器（VC3-6VRS ）由控制终端远程控制，根据控制终端的指令依托综合视频交换机进 行各种相关操作，将多路远端监控图像及声音并行录制到相应的文件中，并可随时查询检索回放。增加录 像时间长度只需增加硬盘的存储容量和数量。录像服务器由录像控制软件远程控制，根据控制软件的指令 依托综合视频交换机进行各种相关操作，将多路远端监控图像同时录制到相应的文件中，并可随时检索回 放。 四、示教系统 示教部分采用两台高性能的 PC 机同时安装视频浏览软件介绍及全向语音麦克实现诊室现场语音环境 再现和与诊室医生交互。同时通过配制教学终端(VC3-6CDT)实现关键动作拍摄记录，便于学习者下载后 学习使用。教学终端具有双向音视频编解码能力，对现场采集的音视频模拟信号进行编码处 理，对从网络接收的数字音视频数据进行解码处理，还原为模拟视频信号输出至户的投影 仪、大屏幕电视等显示设备。语音麦克则用于诊室现场语音环境的再现和与诊室医生的交 流。 系统特性说明 1本方案所选用产品严格按照相关国际标准设计，并符合国内相关的技术规范。 2. 任何一个前端及分前端都支持支持多种常用解码器、快球和矩阵协议，支持自定义协议，实现对 云台的控制。 3. 该系统支持文件传输、互发短信、字幕播放 ，扩容升级十分容易。 【系统拓扑图】 基于以上设计构建系统拓扑图如下： 【部署方案】 网络条件 本系统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； 医院与需要架设系统的机构可使用专网； 单条链路对网络带宽的要求是 1M-8M。 网络支持 QoS（Quality of Service）服务质量保障。 设备部署 根据需要，手术室可部署医疗专用高清摄像机、高清视频示教前端、手术示教专用臂架(可选)、19 寸液晶显示器、音箱、拾音器等设备。 示教室或多功能会议厅部署视频终端、会议室一体化摄像机、19 寸液晶显示器、大屏幕电视、音箱、 话筒等设备。 远程会诊室部署视频终端、会议室一体化摄像机、19 寸液晶显示器、大屏幕电视、音箱、话筒等设 备。 中控室可部署视频浏览客户端、示教终端、网络视频矩阵等设备。 机房部署综合视频交换机 MCU、录像服务器等设备。 医院可部署新的视频监控，也可整合原有视频监控系统。 设备选型 为了满足图像高质量的获取与显示，IP 摄像机、视频编码服务器、IP 电话、投影电视、液晶显示屏 和等离子电视等设备的选择是非常重要的。 摄像机 选用高清晰度、高信噪比、低照度的 3CCD 彩色 IP 摄像机，要求具有网络控制、白平衡、 光圈、聚焦、亮度等自动调整等功能，并可在手术室现场或网络控制室内对其取景角度、光圈、焦距等进 行遥控。 视频编码服务器 选用稳定性高、低延时和易维护的高清晰度网络视频编码服务器产品。 IP 电话 选用高话质、可扩展和易维护的 IP 电话产品，要求具有网络远程控制、语音自动传送、声 音线路输入输出等功能。 液晶电视 示教人数少于 8 人时，采用 32-37 英寸液晶电视作为手术示教显示设备。 等离子电视 示教人数 8-20 人时，采用 42-50 英寸等离子电视作为手术示教显示设备。 投影电视 示教人数多于 20 人时，采用视频图像显示均匀、稳定性好、图像和色彩层次丰富、易于 安装调试、分辨率高、操控性好、亮度高、接口丰富的 DLP 数码光栅投影机，要求分辨率大于 1024X768，对比度大于 2000：1，亮度大于 2000 流明。 调音台、控制器、功放、话筒（无线话筒）、音箱、监视器等设备为满足操作方便、性能可靠等要求， 易选用中等价格的产品。 各设备之间的连接一定要注意阻抗匹配，线路损耗要小，各种连接器件焊接要牢固，设备安装要稳定， 采用标准 UTP-6 双绞线网络布线，以保证系统的高质量稳定运行。 【主要设备技术参数】 综合视频交换机（VC3-6MCU） 项 目 指 标 通讯接口 10/100MbpsEthernet(RJ45) 电源 220VAC,50/60HZ 硬件指标 尺寸 44mm（1U ）高 442mm （19 英寸）宽310mm 深 单综合视频交换机支持终端数 单播会议：64 点 组播会议：128 点 接入网络视频矩阵 N8 接入录像服务器 N8 接入流媒体转发服务器 N8 接入数据报警处 理服务器 N4 最大同时召开会议 /指挥调度组数 单 MCU：64 组 系统时延 小于 200 毫秒 接入能力 视频编码协议 支持 H.264/MPEG2 等视频协议 流媒体转发服务器（VC3-6SRS） 项 目 指 标 视频编码 MPEG-4/H.264 音频编码 G.711/G.723/G.722/G.726 通讯接口 100/1000MbpsEthernet(RJ45) 转发路数 1256 支持级联数 16 硬件环境 建议配置 CPU: Intel CORE 2 DUO，1GB RAM， 千兆以太网卡。 视频输入 操作系统 windows 系列 示教终端（VC3-6SFT ） 项 目 指 标 视频编解码 MPEG-4/H.264 等 帧速 15-25fps256Kbps-2Mbps 可调 分辨率 35