全高清手术示教方案...

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本帖最后由 king407 于 2013-8-23 11:30 编辑

很久没来这里了，这些年一直在做手术示教，将最新的信息分享给各位同仁，可用于编写投标文件。
如需详细资料，请百度“MVBS手术示教”

目录
一、概述
二、技术特点
三、需求分析
四、信号采集系统
4.1 手术室摄像系统
4.1.1 全景摄像机
4.2.1 术野摄像机
4.2 医用高清影像信号采集
4.3 医用模拟影像信号采集
4.4 手术室双向音频系统
4.5 与HIS信息系统的连接
4.6 关于远程转播
4.7 关于远程会诊
4.8 高清双向转播车
4.9 分布式系统拓扑图
4.10 移动式系统拓扑图
五、前端系统
5.1 高清双向前端主机
5.2 录制服务器
5.3 MCU服务器
5.4 手术示教管理系统
六、终端系统及应用模式
6.1 高清双向终端
6.2 示教室模式
6.3 报告厅模式
6.4 单向接收模式
七、典型用户

一、概述
当前医院手术示教系统主要以监控、单向录播、视频会议等产品集成为主，系统架构复杂，稳定性差、操作过于繁琐一直是集成商和用户的困扰。MVBS系列高清手术示教系列产品以性能稳定、架构简单、操作简便的特点获得了众多医院、集成商和医疗影像设备商的认可，其独创的“一键启动”和“即插即用”的应用模式开创了手术示教新时代，手术示教从此变得轻松简单。

二、技术特点

全高清传输：前端产品采用H.264多码流编解码技术，最高支持1920*1080P分辨率，可以选配为4路标清或2路高清、2路标清的配置。
全兼容接口：支持常用的医学影像设备的信号输出：复合视频、S视频、分量，RGBHV、VGA、DVI，HDMI、HD-SDI、3GSDI，是目前兼容性最好的手术示教产品。
即插即用：高清手术示教转播车内置全格式的信号接口和音频处理系统，全无线的部署模式，即插即用，手术示教系统从此变得轻松简单。
一键启动：菜单式直播任务管理，无需对前端和终端设备进行任何电气操作，可实现无人值守的手术示教活动，终端通电联网就能开始示教。
交互示教：采用视频会议MCU分组技术，支持多个分会场、多路音视频、同步互动交流，实现多个手术室同时直播示教，拥有同类产品所不具备的优势功能。
自动录制：菜单式的选配建立一个或多个录制任务，通过直播管理系统进行调度控制，实现多路画面同步直播与录制，或只进行直播与只进行录制。
快速部署：分布式和转播车的应用模式，大大缩短了手术示教系统的建设周期，降低了系统的复杂程度，简化了操作和运维。
会议直播：非常适合医院召开全院行政例会，不再考虑主会场坐席容量，相关人员在科室示教室就可以参加会议，并可以互动交流。
IP Camera：全新支持网络高清摄像机，低成本实现全景摄像机的高清化，也可通过定制开发兼容更多的医疗影像设备的IP视频流。
画中画：融合广电特技切换技术，可以通过快捷键将任意画面以画中画方式浏览，增强手术示教活动的临场感。

三、需求分析
根据院方需求，需要对位于四楼的12间常规手术室和DSA手术室内的全景摄像机、术野摄像机、HIS、PACS等工作站、3D工作站以及各类生命体征监护仪的影像进行双向转播，要求各手术室与示教室之间能进行语音交流。
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四、信号采集系统

4.1 手术室摄像系统
4.1.1 全景摄像机
手术室全景摄像机的主要用途是在手术示教活动中起烘托氛围的作用，我们选用了一款200万像素（1080P）带3倍变焦的高清网络摄像机作为全景摄像机，该摄像机采用POE供电和实时编码，施工部署非常简单，仅需敷设一根普通超五类网线即可。
4.2.1 术野摄像机
本方案在考虑到广播专业级高清摄像机高昂的造价及功能使用上的局限性（主要是SDI信号的传输距离和控制方式），同时为避免普通无影灯摄像机的成像效果差的缺陷，采用当前已渐成为主流的网络高清摄像机（IPC）作为全景摄像机，该摄像机采用200万像素的索尼高性能传感器，最大分辨率可达1920x1080P60，支持20倍光学变焦和自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿，可有效减弱手术转播中因灯光不均产生的画面过暗或白光问题，其造价远低于专业级别的高清摄像机，且控制和操作更加简单灵活，是一个低成本的高清术野解决方案。本机还自带模拟视频输出，可根据需要输出至监视器或其他用途。
全景摄像机安装方面，可根据手术室实际情况安装于不带灯的无影灯万向臂上、吊塔或独立的安装支架。该摄像机采用12V供电，需要敷设1根RVV2*1.0的线缆至控制室，或从手术室吊塔弱电排取电。
视频信号则直接通过网络传输至MCU服务器进行处理，手术示教管理系统提供远程控制功能，可进行360度的方位和变焦控制。

4.2 医用高清影像信号采集
为兼容不同手术科目所需的输出接口各异的其他医疗影像设备，如DSA、PCAS工作站、HIS工作站、麻醉仪及各种体征仪等设备，由于这些信号的传输距离有限，因此采用“高清扩展坞”就近的将这些信号进行编码处理，该设备体积小巧，具备HD（3G）SDI、HDMI、YPbPr、VGA四种接口，可任选一种接入后将其编码成高清IP流由手术示教管理系统进行调度转发，使用非常便捷，可以部署在医院任何位置，根据不同的影像设备随时接入使用。
4.3 医用模拟影像信号采集
部分医院在设计手术示教系统时，可能已经敷设了模拟视频电缆，并选用了数字或模拟摄像机作为全景、术野、腔镜信号的摄取和传输，可将这些信号通过视频电缆传输至控制中心后再进行编码处理，需要敷设以下几种规格的电缆，并按下图进行连接：
线缆规格：四路同轴电缆（SYV75-3）、两路音频电缆（RVVP2*0.75话筒专用线缆）、摄像机相对应的供电和控制线缆。
4.4 手术室双向音频系统
为了避免任何双向交互系统都无法完全避免的回声和啸叫问题，本设计方案中未采用吸顶扬声器进行扩音，同时也能避免意外产生的爆音对手术过程造成干扰，还能最大程度上消除病人的隐私顾虑，因为有些手术或检查时病人不一定处于麻醉状态。
因此我们采用了符合DECT（数字增强无绳通信）和YY0505－2005（医用电气设备电磁兼容标准）规范的无线耳麦作为主刀医师的语音交互设备，该产品符合人体工学设计标准头戴舒适，具有无回音，无啸叫，充电完成可以联系通话使用3小时等优势。

4.5 与HIS信息系统的连接
根据多年的手术示教应用经验，手术示教仍以视频传输为主体，主要目的是对最先进的技法、器械的使用进行展示，在实际的示教活动中，诸如HIS、PACS等信息系统仅作为术前的参考，手术进行中一般没有机会对这些信息进行详细的分析，且各个系统所采用的协议、接口规范和安全策略等因素，很难详尽的与手术示教系统进行融合。而且这些系统本身也自带客户端，示教室可以通过网络非常方便的浏览和操作。因此，通常情况下我们可将HIS、PACS工作站的信号作为一路高清信号源（VGA、DVI、HDMI）进行处理和传输，通过线缆连接到手术示教前端、高清转播车或高清扩展坞进行编码传输。
4.6 关于远程转播
MVBS-T4内置HDMI高清输出端口，可以将手术室图像以多画面或单画面的方式输出到远程转播终端（如Cisco的网真系统、Polycom的远程视频会议系统以及其他远程会诊系统），通过Internet进行跨地域的远程转播，在网络带宽足够的情况下，可以实现全高清的远程手术示教。
4.7 关于远程会诊
如医院需要进行远程手术指导或远程会诊，我们推荐直接使用“xxx远程医学网”的远程会诊平台，该平台在国内拥有庞大的医院专家库资源和完善的远程会诊业务系统（预约、诊疗、计费），医院可以以会员形式加入该平台或建立该平台之下的分站点。试用。
4.8 高清双向转播车
如医院处于规划或设计阶段，则可以直接采用移动式的转播方式，与传统的集中布线-中央控制方式的手术示教系统相比，可大大缩短医院手术示教系统的建设周期，因为不必再与其他弱电子系统发生施工界面交叉，简洁的系统架构免除了对诸多中间设备的操作与维护，有手术示教转播任务时，只需将转播车推至手术室，连接上信号源和网络即可开始手术直播。

MVBS-HDV4高清手术示教转播车采用一体化即插即用设计，内置多种音视频信号接口：1路HD-SDI高清信号直接接入、1路高清复用（RGBHV、VGA、HDMI、HD-SDI四选一）、2路标清信号输入，内置无线话筒接收器和外置无线耳麦接口。
符合人体工学设计的移动把手和带刹车的医用万向滚轮，保证转播车方便安全的移动和使用，人性化的设计了附件收纳装置，可以放置信号线缆、无线话筒、无线耳麦等附件，并采用自动吸入式和防撞击设计，保证转播车在移动过程中发生意外倾倒和撞击时不至于脱落。
转播车内置先进的全数字音频处理技术，可以通过配套的无线话筒或无线耳麦同时与多个示教点进行互动交流，经过特别设计的全数字扩声放大系统，可以消除采用常规视频会议或双向IP电话技术的示教系统常见的回音现象。

4.9 分布式系统拓扑图

4.10 移动式系统拓扑图

五、前端系统
5.1 高清双向前端主机
MVBS-H4手术示教前端主机可以实现每间示教手术室与示教室之间的自由交流，支持分组示教，即同一时刻可对多间手术室进行手术示教转播，支持点对点、点对多、多对多的手术示教模式。
5.2 录制服务器
录制服务器可以通过网络，在管理系统的控制下，对指定的音视频进行录制，录制内容可以是一间手术室的内容，也可以是网络中任何前端主机、示教室终端的内容，比提供同步回放工具，可以完整地录制一个手术示教活动的全部场景。
5.3 MCU
MCU服务器是本系统的核心，主要是对全景摄像机、术野摄像机、医用影像信号、前端主机、终端主机的信号进行分组和转发，实现点对点、点对多、多对多的手术示教模式，原理等同于视频会议系统中的MCU。
5.4 手术示教管理系统
手术示教管理系统的作用是对系统中各个信号源以及第三方的设备进行配置管理和远程控制，包括各个前端的发送内容、终端的接收内容及权限、录制存储的状态进行管理，而无需像传统方案那样需要对各个设备进行调试，整个系统中所有的配置和操作都在这个平台上完成。
六、终端系统及应用模式
6.1 高清双向终端
MVBS-T4高清双向终端具备4路1080P解码能力和1路标清视频和音频的编码能力，内置2*80W数字功放，可以直接推动扬声器发声。终端采用无人值守模式工作，由手术示教管理系统对其接收内容和权限进行远程控制，本地可以用键盘在多画面、单画面及画中画模式之间切换。
6.2 示教室模式
在每间示教室安装一台MVBS-T4手术示教接收终端，接收终端内置功率放大单元，可以直接推动吸顶扬声器或壁挂式音箱，在管理系统的控制下可以接收手术室或主会场的多个画面，并可以与手术室或主会场进行双向交流。
6.3 报告厅模式
在大型手术学术交流活动时，可以根据实际情况配置多台MVBS-T4手术示教终端，在管理系统的控制下，每个终端可以显示任意手术室的场景，支持单画面或多画面显示模式，且在示教过程中进行无缝切换。
6.4 单向接收模式
在院内其他地点，用户可以通过局域网进行手术示教或会议直播的收看，管理中心可以对这些单向用户进行权限管理。

七、典型用户
复旦大学附属中山医院
复旦大学附属儿科医院
交通大学第九人民医院
交通大学附属新华医院
复旦大学附属肿瘤医院
交通大学附属新华医院
上海市金山区人民医院
上海市南汇区医疗中心
江苏省苏州市第二人民医院
江苏省无锡第市一人民医院
江苏省无锡市第二人民医院
江苏省江阴市人民医院
江苏省常州市第四人民医院
浙江省杭州市滨江医院
浙江省温州医科大学第一附属医院
安徽省淮南市人民医院
安徽省芜湖市第一人民医院
广东省江门市中心医院
四川省华西医院
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