远程医疗项目解决方案.doc

. . . .ShowVideo远程医疗系统解决方案2004年9月 前 言远程医疗（Telemedicine）是网络科技与医疗技术结合的产物，它通常包括：远程诊断、专家会诊、信息服务、在线检查和远程交流等几个主要部分，它以计算机和网络通信为基础，实现对医学资料和远程视频、音频信息的传输、存储、查询、比较、显示及共享。一些疑难急症需要多地专家会诊；传染性疾病不易到公众医院就诊传统的医疗经常会遇到这些问题。如今，计算机和多媒体技术以及通信技术迅猛发展，为远程医疗的发展提供了契机，以上问题也都可以得以解决：医生和病人可以通过视频进行安全、快速的交流,病人和医生在网上及时的交流能使得医生更好的了解病人的病情发展状况和发病时的表现；病历和X光片等资料通过双流技术实现会诊时的实时传输；多家医院的专家对一例病例进行远程会诊等。ShowVideo 网络视频服务系统是在最通用的TCP/IP网络平台上，实现先进的视频交流与多媒体数据交互功能。系统安全的网络技术，优良的网络支持性，为远程医疗、远程会诊提供高效可靠的网络支持；系统领先的视音频解码和传输技术，让医生，患者感受卓越的视音频享受；系统广泛的互动能力，提供多选择的呼叫方式；系统先进的开发技术，实现各操作系统平台间的无缝连接；系统良好的扩展性、兼容性和稳定性，在充分利用硬件提供的有限资源的前提下，实现大流量的网络视频输出和高效的事务处理，ShowVideo基于自己在MCU领域的优势，推出了以“画面清晰、多组诊断”为主要特色的远程医疗解决方案。第一章ShowVideo的系统特点功能与效果 多组诊断同时进行: 远程医疗系统应该能够保证多组诊断同时进行，各组诊断之间互不干扰。 高清晰显示: 保证专家远程诊断时可以清晰地对患者进行观察和诊断，最关键的是对于病情诊断相关图片具有高清晰度显示能力。 双视频: 患者可以通过一路主视频与医生交流，同时利用第二路视频传送相关的病历X光片或保存的录像,以提供更详尽的信息给专家。 录播：可将整个诊断实况记录到外部服务器上，用于医生查看作更详细的分析，也可留作参考。 远程摄像头控制：当专家想调整观看部位时，可以轻松地通过遥控器调整。 多路混音：多位专家会诊时可以通过讨论来相互间交流意见。 网络适应性强，系统运行于TCP/IP网络的应用层，和网络的底层物理介质无关。 符合H.323的标准，具有技术领先性、良好的系统兼容性和互操作性。 第二章ShowVideo的系统功能系统功能图如下：第三章SHOWVIDEO的应用形态医疗卫生系统的特点和视频通讯需求：能与其他数字医疗系统有机的整合在一起，协同工作。同时具备整体性和分散性：既可以在一个省或地市的大部分医院统一采购，实施远程医疗系统，组建大规模的远程医疗网；也可以三两医院或学术机构自发采购，实现互连，进行会诊或培训。注重实用性，除了远程会议以外，远程培训、远程会诊、疫情汇报和学术交流等其他形式的应用更多一些。需要诸如图文共享，幻灯片存储发送，交互式电子白板注释等更丰富的多媒体数据功能。对音、视频质量和通信的可靠性、稳定性的要求较高，尤其是用于远程会诊时，对视频图象的质量要求更高。网络环境相对复杂：在国家级、省级、医学院或研究机构往往有自己的专网和丰富的带宽资源，在地市级或县级医疗机构则没有自己的网络，需要租用电信部门如ADSL、ISDN等通讯速率较低网络。针对不同的网络环境，需要不同的产品和解决方案。医疗卫生系统的视频会议系统可以有多种不同的应用，例如：专家会诊、远程培训、医院探视、行业会议、行政管理会议（疫情应急指挥、疫情汇报及通报）、远程诊断以及交互式公众教育等等。医疗卫生系统的视频会议系统可以有多种不同的应用，例如：专家会诊、远程培训、医院探视、行业会议、行政管理会议（疫情应急指挥、疫情汇报及通报）、远程诊断以及交互式公众教育等等。ShowVideo针对医疗卫生系统的不同应用环境和用途，充分利用ShowVideo各种类型的视讯终端（如个人桌面终端、会议室型终端），配合用户的网络情况，选择合适的接入方式（包括E1、DDN、ISDN、LAN、ADSL等等），提供了包括远程诊断解决方案、远程培训解决方案和行业会议解决方案在内的、三种不同应用的、完善的远程医疗解决方案。远程诊断解决方案和特点利用会议电视系统，可以实现远程专家会诊服务和多媒体图像传送，使远在千里之外的任何地区的普通老百姓能够得到各地多位名医的集体会诊。ShowVideo提供的远程诊断解决方案，可以分别连通省级医院与全国各著名大医院及医疗科研机构、省级医院与地市医院、地市医院/医疗研究机构与县级医院/社区医院；也可以将上述三个单级网络组合在一起，形成遍布全省的二级网络，或跨省区的三级网络。1) 连接全国各著名大医院及医疗科研机构通过直接在手术室配备SHOWVIDEO的远程医疗设备HS2000，利用HS2000丰富的视频端口，连接诸如眼底镜、内窥镜、耳镜等多种专业医疗设备；或在会议室或诊疗室配备SHOWVIDEO的Galaxy755，Vista VX等产品，就可以把本省的省级医院连接至全国各大著名医院及医疗科研机构，甚至通过国际互联网的国际出口连接国外著名医疗机构，与这些机构实现远程诊断或远程专家会诊。网络的接入方式可以选择E1、DDN、ISDN、等等。网络拓扑图如图所示。2) 连接省级医院与各地市医院在各大医院可以采用基本相同的设备，即在手术室配备SHOWVIDEO的远程医疗设备，在会议室或诊疗室配备会议室端产品，实现各个医疗机构之间的远程诊断或远程专家会诊。在省内各医院之间的网络的接入方式有很多，可以根据实际情况选择E1、DDN、ISDN、ADSL等等。网络拓扑图如下所示。3) 连接地市医院与区县医院将全省各地市医院与区县医院连接以来，组成一个相对简单却有效的远程医疗网络，使边远地区的患者能方便地享用远程医疗网所提供的优秀医学医疗资源，通过远程会诊、远程治疗等方式极大的方便患者就医，造福百姓。考虑到区县级医院的医疗水平和经费问题，可以在各地市医院配置SHOWVIDEO的远程医疗产品。而在区县医院只配置一台PC加摄象头，来实现远程诊断或远程专家会诊。与这种方式相仿，还可以在各地区医院与区县医院之间采用ADSL的接入方式。4) ShowVideo远程诊断解决方案特点：方便的实现与其他数字医疗系统的整合ShowVideo使用基于PC的视频会议系统实现远程专家会诊系统功能，能充分地与医院的各种信息应用系统（如HIS，PACS和RIS）整合在一起。为边远地区患者提供专家级服务ShowVideo提供的远程诊断解决方案，可以将病人的病例、CT片、B超片等和手术全过程清晰传到医学专家所在现场，由医学专家对病人病症提出会诊意见。在SHOWVIDEO会议电视系统上显示的现场图象，非常清晰逼真，犹如在临床观看，甚至可以指导手术的进行。为接入远程医疗网的各地区、区县医院的患者提供省级大医院的专家服务。用于远程培训，改善基层医务工作者的继续教育条件用户可以充分利用该系统作为远程培训系统，使其他参与医疗培训的人员能在远端观看专家的会诊和手术的进行过程，改善基层医务工作者的继续教育条件。整合医院医疗资源，发展会员医院，获取经济效益ShowVideo提供的多级组网解决方案，可以充分整合各大医院医疗资源，实现优势互补，使各大医院充分利用远程医疗网络，发展会员医院服务，获取良好的社会效益和经济效益。减轻病人异地寻医费用负担，吸引病人就诊,获取经济效益ShowVideo提供的多级组网解决方案使各地区、区县医院可以利用远程医疗网络，减轻病人异地寻医问药发生的交通费、差旅费负担，吸引病人前来就诊,也获取良好的社会效益和经济效益。远程培训解决方案ShowVideo系列产品，还可用于提供医学院之间的远程教育，以及医学院与医院之间的远程教育解决方案。在医院的手术室配备ShowVideo的远程医疗设备，在中小医院的会议室、诊疗室或学校的多媒体教室配备ShowVideo客户端产品，即可实现在几个医院与医科大学之间、或几个大医院与区县级医院之间的远程培训。当然，还可以医院的会议室或学校的多媒体教室配备ShowVideo视频点播，使分布在各地的医生、学生能够收看实时的广播或在点播培训内容，并通过网上课件复习，通过电子邮件提问和提交作业。主会场效果图如下：主会场效果图分会场效果图如下：分会场效果图第四章ShowVideo总体架构ShowVideo系统由三大部分组成：l 会议控制中心：完成组织远程医疗及控制功能；完成网站服务更新、系统维护、权限设置功能等。l 多点音视频分发控制单元(MCU)：完成多路音视频的分发控制,业内独创的路由式MCU,支持多个级联。MCU按照功能类型分为上行媒体服务器和下行媒体服务器。他们可以是同一个服务器，也可以不是同一个服务器。l 客户端：实时接收多点控制单元发布的信息。1、ShowVideo网络远程医疗系统管理中心主MCU可对会诊室、用户、多级机构进行管理，并且支持记录管理，对各级分MCU进行网络优化。2、ShowVideo网络远程医疗软件转播代理(MCU) 分MCU支持网络优化、集连、容错技术，当其中任一个MCU发生崩溃、断电或遭受病毒攻击等意外情况，其它分MCU可接管已丧失功能的MCU，以保证系统的正常使用。 自动对网络环境和登录用户进行优化，任一用户登录会议都可被机构管理员根据网络的实际情况指定于任一MCU下登录，当其中任一分MCU登录用户达到MCU使用极限时，系统将自动登录用户分配到临近的其它的MCU。 网络视频分MCU具有很好产品延伸性能，一个分MCU可支持20个会议室同时召开会议，一个会议室可同时支持50100个点的客户端进行视音频交流。3、ShowVideo网络远程医疗会场 主持人可随意接收和控制视音频，主持人可对与会者视音频设置进行调整，支持电子白板与IE同步浏览，支持病历、X光片同步浏览，支持MPEG4视频流格式、使用RTP/RTCP协议传送流媒体。 网络环境恶劣时（窄带传输、网络瞬间拥塞）不出现马赛克等花屏现象，当操作系统使用WindowsXP时支持回音逆止功能，以降低噪音及环境音对麦克风的干扰，支持同一会议室的多用户声音的混音技术。4、ShowVideo网络远程医疗系统接收客户端 采用IE浏览器方式登录，可自动更新、下载客户端，升级、维护简单，易操作。 客户端登录使用采取帐户密码方式校验，流动性强，可随意飘移。 支持视频接收，音频同步交互，具有数字录像功能，可将桌面上的多个视音频窗口与屏幕广播窗口同步录像，并进行同步播放。 可支持远程视频遥控 ，远程传输时视音频流同步，跨省域的视音频流传输，延时小于300毫秒。第五章ShowVideo系统技术说明1.基本原理及关键技术内容ShowVideo网络远程医疗系统是基于Internet、支持实时流式传输、播放和交互的流媒体应用系统，它创造性地利用了分布式多级智能中转技术解决多路音视频的分发控制，有效解决了媒体交换中媒体控制于处理造成的问题；通过自主研发并制订了扩展模块控制协议标准，极大提高了控制信令传输的可靠性；采用多种媒体优化、传输优化技术增强系统的关键功能。为各种网络应用环境提供了一个稳定可靠、经济实用、功能强大的网络视频交互系统。2其他解决方案存在的问题传统远程医疗解决方案中包含硬件远程医疗和软件远程医疗两大解决方案。硬件解决方案中最大的缺憾是需要固定的线路和固定的会议地点，并且依赖于昂贵的硬件投资。因此对于大范围远程医疗的召开，无论是基础建设还是会议的召集都存在很大的局限性，并且缺乏管理的灵活性。在一些软件解决方案中多点控制单元(MCU)多采用软件方式设计，用以实现多点信息交换的功能，而对于MCU中多点媒体控制(MC)和多点媒体处理(MP)而言，带宽和服务器系统的限制是所有软件解决方案中难以克服的瓶颈，直接影响服务系统的稳定、视频图像的质量以及会议的容量。远程医疗整体结构的合理性也影响着远程医疗的效果，对于大多数远程医疗中的数据交换瓶颈往往是由于实际与会者的分布状况造成的，而单纯从带宽瓶颈上着手解决的方案不会获得太大的效果。另外，为保护用户在以往硬件设备中的投资，或者为今后的系统扩展，远程医疗的兼容性也显得尤其重要。如果不具备标准协议支持，一些远程医疗就不能很好的和硬件兼容，和其它远程医疗系统兼容。3产品的成熟性和可靠性论述本产品所涉及的技术方案已经过实验验证，根据市场应用过程中不断反馈的信息和需求、我们一直进行深层研发，已形成稳定可靠的产品模型，使得产品面对市场需求不断成熟。在多家大中型医疗单位的实际应用中，用户对本项目成果给予了充分肯定，用户报告均反映该系统稳定可靠，功能齐全，具有实用性、先进性的特点。4实施方案ShowVideo网络远程医疗系统的实施方案主要包含四个方面的内容：硬件设备配置、系统软件平台、应用软件部署、网络带宽资源需求。4.1应用软件系统ShowVideo网络远程医疗系统如下图所示，包含管理中心(用户部门管理、权限及资源分配、会议控制)、转播代理服务(MCU)、认证服务以及数据库系统。终端用户包含最终用户和会议室用户，通过客户端验证用户有效性，系统设立多个认证服务器以降低中心认证服务的负担，Web网页验证仍需要通过中心Web服务。转播代理服务模块(等同于MCU)可以分布在许多网络节点上，相互进行实时视频/音频/白板/文件/数据流的交换、转播。其“智能流”技术保证使网络上的流数量和带宽降到最低。会议室最终用户转播代理服务MCU认证服务认证服务认证服务认证服务数据库管理中心会议室最终用户转播代理服务MCU会议室最终用户转播代理服务MCU会议室最终用户转播代理服务MCU图1 应用系统结构图系统根据不同的网络模式具有多种应用软件系统的部署方式：l 模式1：单一子网，所有用户均处于同一子网，无须代理服务进行转播，数据流在各客户之间直接传输,每台PC输出多路流，同时收到来自各台会议成员发送过来的流。l 模式2：单一子网，所有用户均处于同一子网，但通过代理服务进行转播，发送端PC仅输出1路视频流。转播代理服务器向大量接收者发送视频流，可以通过单播（Unicast）和组播（Multicast）方式。l 模式3：多个子网，某（几）个子网无代理模块。同一子网内部的数据流模式和模式1相同。不同子网间的数据流，将通过代理服务进行转播。呼叫中心根据代理服务所在子网进行判断，将远端服务请求发送至代理。由代理转发不同子网间数据。l 模式4：多个子网，所有子网均有代理模块。所有子网间数据流量均能通过代理进行转发，代理服务使网络数据流量最优。l 模式5：多个子网，所有子网均有代理模块。发送端直接发送流给本地用户，所有子网间数据流量均能通过代理进行转发，代理服务同时使用组播方式进一步使网络数据流量减小。对于大规模运行，我们建议采用模式5兼容各种复杂的网络结构。4.2系统软件平台根据应用软件的部署模式，中心服务器细分为中心管理服务器、数据库服务器。管理服务器提供远程医疗中心控制服务和Web服务；为分担中心管理服务器的负载，数据库服务器可采用独立服务器提供数据服务，也为今后数据的扩展(分布式存储、并行服务、双机备份与容错等)提供条件。认证服务器单独部署有利于减轻中心认证的负载，而且可以将认证服务布置在任何分中心或主节点。甚至可以和MCU服务器并行。服务器类别操作系统应用软件部署管理服务器RedHat Linux AS/9远程医疗管理中心/Apache HTTP Server数据库服务器RedHat Linux AS/9数据库Oracle 10g认证服务器RedHat Linux AS/9分节点认证服务MCU服务器RedHat Linux AS/9转播代理服务用户终端Windows2000 Pro/XP客户端软件4.3硬件设备配置硬件设备的数量要求需要根据系统的应用环境确定，如果不计算分节点（多机构）的情况，采用简单多用户并发计算，服务器类别数量说明规格要求管理服务器1台P4 2.4GHz/2G内存/100M，具有固定IP地址，系统各服务器均可访问。数据库服务器2万用户级：1台。510万用户级：通过实现数据库的并发服务提高数据库性能。10万用户以上级：采用并发服务和分布式数据库集群方案。P4 2.4GHz/2G 内存/100M认证服务器根据用户数量定。2万用户级:一个认证服务5万用户级:两个认证服务10万用户级:三个认证服务同时根据用户部门的划分确定服务器数量。P4 2.4GHz/1G 内存/100MMCU服务器2万用户级:3个MCU服务5万用户级:8个MCU服务10万用户级:15个MCU服务P4 2.4GHz/1G 内存/100M用户终端视系统而定P4 1.7GHz/512G 内存/100M4.4网络带宽资源网络带宽资源需要根据具体网络结构计算，以下只是网络资源的基本要求。服务器类别网络资源要求管理服务器广域网带宽10M共享，100M局域网。数据库服务器100M局域网。认证服务器广域网带宽1M共享，每个认证连接1K,并发1000用户，容量2万用户同时认证。MCU服务器广域网带宽10M，共享单MCU最多并行转发12000路、白板最多并行转发12000路、屏幕视频最多并行转发12000路。用户终端广域网50K-100M视具体情况而定，局域网100M第六章升级建议和报价（根据具体需求做出）SONY EVI-D100P 云台摄像机 适应于要经常移动的会议场所，带一个可以移动的电源AC-DC变压器，自带RS232接口可以直接和计算机相连控制转向和变焦，同时也可以通过手持式遥控器转动。该摄像头可以放在桌面随意移动，也可以固定在墙上或天花板上，还可在底座通过一个摄影机三角架固定放置于地面。Sony新款的EVI-D100P摄像头是应用于诸如远程医疗,远距离教学,监视,会议和培训厅,审判室,教堂,互联网通讯等等,D100P是一个高速,无噪声镜头转动,宽视角和40倍变焦的高质量CCD摄像头,D100P摄像头提供了快速稳定的自动聚焦,自动白平衡和自动曝光,当镜头变换位置时不用手动控制调整。D100P摄像头加入流行的EVI系列扩充其产品线.主要功能: 静音操作,直接驱动马达与传统型号相比彻底降底了镜头转动的噪声 40倍变焦比(10倍光学+4倍数码) 速稳定的自动聚焦镜头达到40倍,免除了手动操作 新近开发的广角镜头,使它在小房间使用的理想产品. 它可以快速的移动指定的位置 它可以被设置成在指定的一段时间不用时自动睡眠状态 它还具备多种画面效果 一个整合的后备电池在摄像头电源关闭时可以储存预设位等设备以参数 配有红外遥控器 通过通信RS-232C (VISCA)接口可被计算机控制 参数视频信号: PAL摄象传感器: 1/4 type Super HAD CCD有效像素: 752(H) x 582(V)水平分辨率: 460 TV Lines (wide end)镜头: 10x 光学, 4x 数字 f=3.1 to 31, F 1.8 to 2.9水平视角: 6.6 to 65 degrees最不物体距离: 100 mm (wide end), 600 mm (tele end)最低照度: 3.5 lx (F1.8)自动曝光: Auto/Manual/Priority AE,暴光补偿, 逆光补偿快门速度: 1/3 to 1/10,000 s白平衡: Auto, ATW, Manual, One Push, 3200K, 5800K信噪比: 50 dBPan/Tilt: 水平 +/- 100度(Max speed 300 degrees/s)垂直 +/- 25度(Max speed 125 degrees/s)(in 0.07 degrees increments)视频输出: VBS, Y/C电源: DC 10.8 to 13.0 V功耗: Max.13.2 W (at 12 Vdc)操作温度: 0 to 40 C (32 to 40 F)存储温度: -20 to 60 C (-4 to 140F)体积: 113(W) x 120 (H) x 132 (D)mm (4-1/2 x 4