數字化手術室示教系統(tǒng)的建設方案

威視愛普是一家供應數字化手術室，手術室示教系統(tǒng)，手術室集中控制系統(tǒng)等數字化產品的廠家，是專注于多媒體系統(tǒng)及工控系統(tǒng)的設計、開發(fā)與生產的高科技公司， 擁有完全自主知識產權的音視頻系列和智能控制領域相關產品及解決方案。產品技術處于國內領先、國際先進水平。公司擁有一支經驗豐富，高效運作的科研團隊，致力于技術創(chuàng)新和產品創(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)質的產品。

轉自搜狐：數字化手術室示教系統(tǒng)已廣泛應用于數字化醫(yī)院建設領域,介紹了數字化手術室示教系統(tǒng)相關概念及發(fā)展現(xiàn)狀,分析了數字化手術室示教系統(tǒng)建設需求,在此基礎上對數字化手術室示教系統(tǒng)總體架構、系統(tǒng)功能及界面進行設計。

作為醫(yī)院核心醫(yī)療場所,手術室的數字化程度是醫(yī)院數字化的重要標志。數字化手術室系統(tǒng)涉及醫(yī)院信息系統(tǒng)集成、手術室流程管理、集中控制、手術導航手術機器人、遠程教學和會診、手術室物流管理、模擬手術系統(tǒng)。作為數字化手術室的建設重點,數字化手術室示教系統(tǒng)是指基于計算機信息技術、生物醫(yī)學工程技術及現(xiàn)代醫(yī)學技術,實現(xiàn)手術音視頻信息高清采集、有效視頻點播、術后加工、存儲、檢索,支持手術觀摩、示教、學術交流、遠程協(xié)助等功能的管理信息系統(tǒng)。數字化手術室示教系統(tǒng)應用于醫(yī)院手術室有助于醫(yī)院開展遠程醫(yī)療與視頻學術會議,提高醫(yī)院臨床教學水平,實現(xiàn)基于網絡的手術室監(jiān)管,滿足醫(yī)療領域'`舉證責任倒置”需要,減少醫(yī)療事故的發(fā)生,維護良好醫(yī)療秩序。

數字化手術室示教系統(tǒng)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)手術室存在手術遠程示教功能不足、無法統(tǒng)一存儲手術信息資源、無法避免手術室二次污染及不能集中顯示醫(yī)學影像等諸多問題。對傳統(tǒng)手術室進行數字化改造或重新進行數字化手術室建設,實現(xiàn)手術室數字化系統(tǒng)管理能有效克服以上弊端。目前,國外比較成熟的數字化手術室系統(tǒng)主要有德國的一體化手術室統(tǒng)、美國的日數字手術室控制系統(tǒng)及一體化整合手術室系統(tǒng)。近年來國內一些大型醫(yī)療機構如北京積水潭醫(yī)院、浙大醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院、武漢同濟醫(yī)院、醫(yī)療企業(yè)積極進行數字化手術室的研究與探索,實施并構建醫(yī)院數字化手術室系統(tǒng),在不同程度上實現(xiàn)手術室數字化示教功能。

全國范圍內醫(yī)院實施數字化手術室示教系統(tǒng)情況來講,仍存在一些不足,一些醫(yī)院信息系統(tǒng)尚不能滿足數字化手術室對實時調取患者日系統(tǒng)中病人資料的需求由于數字化手術室相關醫(yī)療設備生產廠商、型號差異性,無法兼容,對數字化手術室集中控制難度比較大醫(yī)院數字化手術室示教系統(tǒng)標準性不足,未能有效遵循協(xié)議進行數據傳輸與存儲。

數字化手術室示教系統(tǒng)需求分析

用戶需求分析數字化手術室示教系統(tǒng)用戶主要包括手術醫(yī)生等手術人員、觀摩人員、系統(tǒng)管理員,三種用戶分別具有不同的需求。手術人員需求包括查詢手術安排、手術室內快速調閱病人的相關治療信息、手術錄制、查看手術監(jiān)測設備和影像設備的數據、控制觀摩人員觀摩狀態(tài)。觀摩人員需求包括手術實時觀看及攝像頭控制、觀看歷史手術視頻、相關視頻檢索及播放。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、審核與發(fā)布、基礎數據維護、用戶管理。系統(tǒng)功能需求分析數字化手術室示教系統(tǒng)功能可劃分為三大模塊,手術室醫(yī)生站功能模塊、手術轉播模塊、手術視頻檔案管理模塊,手術室醫(yī)生站功能模塊主要供手術人員在手術室內,術前、術中、術后使用,手術轉播模塊主要供一些相關人員觀摩正在進行的或以往的手術,手術視頻檔案管理模塊包括視頻的檔案管理、手術間音視頻設備等基礎數據的維護、用戶權限管理等。示教系統(tǒng)還需提供遠程語音雙向對講功能,方便術中交流。其他需求實時調取手術患者在醫(yī)院的尸日相關信息是數字化手術的重要功能之一,數字化手術室示教系統(tǒng)需要與相關應用信息系統(tǒng)進行集成,系統(tǒng)設計實施必須遵循、日等標準,實現(xiàn)患者信息和手術視頻信息的無縫整合。數字化手術室對音視頻質量有嚴格要求,系統(tǒng)應選取實時性強、質量高的視頻終端,采用成熟可靠的音視頻、文本信號傳輸技術,同時應采取相關安全機制保護患者隱私。

數字化手術室示教系統(tǒng)設計

系統(tǒng)總體架構設計數字化手術室系統(tǒng)在架構上采用了客戶端服務器模式模式。手術室視具體情況配置高清攝像機、全景攝像機、無影燈攝像機等。服務器端包括采集直播服務器、視頻點播服務器、服務器、數據庫服務器、存儲設備等組成。采集直播服務器為手術室提供基于網絡的實時手術直播服務。視頻點播服務器一方面為終端用戶提供視頻流傳輸控制服務,完善的流量負載處理機制,另一方面為核心應用提供強大的系統(tǒng)管理服務。服務器主要為用戶提供節(jié)目瀏覽、檢索、查詢等服務。數據庫服務器用于存儲管理節(jié)目信息,存儲管理用戶信息,提供登錄、認證服務,存儲管理日志記錄,為用戶檢索查詢節(jié)目、查詢統(tǒng)計和維護提供服務。其中服務器和數據庫服務器可以獨立應用,也可以把該功能分別嵌入到直播和點播服務器中,從而節(jié)省服務器數量。存儲設備則采用磁盤陣列用于存儲海量的多媒體資源。

系統(tǒng)功能設計數字化手術室示教。手術室醫(yī)生站子模塊具有手術患者信息查詢、視頻錄像拍照、云臺控制、權限列表控制等功能。手術轉播子模塊具有音視頻通信、觀摩人員權限控制、基于權限云臺控制、手術間切換等功能。手術音視頻檔案管理子模塊具有音視頻管理、音視頻設備維護、音視頻點播、用戶權限管理等功能。

手術室端主界面設計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,右側的來訪列表記錄了所有教室端觀摩該手術室的用戶及對用戶權限信息,正中間的視頻預覽窗口顯示當前視頻輸入源的視頻信號,窗口下方視頻工具條對當前視頻的云臺進行上下、左右、推進、拉遠等控制操作。系統(tǒng)界面包括兩大部分,左側功能按鈕包括選擇手術室、手術觀摩、患者信息、視頻管理、退出等功能,右側顯示各功能按鈕打開的具體界面內容。點擊選擇手術室,從列表中選擇其中一個手術間,再點擊手術觀摩即可視頻觀摩該手術間。點擊患者信息可調閱、查看患者檢驗、醫(yī)學影像、醫(yī)囑等相關信息,方便手術醫(yī)生診斷。視頻管理包括本地視頻、手術室的全景視頻和手術室的術野視頻個視頻信號。右側顯示界面中設置工具條、提示信息區(qū)域,權限允許下可通過工具條對視頻的云臺進行上下、左右、推進、拉遠等控制操作,提示信息區(qū)主要顯示相關操作的提示信息,輔助用戶操作。技術方案設計視頻信號處理技術手術室內設備類型繁多,各類設備視頻信號的格式、物理接口并不統(tǒng)一,多種視頻分辨率同時存在,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、訓接口等等。設計高清的手術視頻示教系統(tǒng),需滿足視頻源、視頻傳輸線路、視頻采集編碼設備、視頻回放顯示設備等視頻處理全過程支持高清,才能實現(xiàn)高清視頻手術示教。目前,部分國際一流品牌的設備如關節(jié)鏡、內窺鏡等逐步開始支持高清輸出,采用或日一接口。高清視頻信號的分辨率一般可以達到日全高清。一些類型的手術室如手術室、川手術室里的醫(yī)療設備通常提供高清的視頻輸出接口和標準接口,系統(tǒng)一般通過標準接口采集。因此,手術示教系統(tǒng)不僅需支持醫(yī)療設備的視頻接入,還需要支持戶系統(tǒng)接入。先進的監(jiān)護設備一般具有或視頻輸出接口,如不具備視頻輸出接口,通過日或日網絡接口輸出數據,需具備兩個前提條件一是監(jiān)護設備須具備數據輸出能力,二是軟件系統(tǒng)能正確解析數據,而這需要系統(tǒng)軟件掌握其通訊協(xié)議。在高清視頻手術示教系統(tǒng)的設計中,最為關鍵的是視頻采集與編碼、傳輸、存儲的處理,一般需要軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)。軟件系統(tǒng)設計水平的高低和軟件系統(tǒng)的先進性決定了手術視頻轉播、錄播、觀摩的應用效果。高質量的手術視頻傳輸的數據量極大,而且多媒體的聲音、圖像、數據等有大量的冗余信息,數據壓縮技術是個行之有效的解決辦法,數據以壓縮形式存儲、傳輸,既節(jié)約了存儲空間,又提高了通信線路的傳輸效率,同時也可使計算機實時處理音頻、視頻信息,以保證播放出高質量的視頻、音頻節(jié)目。采用不同的壓縮編碼技術對最終用戶較為關心的清晰度、帶寬存儲量、穩(wěn)定性和價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準有國際電聯(lián)的日、日系列標準,運動靜止圖像專家組的一戶和國際標準化組織運動圖像專家組的尸系列標準。數據存儲管理技術手術室內每天不僅產生大量的音視頻數據,還包括大量的如麻醉過程記錄數據、患者的生命體征記錄數據、各類檢查檢驗數據、電子病歷數據。系統(tǒng)設計必須能夠滿足數據的存儲,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、手術醫(yī)生、麻醉醫(yī)生、手術護士、麻醉方法等。也就是說,需要將檢索條件作為數據集成到數據庫字段中或手術示教多媒體存儲文件中。支持時間戳功能,當回放到某個時間點時,應能同時完整展現(xiàn)當前時間點的手術過程情況和患者情況。數字化手術示教系統(tǒng)需要能夠完整記錄手術術前、術中和術后的全過程的工作流數據。實現(xiàn)各類醫(yī)療設備資源和信息數據資源的高度共享和完整的手術展現(xiàn)和記錄,提高手術潔凈度,提升教學水平使手術教學更加生動、真實。

數字化手術室示教系統(tǒng)應用

醫(yī)院作為集醫(yī)療、教學、科研、預防保健為一體的綜合性現(xiàn)代化三級甲等醫(yī)院,已實現(xiàn)數字化手術室示教系統(tǒng)建設與應用,有效滿足了低帶寬傳輸,穩(wěn)定、連續(xù)、流暢、高圖像質量的網絡視頻需求,以及手術觀摩學習,專家會診、遠程指導等多種視頻應用需求,實現(xiàn)醫(yī)院數字化手術室規(guī)范化管理同時擺脫了傳統(tǒng)示教模式在時間、空間、人數及安全性上的限制。