一、概述
隨著醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,外科手術(shù)技術(shù)也日新月異。對各種手術(shù)全程畫面影像進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，用于研究、教學(xué)和病例存檔，已經(jīng)受到高度重視。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)。手術(shù)后對照這些影像資料開展學(xué)術(shù)探討，對于提高手術(shù)的成功率能夠有很大幫助。并可通過網(wǎng)絡(luò)，得到異地專家手術(shù)中的遠(yuǎn)程指導(dǎo)。這樣即可以提高各醫(yī)院的手術(shù)水平，又可以提供手術(shù)的全部實(shí)時(shí)影像記錄，使之成為提高手術(shù)技術(shù)水平的必要資料和依據(jù)。
以V-TECH 錄播系統(tǒng)為核心的高清手術(shù)示教解決方案采用純硬件方式進(jìn)行高清視音頻及VGA數(shù)據(jù)信息的采集、存儲及直播。在手術(shù)過程中通過高清攝像機(jī)對手術(shù)創(chuàng)口、手術(shù)室全景畫面進(jìn)行視頻的采集，同時(shí)把多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的畫面通過硬件VGA接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，多流合并后進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲和網(wǎng)絡(luò)直播，滿足高清手術(shù)音像資料存檔、遠(yuǎn)程觀摩和專家指導(dǎo)的需要。
二、用戶需求
系統(tǒng)支持手術(shù)教學(xué)的數(shù)字全高清錄制、實(shí)時(shí)直播、后期編輯、發(fā)布等。系統(tǒng)能真實(shí)再現(xiàn)現(xiàn)場情景，把多個(gè)攝像機(jī)和外部媒體設(shè)備的音視頻信息準(zhǔn)確記錄并合成，實(shí)時(shí)生成高清流媒體文件，自動(dòng)上傳匯聚到指定服務(wù)器，同步實(shí)現(xiàn)在學(xué)院網(wǎng)和互動(dòng)教室直播教學(xué)。錄成的視頻文件要求畫面高清、連續(xù)穩(wěn)定；語音流暢，音質(zhì)清晰、優(yōu)美。視頻、音頻同步良好。錄播系統(tǒng)能夠接入專業(yè)標(biāo)清和高清采集設(shè)備。
三、方案拓?fù)鋱D
在本項(xiàng)目中有1個(gè)重癥救護(hù)室的手術(shù)信號需要直播，同時(shí)也向遠(yuǎn)程的合作醫(yī)院提供實(shí)時(shí)手術(shù)實(shí)況觀摩，學(xué)生點(diǎn)播學(xué)習(xí)等功能，且可通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問，實(shí)時(shí)收看手術(shù)實(shí)況或點(diǎn)播手術(shù)錄像，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療和培訓(xùn)。具體組網(wǎng)圖如下：
V-TECH 醫(yī)療示教解決方案如下圖所示，由五部分組成：
如上圖：重癥救護(hù)室在進(jìn)行手術(shù)的時(shí)候，通過流媒體服務(wù)器的直播或點(diǎn)播功能，任意醫(yī)院辦公室也可同時(shí)收看，信息包括：手術(shù)攝像機(jī)拍攝實(shí)況，醫(yī)療影像實(shí)時(shí)信息等，達(dá)到學(xué)術(shù)交流、培訓(xùn)的功能。
四、方案描述
如上圖所示，此次系統(tǒng)主要分為中心機(jī)房、手術(shù)室、局域網(wǎng)、示教室、醫(yī)務(wù)室，具體說明如下：
1) 中心機(jī)房： 中心機(jī)房主要放置流媒體錄播服務(wù)器，流媒體錄播服務(wù)器通常放置在機(jī)房，7*24小時(shí)不間斷運(yùn)行，以便學(xué)員隨時(shí)觀看示教資料。主要把手術(shù)室中的編碼器采集來的信號進(jìn)行整合，整合后記錄存儲，同時(shí)可把所有信息內(nèi)容傳播到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。保存下來的文件可提供給用戶進(jìn)行點(diǎn)播回放觀看。管理員通過WEB方式進(jìn)行服務(wù)器的管理，實(shí)現(xiàn)手術(shù)錄制、直播、點(diǎn)播，用戶權(quán)限設(shè)置、文件刪除與下載等功能。
2) 手術(shù)室：
手術(shù)室主要是將全景高清攝像機(jī)、內(nèi)窺鏡攝像機(jī)、全向拾音器輸入到編碼器，編碼后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綑C(jī)房的流媒體服務(wù)器進(jìn)行整合處理，以便客戶端訪問錄播服務(wù)器觀看手術(shù)的直播和點(diǎn)播。編碼器可配置硬盤，編碼后的視音頻數(shù)據(jù)在上傳到流媒體服務(wù)器的時(shí)候，同時(shí)可以存儲在前端的硬盤中。
3) 示教室
示教室中放置解碼器，解碼器可以接收、解碼顯示手術(shù)室的編碼器發(fā)送出來的實(shí)時(shí)視音頻流數(shù)據(jù)，也可以從流媒體服務(wù)器獲取錄像文件進(jìn)行解碼顯示。每臺解碼器可以同時(shí)解碼兩路1080P60的視頻信號，這兩路信號可以以畫中畫的方式進(jìn)行顯示。
1) 醫(yī)務(wù)室
在任何一個(gè)可連接局域網(wǎng)的醫(yī)務(wù)室，可以通過電腦上的web瀏覽器瀏覽手術(shù)室中的編碼器發(fā)送出來的實(shí)時(shí)視音頻流數(shù)據(jù)，也可以瀏覽流媒體服務(wù)器上的錄像文件。
2) 局域網(wǎng)
局域網(wǎng)由交換機(jī)、路由器組成，負(fù)責(zé)傳輸網(wǎng)絡(luò)流數(shù)據(jù)，將各個(gè)部分聯(lián)通起來。
五、實(shí)現(xiàn)功能
1）同步錄制
同步錄制手術(shù)室中的各種醫(yī)療儀器的信號，攝像頭的視頻、音頻（AV信號）和計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)屏幕內(nèi)容（VGA信號），即可將手術(shù)現(xiàn)場的圖像、聲音和各種醫(yī)療儀器的信號、計(jì)算機(jī)上所顯示的病人信息等內(nèi)容同步錄制到一個(gè)文件中，每個(gè)編碼器最多支持2路可視信號及1路聲音的任意組合錄制，可滿足拼接大屏錄制等更多應(yīng)用的需求。
2）實(shí)時(shí)直播
可通過單播或組播方式將手術(shù)現(xiàn)場的醫(yī)療儀器的信號、術(shù)野信號、音頻、計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)屏幕在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行實(shí)時(shí)直播，接收直播可以通過二種方式：一是通過PC機(jī)接收現(xiàn)場的直播信號；另外一種是通過解碼器終端接收直播信號。
3）VOD點(diǎn)播
系統(tǒng)內(nèi)置VOD點(diǎn)播功能，用戶可通過IE瀏覽器或媒體播放器兩種方式點(diǎn)播已錄制好的存儲在多媒體錄播服務(wù)器上的文件。本地解碼器也可以通過接入鼠標(biāo)鍵盤，通過GUI界面選擇需要解碼的視頻流。點(diǎn)播時(shí)可觀看到的內(nèi)容包括視頻、音頻和計(jì)算機(jī)屏幕內(nèi)容。支持多級用戶權(quán)限控制。
4）用戶管理
支持多級用戶權(quán)限及用戶組功能，用戶可靈活進(jìn)行權(quán)限分配。
支持在線用戶管理功能，可進(jìn)行在線用戶統(tǒng)計(jì)、點(diǎn)名及掛斷等操作，方便用戶對遠(yuǎn)程培訓(xùn)過程的管理。
5）文件管理
硬盤上的錄像文件，可以通過FTP服務(wù)器訪問，對錄制好的文件進(jìn)行管理，可進(jìn)行更名、刪除、下載、歸檔等操作。下載后可將錄制文件刻成光盤以便保存。
6）編輯功能
通過后期媒體編輯軟件對錄制好的文件進(jìn)行編輯剪輯，剪切合并，多軌道媒體流編輯等功能。編輯過程不會(huì)影響視頻、音頻和計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)屏幕的同步播放。
系統(tǒng)支持批量轉(zhuǎn)碼功能，可將前期錄制的會(huì)議文件批量轉(zhuǎn)換成其他通用格式的文件（如MP4、MKV、FLV、TS等格式的媒體文件），便于其他通用的播放器播放。
六、方案特點(diǎn)
1) 全面記錄、同步存儲、同步回放
每個(gè)編碼器支持2路1080P60的可視信號的同步組合錄播，可滿足復(fù)雜手術(shù)及診治環(huán)境下（如心臟介入治療手術(shù)）醫(yī)療影像信號的全面完整記錄，錄制信號存儲在指定的文件中，方便傳播及事后同步回放。
2) 高清影音記錄
視頻清晰度采用最先進(jìn)H.264算法，支持720P/1080P，向下支持CIF/4CIF/576p，最高可達(dá)1920×1080@60，音頻采用AAC-LC算法，44.1k及以上采樣，可高清晰記錄和傳播手術(shù)全程影音信息，充分展示手術(shù)示教和手術(shù)轉(zhuǎn)播成果。
3) 接口豐富，支持各種專業(yè)醫(yī)療影像設(shè)備信號采集
支持VGA、DVI、HDMI、SDI/HD-SDI等各種信號接口，可滿足全景攝像機(jī)、術(shù)野攝像機(jī)、內(nèi)鏡、病人監(jiān)護(hù)儀等現(xiàn)場視頻與各種醫(yī)療影像設(shè)備信號的同步采集、錄制、傳輸?shù)男枰?/span>
4) 靈活多樣的示教觀摩接收顯示方式，方便各種示教觀摩場所靈活選用
V-TECH 手術(shù)示教和手術(shù)轉(zhuǎn)播系統(tǒng)提供兩種接收顯示方式：解碼器（硬件方式）、PC（軟件方式），用戶可根據(jù)示教觀摩場所的功能及用途進(jìn)行靈活選擇。
5) 分布式架構(gòu)，模塊化布局，充分滿足系統(tǒng)彈性擴(kuò)展需要
系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，模塊化布局，編碼器和流媒體服務(wù)器可根據(jù)手術(shù)室的類型和數(shù)量進(jìn)行靈活組合，可視信號管理平臺等功能模塊可根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模及管理需要進(jìn)行配置部署。
系統(tǒng)的分布式、模塊化的特點(diǎn)可充分滿足系統(tǒng)隨醫(yī)院整體信息化建設(shè)的彈性擴(kuò)展需要，彈性擴(kuò)展體現(xiàn)在兩個(gè)維度：
應(yīng)用擴(kuò)展：從基礎(chǔ)的手術(shù)示教、手術(shù)轉(zhuǎn)播應(yīng)用擴(kuò)展到到遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程探視，進(jìn)而到醫(yī)學(xué)課件制作、醫(yī)學(xué)培訓(xùn)資源共享平臺等深入應(yīng)用，可彈性滿足醫(yī)療機(jī)構(gòu)各類信息化應(yīng)用的需要；
機(jī)構(gòu)擴(kuò)展：從院內(nèi)各機(jī)構(gòu)、科室擴(kuò)展到院外醫(yī)院、院校、醫(yī)療主管部門等各相關(guān)機(jī)構(gòu)，可充分在全社會(huì)利用和共享醫(yī)療資源。
6) 靈活多樣的交互方式，方便各種應(yīng)用開展的需要；
系統(tǒng)支持雙向語音交互，可方便各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)，尤其是教學(xué)醫(yī)院開展遠(yuǎn)程醫(yī)療教學(xué)等應(yīng)用的需要。