医院手术示教和远程会诊系统解决方案

1、医院手术示教和远程会诊系统 解决方案文/肖波 刘红坡摘要：随着国家对医疗卫生人才培养力度的 加大，手术示教和医疗观摩系统逐步成为近年来 医院信息化建设的一个热点， 本文分析了当前手 术示教和医疗观摩系统的一些常见实现方式及 存在的问题，并提出了基于多媒体录播系统的手 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2009年 4月 6日国务院审议并原则通过 关 于深化医药卫生体制改革的意见 和 2009-2011 年深化医药卫生体制改革实施方案。意见 明确了今后 3年的阶段性工作目标： 到 2011年， 基本医疗保障制度全面覆盖城乡居民， “看病难、 看病贵

2、 ”问题明显缓解。大力加强医药卫生人才队伍建设成为必然， 意见中要求要充分发挥城市医院在危重急症 和疑难病症的诊疗、 医学教育和科研、 指导和培 训基层卫生人员等方面的骨干作用。 基层卫生人 员的培养通常采用现场学习方式， 由于手术室环 境的限制， 允许现场观摩人数有限， 为此众多医院都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的需要。一、当前挑战（一）怎样采集、记录、传输多样的医 疗可视信息近年来，技术的发展和突破推动了医疗 设备的不断进步， 大量先进的医疗设备在各 级医院得到逐步的应用和普及：如 CT （计 算机断层扫描）、MRI （核磁共振）、PET-CT（核医学）、DR

3、 （数字化X射线）、DSA （血 管造影）、各型内镜等，先进医疗设备所获 取的丰富的医疗影像信息为医生的诊断和 治疗提供极大地帮助， 同时数量众多、 品种 丰富的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、 记录、传输 提出了挑战。（二） 怎样加强信息系统的相互融合 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），成为当前医院信息化建 设的主流。能否与 HIS/PACS 以及医院EMR/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 息化整体建设的关键。目前市场上的一些手术示教和医疗观 摩系

4、统多以监控、视频会议产品为基础实 现，无法很好地解决上述问题， 各级医院需 要全新的手术示教和医疗观摩系统来满足 不断增长的需求。二、 解决方案国家建设部在 2007年7月 1日施行的 智能建筑设计标准(GB /T 50314-2006) 9210 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 丢失现象解决方案严格依

5、据国家标准和用户需 求，本着先进性、灵活性、可靠性的原则进 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的手术示教 / 手术转播解决方案 本方案以多媒体录播系统为核心， 基于 IP 网络实现手术室、诊断室、检查室、治 疗室和示教观摩端 （示教教室、 学术报告厅 等）之间全面的信息沟通和交流， 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，专家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 的需求特点，手术室等场所的医疗影像及其 它可视信息以单项传输为主， 音频采用双向 传输，方便手术室、示教端、控制中心等多 方之间的沟通和交流。 该手术示

6、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 应用的需要。按照系统中组成设备的工作原理， 本方 案可由五个部分组成： 信号采集模块、 信号 存储转发模块、 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 信号采集模块主要负责采集医疗活动 中需要传输、记录的各种信号并编码压缩后 通过 IP 网络发送给多媒体录播服务器。由 各种类型的编码器和摄像头组成， 适用于手 术室、诊断室、检查室、治疗室等医疗活动 场所。主要采集场景信号、 监护仪器信号及 医疗影像设备信号。2. 信号存储转发模块 信号存储转发模块主要负责将通过网 络接收到

7、的前端各种编码器发送的码流录 制存储于多媒体录播服务器（或扩展的 IP-SAN 存储）内，录制的同时通过网络发 送直播视频流到接收显示端， 同时还响应接 收显示端的点播请求并按请求发送视频流 到相应接收显示端。 多媒体录播服务器接 收网络中编码器发送的视频流后进行多路 组合录制，录制的同时直播手术室的多路视 频流，手术完毕后即可点播。其由多媒体录播服务器及网络存储 IP-SAN 组成，适宜部署在机房或管理控制 中心。3. 信号接收显示模块 信号接收显示模块主要负责从网络接 收前端多媒体录播服务器发送的视频流解 码后输出给各种显示设备。其由 Recplayer 软件 PC 客户端、录播硬件解码系

8、统及录播 屏对屏回放系统组成。 适用于示教教室、 学 术报告厅、会议室、医院科室办公室、远程 医疗机构等本方案可提供 3 种不同的接收回放显 示方式，用户根据使用场景的不同进行灵活 选择。一种是录播解码系统（硬件方式） ； 一种是录播多路信号独立回放系统 （硬件方 式）；一种是 PC（RecPlayer ，软件方式）。4. 管理控制模块 管理控制模块主要提供给用户直观、 便 捷的系统管理方式，通过 IP 网络对各种设 备进行管理控制以及系统的功能扩展等。 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 语音交互模块主

9、要负责完成医疗场景 端（手术室）与示教观摩端（示教室）之间 的语音交互功能，通过 IP 网络实现手术室 与示教室的语音交流。其由语音交互终端、 多方语音交互系统、 回声抑制器构成。 适宜 在手术室、诊断室、控制室、治疗室等医疗 活动场所及示教观摩场所推广。手术室与示教观摩端语音交互基于普 通的 IP 网络，两个 IP 语音终端即可实现手 术室与示教室间点对点的语音交流， 通过多 方语音交互系统可扩展三方及以上的语音 交互。（二）典型项目组网如图 1 所示，信号采集部分的编码器采 集眼科手术室全景、 显微手术镜、 生命监护 仪的信号以及内镜手术室全景、手术特写、 内窥镜的信号，编码器米集信号后编

10、码并通 过IP网络传送给信号存储转发部分的多媒 体录播服务器，多媒体录播服务器对多路信 号进行同步组合录制，录制的同时直播两个 手术室的多路视频。大会议室内的录播多路 信号独立回放系统接收服务器直播，将多路 信号分别独立的显示在每个屏幕上。示教室 内的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。手术室与示 教观摩端通过IP网络上的语音交互终端实 现双向语音交流，专家可在示教室或大会议 室做手术解说示教或远程指导手术的进行， 通过局域网或互联网身处各地的医学专家 也可观看手术全程。通过PC客户端Recplayer软件接收手术直播頰畑语育处主端IP-SAhlBisjiiffi.语

11、音交互綁局域网互（网卩接收耳播、点播-示教星现母至音删r声岳统 （训音台助故I II语音竟豆终靖n-脈科手术室内锻手术室多躱诈曲虧器务方逶音仝旦系班三右卩上逵；申心机房込论3F1 -录播雰帘信号注立回战期示教教宜报告厅大合议宴灵龍L：图1典型手术示教、医疗观摩系统拓扑图ninF刊*壬苗盲E塚十冋77封=rttttv帝融FT 钗書（一）全面记录、同步存储、同步回放 单间手术室支持多达 6 路可视信号的 同步组合录播， 可满足复杂手术及诊治环境 下（如心脏介入治疗手术） 医疗影像信号的 全面完整记录， 录制信号存储在一个单一文 件中，方便传播及事后同步回放。（二）高清影音记录 视频清晰度采用最先进

12、 H.264 算法，支 持 720P/1080i/1080P,向下支持 CIF/4CIF/480i/576i ，最高可达 1920X1080， 音频采用 AAC-LC 算法, 44.1k 及以上采样, 可高清晰记录和传播手术全程影音信息, 充 分展示手术示教和医疗观摩成果。（三）接口丰富, 支持各种专业医疗影 像设备信号采集支持复合视频、分量、 VGA 、DVI-i 、 HDMI 、SDI/HD-SDI 等各种信号接口,可 满足全景摄像机、术野摄像机、内镜、病人 监护仪等现场视频与各种医疗影像设备信 号的同步采集、录制、传输的需要。（四）灵活多样的示教观摩接收显示方 式，方便各种示教观摩场所灵

13、活选用 方案中手术示教和医疗观摩系统提供 三种接收显示方式： 录播解码系统 （硬件方 式）、录播多路信号独立回放系统（硬件方 式）、PC （RecPIayer，软件方式），用户可 根据示教观摩场所的功能及用途进行灵活 选择。其中录播多路信号独立回放系统可实 现4路1080P信号的独立输出显示，非常适 合学术报告厅等大型示教观摩场所全面、 清 晰显示示教观摩内容需要。（五）分布式架构，模块化布局，充分 满足系统弹性扩展需要系统采用分布式架构， 模块化布局， 编 码器和多媒体录播服务器可根据手术室的 类型和数量进行灵活组合， 可视信号管理平 台等功能模块可根据系统规模及管理需要 进行配置部署， 单

14、台多媒体录播服务器可最 多扩展满足 8 间手术室的手术示教需要， 可 充分共享原有资源，后期扩容成本更低。（六）灵活多样的交互方式， 方便各种 应用开展的需要；系统支持在线文字交互、多方双向语 音交互等交流方式， 提供方便的在线人员统 计等管理功能， 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的需 要。语音交互可扩展支持普通固定电话（PSTN）、网络电话（IP电话）、手机、视 频会议终端等融合语音交互的需要， 满足随 时随地进行远程医疗、 手术指导等应用的需 要。（七）与医院原有信息化系统（ EMR/OA/E-Learning/HIS/PACS 等）无 缝融合系统采用基于 WEB 的 B/S 架构，提供 增值开发包及后期媒体编辑软件等管理软 件，可与医院原有的 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2009 年，中山大学附属第一医院在数字化手 术室项目采用了该方案实现手术示教及医疗 观摩系统，系统采用 6 套高清及标清编码器， 其