三甲医院智能化数字手术示教系统设计方案.doc
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1、三甲医院智能化数字手术示教系统设计方案1.1 系统概述 随着信息化进程的发展，社会方方面面的进步及需求，医疗对各种影像及视频方面技术的需求越来越高，应用范围也越来越广。单说手术视频方面，医疗界需要对手术中的视频资料进行采集保存，以对其进行后期分析、术后治疗、教学观摩、案例研究等多方面的应用。现也有众多医院各自采用多种方式的存储方式，由于没有行成标准化，没有专业的设计实施，使后期的应用方面受到很大的限制，存在技术落后、兼容性差、清晰度低、可操作性弱等众多问题。科学技术的进步，尤其是计算机技术和网络技术的飞速发展，为社会的进步发展提供了一个统一的、分布广泛的数字化网络系统。同时也促进了基于网络各种
2、各样的应用。百兆到桌面（其至是千兆）的G时代的到来，无线网络及应用相应而生，飞速发展，技术日臻成熟促使了又一次生产力的革命，迎来了一个全新的网络时代。二十一世纪的我们身处一个信息共享、高速传播的信息海洋里，它就如浩瀚的宇宙，无边无际。人们需要也愿意把新的信息以最快最广的方式传播。经济的发展，医疗的进步，改变了传统的医疗方式，在不知不觉中进行了一次手术革命；需要把医术经验以最快的方式，最广的范围传递增给每一个从医者或将来从医者，让他们在别人的经验基础上成长，站在一个新高度。需要我们想尽一切办法，利用最新的技术、最好的方法、最快的速度、最广的受体、最经济的手段来提供解决方案，满足信息共享的需求。1
3、.2 系统特点 广播级数字高清画质：世界上率先采用广播级数字高清设备作为该系统基础构建，基于网络传输，清晰度和色彩还原度是传统方式的几十倍，画质细腻、图像色彩还原度高。解决无影灯强光下图像失真现象：无影灯强光导致术野摄像机图像失真是困扰使用者（医院）已久的难题，我们使用术野摄像机专业控制系统有效解决了无影灯光太亮带来的图像失真问题。多设备信号的高度集成： 可以采集手术室内除术野摄像机和全景摄像机之外的医疗设备（腹腔镜、显微镜、腹腔镜、窥镜、监护仪、麻醉机等）的图像。让学员、观摩人员通过更多信息了解手术实际过程。“0”距离的教学和互动：实现院内乃至国际上任何一个地方实现实时通讯，包括手术直播、远
4、程观摩、教学、医疗会议和多方讨论，保证手术室秩序和洁净度。沟通无极限： 实现多个接入点（手术室与示教室、观摩室、其他网络客户端）之间视频、音频事实通讯，交流。IE 浏览：基于医院现有网络，可以同时支持数百个教室和医生工作站浏览，实现多方会议和讨论。安全的鉴权体系：建立权限管理体系，确保病人的隐私和医生的学术隐私。对网络的每个用户可以进行远程控制、观看、录像等的授权，也可以进行观看时段和观看手术的授权；同时可以随时了解观看的教室和个人的列表，并可以随时切断某用户或取消部分权限。场景式家属谈话：支持在实时录像传输中，用户在某一时间点要求回顾此时间点前的某段影像，并同时录制实时影像。集中储存和回放，
5、方便制作课件和资料保存。1.3 系统设计及功能本医院手术室及示教室点位统计如下：手术室（名称）所在层数数量万级2F17百级2F3骨科无级别2F1小计21 名称所在层数数量示教室2F13F14F15F16F17F18F1小计7此次设计我们仅对8间手术室设置了手术示教系统，具体数量以甲方要求为准。系统实现以下功能： 提供手术室内手术过程的视音频拾取设备及安装服务。 提供手术室内全景监控摄像机及安装服务。 提供全景监控视信号的网络化传输设备及安装调试服务。 提供手术室内对讲扩声系统。 设计并实施基于IP网络的手术数字化网络示教系统，提供相应的系统设计方案和设备。 依据手术数字化网络示教系统的设计提供
6、手术室中控室手术示教部分的相关设备和产品并进行安装调试。 依据手术数字化网络示教系统的设计提供示教室、手术室、会议室、领导办公室、医护办公室、学术报告厅和多功能厅等的手术示教设备及双向对讲设备和安装调试服务。 本医院手术数字化网络示教系统应达到如下设计目标： 8间手术室安装视频、音频拾取设备，拾取手术过程的术野视频信号和主讲医生的声音信号并传输到手术视频示教室，视频质量高，达到高清晰度、高色彩还原度的视频效果，语音清晰明朗。 8间手术室安装术野摄像机控制系统，用来远程调节术野摄像机位置，远程调整摄像机参数，达到术野摄像机远程多功能一键式控制，无需进入手术室进行任何操作，解决术野摄像机在无影灯高
7、强光下产生的图像炫白、失真的现象，保证图像质量高清晰度、高色彩还原度，不失真。 8间手术室实现全景监控，图象质量好，云台角度和镜头焦距可调。并可在总护士长和分护士长办公室通过网络进行多分屏监视、全屏监视和控制。 在中控室或示教室内对8间手术室的术野摄像机进行远程全方位控制，做到无死角术野视频拍摄。 可以实现手术室、示教室、中控室内进行双向语音对讲，可以实现多分屏预览和任意一路全屏预览，对任意一路音频信号进行监听。 通过IP网络实现手术示教、学术交流和存储录像功能，所有视频（腔镜、显微镜、内窥镜、监护仪、术野摄像机、全景摄像机等）图像都可经院内IP网络传输和存储，可同时对任意2路视频图像进行转播
8、和存储，做到音视频同步。 网络传输、存储、回放的视频采用最先进的H.264压缩算法，清晰度达到FULL HD级别，效果HD DVD画质，以符合医疗手术的需求，比如，通过色彩可清晰分辨胰腺和脂肪。网络传输、存储的码流，不得低于3Mbps，不能高于10Mbps，并在这个范围内可调整，以保证画面质量的情况下节约带宽。 手术存储录像后的数据可刻成HD DVD光盘，方便保存和携带。 在手术示教和学术交流时能够进行双向的音视频对讲，做到语音清晰、延迟低、无回声、视频清晰流畅。 实现示教室、手术室、会议室、领导办公室、医护办公室、学术报告厅和多功能厅等地通过网络进行手术示教和学术交流，要求视频回放清晰度达到
9、FULL HD级别，效果达到HD DVD画质，色彩还原度高。各需求场所可根据访问权限直播、点播、对讲、管理视音频。各处都能进行双向对讲交流功能，对讲设备要求支持视频功能，以便在有可能的情况下进行音视频双向对讲。 在院内任意网络接入点可通过IE直接根据分配的用户权限对手术过程的音视频直播、点播、对讲等管理。在有专线网络的情况下，可以实现远程手术观摩、手术指导、远程示教、远程会诊等。1.4 系统方案组成根据相关要求、上述分析和设计目标，医院手术数字化网络示教系统应完成的功能如下图所示：医院手术数字化网络示教系统总图1.4.1 手术室设备部署 每间手术室部署一台或两台（若需要采集的视音频信号过多）视
10、音频采集终端，用于采集手术室视频信号（如术野摄像机、全景摄像机、X光机、内窥镜、腹腔镜、生命监护仪、造影机等）和音频信号（领夹麦克、枪式传声器、拾音器等）；并可以实现与其他场所（如示教室、会议室、报告厅、教授家里、下属医院、分诊机构等用户端）进行语音的对讲，实现示教的功能。 每间手术室部署一台广播级3CCD或3CMOS高清晰摄像机作为术野特写视频采集设备，保证视频画质优异，达到高质量、高清晰度、高色彩还原度的视频效果。 每间手术室部署一套专业术野摄像机远程微控仪，对术野摄像机进行远程精确控制，有效控制术野摄像机的菜单、快门、白平衡、增益、场景等多项技术参数，有效精度控制术野摄像机镜头的光圈、精
11、度聚焦、精度变焦已经镜头变焦速度等功能。有效解决无影灯强光下视频采集难题眩光、太黑、失真等现象。保证图像高清晰度、高色彩还原度的实际展示。 每间手术室部署一条安装术野摄像机系统的万向臂（该臂由医院在定制无影灯时，要求无影灯厂家特殊定制），该臂安装术野摄像机之后就像无影灯一样运动自如，有效解决传统术野摄像机安装方式（吊装、壁装、三脚架安装）带来的难题录像过程中有拍摄死角和影响医护人员正常工作问题。通过和术野摄像机远程微控仪配合，保证视频拍摄过程中无死角，无障碍。 每间手术室部署一台清晰度较高的摄像机作为全景摄像机，为观摩现场的观摩人员以及学员提供手术室手术过程中医护人员整体配合的画面。 每间手术
12、室部署一套声音采集设备（领夹麦克、枪式传声器或拾音器等），用于采集手术现场医生交流或者主讲医生的声音，录制并传送到具备权限收听的观摩现场（示教室、会议室、报告厅、教授家里、下属医院、分诊机构等用户端）。 每间手术室部署一套以上声音播放设备（吸顶音箱、功放、有源音箱或无线头戴耳麦），用于收听观摩现场（示教室、会议室、报告厅、教授家里、下属医院、分诊机构等用户端）的专家指导或者学员提问。实现手术室与其他现场双向语音双向，声音清晰明朗。1.4.2 示教室设备部署 每间示教室部署一台音视频教学终端，用于手术视频的解码直播，并配备高清显示设备，做到视音频的实时观看与收听，达到手术示教的功能。 每间示教室
13、部署一套以上视频（医疗专用高清投影机、高清液晶监视器、高清液晶电视或高清拼接屏幕），用于显示手术室的各种视频画面（术野摄像机、全景摄像机、X光机、内窥镜、腹腔镜、监护仪、造影机等），使整个手术现场真实显示，学员如临其境。 每间示教室部署一套音响系统（无线话筒、有线话筒、功放、调音台、音箱），用于现场教学或与其他的场所（手术室、会议室、报告厅、教授家里、下属医院、分诊机构等用户端）进行交流。 每间示教室部署一台具备独立显卡的品牌电脑，用于对示教系统的远程管理、医学课件的展示等。1.4.3 中控中心设备部署 中控中心部署一台多网口千兆网络交换机，用于集成整个手术示教系统的网络部署，如果与医院共用局
14、域网的话，可以不部署该设备，但保证局域网分给手术示教系统的网络资源带宽（千兆）足够。 中控中心部署一台服务器，用于安装流媒体录播管理软件，实现对整套手术示教系统的录制、直播、点播、组播、转播等功能。 中控中心部署一台或多台术野摄像机远程遥控仪（视手术室术野摄像机的数量而定），用于远程控制手术室术野摄像机的各项功能，通过多个“一键式”功能实现，使术野摄像机的控制更简捷。 中控中心部署一台具备独立显卡的品牌电脑，用于对示教系统的远程管理、医学课件的的编辑以及访问用户的管理。 中控中心部署一台存储服务器（磁盘阵列），这是针对比较大的项目或者对数据备份要求严格的项目而配备的。1.4.4 其他用户终端设
15、备配置 对于只实现对手术视频的直播点播功能的场所进行设备配置： 该场所只需配置一台具备独立显卡（1G以上）的较高配置的电脑和音箱、麦克即可。前提是：该客户端必须能够上网，并且具备了手术示教系统管理员分配的登陆权限。 对于需要实现远程会诊的场所进行设备部署： 需要配置一套医疗会诊工作站。该工作站为一台车载可移动方式，该工作站安装高清摄像机、高清液晶监视器、管理电脑、多端口高清音视频交互终端、功放、有线话筒、和有源音箱。实现远程与其他场所（手术室、上游医院、下游医院、其他医疗机构、远程会诊室等）实现音视频双向交互，以实现远程会诊的目的。 对于远程的场所最好有专线网络（4M以上），只有这样才能保证视
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