手术示教系统方案设计

1、系统概述：手术教学 ,是医院进行临床教学的必要手段。但是，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。采用网络演播、教学系统可以使实习医生，学生在手术室外观摩手术过程， 进行实时教学。既减少手术室内交叉感染 ,又保障了手术室内无菌要求 ,同时也扩 大了手术教学的范围。完全摆脱了传统教学模式在时间、空间和人数上的限制。采用网络演播，可以方便地举行医学学术交流，有效而方便地提高全国同行 业的手术水平， 各地相关科室医生无需出差， 就可以在本地清晰地观看高清的

2、手 术全过程，如果需要，还可以与主刀医生实时通话。上海市某三甲医院，每年定 期举办的全国泌尿科手术学术交流会议， 采用该系统后取得了良好的学术交流效 果并得到了专家的一致好评。系统功能：? 加强手术管理，提高手术水平专家无需进入手术室， 可以通过在观摩会议室实时观看手术的高清画面， 与 现场医生一同对患者进行确诊， 并进行手术指导； 对手术过程进行全程的实时记 录，并进行高质量、长时间的存储。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。北京大学第三医院? 专家远程会诊REACHWIN医院手术室网络演播

3、、教学系统是基于 IP技术的，所有的手 术画面都可以通过IP网络远程传送手术画面，使会诊专家可以清晰地看到远程 医院传来的各种实时医学图像，进行远程手术指导。系统方案设计原则先进性由于计算机、网络、通讯等技术发展极为迅速，更新换代频繁，为保证系统 有较长的生命力，设计的网络方案，要选择较高的起点，不仅满足现在应用的需 要，而且要充分考虑到未来业务发展的需要， 使网络能够在尽可能长的时期内保 证应用的需要。实用性设计网络系统时，必须保证网络的实用性，并在性能接近情况下，使网络结 构尽可能简洁。灵活性在保证使用要求和技术可行性的前提下， 电视会议系统所有终端设备具有便 于操作、管理、 实用有效的卓

4、越特性， 并可根据用户的实际需要修改和扩充系统 设备功能。开放性系统必须接受具备国际标准协议的设备入网。扩展性随着应用变化的需要，网络的性能和结构应能够方便灵活的扩展，局域网的 内部结构及站点的调整不影响骨干网。 初期采用的设备支持以后的网络平滑的扩 容，保证在网络的成长过程中，网上业务不会受到影响经济性在设计网络系统时，应提供性能价格比高的解决方案，并综合考虑设备价格 变化，设备升级扩展等因素。可靠性本系统具有良好的远程图像传输功能，图像清晰 , 伴音与图像严格同步。 主机高度集成一体化设计；断电、误操作不会导致设备损坏；无操作系统故障，不会死机； 不惧怕病毒的袭扰，攻击； 功耗，能够长时间

5、（数小时，数天，数月）开机工作快速实时性能够在任何时间及时召开内部电视会议， 迅速将主会场图像传送到其他各分会场，保证图像清晰并与伴音同步，保证图像动态连续性和实时性。网络管理的统一性完善的网络管理是电视会议系统组网成功的重要保证， 而能否建立起统一的 网络管理平台对于简化管理程序，提高管理水平是至关重要的。基于以上的考虑，我们在进行网络设计时，必须选择合适的网络技术，以达 到最佳的建设效果。系统组成：医院手术网络演播、教学系统解决方案由三大业务平台构成：1. 手术室高清视音频信号接入业务平台2. 医院高清教学中心业务平台3. 高清视音频信号展示交流业务平台接入业务平台的主要功能为将手术室的图

6、像和声音实时地转化为网络数字 信息并传送。 手术现场采集的图像一般都由两路高清晰度摄像机输出， 一路信号 进行手术过程的细节拍摄。 （例如安装在手术无影灯上的高清摄像机）主要用于 医疗业务显示， 手术指导、 现场教学和专家远程会诊， 另外一路信号进行手术室 现场的全景拍摄。中心业务平台位于 REACHWIN 教学系统解决方案的媒体交换层，负责接入 业务平台的信号接入与认证、 客户端的接入与认证、 视音频码流的分发、 业务功 能控制、系统设备管理控制等核心功能。 同时中心业务平台集成了网络录像单元， 可实现网络媒体数据的数字化录像、存储、检索、回放以及管理。展示交流业务平台可将远程手术室的高清图

7、像解码输出到本地显示设备， 将 远程手术室医生的语音解码输出到本地扩声设备。 同时位于异地的医学专家、老 师、学生可以实时地与手术室现场的医生进行语音交流， 获取进一步的现场信息。医院手术网络演播、教学系统方案构建接入业务平台手术室1摄像头全向麦克风视音频服务器摄像头全向麦克风视音频服务器手术室3手术室4摄像头全向麦克风摄像头全向麦克风视音频服务器视音频服务器至其他网络展示交流业务平台接收端PC录播主机 （录制、直播、 点播、合成）中心业务平台管理计算机接收端PC手术室2? 高清晰度视频摄像机前端手术现场，根据手术室的特殊要求，每个手术室内一般配备两台摄像 机。一台安装在手术室无影灯的摆臂上，

8、 为高清晰度彩色摄像机，此摄像机镜头 采用变焦镜头，摄像机的位置移动随摆臂移动位置， 主要采集医生在手术过程中 手术部位的细节图像，比如手术创口、手术台画面等，另一台安装在手术室的角 落，为高清晰度彩色固定摄像机，主要观察整个手术室的场景情况。1、 全景摄像机2、高清彩色摄像机 SONY HDC-X300K? 硬件编码设备 PCS-8010A在手术室内，除了摄像机外， 还需要安装一套 PCS-8010A 高清晰度编码器， 将手术室的两路摄像机的模拟视频信号进行数字化编码和压缩， 将编码后的视频 信息通过 IP 网络实现组播实时视频流的分发，利用中心业务平台传送到指定的 目的地址，这样学员或医学

9、专家在远端教室就可以实现手术直播过程的实时观 看，同时，高清晰度 PCS-8010B 编码器也可以将手术视频图像编码后，通过中 心业务平台直接将高清晰度的视音频数据写入到网络录像设备进行信息保存。? 中心业务平台 PCS-HG990P中心业务平台 PCS-HG990P 是 REACHWIN 手术网络教学系统解决方案的 核心设备。 高清晰度 PCS-8010A 编码器通过网络接口将视音频信号接入中心业 务平台，作为整个系统的传送和交换平台， 中心业务平台针对网络演播特性对安 全接入、 QoS 保障和组播支持进行了充分的优化，可实现视音频流的无阻塞交 换，确保手术图像的清晰度和实时性。对于从手术室

10、采集的图像，既要进行实时显示，又要进行高质量、长时间的 存储，以供后期进行查阅和教学研究。 如何进行这些海量信息的存储和管理使用 是非常重要的， REACHWIN 教学系统解决方案的中心业务平台集成了网络录像 设备，主要功能是接收和存储高清晰度 PCS-8010A 编码器发送过来的基于 TCP/IP 的视音频数据流，向客户端（硬件和软件两种方式的客户端方式）提供实时的视音频数据流点播直播和下载服务，并接受中心业务平台的统一管理? 硬件解码设备PCS-8010B和PC机软件解码功能位于异地的学员教室、医学专家会议室部署高清晰度解码器PCS-8010B和高清显示设备，将接收到的视频流还原成标准模拟

11、信号显示。这样学员们可以在 远离手术现场的会议室或教室就可以观摩手术的整个过程，异地的医学专家也可以根据手术现场高清视频图像提出针对性的意见。同时异地的学生和医学专家可 以实时地与手术室现场的医生进行交流并提问， 以获取进一步的手术室现场的信 息。真正实现了沟通无极限，视讯面对面。医院手术网络演播、教学系统解决方案提供了两种方式的远程视音频的播放 方式，一是基于硬件解码设备 PCS-8010B的视音频播放和交流，比较适合在会 议室、教室中安装使用。另外一种方式是利用 PC机软件解码以实现视音频信号 的回放和现场交流，比较适合个人使用电脑的情况下观摩和学习手术的全过程。系统主要设备：中心业务平台

12、PCS-HG990P主要功能:PCS-HG990是一台提供数字录像及点播、直播服务的服务器，可同时支持30路2Mbps视音频码流的录像和30路2Mbps视音频码流的点播或直播。应 用在手术网络教学系统中，可把重要手术过程录像保存，并提供基于Web的录 像点播服务。1）产品特点：进行实时数码录像，可任意选择对一个手术室或多个手术室同时进行录像。可对手术信号源进行录像，如内窥镜、腹腔镜等视频信号的录制。可对数字节目源进行格式转换和存储，将 DVD、VCD等片源转换为可点播 的格式。支持多个码流同时录像和多个用户同时点播。在硬盘容量160G时，可存储240个小时的高清晰度节目。可扩展硬盘或硬盘阵列支

13、持更长时间的录像。提供基于Web的录像点播服务。2）技术指标及参数：硬盘容量：+冃 丰屮辰夹&丰口 曰.1. =r.胎 rr-k宀|-fer根据录像参数和最人录像时间综合考虑。视频标准H.261、H.263、H.263+、H.263+、H.264、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4。音频标准G.711、G.721、G.722、G.723、G.728、G.729、MP3。处理能力单台可冋时支持 30路2Mbps 视音频码流的录像和 30路2Mbps视音频码流的点播，单个码流支持64Kbps至8Mbps的速率。录像录像格式：ASF格式。视频分辨率：根据原始码流的参数，最高可达704

14、X576 （4CIF ）。录像文件大小：文件大小由码流大小、分辨率、帧率的参数决定，7203840M/小时/路（4CIF、25帧/秒）,150240M/小时/路（CIF、25帧/秒）。录像文件播放可采用PCS-8010硬件回放或可采用 Mediaplayer 或其它通用播放软件播放，可转发到视频终端直接输出到显示设备，客户端可通过Web浏览器直接点播录像。设备管理采用标准SNMP管理协议与网管服务器通信，实现远程网管，可通 过内置Web服务功能登陆管理。SONY HDC-X300KHDC-X300 和HDC-X310 采用三个1/2 英寸型150万像素高清晰度CCD （电荷耦合器件），提供 高

15、分辨率、高灵敏度和高信噪比。这个系列的摄像 机充分利用这些性能，并配备各种先进的技术特点 如逐行扫描模式、慢快门和自动聚焦功能*2，极大 的拓展了应用的领域。配合使用可选购的 RMB150/B750 遥控器，或RCP-700 系列遥控面板，还可以提供方便的远程遥控功能。HDC-X300在后面板上配有HD-SDI输出，是高清操作的首选。HDC-X310 系列则通过一条光纤线缆连接 HFU-X310信号接口单元，增加了更多的接口和 操作灵活性。这个接口单元提供了不同的选购接口来满足不同的信号格式，包括计算机XGA输出，以及HD-SDI和SD-SDI，并通过i.LINKTM 接口提供HDV 信号。P

16、oVHDC-X300和HDC-X310摄像机的紧凑设计既适于室内又适于户外使用， 是诸多高清图像拍摄应用的理想选择，例如大屏幕显示、高清晰节目制作、Sony新型的BRC 300是一款革命性的紧凑型一体化自动彩色摄像机系统，专用于远程视频拍摄应用。BRC 300采用了三片1/4.7英寸型Super HADTMCCD，在4:3和16:9两种模式下都可提供高质量和高分辨率的图像。通过高精度和大范围的遥摄/倾斜/缩放功能，BRC 300可以精确地捕捉摄像机 周围可视区域中正确的点，来满足你的需要。你还可以使用 Sony选购的RM BR300遥控器，轻松自如地控制摄像机；这种遥控器配备一个符合人机工程学的操纵杆和多功能的控制面板。与选购的BRBK 303光学多路复用卡和 BRU 300 光学多路复用器组合使用时， 能够通过一条单一的光纤线， 对 BRC300 进行遥控。BRC300 还配备一个卡槽， 可以安装选购的接口卡， 从而使摄像机可以与各种 系统整合，从 S-Video 到 RGB、SDI ，甚至光纤系统。此外，还有两个遥控接 口（ VISCATM 协议），为你的遥控拍摄应用提供额外的可扩充性和灵活性。BRC300 具备大量方便易用的技术特