數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)的建設(shè)方案

威視愛普是一家供應(yīng)數(shù)字化手術(shù)室，手術(shù)室示教系統(tǒng)，手術(shù)室集中控制系統(tǒng)等數(shù)字化產(chǎn)品的廠家，是專注于多媒體系統(tǒng)及工控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)與生產(chǎn)的高科技公司， 擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的音視頻系列和智能控制領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)品及解決方案。產(chǎn)品技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。公司擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富，高效運(yùn)作的科研團(tuán)隊(duì)，致力于技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新，為客戶量體裁衣，快速提供最適合的一體化解決方案和最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

轉(zhuǎn)自搜狐：數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)領(lǐng)域,介紹了數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)相關(guān)概念及發(fā)展現(xiàn)狀,分析了數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)建設(shè)需求,在此基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)總體架構(gòu)、系統(tǒng)功能及界面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

作為醫(yī)院核心醫(yī)療場(chǎng)所,手術(shù)室的數(shù)字化程度是醫(yī)院數(shù)字化的重要標(biāo)志。數(shù)字化手術(shù)室系統(tǒng)涉及醫(yī)院信息系統(tǒng)集成、手術(shù)室流程管理、集中控制、手術(shù)導(dǎo)航手術(shù)機(jī)器人、遠(yuǎn)程教學(xué)和會(huì)診、手術(shù)室物流管理、模擬手術(shù)系統(tǒng)。作為數(shù)字化手術(shù)室的建設(shè)重點(diǎn),數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)是指基于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)手術(shù)音視頻信息高清采集、有效視頻點(diǎn)播、術(shù)后加工、存儲(chǔ)、檢索,支持手術(shù)觀摩、示教、學(xué)術(shù)交流、遠(yuǎn)程協(xié)助等功能的管理信息系統(tǒng)。數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)應(yīng)用于醫(yī)院手術(shù)室有助于醫(yī)院開展遠(yuǎn)程醫(yī)療與視頻學(xué)術(shù)會(huì)議,提高醫(yī)院臨床教學(xué)水平,實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的手術(shù)室監(jiān)管,滿足醫(yī)療領(lǐng)域'`舉證責(zé)任倒置”需要,減少醫(yī)療事故的發(fā)生,維護(hù)良好醫(yī)療秩序。

數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)手術(shù)室存在手術(shù)遠(yuǎn)程示教功能不足、無法統(tǒng)一存儲(chǔ)手術(shù)信息資源、無法避免手術(shù)室二次污染及不能集中顯示醫(yī)學(xué)影像等諸多問題。對(duì)傳統(tǒng)手術(shù)室進(jìn)行數(shù)字化改造或重新進(jìn)行數(shù)字化手術(shù)室建設(shè),實(shí)現(xiàn)手術(shù)室數(shù)字化系統(tǒng)管理能有效克服以上弊端。目前,國外比較成熟的數(shù)字化手術(shù)室系統(tǒng)主要有德國的一體化手術(shù)室統(tǒng)、美國的日數(shù)字手術(shù)室控制系統(tǒng)及一體化整合手術(shù)室系統(tǒng)。近年來國內(nèi)一些大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)如北京積水潭醫(yī)院、浙大醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院、武漢同濟(jì)醫(yī)院、醫(yī)療企業(yè)積極進(jìn)行數(shù)字化手術(shù)室的研究與探索,實(shí)施并構(gòu)建醫(yī)院數(shù)字化手術(shù)室系統(tǒng),在不同程度上實(shí)現(xiàn)手術(shù)室數(shù)字化示教功能。

全國范圍內(nèi)醫(yī)院實(shí)施數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)情況來講,仍存在一些不足,一些醫(yī)院信息系統(tǒng)尚不能滿足數(shù)字化手術(shù)室對(duì)實(shí)時(shí)調(diào)取患者日系統(tǒng)中病人資料的需求由于數(shù)字化手術(shù)室相關(guān)醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)廠商、型號(hào)差異性,無法兼容,對(duì)數(shù)字化手術(shù)室集中控制難度比較大醫(yī)院數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)性不足,未能有效遵循協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)。

數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)需求分析

用戶需求分析數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)用戶主要包括手術(shù)醫(yī)生等手術(shù)人員、觀摩人員、系統(tǒng)管理員,三種用戶分別具有不同的需求。手術(shù)人員需求包括查詢手術(shù)安排、手術(shù)室內(nèi)快速調(diào)閱病人的相關(guān)治療信息、手術(shù)錄制、查看手術(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備和影像設(shè)備的數(shù)據(jù)、控制觀摩人員觀摩狀態(tài)。觀摩人員需求包括手術(shù)實(shí)時(shí)觀看及攝像頭控制、觀看歷史手術(shù)視頻、相關(guān)視頻檢索及播放。系統(tǒng)管理員需求包括音視頻分類管理、使用情況查詢與統(tǒng)計(jì)、審核與發(fā)布、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)、用戶管理。系統(tǒng)功能需求分析數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)功能可劃分為三大模塊,手術(shù)室醫(yī)生站功能模塊、手術(shù)轉(zhuǎn)播模塊、手術(shù)視頻檔案管理模塊,手術(shù)室醫(yī)生站功能模塊主要供手術(shù)人員在手術(shù)室內(nèi),術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后使用,手術(shù)轉(zhuǎn)播模塊主要供一些相關(guān)人員觀摩正在進(jìn)行的或以往的手術(shù),手術(shù)視頻檔案管理模塊包括視頻的檔案管理、手術(shù)間音視頻設(shè)備等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)、用戶權(quán)限管理等。示教系統(tǒng)還需提供遠(yuǎn)程語音雙向?qū)χv功能,方便術(shù)中交流。其他需求實(shí)時(shí)調(diào)取手術(shù)患者在醫(yī)院的尸日相關(guān)信息是數(shù)字化手術(shù)的重要功能之一,數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)需要與相關(guān)應(yīng)用信息系統(tǒng)進(jìn)行集成,系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施必須遵循、日等標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)患者信息和手術(shù)視頻信息的無縫整合。數(shù)字化手術(shù)室對(duì)音視頻質(zhì)量有嚴(yán)格要求,系統(tǒng)應(yīng)選取實(shí)時(shí)性強(qiáng)、質(zhì)量高的視頻終端,采用成熟可靠的音視頻、文本信號(hào)傳輸技術(shù),同時(shí)應(yīng)采取相關(guān)安全機(jī)制保護(hù)患者隱私。

數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)字化手術(shù)室系統(tǒng)在架構(gòu)上采用了客戶端服務(wù)器模式模式。手術(shù)室視具體情況配置高清攝像機(jī)、全景攝像機(jī)、無影燈攝像機(jī)等。服務(wù)器端包括采集直播服務(wù)器、視頻點(diǎn)播服務(wù)器、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備等組成。采集直播服務(wù)器為手術(shù)室提供基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)手術(shù)直播服務(wù)。視頻點(diǎn)播服務(wù)器一方面為終端用戶提供視頻流傳輸控制服務(wù),完善的流量負(fù)載處理機(jī)制,另一方面為核心應(yīng)用提供強(qiáng)大的系統(tǒng)管理服務(wù)。服務(wù)器主要為用戶提供節(jié)目瀏覽、檢索、查詢等服務(wù)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于存儲(chǔ)管理節(jié)目信息,存儲(chǔ)管理用戶信息,提供登錄、認(rèn)證服務(wù),存儲(chǔ)管理日志記錄,為用戶檢索查詢節(jié)目、查詢統(tǒng)計(jì)和維護(hù)提供服務(wù)。其中服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以獨(dú)立應(yīng)用,也可以把該功能分別嵌入到直播和點(diǎn)播服務(wù)器中,從而節(jié)省服務(wù)器數(shù)量。存儲(chǔ)設(shè)備則采用磁盤陣列用于存儲(chǔ)海量的多媒體資源。

系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)數(shù)字化手術(shù)室示教。手術(shù)室醫(yī)生站子模塊具有手術(shù)患者信息查詢、視頻錄像拍照、云臺(tái)控制、權(quán)限列表控制等功能。手術(shù)轉(zhuǎn)播子模塊具有音視頻通信、觀摩人員權(quán)限控制、基于權(quán)限云臺(tái)控制、手術(shù)間切換等功能。手術(shù)音視頻檔案管理子模塊具有音視頻管理、音視頻設(shè)備維護(hù)、音視頻點(diǎn)播、用戶權(quán)限管理等功能。

手術(shù)室端主界面設(shè)計(jì)界面包括五大組成部分,上方的兩排按鈕包括視頻輸入源按鈕、視頻輸出端按鈕,左側(cè)功能按鈕包括選擇病人、開啟視頻、患者信息、幫助、退出功能,右側(cè)的來訪列表記錄了所有教室端觀摩該手術(shù)室的用戶及對(duì)用戶權(quán)限信息,正中間的視頻預(yù)覽窗口顯示當(dāng)前視頻輸入源的視頻信號(hào),窗口下方視頻工具條對(duì)當(dāng)前視頻的云臺(tái)進(jìn)行上下、左右、推進(jìn)、拉遠(yuǎn)等控制操作。系統(tǒng)界面包括兩大部分,左側(cè)功能按鈕包括選擇手術(shù)室、手術(shù)觀摩、患者信息、視頻管理、退出等功能,右側(cè)顯示各功能按鈕打開的具體界面內(nèi)容。點(diǎn)擊選擇手術(shù)室,從列表中選擇其中一個(gè)手術(shù)間,再點(diǎn)擊手術(shù)觀摩即可視頻觀摩該手術(shù)間。點(diǎn)擊患者信息可調(diào)閱、查看患者檢驗(yàn)、醫(yī)學(xué)影像、醫(yī)囑等相關(guān)信息,方便手術(shù)醫(yī)生診斷。視頻管理包括本地視頻、手術(shù)室的全景視頻和手術(shù)室的術(shù)野視頻個(gè)視頻信號(hào)。右側(cè)顯示界面中設(shè)置工具條、提示信息區(qū)域,權(quán)限允許下可通過工具條對(duì)視頻的云臺(tái)進(jìn)行上下、左右、推進(jìn)、拉遠(yuǎn)等控制操作,提示信息區(qū)主要顯示相關(guān)操作的提示信息,輔助用戶操作。技術(shù)方案設(shè)計(jì)視頻信號(hào)處理技術(shù)手術(shù)室內(nèi)設(shè)備類型繁多,各類設(shè)備視頻信號(hào)的格式、物理接口并不統(tǒng)一,多種視頻分辨率同時(shí)存在,輸出接口常見的有端子、端子、日分量視頻接口、接口、。接口、日一接口、訓(xùn)接口等等。設(shè)計(jì)高清的手術(shù)視頻示教系統(tǒng),需滿足視頻源、視頻傳輸線路、視頻采集編碼設(shè)備、視頻回放顯示設(shè)備等視頻處理全過程支持高清,才能實(shí)現(xiàn)高清視頻手術(shù)示教。目前,部分國際一流品牌的設(shè)備如關(guān)節(jié)鏡、內(nèi)窺鏡等逐步開始支持高清輸出,采用或日一接口。高清視頻信號(hào)的分辨率一般可以達(dá)到日全高清。一些類型的手術(shù)室如手術(shù)室、川手術(shù)室里的醫(yī)療設(shè)備通常提供高清的視頻輸出接口和標(biāo)準(zhǔn)接口,系統(tǒng)一般通過標(biāo)準(zhǔn)接口采集。因此,手術(shù)示教系統(tǒng)不僅需支持醫(yī)療設(shè)備的視頻接入,還需要支持戶系統(tǒng)接入。先進(jìn)的監(jiān)護(hù)設(shè)備一般具有或視頻輸出接口,如不具備視頻輸出接口,通過日或日網(wǎng)絡(luò)接口輸出數(shù)據(jù),需具備兩個(gè)前提條件一是監(jiān)護(hù)設(shè)備須具備數(shù)據(jù)輸出能力,二是軟件系統(tǒng)能正確解析數(shù)據(jù),而這需要系統(tǒng)軟件掌握其通訊協(xié)議。在高清視頻手術(shù)示教系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,最為關(guān)鍵的是視頻采集與編碼、傳輸、存儲(chǔ)的處理,一般需要軟件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的高低和軟件系統(tǒng)的先進(jìn)性決定了手術(shù)視頻轉(zhuǎn)播、錄播、觀摩的應(yīng)用效果。高質(zhì)量的手術(shù)視頻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量極大,而且多媒體的聲音、圖像、數(shù)據(jù)等有大量的冗余信息,數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)是個(gè)行之有效的解決辦法,數(shù)據(jù)以壓縮形式存儲(chǔ)、傳輸,既節(jié)約了存儲(chǔ)空間,又提高了通信線路的傳輸效率,同時(shí)也可使計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)處理音頻、視頻信息,以保證播放出高質(zhì)量的視頻、音頻節(jié)目。采用不同的壓縮編碼技術(shù)對(duì)最終用戶較為關(guān)心的清晰度、帶寬存儲(chǔ)量、穩(wěn)定性和價(jià)格有很大程度的影響。目前視頻流傳輸中最為重要的編解碼標(biāo)準(zhǔn)有國際電聯(lián)的日、日系列標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)動(dòng)靜止圖像專家組的一戶和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織運(yùn)動(dòng)圖像專家組的尸系列標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理技術(shù)手術(shù)室內(nèi)每天不僅產(chǎn)生大量的音視頻數(shù)據(jù),還包括大量的如麻醉過程記錄數(shù)據(jù)、患者的生命體征記錄數(shù)據(jù)、各類檢查檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、電子病歷數(shù)據(jù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須能夠滿足數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),支持以臨床信息為檢索條件快捷方便的檢索,如支持以患者姓名、患者舊、手術(shù)醫(yī)生、麻醉醫(yī)生、手術(shù)護(hù)士、麻醉方法等。也就是說,需要將檢索條件作為數(shù)據(jù)集成到數(shù)據(jù)庫字段中或手術(shù)示教多媒體存儲(chǔ)文件中。支持時(shí)間戳功能,當(dāng)回放到某個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí),應(yīng)能同時(shí)完整展現(xiàn)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的手術(shù)過程情況和患者情況。數(shù)字化手術(shù)示教系統(tǒng)需要能夠完整記錄手術(shù)術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后的全過程的工作流數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)各類醫(yī)療設(shè)備資源和信息數(shù)據(jù)資源的高度共享和完整的手術(shù)展現(xiàn)和記錄,提高手術(shù)潔凈度,提升教學(xué)水平使手術(shù)教學(xué)更加生動(dòng)、真實(shí)。

數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)應(yīng)用

醫(yī)院作為集醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防保健為一體的綜合性現(xiàn)代化三級(jí)甲等醫(yī)院,已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化手術(shù)室示教系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用,有效滿足了低帶寬傳輸,穩(wěn)定、連續(xù)、流暢、高圖像質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)視頻需求,以及手術(shù)觀摩學(xué)習(xí),專家會(huì)診、遠(yuǎn)程指導(dǎo)等多種視頻應(yīng)用需求,實(shí)現(xiàn)醫(yī)院數(shù)字化手術(shù)室規(guī)范化管理同時(shí)擺脫了傳統(tǒng)示教模式在時(shí)間、空間、人數(shù)及安全性上的限制。