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医院不同手术转播方式的原理及应用摘要手术转播对医院的外科临床教学和会议开展有着重要作用，不同方式的手术转播在手术图像的处理和音视频传输方式上存在原理上的差异。本研究通过对目前两种手术转播方式的原理分析讨论解释差异所在，希望对日益开展的手术转播示教及数字化手术室改造提供技术参考。关键词手术转播;传输方式;原理;差异随着互联网行业的迅速发展，越来越多的行业遭到“互联网+形式的影响。网络通信技术的进步给医疗设备的网络集成提供愈加成熟的技术支持1。传统的手术录像示教招式固定，对手术中的难点与关键点缺乏实际感受，示教效果并不显著。受制于手术室严格的无菌要求及场地规模，手术观摩人员无法太多地进入手术室，因而开展现场手术转播不仅能提高手术示教的生动性与互动性，更能为临床教学及外科学术会议沟通带来较好效果及丰富体验24。随着手术转播系统在国内手术示教的应用日益普遍，目前流行的音视频实时手术转播方式可分为专用光纤设备方式及局域网络转播方式5。光纤设备转播和局域网络转播方式传输介质不同，但均遵循H.264标准。H.264是新一代数字视频压缩格式，作为高度压缩数字视频编解码技术标准之一，在同等图像质量下比MPEG2具有更高的压缩效率。H.264的优点还包括低码率、高质量图像、容错能力强、网络适应性强等6。1两种转播方式原理分析1.1光纤设备转播目前，我国各地医院的主流一体化手术室(如:Stryker/史塞克、KALSTOZ/卡尔史道斯、OLYMPUS/奥林巴斯)信号传输时多采用光纤传输7。光纤设备手术转播方式需在前期布线时向所需传输信号的目的地事先布好光纤。在手术转播经过中，手术现场向示教室或会议室转播的手术术野的图像质量在观摩中相对更为重要，通过实时语音互动沟通可提高示教及会议效果。利用光纤传输音视频信号能够提高其稳定性及安全性。光端机的原理和作用:在手术实时转播经过中，手术现场和示教室或会议室的及时互动是影响转播效果的关键因素之一。主流一体化手术室厂家一般通过预埋光纤进行音视频传输，在光纤线路的起止点各加光端机(光发射机和光接收机)。光发射机将音视频信号源的信息转化为光信号，通过耦合将信号注入光纤线路中，数字光端机通常在应用中将多路信号聚集在一根光纤中进行传输，进而使多路的数字信号转换成一路高速信号，充分发挥光发射机在信号传输中的高效性。在光纤末端，光接收机负责将经光纤传输后的光信号转化复原成串行化的电信号，通过串行转化并根据光发射机的复接方式进行分解复用，最后进行数模转化复原出原始的音视频等信号89。通过光纤设备远距离传输音视频信号时，无压缩的视频经复原后往往能到达无损的高明晰图像。1.2医院局域网转播基于TCP/IP协议的手术实时网络转播系统只需将手术室内各信号进行整合编码，通过院内网服务器的动态或静态IP设置即可将需转播的信号在院内网覆盖到的区域进行接收。手术录制转播车系统将手术室内全景、术野及腔镜信号进行音视频信号整合转化，利用开放的院内局域网端口将信号传输到内网服务器，终端编解码器通过会议室或示教室的网络端口将相应的音视频信号获取转化后输出。为保证音视频信号的稳定性，最低的带宽要求为384kbps10。编解码器的原理与作用:前端编解码器通过将采集到的模拟音视频信号进行A/D转换，编码后以H.264协议标准将数据流封装成视频文件格式(如上海艾康以mp4格式进行封装)，此时一般会在音频和视频的数据流中参加元数据。终端编解码器通过IP设置从院内网服务器中获取相应数据流，将经压缩的数据流信号解码，复原成原视频与音频，输出显示。在整个信号传输经过中，编解码器主要起到编码、压缩、解码的作用，局域网作为音视频信号的传输媒介与途径11。2两种转播方式的效果光纤设备转播通过视频矩阵的信号切换与光端机的信号转换，利用光纤的频带宽、保真度高、损耗低、工作性能稳定实现对高质量手术图像的明晰显示。局域网转播通过编解码器的音视频压缩转换，利用开放的网络端口将所需手术图像传输到网络覆盖的区域内。网络转播方式得益于其便捷的实现方式，通过光纤设备方式点对点手术转播的信号显示更稳定且明晰度较高。光纤及光纤设备技术的不断进步使其造价也随之降低，随着互联网通信技术的快速发展，医院手术转播通过局域网传输音视频信号将会受益于整体网络环境及技术的提升。医院信息化建设为越来越多的旧手术室改造提出了要求，手术示教转播作为数字化手术室的重要组成部分必不可少。利用局域网转播的手术转播系统简单的系统架构能够利用医院现有的局域网，通过相应网络端口的IP设置能够较为方便地实现手术转播功能。总之，网络转播系统能够减少整体造价，通过接口与医院信息管理系统(HIS)、医学影像信息系统(PACS)、电子病历系统(EM)等进行无缝对接，能够为手术及转播示教提供方便1214。参考文献1张维芯，王婷，张伟威，等.手术视频示教网的设计与应用J.中国医疗设备，2016，31(8):9193.2唐琼兰，蒋学风.基于病例的手术实况转播在妇产科本科实践教学中的应用J.中华医学教育探索杂志，2016，15(10):10531056.3黄进团，黄荣辉.手术现场转播在外科教学的应用研究J.医药前沿，2017，7(12):351352.4汤钦华，袁骏毅，侯晋.移动手术转播车在手术示教系统中的应用J.中国数字医学，2015，10(4):9798.5王湘杰，王志康，娄海芳.医院手术转播方法的应用讨论J.医疗装备，2014，27(4):12.6李校林，刘利权，张杰.基于TP的H.264视频流实时打包传输的研究J.计算机工程与科学，2012，34(5):168171.7赵惠康，杨爱华，刘博.我国高清手术转播示教系统的现状与发展趋势J.中国医学教育技术，2013，27(2):185190.8孟军.视频光端机浅析J.电子世界，2013(22):1819.9刘化建.多路音频光端机的设计与研究J.中国新通信，2015，17(9):122.10杨新光，石秀兵，吴志刚，等.基于数字网络通讯技术的数字化手术示教系统J.中国医疗设备，2015，30(7):9395.11王斌.数字监控系统视频编解码器性能测试方法J.中国测试，2012，38(3):101104.12吴枚禅，王耀兰.浅谈怎样将旧手术室改建为一体化手术室J.医疗卫生装备，2013，34(9):99101.13王国宏，郑富强，孙文泽，等.数字化手术室手术示教系统的设计与应用J.医疗卫生装备，2010，31(10):8485.14韩成.网络手术录播系统在医院的应用J.医疗装备，2013，26(7):46.