就技術而言，醫(yī)院的遠程教學、遠程醫(yī)療、視頻會議等網(wǎng)絡多媒體信息化應用都得力于計算機網(wǎng)絡技術和網(wǎng)絡視頻技術的發(fā)展，而早期的模擬技術由于設備安裝維護復雜、信息化程度低而逐漸被基于TCP/IP模式的網(wǎng)絡視頻技術所取代。這也符合電視監(jiān)控技術的發(fā)展趨勢，即：視頻信號數(shù)字化、系統(tǒng)應用信息化、控制管理智能化。\r\n另一方面，隨著數(shù)字化手術室數(shù)量的增多，手術觀摩教學應用的不斷發(fā)展，高效的系統(tǒng)維護管理，標準化和可擴充技術的要求又是一個不可忽視的問題，這就需要建立一個穩(wěn)定的網(wǎng)絡平臺和可靠的數(shù)據(jù)庫。因此，科學的系統(tǒng)規(guī)劃和精心的系統(tǒng)設計是保證數(shù)字化醫(yī)院投資價值的前提。
本文以山東某醫(yī)院的手術觀摩教學系統(tǒng)的建設為例，對手術觀摩、網(wǎng)絡教學系統(tǒng)作一簡單介紹，供業(yè)內(nèi)同行參考。
系統(tǒng)主要預期功能
基于網(wǎng)絡視頻技術的手術觀摩教學系統(tǒng)主要功包括：
手術過程直播
完全基于以太網(wǎng)絡，如局域網(wǎng)、專網(wǎng)、以及廣域網(wǎng)等實現(xiàn)遠程觀摩?？梢詫崿F(xiàn)遠程鏡頭切換和控制，進行多角度觀摩，還可以進行雙向?qū)χv。被傳輸?shù)礁饔^摩室、報告廳和遠程專家辦公室的視頻信號達到720×576的廣播級要求。圖像的網(wǎng)絡延時不大于0.5秒，能夠滿足交流的要求。
手術過程的點播
無論是在局域網(wǎng)上的本單位用戶還是在互聯(lián)網(wǎng)上的遠端用戶，只要被授權（由管理部門授權），就能在遠程計算機上點播某一手術的歷史過程，為教學和研究提供了便利。
遠程醫(yī)療
通過INTERNET訪問功能可以實現(xiàn)遠程專家或?qū)＜医M的可視化在線醫(yī)療指導服務。
手術過程錄像和資料保存
可以將手術過程的聲音、圖像進行數(shù)字化壓縮，保存到存儲管理服務器中，也可以利用專配的轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換成標準的＊.avi文件，使用通用的播放工具即可播放、剪輯，可刻錄成光盤保存，方便傳閱和講學。
多用戶使用和安全管理
既然是數(shù)字化醫(yī)院的一部分，它就應該是交互的、多用戶訪問和國際交流性的?？剖抑魅?、大夫可以在自己的計算機上實現(xiàn)觀摩、雙向語音指導和錄像，學術報告廳也可以實現(xiàn)多畫面觀摩的功能。\r\n操作者采用秘密安全認證，系統(tǒng)操作可分為四個等級，64個控制權限，不同權限的用戶有不同的使用區(qū)域和級別。
系統(tǒng)設計\
設計原則
·標準化：系統(tǒng)選用的產(chǎn)品要能遵循標準的網(wǎng)絡協(xié)議和傳輸技術要求，完全可以在各類公共寬帶網(wǎng)上進行信號傳輸；\r\n·可擴展性：由于用戶的需求會不斷擴展，要求系統(tǒng)只要增加前端設備和升級軟件，就能完成系統(tǒng)的擴展；\r\n·高可靠性：系統(tǒng)采用了嵌入式操作系統(tǒng)，可工作在無人職守模式，系統(tǒng)具有高可靠性；\r\n·易用性：軟件使用界面友好，人機對話方便，完全是智能控制，不用單獨設置；\r\n·開放式結構：系統(tǒng)軟件具有開放式結構，能與第三方軟件融合和交換數(shù)據(jù)，并提供SDK二次開發(fā)包。
系統(tǒng)組成
基于網(wǎng)絡視頻技術的手術觀摩教學系統(tǒng)由五個主要部分組成：\r\n·手術室的音、視頻采集部分；\r\n·網(wǎng)絡傳輸部分；\r\n·管理控制部分；\r\n·觀摩顯示、對講部分；\r\n·錄像部分。\r\n主要設備包括：\r\n·前端設備（例攝像機、云臺解碼器、云臺、話筒MIC等）；\r\n·能滿足實時視頻傳輸?shù)木W(wǎng)絡系統(tǒng)，如：網(wǎng)絡交換機、光纖等；\r\n·中心服務器（根據(jù)項目情況可以是多個服務器聯(lián)網(wǎng)）；\r\n·監(jiān)控客戶端（可以PC電腦、也可以是監(jiān)視器組成的電視墻）；\r\n·網(wǎng)絡視頻編碼服務器（網(wǎng)絡視頻系統(tǒng)的核心設備，或稱編碼器）；\r\n·其它基于IP的設備，如HIS服務器、PAX服務器等。
系統(tǒng)設備配置簡介
每個手術室根據(jù)不同的使用要求，可以安裝不同數(shù)量的攝像機以滿足多畫面觀摩的要求，一般2~3個。另外根據(jù)不同的手術環(huán)境要求可以安裝話筒、音箱等設備。
攝像機\
無影燈中心要配置高清晰彩色攝像機，用于觀察手術細節(jié)的局部圖像。手術室內(nèi)配一臺全方位彩色攝像機用于監(jiān)視手術室全貌和手術的全過程。該攝像機采用變焦全方位高分辨率攝像機，鏡頭和角度均可以遠程控制調(diào)節(jié)。其它視頻信號可以是內(nèi)窺鏡或其它專用醫(yī)療設備的圖像。
話筒\
采用高靈敏話筒，將手術過程的聲音、講解等發(fā)送到遠端。一般采用手術室設備自帶的MIC，也可根據(jù)需要另外選配領夾式無線話筒。\
音箱
可以采用有源音箱，用于傳送遠端的聲音，如疑問、咨詢等。
音、視頻編碼服務器
每臺攝像機都與音、視頻編碼服務器連接，將模擬信號數(shù)字化，并借助網(wǎng)絡實現(xiàn)音視頻信號的遠傳。視頻服務器可安裝在手術室，要免維護。\r\n本系統(tǒng)采用的視頻編碼服務器實現(xiàn)模擬音、視頻信號轉(zhuǎn)換為可上傳網(wǎng)絡的音、視頻數(shù)據(jù)流，它采用嵌入式設計結構，可采用動態(tài)或固定IP實現(xiàn)網(wǎng)絡聯(lián)接。模擬音、視頻信號先經(jīng)過數(shù)字化，再經(jīng)過壓縮、打包，最后根據(jù)組播管理服務器的設置要求將音、視頻數(shù)據(jù)流傳送到組播管理服務器中，由組播管理服務器向相關的遠程客戶監(jiān)看端發(fā)送數(shù)據(jù)。視頻數(shù)據(jù)的技術特性和要求如下：\r\n·圖像質(zhì)量：圖像質(zhì)量為CIF、Half D1、D1格式，像素可以達到352×288、704×288、720×576，幀率1~25幀/秒可調(diào)；\r\n·帶寬要求：100~2000Kbps之間可調(diào)，帶寬越高，信號質(zhì)量越好，普通帶寬要求是768Kbps；\r\n·圖像占用磁盤空間：根據(jù)畫面變化的多少而不同，每路信號的占用率一般在160~280M/小時，磁盤記錄到規(guī)定的余量后自動實現(xiàn)先進先出式覆蓋；\r\n·客戶監(jiān)看端采用IE6.0 以上的瀏覽器并加裝SP1補丁；\r\n·適應網(wǎng)絡環(huán)境：局域網(wǎng)，可穿越路由器，采用固定IP，10/100M網(wǎng)絡口。
管理錄像服務器
經(jīng)過數(shù)字化、壓縮并通過計算機網(wǎng)絡傳送的音、視頻流均由音、視頻管理服務器（即視頻WEB）實現(xiàn)網(wǎng)絡直播、點播功能，它包括硬件和軟件兩部分。
硬件配置
見管理錄像服務器硬件配置表。
軟件系統(tǒng)
系統(tǒng)軟件基于開放式B/S平臺架構，后臺采用SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫。
管理服務器功能
·站點管理：能自動搜索并顯示設備服務器、轉(zhuǎn)發(fā)服務器、錄像服務器的信息，包括名稱、IP地址，可修改站點名稱，可刪除無效站點。設備站點下會顯示所有曾經(jīng)出現(xiàn)過的設備，若不再使用某設備，可將其刪除；\r\n·用戶管理：提供4種用戶類型，包括管理員、超級用戶、一般用戶和瀏覽用戶，分別授予不同的權限范圍，同一類型的用戶又可以設置更具體的權限，共有64級，以各自的用戶名和密碼登錄。可以單獨為各個用戶分配鏡頭組和電子地圖。具體包括增加用戶、編輯用戶、刪除用戶、用戶分組、編輯分組、刪除分組、用戶登錄、密碼設定、密碼修改、權限管理等；\r\n·設備管理：設備管理提供編碼器、解碼器、矩陣及附屬設備等的管理，以及設置某編碼器歸屬哪個錄像站點。可以方便地設置電子地圖，布置鏡頭，并將地圖分配給用戶。具體包括設備分組、設備增加、設備修改、設備刪除、參數(shù)配置、地圖設置、鏡頭布置等；\r\n·日志管理：完善的日志管理，包括系統(tǒng)運行日志和操作日志兩方面。具體包括日志查詢、日志刪除等（根據(jù)用戶不同權限而定）；\r\n·錄像管理：設置錄像的規(guī)格、時間周期、存儲地點等。錄像查詢包括計劃查詢和時間查詢，并通過工具軟件實現(xiàn)錄像文件的通用格式轉(zhuǎn)換（＊.avi）；\r\n·其它功能：本系統(tǒng)采用的是標準的B/S架構，組播管理服務器本身就是一個WEB網(wǎng)站，因此，基于客戶端的顯示界面可以進行個性化的調(diào)整。
系統(tǒng)使用與管理模式
手術室設備即開即用
手術室的設備，包括視頻服務器、攝像機、音箱和MIC都是安裝調(diào)試好的，沒有特殊需要不需要操作，可以24小時工作，也可以隨時關機，不需設置，即開即用。
中心管理服務器主要作用\
中心管理服務器（也叫目錄認證服務器）裝在機房內(nèi)，它的主要作用包括：\r\n·轉(zhuǎn)發(fā)管理：將手術室傳來的視頻數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)成可以通過組播技術傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，以減少對骨干帶寬的資源占用；\r\n·錄像管理：手動，按計劃記錄手術的進展過程，聲音和圖像經(jīng)過數(shù)字化、壓縮（MPEG4）后存儲在服務器的硬盤中。例如要能滿足72小時、80臺攝像機需求的硬盤，其硬盤存儲容量應為：180M/小時×72小時×80臺=1036G。為保證可靠性和經(jīng)濟性，該系統(tǒng)采用了多服務器架構，在機房內(nèi)共設置2臺服務器，其中一臺設置成主服務器，和錄像服務器合用；\r\n·用戶管理：設置用戶的權限，規(guī)定那些用戶可以訪問哪些手術室。同時設置，訪問某個手術室的用戶中誰的優(yōu)先級最高（共可設定64個權限等級）等；\r\n·設備管理：時刻監(jiān)控所有設備的工作狀態(tài)，記錄設備的運行信息，提供視頻流組播數(shù)據(jù)包的管理等。組播方式極大地降低了訪問數(shù)量對網(wǎng)絡帶寬的要求，即使100人訪問同一手術室也如同一人一般，基本不增加帶寬占用；\r\n·網(wǎng)站維護：主服務器實際是一臺WEB網(wǎng)站，用戶可以進行針對性的網(wǎng)頁開發(fā)；\r\n·配置管理：這是為管理員提供的工具平臺，主要用于修改設置、軟件升級、數(shù)據(jù)庫備份等；\r\n·日志管理：所有的登錄信息、控制信息、報警信息、故障信息等都記錄在此，為系統(tǒng)管理員維護設備提供了報表式工具。\r\n總之，主服務器是面向系統(tǒng)管理維護人員，觀摩、訪問用戶不需要進行任何的操作和設置。
在觀摩室和學術報告室使用
任何一臺計算機，比如一臺筆記本電腦，只要它可以上網(wǎng)，能夠登錄主服務器，就可以采用IE瀏覽器像訪問新浪、搜狐一樣簡便。可以實現(xiàn)大屏幕單畫面顯示，也可以實現(xiàn)4、9、16畫面顯示，采用等離子電視或投影機就可以實現(xiàn)多人的觀摩要求，通過音像可以實現(xiàn)擴聲的需要。\r\n在這里，觀摩者可以控制鏡頭以定位某些特定的畫面，控制攝像機的旋轉(zhuǎn)和鏡頭的遠近。通過與計算機相連的MIC就可以和手術室進行雙向?qū)χv。過程可以進行錄像，也可以抓拍某些畫面。
教室里怎么使用？
教室里只要有網(wǎng)絡插座，教師將筆記本電腦接入網(wǎng)絡，就可以實現(xiàn)與觀摩室同樣的功能，對教學來說是很方便的。\r\n通過以前手術錄像的回放或刻錄光盤的播放可以滿足反復教學的要求。\
遠程醫(yī)療如何實現(xiàn)？
專家可以通過公共寬帶網(wǎng)登錄主服務器，當然，需要網(wǎng)管人員或主管部門的授權。通過該系統(tǒng)，專家可以提供身臨現(xiàn)場般的指導。\r\n該系統(tǒng)也為醫(yī)院的管理提供了技術手段，院長可以在辦公桌前了解各手術室的實際情況。
結語
隨著網(wǎng)絡環(huán)境的優(yōu)化和計算機網(wǎng)絡技術和網(wǎng)絡視頻技術的不斷發(fā)展，數(shù)字化醫(yī)院的建設將會更加蓬勃地向前發(fā)展，醫(yī)院的遠程教學、遠程醫(yī)療、視頻會議等網(wǎng)絡多媒體也將以前所未有的速度得以普及。這個發(fā)展趨勢順應了當今信號數(shù)字化、應用信息化、管理智能化的科技發(fā)展方向。\r\n本文僅作為一個技術探討和交流，作為方案的簡單介紹。就數(shù)字化醫(yī)院建設而言，肯定會有各種各樣的可選方案和可選的數(shù)字化設備，但就系統(tǒng)而言，不管何種組成形式和何種設備，只要能達到最佳性能而又具有最小的投資，就是最好的方案。\r\n期待本文是拋磚引玉，能給行業(yè)內(nèi)外人員一點點參考就是作者最大欣慰。
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