北辰医院手术示教系统

项目背景

　　随着医学领域的不断发展，外科手术技术也在日新月异，利用高端计算机科学技术，对各种手术全程画面影像的实时记录，使之用于研究、教学和病例存档。有些具有争议的手术，也可以利用这些视频资料作为科学的判断依据。手术后对照这些影像资料进行学术探讨，提高手术的成功率。并可通过网络得到异地专家手术中的远程指导。这样即可以提高各医院的手术水平，又可以提供手术的全部实时影像记录，使之成为提高手术技术水平的必要资料和依据。

　　天津北辰医院是一所以特色型医院，为了更好的服务社会，天津北辰医院计划建立手术示教中心，在手术示教应用中，临床教学作为众多医院的重要任务，担负着培养医护人员的重任，培养方式通常是现场观摩。但是由于现场条件或手术设备的限制，现场手术观摩的空间狭窄、参加人员受到限制，同时也给病人正常治疗带来了不必要的麻烦，效果并不理想。视频通信技术的快速发展，为医院实现远程可视化教学带来新的契机，众多大中型医院急需借此建起高质量的医院临床网络教学系统，手术示教系统由此而诞生。

　　手术示教及记录系统成为目前三甲以上大中型医院数字化建设的重点，手术示教系统将图像影相技术、网络技术、存储技术有机的结合在一起，在手术过程中通过摄像机对手术创口、手术台画面、多参数监护仪画面进行在线实时采编录像和网络直播，满足手术音像资料存档、远程观摩和专家指导、历史手术回放等功能。

项目需求

　● 实时远程手术教学

　　手术示教是医院进行临床教学的必要手段，为提高手术质量、降低手术感染率，医院手术室都制定了手术室观摩人数控制指标，严格控制进入手术间人数，这就造成了实习医生学习观摩手术的机会大大减少，不利于提高实习医生的学习质量。采用视频监控转播示教系统可以在手术室外通过大屏幕观摩手术过程，进行实时教学。既减少手术室内交叉感染，又保障了手术室内无菌要求，同时也扩大了手术示教的范围，从而摆脱了传统示教模式在时间、空间和人数上的限制。

　● 实时专家远程会诊

　　通过系统，专家无需进入手术室，可以通过在观摩会议室实时观看手术的高清画面，与现场医生一同对患者进行确诊，并进行手术指导；当现场手术较为复杂时，借助网络通过教学终端组成手术研讨会，及时解决手术疑难问题。

　● 手术录像存储及查询

　　系统可以对手术影像和场景视频进行全程的实时记录，并进行高质量、长时间的存储，用于日后教学。有些具有争议的手术，可以利用这些视频资料作为科学判断的依据。手术后对照这些影像资料进行学术探讨和研究，可以有效提升医生的手术水平。此外，还可以通过系统将手术现场进行照片拍摄，并允许预先设定场景影像的观察位置，在学习过程中可迅速改变观察点，还可以利用无线网络，在紧急场合或者重大手术时临时设置教学点而不需要重新布线。

覆盖范围

　　本次建设的北辰医院手术示教系统将以网络为传输平台，包括3个手术室，5个示教室（包括：3个会议室、2个报告厅），3个手术室的分别配置1080P高清视频终端设备、5个手术示教室分别配置1080P和720P的高清视频终端。

　　本方案中控制室配置MCU RMX1000，最高支持16路本地或异地高标清视频节点接入；支持最高4M的高清1080P（分辨率为1920×1080）终端接入；支持H.239标准双流，辅流分辨率可达SXGA（1280×1024）；支持16画面多分屏显示，并可提供语音激励模式、导演模式、主席模式、演讲者模式等多种模式，从而为用户调度和控制管理上提供极大的方便。同时，MCU支持高清（1080P/720P）标清（4CIF/CIF）混合组网。

　　在控制室部署1台高清录播服务器，该录播服务器可录制720P高清视频，系统集成了H.323视频录制存储服务器和IP流媒体服务器的特性于一身，能够从MCU、终端、录制服务器等各种设备上录制手术示教的音频、视频和计算机屏幕内容，这些音视频和计算机屏幕内容能够流媒体组播到IP网络中，也能够被PC通过Web浏览器进行点播回放。

　　在3个手术室和5个示教室配备分体式高清视频终端。在其他示教室配备分体式高清视频终端。

项目部署

　● 主控制室

　　北辰医院的主控制室为系统的控制调度中心，该中心配置主控设备MCU、管理平台及录播系统等。

　　MCU用于手术示教的集中管理和调度。

　　MCU管理平台提供对示教终端设备的管理、控制和调度功能，包括设备的拓扑显示、配置管理、设备升级、性能管理、告警管理、手术示教资源管理、手术示教控制等。同时，管理平台应具有分级分权的多角色用户管理设置，实现各手术室的自行调度和管理。

　　录播系统实现对手术过程实时录制、存储及点播回放。从MCU、终端等各种设备上录制音频、视频和H.239双流数据内容，这些音视频和双流数据内容能够流媒体组播到IP网络中，能够被PC通过Web浏览器进行点播回放。

　● 示教室

　　在示教室部署高清视频终端，实现各示教室音视频数据以及H.239双流数据内容的采集、回显和交互，系统包括终端主机、摄像机、麦克风和电视机等。

　　终端主机放置于各示教室的操作间或监控室，日常各种外围接线（视频线、音频线、控制线和网线等）均就近良好连接，同时可通过网络进行远程控制和切换。摄像机可根据示教室环境灵活吊装或布放，数量根据示教室大小和需要确定。 麦克风根据示教室大小配置，配合本地的调音台、功放和音响设备统一部署。

　　电视机选择等离子大屏幕，能够显示1080P高清图像，采用壁挂安装。示教室采用2台显示设备，一台专用于主席台发言者观看，另外1台用于示教室与会者观看。

方案优势应用

　丨优秀音视频采集：手术室系统是一个进行数字图像采集编码的系统，每个手术室有两路视频，通过手术摄像机1080P、全景监控摄像机720P进行图像采集，同时采用全向拾音麦克，将主刀医师的语音及整个手术室的语音实时传送到教学端和示教教室。该系统将手术室的音视频信号压缩编码后，通过网络传输到示教端使用。配置高清视频终端采集高清摄像机、全景摄像机和其它专用医疗仪器（如内窥镜）输出的图像及音频，通过高清终端数字化后通过IP网络实现视音频在科室、医院以及不同医院的传输。

　丨手术教学录制：手术的整个过程通过网络记录在弱电机房的专用录播服务器中，管理扩容和资源共享非常方便。

　丨生命体征采集：手术室可以通过生命体征设备和采集工作站采集病人生命状态，手术示教系统可以和该系统整合在一个界面中，方便示教。

　丨手术示教：手术示教部分包括教学终端、语音麦克和显示系统，完成多人集体教学。教学终端对现场采集的音视频模拟信号进行编码处理，对从网络接收的数字音视频数据进行解码处理，还原为模拟视频信号输出至用户的投影仪、大屏幕电视等显示设备。语音麦克风用于诊室现场语音环境的再现和与诊室医生交互。配置高清视频终端接收手术室的图像语音，可以将数字信息还原输出到显示系统中，客户端可以查看实时、历史图像信息，并可以和生命体征系统结合实现病人综合信息显示，实现远程示教观摩。通过工作人员操作计算机，控制手术室内高清摄像机及全景摄像机镜头的变焦、云台的水平、垂直方位，对手术过程进行监控，在示教室内观摩、会诊的医护人员可操作控制主机以高清晰监视器清晰地观看麻醉师、护士、医生手术的全过程和仪器传输的图像参数。

　丨系统集中管理：控制中心设备包括高清MCU控制单元、网络交换机、录播服务器等。高清MCU控制单元是控制中心的核心设备，主要作用有：完成用户身份认证；支持终端地址解析；业务功能逻辑调度控制；用户级别和权限设置管理；终端参数配置；对各个终端的工作状态进行实时监控。实现视频转发、协议翻译的功能，实现应用层组播，提高响应访问的效率，提高带宽利用率。可以向医院HIS/PACS系统开放平台接口，方便医院增值应用和建设数字化医院。