手术示教系统方案设计

系统概述：

手术教学,是医院进行临床教学的必要手段。但是，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。

采用网络演播、教学系统可以使实习医生，学生在手术室外观摩手术过程，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,同时也扩大了手术教学的范围。完全摆脱了传统教学模式在时间、空间和人数上的限制。

采用网络演播，可以方便地举行医学学术交流，有效而方便地提高全国同行业的手术水平，各地相关科室医生无需出差，就可以在本地清晰地观看高清的手术全过程，如果需要，还可以与主刀医生实时通话。上海市某三甲医院，每年定期举办的全国泌尿科手术学术交流会议，采用该系统后取得了良好的学术交流效果并得到了专家的一致好评。

系统功能：

➢加强手术管理，提高手术水平

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；对手术过程进行全程的实时记录，并进行高质量、长时间的存储。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。

上海复旦大学附属华山医院上海复旦大学附属华山医院

北京大学第三医院

➢专家远程会诊

REACHWIN医院手术室网络演播、教学系统是基于IP技术的，所有的手术画面都可以通过IP网络远程传送手术画面，使会诊专家可以清晰地看到远程医院传来的各种实时医学图像，进行远程手术指导。

系统方案设计原则

先进性

由于计算机、网络、通讯等技术发展极为迅速，更新换代频繁，为保证系统有较长的生命力，设计的网络方案，要选择较高的起点，不仅满足现在应用的需要，而且要充分考虑到未来业务发展的需要，使网络能够在尽可能长的时期内保证应用的需要。

实用性

设计网络系统时，必须保证网络的实用性，并在性能接近情况下，使网络结构尽可能简洁。

灵活性

在保证使用要求和技术可行性的前提下，电视会议系统所有终端设备具有便于操作、管理、实用有效的卓越特性，并可根据用户的实际需要修改和扩充系统设备功能。

开放性

系统必须接受具备国际标准协议的设备入网。

扩展性

随着应用变化的需要，网络的性能和结构应能够方便灵活的扩展，局域网的内部结构及站点的调整不影响骨干网。初期采用的设备支持以后的网络平滑的扩容，保证在网络的成长过程中，网上业务不会受到影响

经济性

在设计网络系统时，应提供性能价格比高的解决方案，并综合考虑设备价格变化，设备升级扩展等因素。

可靠性

本系统具有良好的远程图像传输功能，图像清晰, 伴音与图像严格同步。

主机高度集成一体化设计；

断电、误操作不会导致设备损坏；

无操作系统故障，不会死机；

不惧怕病毒的袭扰，攻击；

功耗，能够长时间（数小时，数天，数月）开机工作

快速实时性

能够在任何时间及时召开内部电视会议，迅速将主会场图像传送到其他各分会场，保证图像清晰并与伴音同步，保证图像动态连续性和实时性。

网络管理的统一性

完善的网络管理是电视会议系统组网成功的重要保证，而能否建立起统一的网络管理平台对于简化管理程序，提高管理水平是至关重要的。

基于以上的考虑，我们在进行网络设计时，必须选择合适的网络技术，以达到最佳的建设效果。

系统组成：

医院手术网络演播、教学系统解决方案由三大业务平台构成：

1. 手术室高清视音频信号接入业务平台

2. 医院高清教学中心业务平台

3. 高清视音频信号展示交流业务平台

接入业务平台的主要功能为将手术室的图像和声音实时地转化为网络数字信息并传送。手术现场采集的图像一般都由两路高清晰度摄像机输出，一路信号

进行手术过程的细节拍摄。（例如安装在手术无影灯上的高清摄像机）主要用于医疗业务显示，手术指导、现场教学和专家远程会诊，另外一路信号进行手术室现场的全景拍摄。

中心业务平台位于REACHWIN教学系统解决方案的媒体交换层，负责接入业务平台的信号接入与认证、客户端的接入与认证、视音频码流的分发、业务功能控制、系统设备管理控制等核心功能。同时中心业务平台集成了网络录像单元，可实现网络媒体数据的数字化录像、存储、检索、回放以及管理。

展示交流业务平台可将远程手术室的高清图像解码输出到本地显示设备，将远程手术室医生的语音解码输出到本地扩声设备。同时位于异地的医学专家、老师、学生可以实时地与手术室现场的医生进行语音交流，获取进一步的现场信息。

医院手术网络演播、教学系统方案构建

接入业务平台

手术室1手术室2手术室3手术室4

摄像头全向麦克风视音频服务器摄像头全向麦克风

视音频服务器

摄像头全向麦克风

视音频服务器

摄像头全向麦克风

视音频服务器

录播主机

（录制、直播、

点播、合成）

管理计算机

中心业务平台

IP网络

展示交流业务平台

接收端PC …

接收端PC

至其他网络

➢高清晰度视频摄像机

前端手术现场，根据手术室的特殊要求，每个手术室内一般配备两台摄像机。一台安装在手术室无影灯的摆臂上，为高清晰度彩色摄像机，此摄像机镜头

采用变焦镜头，摄像机的位置移动随摆臂移动位置，主要采集医生在手术过程中手术部位的细节图像，比如手术创口、手术台画面等，另一台安装在手术室的角落，为高清晰度彩色固定摄像机，主要观察整个手术室的场景情况。

1、全景摄像机

2、高清彩色摄像机SONY HDC-X300K

➢硬件编码设备PCS-8010A

在手术室内，除了摄像机外，还需要安装一套PCS-8010A高清晰度编码器，将手术室的两路摄像机的模拟视频信号进行数字化编码和压缩，将编码后的视频信息通过IP网络实现组播实时视频流的分发，利用中心业务平台传送到指定的目的地址，这样学员或医学专家在远端教室就可以实现手术直播过程的实时观看，同时，高清晰度PCS-8010B编码器也可以将手术视频图像编码后，通过中心业务平台直接将高清晰度的视音频数据写入到网络录像设备进行信息保存。

➢中心业务平台PCS-HG990P

中心业务平台PCS-HG990P是REACHWIN手术网络教学系统解决方案的核心设备。高清晰度PCS-8010A编码器通过网络接口将视音频信号接入中心业务平台，作为整个系统的传送和交换平台，中心业务平台针对网络演播特性对安全接入、QoS保障和组播支持进行了充分的优化，可实现视音频流的无阻塞交换，确保手术图像的清晰度和实时性。

对于从手术室采集的图像，既要进行实时显示，又要进行高质量、长时间的存储，以供后期进行查阅和教学研究。如何进行这些海量信息的存储和管理使用是非常重要的，REACHWIN教学系统解决方案的中心业务平台集成了网络录像设备，主要功能是接收和存储高清晰度PCS-8010A编码器发送过来的基于TCP/IP 的视音频数据流，向客户端（硬件和软件两种方式的客户端方式）提供实时的视音频数据流点播直播和下载服务，并接受中心业务平台的统一管理。

➢硬件解码设备PCS-8010B和PC机软件解码功能

位于异地的学员教室、医学专家会议室部署高清晰度解码器PCS-8010B和高清显示设备，将接收到的视频流还原成标准模拟信号显示。这样学员们可以在远