医院手术示教系统技术方案

1、重重 庆庆 三三 二二 四四 医医 院院 手术示教系统手术示教系统 设设 计计 方方 案案 深圳锐取信息技术股份有限公司深圳锐取信息技术股份有限公司 20142014 年年 1111 月月 目目 录录 一一.概述概述.3 1.1.概述.3 1.2.锐取医疗行业解决方案的应用：.3 二二.需求分析需求分析.4 三三.解决方案解决方案.5 3.1.方案概述.5 3.2.项目组网图.5 3.3.数字化手术示教系统.6 3.3.1.信号采集模块.6 3.3.2.信号存储转发模块.8 3.3.3.信号接收显示模块.8 3.3.4.管理控制模块.10 3.3.5.语音交互模块.11 3.4.功能描述.12

2、 3.4.1.手术实况录制/实时转播.12 3.4.2.远程会诊.12 3.4.3.病历资料采集.12 3.4.4.数字资源共享.13 3.5.系统的管理与使用.13 3.5.1.基于IE浏览器的管理使用方式.13 3.5.2.其它管理使用方式.14 四四.锐取数字化手术示教系统优势锐取数字化手术示教系统优势.15 五五.主要设备简介主要设备简介.18 5.1.硬件设备.18 5.1.1.医疗多媒体录播服务器.18 5.1.2.医疗影像高清编码器.20 一. 概述 1.1.概述 作为业内领先的医疗影像等图像【记录与传播】产品和解决方案的提供商，锐取致 力于满足用户在各种场景下可视化信息记录与传

3、播的需要，方便人们的沟通、交流和学 习。 针对医疗行业手术示教、手术转播、数字化手术室等以“医疗影像等可视化信息的 记录与传播”为核心需求的应用，锐取基于在该领域的深厚技术储备，经过自主研发， 在业内率先推出最新全新的医疗行业解决方案，方案涵盖贯穿诊断、检查、治疗、手术 等各医疗环节，可满足医疗机构手术示教、手术转播、数字化手术室等应用的需求。 1.2.锐取医疗行业解决方案的应用： 手术示教 手术转播 手术直播 远程手术指导 远程医疗会诊 远程医疗教学 远程探视 专家会诊 手术存档 医学课件制作 医学学术会议 病人家属手术观摩 二. 需求分析 本项目为三二四医院手术示教项目，将建设一套手术示教

4、系统，通过手术示教系统 推车将普通手术室变为专业的手术示教系统手术室；目的是为了自身的发展和提高单位 医生医学技能，医院极其重视医院的信息化建设，不断将最新的 IT 技术与医学医疗相 结合，增强自身在同类医院的竞争力。 根据目前发展的需要，医院本次建设手术示教系统，主要应满足当前医院的医疗手 术的远程会诊、手术观摩、手术录制、医院手术教学等需求。具体要求如下： 1、手术过程的实时直播：由于受手术室大小、人数，安全等因素的限制，无法保 证所有人可以参与手术的过程中，所以希望通过手术示教系统，让更多的人参与到手术 过程中，使他们在示教室、办公室就可以方便、快捷的观看手术直播的过程，可进行手 术会诊

5、、手术指导、手术观摩。 2、手术过程的完整录制：对于手术过程的录制，不仅仅可以录制手术过程中的图 像声音，而且可以对相关手术中医疗设备的信号进行采集、录制，实现手术过程中的的 视频，音频，数据同步一体化录制，更方便医院手术教学观看，学习。 3、手术室与示教室的双向视音频交互：在手术过程中，示教室专家可通过系统与 手术室执刀医生的实时交流，从而达到专家会诊、指导教学、学术交流的目的。 4、数字化手术室集中控制系统：专业数字化手术室应具备集中控制系统，采用一 体化触控屏结构，内欠专用数字化手术室集中控制软件，实现手术室设备的集中控制、 信号路由、手术转播控制、手术录像控制等功能、当便医生的操作与使

6、用。 针对以上需求，采用我公司自主研发的数字化手术示教系统，开拓了手术录播的 新领域，率先提出了高清手术示教的解决方案，按以下原理实现手术观摩教学中功能， 达到专家会诊、学术交流、培训教学、远程医疗等目的。 三. 解决方案 3.1.方案概述 在项目中建设 1 间示教室，1 间手术室手术示教系统和 1 套手术示教推车系统，专 家在示教室现场与所有手术现场的实时交流，达到学术交流、现场指导、专家会诊的功 能。且可通过网络远程访问，实时收看手术实况或点播手术录像，实现远程医疗和培训。 锐取手术示教系统可配合普通高清全景摄像机、腹腔镜、术野高清摄像机 （720P/1080P） 、生命体征仪等使用，可实

7、现远程医疗及教学中视音频和数据（计算机 内数据及医疗器械采集的相关病人生理特征数据）内容的同步一体化录制、实况转播和 在线点播。录播系统最多支持 6 路视音频或医疗影像内容同步录制及网络直播，可将手 术中本地计算机中演示文件、远程手术图像和数据内容进行同步录制，可以轻松实现对 医疗过程的全面录制。 3.2.项目组网图 手术示教系统以多媒体录播系统为核心，基于 IP 网络实现手术室和示教观摩端 （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

8、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。数字化手术示教系统可满足用户手术示教、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，锐取手术示教和医疗观摩系统可由五个部分组成： 信号采集模块信号采集模块、信号存储转发模块信号存储转发模块、信号接收显示模块信号接收显示模块、控制管理模块控制管理模块、语音交互模块语音交互模块。 3.3.数字化手术示教系统 3.3.1.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。 信号采集模块可采集的医疗信号

9、包括三类： A.A.场景信号：场景信号：主要包括全景摄像机、术野摄像机的视频信号及现场音频信号 B.B.监护仪器信号监护仪器信号：病人监护仪、麻醉机等； C.C.医疗影像设备信号医疗影像设备信号： 按照成像原理，可分为六类： 超声成像超声成像：A 型、B 型（B 超） 、C 型、D 型（彩超） 、M 型等； X X 线成像线成像：X 线机、CT、数字 X 线摄影（CR、DR、DSA.）等； 光学成像光学成像： 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； 核共振成像核共振成像：MRI 等； 核医学成像核医学成像：PE

10、T、PET-CT、SPECT、R 相机等; 红外成像红外成像：医用红外热像仪等； 本项目中数字化手术示教系统手术室（开放式手术或内镜手术）配置 2 台高清影像 接入模块，采集拍摄术野的高清摄像机图像（或内镜高清图像）及全景摄像机图像，以 上所有图像通过网络传送到任意示教室；示教室采用高清示教观摩终端通过网络接收任 意手术室的图像，主刀医生通过语音交互系统进行交流。 3.3.2.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

11、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。 3.3.3.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。 根据使用场景的不同，锐取为用户提供了丰富的接收显示方式： 录播解码系统（硬件方式） 、 PC（RecPlayer，软件方式） 录播解码系统采用嵌入式架构，体积小巧，可直接连接液晶电视、大屏幕投影等显 示设备，通过遥控器即可操控，非常适合会议室、观摩室使用。 图 录播解码系统接收 普通 PC 客户端可使用

12、Recplayer 软件接收手术室视频直播，只要 PC 客户端能通过 网络访问多媒体录播服务器，就能接收手术直播、点播。 图 PC 机（RecPlayer）接收 3.3.4.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。 多媒体录播系统控制台多媒体录播系统控制台：控制多媒体录播系统对手术或其他医疗活动进行实时直播、 录制，管理前端编码器（对编码器各项参数进行设置） 。 图 多媒体录播系统控制台界面 医学影像媒体编辑软件医学影像媒体编辑软件：对已录制好的手术视频进行编辑，可添加片头、片尾，剪 辑、替换、格式转换、单

13、独抽取视频流等。 图 后期媒体编辑软件界面 3.3.5.语音交互模块 语音交互模块主要负责完成手术室与示教观摩端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。 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。 语音交互模块主要完成医疗场景端（手术室）与示教观摩端（示教室）之间的双向 语音交流。若用户仅仅需要将医疗场景端（手术室）的声音单向的传递到示教观摩端 （示教室） ，语音交互终端及多方语音交互系统等设备则无需配置，声音的单向传输可 由信号采集部分里的编码器

14、完成，声音经编码器编码后通过网络传输到接收显示部分。 手术室与示教室的拾音及扩声方式：手术室与示教室的拾音及扩声方式： 基本方式：通过语音交互终端实现拾音和扩声基本方式：通过语音交互终端实现拾音和扩声 本地声音由语音交互终端内置的全向麦克进行采集，远端声音通过语音交互终端内 置扬声器机型扩音播放，这种方式适合用于面积较小而安静的手术室、小型会议室或小 型示教室、观摩室等场合。 图 基本方式：语音交互终端 3.4.功能描述 3.4.1.手术实况录制/实时转播 本系统可将手术现场的图像、声音和医疗影像设备采集图像、HISPACS 等内容同 步录制到一个文件中。录像的同时可通过网络将手术现场的高清术

15、野图像、手术室全景 图像、音频、医疗影像设备采集图像（内镜、监护仪等） 、HISPACS 等在网络上进行实 时直播，用户可通过 IE 浏览器或示教观摩终端登录服务器实时接收直播。达到对手术 观摩、手术教学、手术指导、专家会诊等功能。 3.4.2.远程会诊 采用基于 IP 专网方式，高清视频+语音+数据同传的远程会诊系统。 主要用于实现以下功能： A. 会诊专家与申请医院医生、病人的远程“面对面”交流； B. 患者病历资料调阅； C. 各级医疗机构间的视频会诊。 3.4.3.病历资料采集 A. 模拟信号处理 病人的胶片及纸质病历、化验单、图文报告等资料的电子化，通过扫描方式完成。 建议胶片采用医

16、学专用扫描仪，纸质资料采用普通扫描仪采集，扫描文件以 JPEG 格式 保存。系统支持扫描文件的传输、存储和阅读，支持病历资料的手工录入。 B. 数字信号处理 系统支持医院已有图文工作站资料的接入和图片浏览。 有条件的医院可以根据卫生部已经颁布的有关电子病历的标准规范，导出患者病历 信息，远程会诊系统支持针对导出信息的传输、存储、导入和阅读。 3.4.4.数字资源共享 系统支持上级医院把有典型意义的病历资料、案例分析、手术录像等资料以课件形 式通过远程网络平台共享给下级医院，供下级医院医务人员参考、学习。 3.5.系统的管理与使用 3.5.1.基于 IE 浏览器的管理使用方式 数字化手术示教系统

17、媒体服务器内置 Web 服务器，用户可通过 IE 浏览器登录服务 器进行系统管理与使用。系统支持多级用户访问权限，包括： 系统会根据的用户权限的不同，在用户登录系统后自动屏蔽用户不具备权限的功能。 如下图所示： 图 管理员/操作员用户登录后的管理界面 用户在首次进行回放录像操作时，系统会提示下载按照相应的插件，即 RecPlayer，RecPlayer 除可在 IE 浏览器中调用外，也可以独立运行，支持运行平台包 括 Windows2000/XP 及以上版本。RecPlayer 可采用组播、单播或点播等多种方式实时或 事后接收媒体服务器的实时监控或点播内容。RecPlayer 还具备组播代理功

18、能，可将以 单播方式接收到的直播内容在网络上进行组播，在无需修改网络设备配置的情况下，实 现更多用户的接收。RecPlayer 也可播放录制好的文件，较其它播放器具备更加灵活和 可控的窗口显示方式。 3.5.2.其它管理使用方式 除基于 IE 浏览器的管理方式之外，系统还支持两种管理方式： 液晶屏控制面板：用户可直接通过手术观摩录播服务器的液晶屏控制面板进行系统 的配置和功能开启。 通过第三方中控系统：手术观摩录播服务器具备与中控系统（AMX、CREATOR 等）连 接的串口，并提供可编程的串口指令集。通过这些指令集，在液晶屏控制面板上能 实现的操作都可以通过中控系统来实现。 四. 锐取数字化

19、手术示教系统优势 全面记录、同步存储、同步回放全面记录、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。 图 复杂手术环境下手术示教录制效果 高清影音记录高清影音记录 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手术转播

20、成果。 接口丰富，支持各种专业医疗影像设备信号采集接口丰富，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。 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 锐取手术示教和手术转播系统提供三种接收显示方式：示教观摩终端（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

21、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。 分布式架构，模块化布局，充分满足系统弹性扩展需要分布式架构，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。 系统的分布式、模块化的特点可充分满足系统随医院整体信息化建设的弹

22、性扩展需 要，弹性扩展体现在两个维度： 应用扩展应用扩展：从基础的手术示教、手术转播应用扩展到到远程医疗、远程探视，进而 到医学课件制作、医学培训资源共享平台等深入应用，可弹性满足医疗机构各类信息化 应用的需要； 机构扩展机构扩展：从院内各机构、科室扩展到院外医院、院校、医疗主管部门等各相关机 构，可充分在全社会利用和共享医疗资源。 灵活多样的交互方式，方便各种应用开展的需要；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、多方视音频交互等交流方式，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。 与医

23、院原有信息化系统（与医院原有信息化系统（OA/E-Learning/HIS/PACS/EMR 等）无缝融合等）无缝融合 系统采用基于 WEB 的 B/S 架构，提供增值开发包及医学影像媒体编辑软件等管理 软件，可与医院原有的 OA/E-Learning/HIS/PACS/EMR 等系统无缝融合，方便医生随时 随地进行观摩和学习。 五. 主要设备简介 5.1.硬件设备 5.1.1.医疗多媒体录播服务器 专用硬件服务器，嵌入式操作系统，1U高，19英寸宽，适合机架安装。手术观摩录 播服务器为系统的核心，主要完成视频、音频、计算机动态屏幕信号的录制、直播和点 播，录制生成的文件存储在该服务器上。手术

24、观摩录播服务器具备液晶屏控制面板，可 进行参数查询、设置、功能开启停止等操作，用户操作管理更加方便。多媒体录播服务 器可支持普清（CIF/4CIF）和高清（720P/1080i）图像的录制直播点播。 单服务器最大支持5间手术室实况的现场直播或录制。 单手术室支持最大6路信号的接入，支持高清信号（720P/1080P）信号的输入。 图：多媒体录播服务器正面图：多媒体录播服务器正面 图：多媒体录播服务器背面图：多媒体录播服务器背面 接口：接口： 网络接口（LAN）：10/100/1000M 1 网络接口（WAN）：10/100/1000M 1 控制接口：RS232 1 功能参数：功能参数：系统具备

25、视音频信号和计算机屏幕信号的同步一体化录制、直播、点播功能， 支持客户端文字交互；单台服务器最多并发支持 5 间会议室的录制直播；单间会议室支 持最多 6 路可视信号及声音的任意组合，支持中控；支持 80 个用户单播、点播；存储 容量 1T； 视频编码视频编码 H.264 视频清晰度视频清晰度 CIF 4CIF 480i 576i 720P 1080i 1080P 视频码率视频码率 128Kbps-20Mbps 视频帧率视频帧率 1-60 帧/秒 音频编码音频编码 AAC 音频采样率音频采样率 44.1K 48K 音频带宽音频带宽 16Kbps128Kbps 计算机屏幕分辨率计算机屏幕分辨率

26、4：3 模式 640480 800600 1024768 1152864 1280960 14001050 5：4 模式 12801024 16：9 宽屏模式 1280720 1366768 1600900 16:10 宽屏模式 1280800 1440900 支持非标准模式 信号录制帧率信号录制帧率 1-30 帧 信号采集模式信号采集模式 硬件 系统系统 分布式架构 嵌入式操作系统 支持双平台 录制录制 AV+VGA 同步录制 录制格式：ASF 定时预约录制 自定义文件分片大小： 500M/1G/3G 多流模式 信号组合模式信号组合模式 6 路可视信号 （AV、VGA、DVI 等） 及声音任

27、意组合 直播直播 AV+VGA 同步直播 单播/组播 组播代理 WEB 界面实时接收 RecPlayer 媒体播放 器 客户端文字交互 在线用户统计 在线用户挂断 在线用户点名 文件组播 回放：回放： RecPlayer 媒体播放 器 Microsoft Media Player 暴风影音等通用播放 器 显示模式:并列/全屏 /自定义 点播（点播（VODVOD） WEB 界面点播 RecPlayer 媒体播放 器 第三方点播平台 多会议室录播并发支持能力多会议室录播并发支持能力 4 间 录制容量录制容量 2000 小时（具体视 录制内容及录制参数 而定） 存储容量 1T 网络存储网络存储 iS

28、CSI 协议（IP SAN） 管理方式管理方式 WEB 操作界面 会议录播管理平台 液晶屏控制面板 第三方中控系统 多媒体录播系统综合 管理平台 安全安全 4 级用户权限设置 管理员界面超时冻结 文件级访问权限分配 用户群组级访问权限 分配 支持文件加密 索引索引 手动索引（任意内容） 书签功能 系统功能系统功能 录播预览功能 远程摄像头控制 实时点评 远程升级 用户操作习惯自定义 公告板 字幕 语言版本语言版本 中文 英文 法文 电气指标电气指标 工作电压： 220V/50Hz 功耗：60W 物理特性：物理特性： 服务器尺寸（长/宽/高）： 430mm373mm45mm 服务器重量：8kg

29、环境规格：环境规格： 存储温度：-4080 相对湿度：595% 工作温度：-2060 5.1.2.医疗影像高清编码器 高清影像接入模块是深圳市锐取软件技术有限公司自主研发的用于高清信号 （720P/1080i/1080P）或高分辨率、高帧率 VGA 信号编码及网络传输的专用硬件设备， 可配合锐取各系列多媒体录播服务器使用。高清影像接入模块采用高性能 DSP 处理芯片， 嵌入式操作系统，稳定可靠，具有高清晰度、低码率、低延时的特点。该产品的推出填 补了业内空白，可广泛用于各种需要对高清视频信号及高分辨率高帧率 VGA 信号进行采 集并基于 IP 网络传送的场合，满足高清会议、手术示教等应用的需要

30、。 图 高清影像接入模块正面 特点：特点： 高清视频（高清视频（720P/1080i/1080P720P/1080i/1080P） H.264 视频编码，支持 720P/1080i/1080P 高清视频信号的采集，最高支持 1080P/50/60 给您带来细致入微的视觉体验。 高清音频高清音频 双声道高清音频 AAC 编码，44.1k-48k 音频采样，32Kbps128Kbps 编码带宽，为您 提供震撼的高保真立体声效果。 高清晰、高帧率计算机屏幕信号录制高清晰、高帧率计算机屏幕信号录制 支持高分辨率、高帧率计算机屏幕信号采集，最高支持 19201080P60Hz，满足录 制高清动态视频、高清计算机屏幕信息的需要。 低延时低延时 ENC1200 高