就技術(shù)而言，醫(yī)院的遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會議等網(wǎng)絡(luò)多媒體信息化應(yīng)用都得力于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)的發(fā)展，而早期的模擬技術(shù)由于設(shè)備安裝維護(hù)復(fù)雜、信息化程度低而逐漸被基于TCP/IP模式的網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)所取代。這也符合電視監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢，即：視頻信號數(shù)字化、系統(tǒng)應(yīng)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(shù)室數(shù)量的增多，手術(shù)觀摩教學(xué)應(yīng)用的不斷發(fā)展，高效的系統(tǒng)維護(hù)管理，標(biāo)準(zhǔn)化和可擴(kuò)充技術(shù)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(luò)平臺和可靠的數(shù)據(jù)庫。因此，科學(xué)的系統(tǒng)規(guī)劃和精心的系統(tǒng)設(shè)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(shù)觀摩教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)為例，對手術(shù)觀摩、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)作一簡單介紹，供業(yè)內(nèi)同行參考。
系統(tǒng)主要預(yù)期功能
基于網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)的手術(shù)觀摩教學(xué)系統(tǒng)主要功包括：
手術(shù)過程直播
完全基于以太網(wǎng)絡(luò)，如局域網(wǎng)、專網(wǎng)、以及廣域網(wǎng)等實現(xiàn)遠(yuǎn)程觀摩?？梢詫崿F(xiàn)遠(yuǎn)程鏡頭切換和控制，進(jìn)行多角度觀摩，還可以進(jìn)行雙向?qū)χv。被傳輸?shù)礁饔^摩室、報告廳和遠(yuǎn)程專家辦公室的視頻信號達(dá)到720×576的廣播級要求。圖像的網(wǎng)絡(luò)延時不大于0.5秒，能夠滿足交流的要求。
手術(shù)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(yuǎn)端用戶，只要被授權(quán)（由管理部門授權(quán)），就能在遠(yuǎn)程計算機(jī)上點播某一手術(shù)的歷史過程，為教學(xué)和研究提供了便利。
遠(yuǎn)程醫(yī)療
通過INTERNET訪問功能可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程專家或?qū)＜医M的可視化在線醫(yī)療指導(dǎo)服務(wù)。
手術(shù)過程錄像和資料保存
可以將手術(shù)過程的聲音、圖像進(jìn)行數(shù)字化壓縮，保存到存儲管理服務(wù)器中，也可以利用專配的轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)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(xué)。
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(yīng)該是交互的、多用戶訪問和國際交流性的。科室主任、大夫可以在自己的計算機(jī)上實現(xiàn)觀摩、雙向語音指導(dǎo)和錄像，學(xué)術(shù)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(rèn)證，系統(tǒng)操作可分為四個等級，64個控制權(quán)限，不同權(quán)限的用戶有不同的使用區(qū)域和級別。
系統(tǒng)設(shè)計\
設(shè)計原則
·標(biāo)準(zhǔn)化：系統(tǒng)選用的產(chǎn)品要能遵循標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和傳輸技術(shù)要求，完全可以在各類公共寬帶網(wǎng)上進(jìn)行信號傳輸；\r\n·可擴(kuò)展性：由于用戶的需求會不斷擴(kuò)展，要求系統(tǒng)只要增加前端設(shè)備和升級軟件，就能完成系統(tǒng)的擴(kuò)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(jī)對話方便，完全是智能控制，不用單獨設(shè)置；\r\n·開放式結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)軟件具有開放式結(jié)構(gòu)，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(luò)視頻技術(shù)的手術(shù)觀摩教學(xué)系統(tǒng)由五個主要部分組成：\r\n·手術(shù)室的音、視頻采集部分；\r\n·網(wǎng)絡(luò)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(shè)備包括：\r\n·前端設(shè)備（例攝像機(jī)、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(luò)系統(tǒng)，如：網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、光纖等；\r\n·中心服務(wù)器（根據(jù)項目情況可以是多個服務(wù)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(luò)視頻編碼服務(wù)器（網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)的核心設(shè)備，或稱編碼器）；\r\n·其它基于IP的設(shè)備，如HIS服務(wù)器、PAX服務(wù)器等。
系統(tǒng)設(shè)備配置簡介
每個手術(shù)室根據(jù)不同的使用要求，可以安裝不同數(shù)量的攝像機(jī)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(shù)環(huán)境要求可以安裝話筒、音箱等設(shè)備。
攝像機(jī)\
無影燈中心要配置高清晰彩色攝像機(jī)，用于觀察手術(shù)細(xì)節(jié)的局部圖像。手術(shù)室內(nèi)配一臺全方位彩色攝像機(jī)用于監(jiān)視手術(shù)室全貌和手術(shù)的全過程。該攝像機(jī)采用變焦全方位高分辨率攝像機(jī)，鏡頭和角度均可以遠(yuǎn)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(shè)備的圖像。
話筒\
采用高靈敏話筒，將手術(shù)過程的聲音、講解等發(fā)送到遠(yuǎn)端。一般采用手術(shù)室設(shè)備自帶的MIC，也可根據(jù)需要另外選配領(lǐng)夾式無線話筒。\
音箱
可以采用有源音箱，用于傳送遠(yuǎn)端的聲音，如疑問、咨詢等。
音、視頻編碼服務(wù)器
每臺攝像機(jī)都與音、視頻編碼服務(wù)器連接，將模擬信號數(shù)字化，并借助網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)音視頻信號的遠(yuǎn)傳。視頻服務(wù)器可安裝在手術(shù)室，要免維護(hù)。\r\n本系統(tǒng)采用的視頻編碼服務(wù)器實現(xiàn)模擬音、視頻信號轉(zhuǎn)換為可上傳網(wǎng)絡(luò)的音、視頻數(shù)據(jù)流，它采用嵌入式設(shè)計結(jié)構(gòu)，可采用動態(tài)或固定IP實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(wù)器的設(shè)置要求將音、視頻數(shù)據(jù)流傳送到組播管理服務(wù)器中，由組播管理服務(wù)器向相關(guān)的遠(yuǎn)程客戶監(jiān)看端發(fā)送數(shù)據(jù)。視頻數(shù)據(jù)的技術(shù)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(dá)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(jìn)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(bǔ)丁；\r\n·適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：局域網(wǎng)，可穿越路由器，采用固定IP，10/100M網(wǎng)絡(luò)口。
管理錄像服務(wù)器
經(jīng)過數(shù)字化、壓縮并通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送的音、視頻流均由音、視頻管理服務(wù)器（即視頻WEB）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(wù)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(gòu)，后臺采用SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫。
管理服務(wù)器功能
·站點管理：能自動搜索并顯示設(shè)備服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、錄像服務(wù)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(shè)備站點下會顯示所有曾經(jīng)出現(xiàn)過的設(shè)備，若不再使用某設(shè)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(quán)限范圍，同一類型的用戶又可以設(shè)置更具體的權(quán)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(shè)定、密碼修改、權(quán)限管理等；\r\n·設(shè)備管理：設(shè)備管理提供編碼器、解碼器、矩陣及附屬設(shè)備等的管理，以及設(shè)置某編碼器歸屬哪個錄像站點?？梢苑奖愕卦O(shè)置電子地圖，布置鏡頭，并將地圖分配給用戶。具體包括設(shè)備分組、設(shè)備增加、設(shè)備修改、設(shè)備刪除、參數(shù)配置、地圖設(shè)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(quán)限而定）；\r\n·錄像管理：設(shè)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(biāo)準(zhǔn)的B/S架構(gòu)，組播管理服務(wù)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(jìn)行個性化的調(diào)整。
系統(tǒng)使用與管理模式
手術(shù)室設(shè)備即開即用
手術(shù)室的設(shè)備，包括視頻服務(wù)器、攝像機(jī)、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(guān)機(jī)，不需設(shè)置，即開即用。
中心管理服務(wù)器主要作用\
中心管理服務(wù)器（也叫目錄認(rèn)證服務(wù)器）裝在機(jī)房內(nèi)，它的主要作用包括：\r\n·轉(zhuǎn)發(fā)管理：將手術(shù)室傳來的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)成可以通過組播技術(shù)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(shù)的進(jìn)展過程，聲音和圖像經(jīng)過數(shù)字化、壓縮（MPEG4）后存儲在服務(wù)器的硬盤中。例如要能滿足72小時、80臺攝像機(jī)需求的硬盤，其硬盤存儲容量應(yīng)為：180M/小時×72小時×80臺=1036G。為保證可靠性和經(jīng)濟(jì)性，該系統(tǒng)采用了多服務(wù)器架構(gòu)，在機(jī)房內(nèi)共設(shè)置2臺服務(wù)器，其中一臺設(shè)置成主服務(wù)器，和錄像服務(wù)器合用；\r\n·用戶管理：設(shè)置用戶的權(quán)限，規(guī)定那些用戶可以訪問哪些手術(shù)室。同時設(shè)置，訪問某個手術(shù)室的用戶中誰的優(yōu)先級最高（共可設(shè)定64個權(quán)限等級）等；\r\n·設(shè)備管理：時刻監(jiān)控所有設(shè)備的工作狀態(tài)，記錄設(shè)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(luò)帶寬的要求，即使100人訪問同一手術(shù)室也如同一人一般，基本不增加帶寬占用；\r\n·網(wǎng)站維護(hù)：主服務(wù)器實際是一臺WEB網(wǎng)站，用戶可以進(jìn)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(shè)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(hù)設(shè)備提供了報表式工具。\r\n總之，主服務(wù)器是面向系統(tǒng)管理維護(hù)人員，觀摩、訪問用戶不需要進(jìn)行任何的操作和設(shè)置。
在觀摩室和學(xué)術(shù)報告室使用
任何一臺計算機(jī)，比如一臺筆記本電腦，只要它可以上網(wǎng)，能夠登錄主服務(wù)器，就可以采用IE瀏覽器像訪問新浪、搜狐一樣簡便?？梢詫崿F(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(jī)就可以實現(xiàn)多人的觀摩要求，通過音像可以實現(xiàn)擴(kuò)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(jī)的旋轉(zhuǎn)和鏡頭的遠(yuǎn)近。通過與計算機(jī)相連的MIC就可以和手術(shù)室進(jìn)行雙向?qū)χv。過程可以進(jìn)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(luò)插座，教師將筆記本電腦接入網(wǎng)絡(luò)，就可以實現(xiàn)與觀摩室同樣的功能，對教學(xué)來說是很方便的。\r\n通過以前手術(shù)錄像的回放或刻錄光盤的播放可以滿足反復(fù)教學(xué)的要求。\
遠(yuǎn)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(wù)器，當(dāng)然，需要網(wǎng)管人員或主管部門的授權(quán)。通過該系統(tǒng)，專家可以提供身臨現(xiàn)場般的指導(dǎo)。\r\n該系統(tǒng)也為醫(yī)院的管理提供了技術(shù)手段，院長可以在辦公桌前了解各手術(shù)室的實際情況。
結(jié)語
隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的優(yōu)化和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化醫(yī)院的建設(shè)將會更加蓬勃地向前發(fā)展，醫(yī)院的遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會議等網(wǎng)絡(luò)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(yīng)了當(dāng)今信號數(shù)字化、應(yīng)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(shù)探討和交流，作為方案的簡單介紹。就數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)而言，肯定會有各種各樣的可選方案和可選的數(shù)字化設(shè)備，但就系統(tǒng)而言，不管何種組成形式和何種設(shè)備，只要能達(dá)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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