远程手术示教系统方案设计

　　林之硕远程手术示教系统一套基于IP网络的视频通信系统，其集视频现场监控、视频即时双向交互、视频存储共享、远程视频浏览等功能于一体，采用H.264编码，利用医院现有网络，实时传输高清手术图像和CT(计算机断层扫描)、MRI(核磁共振)、PET-CT(核医学)、DR(数字化X射线)、DSA(血管造影)、内窥镜等先进医疗设备所获取的医疗影像信息，医院医生可通过网络观看手术过程，观看方式多样、灵活、无地域限制，完全摆脱了传统示教模式在时间、空间和人数上的限制。

　　一、方案设计

　　远程手术示教系统从结构上分为手术室子系统、手术示教子系统、交换控制中心子系统、客户端四个子系统，整体系统的结构如下图：

　　手术室子系统

　　手术室子系统是一个进行数字图像采集编码的系统，每个手术室有两路视频，通过术野摄像机、全景监控摄像机进行图像采集，同时采用全向拾音麦克，将主刀医师的语音及整个手术室的语音实时通过网络传送到示教端，完成教学过程。

　　手术示教子系统

　　手术示教部分包括教学终端、语音麦克和显示系统，可以进行多人集体教学。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。

　　交换控制中心子系统

　　交换控制中心设备包括监控调度服务器、流媒体转发服务器、录像服务器等。监控调度服务器是交换控制中心的核心设备，其主要功能是完成用户身份认证、进行终端地址解、业务功能逻辑调度控制以及用户级别和权限设置管理等等;流媒体转发服务器主要作用是实现视频转发、协议翻译的功能，实现应用层组播，提高响应访问的效率等等;录像服务器的主要作用是将多路远端监控图像及声音进行录制，并可随时查询检索回放。

　　客户端部分

　　远程客户端软件可安装于学员、专家、病人家属的电脑上，提供手术观摩、手术指导和手术监督功能。

　　二、方案特点

　　(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、患者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(RecPlayer，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

　　远程手术示教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

　　远程手术示教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

　　远程手术示教系统采用基于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。

　　目前，该远程手术示教系统设计方案实现了手术示教及远程医疗各项系统的运作有序，极大完善和提高了医院信息化建设的整体水平。其中，济南106医院、雅安人民医院等国内三百余家大型医院都部署了此系统。