智慧医疗数字化手术室解决方案

1、智慧医疗 数字化手术室解决方案二、建设的意义和效果2.1 建设意义32.2 建设效果42.3 系统定义4三、用户需求 43.1 项目建设的总体需求： 43.2 设备选型要求： 53.3 各功能区详细需求： 6四、解决方案：104.1 方案拓扑图104.3 信号采集部分 1214196.5观看方式多种多样 232/256.6 与临床系统应用无缝融合 236.7 系统运行安全稳定 246.8 最专业的研发团队 246.9 多流录制、快速编辑 24246.10 严格的权限管理七、案例简介：7.1 成功案例7.2 二炮总医院7.3 海军总医院7.4 北京电力医院7.5 西京医院错误！未定义书签错误！未

2、定义书签， 错误！未定义书签， 错误！未定义书签， 错误！未定义书签， 错误！未定义书签， 错误！未定义书签，7.6 中日医院、引言:数字化手术室融集计算机网络技术、自动控制技术、图形信号处理技术、综合布线技术等信息通信技术（ICT）于一体，将与手术过程有关的各种系统有机地结合进行统筹设计，使得医生能够实时获得大量与患者相关重要信息，便于医生操作、提高效率和安全性，为整个手术提供更加高效、舒适、安全、便利的环境，是信息通信技术（ICT）在医院建设中的广泛应用。作为数字化手术室方案的提供商，本公司非常感谢贵医院的领导，在贵院数字化手术室建设工程中让我们有机会提供本公司在这个领域的全球实践经验和方

3、案服务，与贵院专家和领导共享和商讨。我们非常希望有幸能将我们的领先技术和优质服务转化为贵院一流的数字 化手术室。本方案是本公司在贵院数字化手术室系统设计过程中想法的详细阐述。基于这个方案书的全面介绍和详细阐述，医院的领导和专家可以了解我们的设计思路。本方案对1间手术室进行数字化建设，以达到数字化手术室的要求，并对1间示教室、1间会议室进行建设，达到示教、手术教学、医院内任何网络节点的手术转播、示教。二、建设的意义和效果2.1 建设意义实时共享手术视频、影像医学资料全高清手术直播，实现远程教学、远程会诊全面整合手术周边信息接入（DSA、腔镜、超声、术中影像）实现信号路由的任意切换手术设备集中控制

4、，触控一体化操作与HIS、LIS、PACS系统的无缝整合2.2 建设效果集中控制信息整合提高手术效率改善教学质量积累实践资料减少医患纠纷2.3 系统定义数字化手术室主要是采用网络、信息和影像技术，在医院信息系统（HIS）中调取数据或影像信息，并将手术室患者有关的重要信息，实时多向传输。同时，可以采取实时交互的形式进行远程演示、教学，并对手术进程进行跟踪预览和储存，对手术室的人、财、物进行 统一调度和管理的一整套完整的解决方案三、用户需求为了全面提升我院作为临床教学医院的整体水平，做好手术教学与临川学术交流工作， 特建设数字化手术示教系统。3.1 项目建设的总体需求：建设原则：搭建手术室信息化平

5、台，用于手术示教，同时建立多间数字化示教室。一方面：通过先进的信息和通讯技术，实现空间和技术的整合，合理使用手术室的宝贵空间。另一 方面：病人基本信息数据集成起来，统一存储。总体需求：对手术过程进行全程实时直播和互动、进行全面数字化录制及管理。手术室到示教室的视频通信不需要点对点铺设视音频线缆或光纤，各种影像信号采用H.264编码后利用医院现有局域网（LAN）进行传输。局域网采用千兆以太网标准。视频采集、传输、处理、存储、播放全程采用1080P高清格式（可向下兼容）。系统能与医院HIS、LIS PACS EMR等信息系统无缝集成，手术过程中医生可以通过系统随时查看患者的基本信息，检查报告，检验

6、结果和医嘱、医疗文书等。支持以DICOM协议获取PACS影像。将手术室全景信号、术野高清信号、专用医学成像设备（ DSA X光机、腔镜、显 微镜、监护仪等）信号、术者语音信号等同步进行数字化集成和显示。基于同一时间轴的多画面同时录制，完整记录全部手术过程资料，包括电子病历、高清术野视频、腔镜视频、手术室全景视频、检查设备信息。能够满足手术室内人员的视野需求，通过触摸屏点击或拖拽等简单操作，将各类视频或数据分别显示在手术间内的适当位置的多个显示屏上，实现视音频信号和病人医疗数据的切换，即点即看。控制屏可任意指定其中一路视频信号为主要显示画面，与其他路视频同时展示，可 采用简便的方式切换视频源；兼

7、容VGA、DVI、HDMI、色差、HD-SDI等多种信号源,持宽频高保真音质。整个系统的音频信号要求实现全双工双向对讲。部分手术室可能会增加吊臂，以承载相应设备。吊臂品牌、型号请自行考察。吊臂含在本项目中，由中标厂商提供，医院设备科辅助安装。本项目不含示教室显示设备，仅做信号预留。预留 S-Veido和DVI信号，未来可直接连接LED显示墙和高清投影仪。3.2 设备选型要求：高清术野摄像机选择松下或索尼产品。高清全景摄像头选择以国产知名品牌优先，要求带云台，可旋转，可变焦。所有显示屏选择专业液晶显示器，不得选择液晶电视。国内品牌优先。无线对讲耳麦选择森海塞尔产品。音视频放大器、接收器、分配器选

8、用Extron产品。所有音视频线材必须符合国标标准。网线选择原装AMP六类非屏蔽双绞线。音、视频控制设备以国产一线品牌优先。所有安装辅材必须符合国标标准。3.3 各功能区详细需求：1、数字化整合手术室（1间）我院现有数字一体化手术室一间，全套设备由storz公司提供。已经能够实现高清视频、音频信号的采集与转发。新增一体化控制系统，通过接口方式在现有屏幕上为术 者提供相应的信息。如：LIS, PACS电子病历等。充分利用现有设备，将手术视频信号、音频信号传给场外示教室。2、DSA导管室根据该手术室应用特点，在手术室内床头前安装高清术野摄像机，以拍摄操作医生手法；在手术室角落内吊顶安装 1个全景摄

9、像机；在手术室内和操彳室内各安装1台48寸多功能专业显示屏，以显示术中远程场景、 电子病历等各种信号； 同时在手术室墙壁上安装 1台24寸医用彩色触摸控制屏，以完成术中所有信号的控制与切换；扩音音箱采用吸顶的 安装方式。医生佩戴耳麦式无线话筒实现语音的互动；操作室内安装小型设备机柜，以安装相关设备。3、数字化骨科手术室（1间）角落内吊顶安装1个全景摄像机；墙壁上安装1台24寸以上医用彩色触摸控制屏，以完成术中所有信号的控制与切换；在手术室内一侧墙面上安装 1台48寸多功能专业显示 屏，以显示术中远程场景、电子病历等各种信息； 系统接入手术室显微镜、 腔镜高清视频信 号，并与术野、全景等视频进行

10、实时网络传输至示教室。4、示教室（3间）本项目包括的示教室共有 3间。分别位于行政 6楼、彳T政4楼、外科楼3楼。地 点自行考察。所有示教室都要求配备相应的高清视频转播、点播设备，双向对讲设备（包括视频矩阵、视频处理设备、音频处理设备等）第一，能够实现高清手术视频的播放，对指定台次的手术实时互动式观摩学习。第二，可对服务器中已生成记录的手术视频进行点播播放。根据示教室面积大小和使用对象的不同可以做不同的设备配置：六楼大会议室先期使用高清LED显示屏作为显示设备。预留两个150寸投影幕及高清投影仪安装位，并预埋相应的信号线。未来有需求可直接安装高清投影仪。要求按照工程投影安装规范计算精确的安装距

11、离和位置。六楼、四楼会议室要求增设数字视频信号线至现有投影仪安装位。以便未来能够随时升级成高清投影仪。5、中心机房中心机房是数字化手术室核心设备运行及管理单元。数字化手术室系统的所有服务器、存储、核心网络设备均放置在信息科中心机房。3.3数字化手术转播软件功能要求：1、系统管理提供手术间基本信息管理与维护功能，并能够指定手术间的成员和默认成员。提供手术间设备配置管理与维护功能，可设置默认输出显示屏（也可在手术端程序配置）。全数字化、IP网络架构，可以针对医院不同需求进行灵活的配置，可随时扩充手术 间、示教室单元。能够对医院基本信息进行管理，可同步科室或手工录入科室，提供人员，组织，角 色等基础

12、信息管理维护功能。能够对医院信息系统集成显示类别和状态进行管理。支持与HIS用户同步功能，提供用户信息维护功能，并要求实现不同模块实现同一 账户登陆。提供集中的用户及权限管理功能。支持远程维护操作，支持系统程序的自动更新，提供手术客户端程序的远程下载。2、健康档案管理能够对已记录的手术资料进行系统化管理，将手术视频与患者资料关联，方便学习 调阅和管理。能够对患者的手术资料进行统一存档管理，并可进行新增、编辑、删除、查询、打 印等操作。3、终端子系统3.1手术端功能要求能够在手术室内人员视野范围内直观的显示各类信息，能够通过部署在手术室内的 触摸显示屏，采用简便的方式将各类信息显示在各块显示屏上

13、。能够将不同视频源（包括高清内窥镜影像、全景摄像机影像、术野摄像机影像、显微镜影像、C臂X光机影像、监护仪、术中超声图像、PACS影像等）传送到本手术室内的任一显示屏。能够通过信息集成模块随时调取病人相关信息，病历资料可以和多路手术视频集成 显示。集成的设备影像和医疗信息数据可由用户根据手术需要进行配置。可配置屏幕显示布局，提供布局模版，显示布局可手动设置也可自动分配。触摸屏之外的每块屏幕也可以配置多画面分屏布局。可以指定任意一路视频通道为主要显示画面，其他视频通道可同时显示，可采用简 便的方式自由切换视频源。能够显示患者的主要基本信息，如姓名、性别、科室、手术名称以及检查、检验报 告、医嘱信

14、息、病理报告等。具有静音、麦克风沉默功能，可调节音量。能够随时查看被观摩情况，并可以随时有选择的禁止观众观摩。能够设定观摩端的权限，如调阅手术患者信息的权限、摄像机和云台控制的权限、 录像和拍照的权限。能够终止与观摩端的交互，并可以暂停或终止手术直播。多个手术室可同时且独立的进行手术示教直播。3. 2观摩端功能要求能够清晰的显示已开通的数字化手术室状态，并且可以显示当前手术的信息概要， 便于观摩端选择要观摩的手术。能够根据手术室端授权的视频自动调整分屏布局模式，并且能够提供多种分屏布局 模式供选择。能够提供方便的视频通道切换和大小画面切换，可以选择多路视频显示还是某一路 视频全屏显示。能够控制

15、手术室内的摄像机和云台，具有音量和麦克风调节功能。能够调阅手术相关的患者病历资料。观摩过程中能够快速的选择要观摩的手术室。4、多媒体记录子系统能够完整记录手术过程全部资料，包括医疗设备影像、摄像机图像、检查检验等电子病历信息、患者生命体征信息等。要求视频切换不影响视频的记录。能够以同一时间轴多画面的方式同时记录手术中各类图像和数据。能够支持多种存储介质，如光盘、USB介质、网络存储等。图像声音能够同时记录。支持拍照功能，照片存储路径可预先设置。5、手术资料学习与科研子系统能够提供用户观看过往手术视频的能力，具有手术档案的查询与浏览功能，能够点播和下载手术视频资料。提供视频点播服务，满足多用户并

16、发访问且能够限制并发用户数。所有访问具有严格的权限机制。具有以时间轴、多画面的方式同时播放手术中各类图像和资料，使用户能够查看在同一时间点的手术操作过程、患者的电子病历、患者的生命体征数据。能够提供完整记录手术过程及手术数据的资料用于教学和科研。能够按照手术记录的各类信息检索记录的手术资料，包括患者信息、手术信息、手术医生、麻醉医生、手术护士等；能够提供用户访问日志功能， 对访问过的数据以及特殊的操作进行记录，可对日志进行检索和查看。能够提供统计报表功能25 / 25数字化手术室示教室影像存储系统医院机房四、解决方案:4.1 方案拓扑图根据医院的建设需求，方案拓扑图如下局域网用户接收直播或点播

17、数字化手术室系统拓扑图如上图，在数字化手术室内设计了两台高清编码器用来采集高清术野摄像机、高清全景摄像机、动态医疗影像设备输出信号，信号经过编码器编码后通过网络传输到示教服务器，由示教服务器将信号转发到院方领导办公室、示教室，会议室，示教室、会议室使用计算机通过IE访问观看，具有相关权限的用户就可以用分配给自己的用户名和密码访问示教服务器接收手术室的图像及声音，或者点播录制好的音视频文件。系统中的手术室集中控制平台可以控制信号切换系统，实现信号的任意输出到现实设备供手术医生观看，显示的高清晰视频图像可以提高手术医生的手术效率，手术室与示教室可以通过语音终端进行互动，交谈的声音也可以通过高清编码

18、器直播到网络中并通过服务器进行存储。1台示教服务器最多支持 8间手术室音视频的同时录制，便于后期系统的扩容，可以实 现两台服务器级联，增减手术室只需增加前端信号源的采集编码器，节约成本。在中心机房部署两台媒体影像服务器提供数字化手术室内整体的影像、控制基础平台，服务器内置存储并提供视频封装、转发、储存、管理等功能。同时为满足大容量存储，配合使用了网络存储，不必担心大量的视频资源无处存放4.2 数字化手术室系统设备组成数字化手术室系统共由六个部分组成：信号采集部分、信号存储转发部分、信号接收 显示部分、控制管理部分、语音交互部分、集中控制部分管理控制4.3 信号采集部分信号采集部分主要负责采集医

19、疗活动中需要传输、记录的各种信号并编码压缩后通过ip网络发送给示教服务器。医疗活动中各种可视信号信号采集部分可采集的医疗信号包括三类：a.场景信号：主要包括全景摄像机、术野摄像机的视频信号b.监护仪器信号：病人监护仪、麻醉机等;c.医疗影像设备信号按照成像原理，可分为六类:超声成像：A型、B型（B超）、C型、D型（彩超）、M型等；X线成像：X线机、CT、数字X线摄影（CR DR、DSA.）等; 光学成像：内镜：腹腔镜、胸腔镜、胆道镜、胃镜、支气管镜、鼻窦镜等；手术显微镜：眼科手术显微镜、骨科手术显微镜、脑外科手术显微镜等;核共振成像：MRI等；核医学成像：PE不PET-CT； SPECT R相

20、机等；红外成像：医用红外热像仪等；信号采集部分主要需要的设备 ：高清编码器、摄像头。4.4 信号存储转发部分信号存储转发部分主要负责将通过网络接收到的前端各种编码器发送的码流录制存储于示教服务器（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。人媒触.3;编码后的视瑜录制存储l宜提颜1_转发信号丁示教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。存储（可选配）信号存储转发部分主要需要的设备：示教服务器4.5信号接收显示部分信号接收显示部

21、分主要负责从网络接收前端多媒体示教服务器发送的视频流解码后输出给各种显示设备。直播、点播接收并显示信号输出给各种显示设备普通PC客户端可使用Recplayer软件接收手术室视频直播，只要PC客户端能通过网络 访问多媒体示教服务器，就能接收手术直播、点播。4.6控制管理部分客户端Recplayer软件接收显示控制管理部分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。控制管理部分主要需要的设备:PC及软件4.7 语音交互部分语音交互部分主要负责完成手术室与示教观摩端之间的语音交流功能，通过ip网络实现手术室与示教室的语音交流。手术室语音交互终端多方

22、语音交互系统示收室/语音交互r用哨 终端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。语音殳 '巨袋端/语音交 互终端语音交互部分主要需要的设备 ：IP语音终端（两个IP语音终端即可实现点对点的语音交互）4.8 集中控制部分集中控制部分主要涉及：影像的实时采集存储与传输、影像压缩与解压缩技 术、PACSM象调阅与HIS信息查询、显示信号路由、语音通讯等内容。4.8.1 数字化手术室设备集中控制模块通过触控屏中的数字化手术室集中控制系统，医师可实现：设备集中控制、信息检索查阅、手术室

23、内外通讯交互、手术视频记录与传输、显示路由（切换）等功能。多种医疗影像信息显示摄像机REACH触控屏数字化手术室集中控制系统专用医疗设者控制接口内镜电刀灯床 影塔术 无吊手一 头器 控阵像示 中矩摄显REACH数字化手术室ICT引聚4.8.2 数字化手术室信息检索查阅模块在手术室中医师、护士可通过专用工作站及医院内的网络登录院内信息系统（PACSHISLIS检索查阅病人的检查资料、化验结果等各种电子信息，便于医师在手术中也能查看病人资料，及时获得所需资料用于治疗决策。4.8.3 数字化手术室视频传输与记录（示教与直播）模块通过采用录播系统采集手术室内丰富的医疗可视信号完成手术室视音频传输与记录

24、，实现医院内手术示教手术直播O中, f 牌,停立、15- -* :*4.8.4 数字化手术室显示信号路由（切换）模块通过采用中控、矩阵等设备实现手术室内多个显示屏显示内容的切换五、功能实现5.1 数字化手术室可实现的功能数字化手术室布局吊臂高清显示器可实现信号源的任意切换显示输出，（如腔镜视频、术野视频、手术全景摄像视频、PACJ询工作站图像视频等）； 壁挂液晶监视器可实现信号源的任意切换显示输出，（：腔镜视频、术野视频、手术全景摄像视频、 PACJ询工作站图像视频等）； 高清全景摄像机可被集中控制系统控制；控制功能包括摄像机角度上下左右移动，聚焦方大、缩小；手术多路图像记录、存储、传输能同时

25、将腔镜图像（根据手术的类型也可以是无影灯术野摄像机图像）、全景摄像机的图像同步录制成为手术视频录像文件，亦可同步通过网络转播到示教室或者其他网络节点实现手术中图像的拍照及存储功能通过触控屏可实现腔镜图像（或术野摄像机的图像）的拍照支持DICOM3.0格式一致式协议声明，可发送拍照图像到PAC繇统中；与示教室可进行双向交流手术室内医师可使用全向拾音器或无线耳麦与示教室通话示教室可采用无线耳机或桌面话筒与手术室通话触控屏集中控制通过触控屏可控制所有设备触控屏为图形化界面，操作简单方便5.2 示教室、会议室可实现的功能示教室示意图完整观看手术室内传输过来的图像根据手术室内的手术类型可观看到无影灯高清

26、术野图像（腔镜手术为高清内镜）和高清全景与手术室实现互通可与手术室内的医师沟通手术细节 可用于手术教学 示教室内的图像传输到手术室内六、方案优势及特点6.1 信号任意显示切换手术室内共设置3块医疗影像显示屏幕 （无影灯第三臂配置两块吊臂显示器、手术室墙壁嵌入安装壁挂全高清液晶电视），医生、护士可根 据需要将需要掌握的医疗设备图像切换到便于自身 观看的显示屏幕上。6.2 接入信号简单方便手术室内各种医疗设备影像均可通过手术影像 录制与手术转播模块记录、存储、传播。不但支持高清内镜图像、高清术野图像、高清全景图像（图像格式支持业内最高的1080P 60Hz）,还支持麻控工作站、PAC/询工作站、导

27、航、C臂、B超等众多医疗影像设备输出的图像。手术室内的多路高清图像均可同时通过网络传输到医院内外的任何网络节点，相比传统的转播不仅观看到手术室内更多的图像，还可将手术转播扩展到更大的地域范围。医师、护士通过院内的网络和专用工作站可在手术室查询、调阅 HISPACSLIS等系统数据，给予医师更多术中的决策支持采用专用医用触控屏即可实现数字化手术室内所有设备的集中控制，提高手术效率6.3 录像清晰、全面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。视频清晰度采用最先进H.264算法，支持720P/1080i/1080P，向下支持 CIF4CIF480i/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，充分展示数字化手术室系统和医疗观摩成果。H.264Full HDMPEG-4/AVC6.4 观看地点不受限制，手术录像分享便捷系统采用基于IP网络的传输技术，使用个人电脑通过