隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)今社會已進(jìn)入了信息化的新時代?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)也隨著醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的不斷發(fā)展而發(fā)展，外科手術(shù)技術(shù)也利用高端計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，對各種手術(shù)全程畫面影像的實(shí)時記錄,使之用于研究、教學(xué)和病例存檔。有些具有爭議的手術(shù)，也可以利用這些視頻資料作為科學(xué)的判斷依據(jù)。

       傳統(tǒng)的手術(shù)教學(xué)的弊端也已經(jīng)越來越顯現(xiàn)出來，場地小能夠容納的觀摩人數(shù)有限；現(xiàn)場觀摩也令得手術(shù)室環(huán)境吵雜；病人隱私問題也令醫(yī)患糾紛越來越多；重要的手術(shù)資料不易保存…… 

       盛大神州率先在國內(nèi)推出采用全高清圖像采集、顯示、存儲的高清手術(shù)示教系統(tǒng)，該可全面滿足手術(shù)示教對音視頻實(shí)時同步、高畫質(zhì)、高保真的要求，是提高醫(yī)院教學(xué)和管理水平的重要手段。

一、系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

        整個示教系統(tǒng)分為三部分，即手術(shù)室部分，示教室部分和控制室部分。手術(shù)室采集現(xiàn)場場景和語音信息，分別將語音視頻傳送給語音服務(wù)器和視頻服務(wù)器，完成數(shù)據(jù)處理和管理工作。學(xué)習(xí)環(huán)境完成現(xiàn)場場景和語音環(huán)境的重現(xiàn)工作，并提供語音的交互功能。

 

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

  

        盛大神州手術(shù)示教系統(tǒng)由三個組成模塊：手術(shù)室部分、示教室部分和控制室部分，各模塊的組成和實(shí)現(xiàn)的功能如下：

1.手術(shù)室     

 手術(shù)室部署術(shù)野攝像機(jī)萬向臂、術(shù)野攝像機(jī)、全景攝像機(jī)、術(shù)野攝像機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、示教前端、高清液晶監(jiān)視器（高清液晶電視）、高保真拾音器、吸頂音響；各自功能如下：

術(shù)野攝像機(jī)萬向臂：

       用于承載術(shù)野攝像機(jī)和遠(yuǎn)程遙控云臺，并且可以把云臺和術(shù)野攝像機(jī)調(diào)整大概的術(shù)野位置，像無影燈一樣可以伸縮自如，并且不影響醫(yī)護(hù)人員完成手術(shù)過程，在手術(shù)結(jié)束之后可以把術(shù)野攝像機(jī)升到天花板，便于手術(shù)室消毒。

術(shù)野攝像機(jī)：

        采用3CCD廣播級攝像機(jī)，該攝像機(jī)可以具有高色彩還原度和高清晰度，把血液的顏色還原成接近本色，能夠看清細(xì)微的毛細(xì)血管，為視頻教學(xué)、遠(yuǎn)程觀摩、在線直播點(diǎn)播、遠(yuǎn)程會診等提供更真切的手術(shù)現(xiàn)場。

術(shù)野攝像機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)：

        該系統(tǒng)是我公司綜合多家醫(yī)院的需求，特意開發(fā)的定向產(chǎn)品，主要是用來調(diào)節(jié)術(shù)野攝像機(jī)和鏡頭的，能夠遠(yuǎn)程設(shè)置攝像機(jī)參數(shù)、遠(yuǎn)程攝像機(jī)開關(guān)機(jī)、遠(yuǎn)程攝像機(jī)調(diào)整、常用位置的預(yù)置位設(shè)定，關(guān)鍵的作用是可以遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)鏡頭的聚焦/變焦，最關(guān)鍵的是能夠遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)鏡頭的光圈，因?yàn)樵谑中g(shù)過程中醫(yī)護(hù)人員肯定會隨時調(diào)節(jié)無影燈的位置，在無影燈強(qiáng)光的照射下，必須有光圈的配合才能實(shí)時達(dá)到最佳視頻的采集。

示教前端：

        用于把手術(shù)室的視頻（全景攝像機(jī)、術(shù)野攝像機(jī)、醫(yī)療儀器視頻）網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化通過院內(nèi)局域網(wǎng)把各路視頻送到錄播服務(wù)器進(jìn)行在線點(diǎn)播、直播，實(shí)現(xiàn)完全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)手術(shù)室示教系統(tǒng)。

高清液晶監(jiān)視器：

        用于調(diào)節(jié)術(shù)野攝像機(jī)，以便給示教室最清晰的視頻，方便醫(yī)生能夠?qū)崟r觀看自己做手術(shù)的過程。如果院方成本預(yù)算不是很高的話，此設(shè)備可以用高清液晶監(jiān)視器來代替。

語音系統(tǒng)：

        高保真拾音器把手術(shù)室的聲音送到示教前端和視頻一并進(jìn)行錄制，示教室的聲音可以通過示教前端給到吸頂音箱上，通過音量調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)適應(yīng)的音量，在不需要的情況下，可以關(guān)閉聲音，保持手術(shù)室的安靜。達(dá)到語音雙向的效果。

2.控制中心

       我們設(shè)計(jì)了兩種方案，一種室集中控制，一種是單獨(dú)控制，兩種方案的區(qū)別在于控制方式不同，單獨(dú)控制方案是：在每個手術(shù)室本地進(jìn)行控制，集中控制方案是：在控制中心集中控制每個手術(shù)室。除了控制方式和控制地點(diǎn)不同之外，其他的功能是一樣的，一般至少要有一臺錄播服務(wù)器，這是不可或缺的。如果手術(shù)室數(shù)量比較多，還要加配一臺大容量的磁盤陣列，增加數(shù)據(jù)存儲空間，能夠更加有效長期的保存醫(yī)院珍貴數(shù)據(jù)；如果對錄制的視頻進(jìn)行精細(xì)的編輯的話，還要加配一臺多媒體后期編輯服務(wù)器。

控制中心設(shè)備部署：錄播服務(wù)器（包含錄播軟件平臺），自功能如下：

錄像服務(wù)器：

         實(shí)現(xiàn)對多視頻源（全景攝像機(jī)、術(shù)野攝像機(jī)、醫(yī)療儀器視頻）的接入，單間手術(shù)室可以有9路視頻輸入，支持復(fù)合、分量、VGA、SDI等各種信號接口，只要有網(wǎng)絡(luò)的任何地點(diǎn)都可以觀看手術(shù)室示教全況，只需增加手術(shù)室設(shè)備就能擴(kuò)充示教規(guī)模；直播支持1200路，點(diǎn)播支持1024路，單臺服務(wù)器可以支持并發(fā)100間手術(shù)室，比同類產(chǎn)品只有6-8間的并發(fā)能力的服務(wù)器大大降低項(xiàng)目建設(shè)成本。

3.示教室

示教室部署多媒體會議攝像機(jī)、攝像機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、示教前端、高清液晶監(jiān)視器（高清液晶電視）、音響設(shè)備；各自功能如下：

多媒體會議攝像機(jī)：

        采用3CCD或3CMOS廣播級攝像機(jī)，該攝像機(jī)可以具有高色彩還原度和高清晰度，能夠拍攝示教過程的整個示教現(xiàn)場。

攝像機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)：

        該系統(tǒng)是我公司綜合多家醫(yī)院的需求，特意開發(fā)的定向產(chǎn)品，主要是用來調(diào)節(jié)術(shù)野攝像機(jī)和鏡頭的，能夠遠(yuǎn)程設(shè)置攝像機(jī)參數(shù)、遠(yuǎn)程攝像機(jī)開關(guān)機(jī)、遠(yuǎn)程攝像機(jī)調(diào)整、常用位置的預(yù)置位設(shè)定，關(guān)鍵的作用是可以遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)鏡頭的聚焦/變焦，最關(guān)鍵的是能夠遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)鏡頭的光圈，因?yàn)樵谑中g(shù)過程中醫(yī)護(hù)人員肯定會隨時調(diào)節(jié)無影燈的位置，在無影燈強(qiáng)光的照射下，必須有光圈的配合才能實(shí)時達(dá)到最佳視頻的采集。

示教前端：

        用于把示教室的多媒體采集的視頻網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化通過院內(nèi)局域網(wǎng)把各路視頻送到錄播服務(wù)器進(jìn)行在線點(diǎn)播、直播，實(shí)現(xiàn)完全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)手術(shù)室示教系統(tǒng)。

高清顯示設(shè)備：

        可以選擇高清投影，高清背投，高清拼接屏甚至高清電視等顯示設(shè)備。

音響系統(tǒng)：

         用功放、音響、調(diào)音臺、均衡器、無線話筒等設(shè)備共同實(shí)現(xiàn)示教和醫(yī)療會議，并且可以和手術(shù)室達(dá)到語音雙向的效果。

 

三、系統(tǒng)擴(kuò)展

        本方案建議的示教系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，它能夠很容易地接入到醫(yī)院主干網(wǎng)上，共享資源，成為整個醫(yī)院信息化建設(shè)的一部分，不再是一個獨(dú)立的系統(tǒng)。

        示教允許將學(xué)習(xí)功能延伸到示教終端的工作桌面上而不需要改變目前辦公網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。通過這種擴(kuò)展，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多方參與學(xué)習(xí)功能，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的工作指導(dǎo)。通過系統(tǒng)的授權(quán)可以允許醫(yī)院其它部門的教師進(jìn)入示教，觀察或訪問教學(xué)現(xiàn)場狀況。

示教方案設(shè)計(jì)中已包含了外部網(wǎng)絡(luò)的接口，當(dāng)需要連接到醫(yī)院主干網(wǎng)絡(luò)時，只需要鏈路連接，并通過配置即可實(shí)現(xiàn)。配置的基本原則是：

1. 安全性：保護(hù)示教本身網(wǎng)絡(luò)安全

2. 服務(wù)質(zhì)量：保證示教高碼流應(yīng)用不影響其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

3. 透明性：當(dāng)允許外部網(wǎng)絡(luò)用戶使用示教時，用戶是透明地跨過網(wǎng)絡(luò)訪問

4.簡易性：只要具備錄播服務(wù)器訪問權(quán)限的客戶終端，均可以通過Web終端根據(jù)自己的權(quán)限進(jìn)行在線直播、點(diǎn)播。就跟上網(wǎng)一樣簡單，不需要那些復(fù)雜的客戶端軟件的安裝和投資。 

四、系統(tǒng)功能

   

1、四多分屏顯示多路視頻信息和數(shù)據(jù)信息

在學(xué)習(xí)界面上可同時顯示指定手術(shù)室 中的場景視頻和教學(xué)圖像。根據(jù)需要可同時顯示多個視頻圖像或更多視頻圖像。

2、 全屏顯示視頻

選擇一路視頻圖像在全屏顯示，便于觀察。

3、 控制場景鏡頭

通過我公司專業(yè)針對手術(shù)示教研發(fā)的術(shù)野攝像機(jī)專業(yè)控制系統(tǒng)來有效控制術(shù)野攝像機(jī)，已達(dá)到學(xué)習(xí)者觀看高清晰度、高色彩還原度的視頻效果。

4、 控制錄像

對教學(xué)圖像和場景視頻同時進(jìn)行錄像，用于日后學(xué)習(xí)。

5、 即時拍攝

對教學(xué)過程中的關(guān)鍵動作通過拍攝方法記錄下來。拍攝后的圖片以JPG文件保存，可轉(zhuǎn)存后進(jìn)一步分析。學(xué)習(xí)者可以將這些圖片下載后學(xué)習(xí)使用。

6、 手術(shù)室列表

系統(tǒng)將有效的學(xué)習(xí)地點(diǎn)以手術(shù)室 名稱列表出來，供學(xué)習(xí)者選擇。列表采用樹型結(jié)構(gòu)，列出每個手術(shù)室 的視頻點(diǎn)信息。

7、 預(yù)先設(shè)置場景位置

系統(tǒng)允許預(yù)先設(shè)定場景圖像的多個觀察位置，在學(xué)習(xí)過程中可迅速改變觀察點(diǎn)，如設(shè)置全景、操作臺等位置。

8、自由分組學(xué)習(xí)

每個學(xué)習(xí)終端可選擇任意一個手術(shù)室 進(jìn)行學(xué)習(xí)。多個學(xué)習(xí)終端也可以同時選擇同一個手術(shù)室 進(jìn)行學(xué)習(xí)。

9、教學(xué)過程回放

系統(tǒng)可以從錄制的錄像中選擇教學(xué)錄像回放。

10、語音通訊

現(xiàn)場聲音通過網(wǎng)絡(luò)直接傳送到學(xué)習(xí)終端。學(xué)習(xí)環(huán)境的聲音可通過終端控制，由選擇地傳送到現(xiàn)場/手術(shù)室 ，形成互動。