銳取高清錄播系統 開(kāi)拓遠程醫療新領(lǐng)域
2008/05/14
一、需求分析
遠程醫療（Telemedicine）是網(wǎng)絡(luò )科技與醫療技術(shù)結合的產(chǎn)物，在信息高速發(fā)展的今天，它已成為醫學(xué)交流中一道亮麗的風(fēng)景線(xiàn)。遠程醫療系統的概念最初是由美國于1988年首次提出的，它通常包括：遠程診斷、專(zhuān)家會(huì )診、信息服務(wù)、在線(xiàn)檢查和遠程交流等幾個(gè)主要部分，它以計算機和網(wǎng)絡(luò )通信為基礎，實(shí)現對醫學(xué)資料 (包括數據、文本、圖片和聲像資料) 和遠程視頻、音頻信息的傳輸、存儲、查詢(xún)、比較、顯示及共享。
遠程醫療的發(fā)展現狀
遠程醫療（Telemedicine）是網(wǎng)絡(luò )科技與醫療技術(shù)結合的產(chǎn)物，在信息高速發(fā)展的今天，它已成為醫學(xué)交流中一道 亮麗的風(fēng)景線(xiàn)。遠程醫療系統的概念最初是由美國于1988年首次提出的，它通常包括：遠程診斷、專(zhuān)家會(huì )診、信息 服務(wù)、在線(xiàn)檢查和遠程交流等幾個(gè)主要部分，它以計算機和網(wǎng)絡(luò )通信為基礎，實(shí)現對醫學(xué)資料 (包括數據、文本、 圖片和聲像資料) 和遠程視頻、音頻信息的傳輸、存儲、查詢(xún)、比較、顯示及共享。
遠程醫療在歐美等發(fā)達國家早已是家喻戶(hù)曉的醫療手段。目前美國的絕大多數州已經(jīng)實(shí)施了遠程醫療工程。它們的系 統總體框架主要是以跨全美的計算機網(wǎng)絡(luò )為基礎，通過(guò)高質(zhì)量的攝像機和處理能力較高的計算機、工作站等設施把大 型醫療中心和小型醫院、診療點(diǎn)及病人家庭聯(lián)系起來(lái)，形成一些各具不同規模的遠程醫療網(wǎng)絡(luò )。在歐洲，如德國、挪 威等一些國家，對遠程醫療都進(jìn)行了相當程度的研究，針對一些特殊病例在不同地區開(kāi)通了相應的遠程診斷項目，并 在大學(xué)、醫院建立了一些實(shí)驗性的網(wǎng)絡(luò )。
我國在這方面的研究工作起步較晚，很多的工作僅僅是在建立計算機網(wǎng)絡(luò )的基礎上開(kāi)展一些應用項目，如提供醫學(xué)信 息的查詢(xún)、訪(fǎng)問(wèn)和門(mén)診預約等，這主要是因為受到國內醫療體制的限制，以及全面技術(shù)狀況和基礎設施水平（主要是 網(wǎng)絡(luò )傳輸速率）的欠缺，因此目前我國的遠程醫療網(wǎng)絡(luò )在有些方面尚不十分成熟，還有待逐步進(jìn)行改造、完善與提高。 但隨著(zhù)我國寬帶網(wǎng)絡(luò )的全面發(fā)展和迅速普及，各個(gè)醫療機構的寬帶接入也正被提到議事日程中來(lái)了，這就為各個(gè)醫療 機構之間進(jìn)行大數據量的信息交流，尤其是高質(zhì)量的視音頻傳輸提供了必要的條件。可以預見(jiàn)，未來(lái)一兩年內，我國 的遠程醫療工程一定會(huì )得到迅速實(shí)施和快速發(fā)展。
遠程醫療系統的組成和實(shí)現
遠程醫療系統由網(wǎng)絡(luò )通信系統和遠程醫療應用系統兩大部分組成。網(wǎng)絡(luò )通信系統可以是衛星網(wǎng)絡(luò )、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，電話(huà)網(wǎng)絡(luò ) 和以光纖通信為基礎的寬帶網(wǎng)絡(luò )。遠程醫療應用系統包括：遠程診斷、專(zhuān)家會(huì )診、信息服務(wù)、在線(xiàn)檢查、遠程交流以及 系統管理等幾個(gè)子系統。其中系統管理子系統是遠程醫療應用系統的核心，由它負責對各個(gè)其它的子系統的流程、運作、 建庫等進(jìn)行統一協(xié)調與安排，一般采用Web技術(shù)實(shí)現。
遠程醫療應用系統的其它子系統的實(shí)現方法很多，在寬帶網(wǎng)絡(luò )的到迅速發(fā)展的今天，采用高質(zhì)量的視音頻傳輸方式實(shí)現 其中的部分功能是非常自然的事，這將使得遠程診斷和遠程交流變得非常直接和方便。以下是以深圳銳取的視音頻編 解碼設備及傳輸系統實(shí)現遠程醫療應用系統中視音頻傳輸部分的實(shí)現方法。
深圳銳取軟件技術(shù)有限公司自主研發(fā)的高清錄播系統，開(kāi)拓了遠程醫療的新領(lǐng)域，率先提出了高清的解決方案。
1、實(shí)現原理
- 由于當前的大多醫療設備，如X光機、CT機均擁有網(wǎng)絡(luò )接口并支持，由計算機通過(guò)網(wǎng)絡(luò )即可采集醫療設備中的影像，并采用VGA編碼器采集計算機中的CR或DR片、CT片、演示文件（PPT、WORD、EXCEL）；
- 采用視音頻編碼器采集DVD中播放的醫學(xué)類(lèi)影片、培訓室內圖像、監護儀；
- 采用高清編碼器通過(guò)高清攝像機采集手術(shù)過(guò)程圖像；
- 將以上采集內容由錄播服務(wù)器進(jìn)行整合通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行直播和錄制；
2、系統結構圖
圖 遠程醫療及教學(xué)系統結構圖
二、功能實(shí)現
針對用戶(hù)需求，建議采用如下解決方案，系統拓樸圖如下：
方案說(shuō)明
1、手術(shù)實(shí)況直播功能
遠程醫療方案設計中配置的銳取多媒體錄播系統遠程醫療系統能夠滿(mǎn)足用戶(hù)對于手術(shù)過(guò)程的實(shí)時(shí)直播功能：
通過(guò)銳取遠程醫療系統，用戶(hù)手術(shù)過(guò)程、培訓、調度等活動(dòng)的實(shí)況可以實(shí)現實(shí)時(shí)監控手術(shù)室內部情況。
具體實(shí)現方式：
銳取多媒體錄播系統遠程醫療系統前端設備高清視音頻編碼器將從手術(shù)室內高清專(zhuān)業(yè)攝像機采集到的視音頻信號，進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼和壓縮，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送給銳取DSS-R-C遠程醫療系統后臺服務(wù)器上。
銳取遠程醫療系統前端視音頻編碼器將采集到的手術(shù)室監護儀的信號進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼和壓縮,通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送給多媒體錄播系統遠程醫療系統后臺服務(wù)器上。
同時(shí)，銳取多媒體系統前端VGA編碼器將采集到的計算機信號（包含通過(guò)網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)的DR/CR片、CT片）進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼和壓縮，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與高清視音頻信號以及普通視音頻信號同步傳輸到銳取多媒體錄播系統遠程醫療系統后臺服務(wù)器上。
銳取多媒體錄播系統遠程醫療系統后臺服務(wù)器對前端編碼器傳來(lái)的視音頻和數據信號進(jìn)行編碼和壓縮的同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送給位于網(wǎng)絡(luò )上的其它各個(gè)系統客戶(hù)端程序觀(guān)摩室上。客戶(hù)端程序將服務(wù)器傳送來(lái)的視音頻和數據信號進(jìn)行解壓縮和解碼并在本地計算機上顯示出來(lái)。
2、錄制功能
方案設計中配置的遠程醫療系統能夠滿(mǎn)足客戶(hù)關(guān)于手術(shù)實(shí)況的最全面的實(shí)時(shí)錄制功能：
通過(guò)銳取多媒體錄播系統遠程醫療系統，手術(shù)過(guò)程及醫療器械所采集影像可以實(shí)現視音頻/數據信號同步采集錄制到系統后臺服務(wù)器上。
具體實(shí)現方式：
銳取多媒體錄播系統遠程醫療系統前端設備高清視音頻編碼器將從手術(shù)室內高清專(zhuān)業(yè)攝像機采集到的視音頻信號，進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼和壓縮，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送給銳取多媒體錄播系統遠程醫療系統后臺服務(wù)器上。
銳取遠程醫療系統前端視音頻編碼器將采集到的手術(shù)室監護儀的信號進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼和壓縮,通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送給銳取多媒體錄播系統遠程醫療系統后臺服務(wù)器上。
同時(shí)，銳取多媒體系統前端VGA編碼器將采集到的計算機信號（包含通過(guò)網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)的DR/CR片、CT片）進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼和壓縮，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與高清視音頻信號以及普通視音頻信號同步傳輸到銳取多媒體錄播系統遠程醫療系統后臺服務(wù)器上。
銳取多媒體錄播系統遠程醫療系統后臺服務(wù)器存儲的多媒體文件可以通過(guò)系統管理平臺或者WEB頁(yè)面進(jìn)行下載和播放。
3、回放功能
方案設計中配置的多媒體錄播系統遠程醫療系統能夠滿(mǎn)足客戶(hù)關(guān)于手術(shù)、培訓、調度等活動(dòng)錄制媒體文件的回放功能：
靈活多樣的錄制文件回放顯示方式，視頻和計算機屏幕內容可同屏或分屏顯示，并可單獨控制窗口大小及位置；錄制文件采用國際標準格式存儲（AVI或ASF），支持MediaPlayer等通用播放器播放，便于與其它系統的協(xié)同工作及后期處理；支持帶密碼控制權限的遠程醫療錄播服務(wù)器客戶(hù)端或WEB頁(yè)面的文件點(diǎn)播管理功能。
4、遠程監控功能
方案設計中配置的多媒體錄播系統遠程醫療系統能夠滿(mǎn)足客戶(hù)實(shí)現對醫療器械所采集的病人生理特征及手術(shù)現場(chǎng)的遠程監控。
在局域網(wǎng)中的任何計算機上通過(guò)網(wǎng)絡(luò )采用WEB的方式對機房的情況進(jìn)行遠程監控。
三、方案優(yōu)勢和特點(diǎn)
- 能直播最高分辨率達（1920*1080）的高清圖像，更清晰再現手術(shù)實(shí)況。
- 擁有多種接入端口，可配合監護儀、DR（CR）光機、CT機、超聲波等醫療設備完成遠程醫療及培訓。
- 安全：無(wú)需在用戶(hù)的計算機或服務(wù)器上安裝任何軟件，對用戶(hù)的業(yè)務(wù)系統無(wú)任何影響，確保用戶(hù)計算機上的信息安全；
- 簡(jiǎn)單：即插即用，無(wú)需對機房設備做預先的設置，不需要對防火墻策略進(jìn)行調整；
- 適用性強：可配合運行任何操作系統的機房設備進(jìn)行工作，包括Windows、Linux/Unix，以及Mac等。
- 實(shí)時(shí)性高：采用高性能DSP芯片，VGA信號編碼效率高，時(shí)延小，可滿(mǎn)足CR/DR、CT片播放需要。
- 支持普通攝像機（CIF/4CIF）和高清攝像機（720P/1080i）的錄播。圖像語(yǔ)音清晰流暢：視頻速率最高達4M，清晰度最高支持1920X1080，音頻采用MP3編碼方式（Near
CD），編碼最高可達64k，可清晰再現手術(shù)過(guò)程。
- 支持軟件和硬件兩種計算機屏幕信號采集方式，用戶(hù)可根據需要靈活選用。
- 服務(wù)器平臺采用專(zhuān)用硬件平臺，嵌入式操作系統，穩定可靠，抗病毒黑客攻擊。
- 基于IE瀏覽器的系統管理和使用界面，用戶(hù)管理使用更加輕松自如。
- 具備液晶屏控制面板，系統管理操作更加方便。
- 支持中控系統來(lái)對設備進(jìn)行管理和操作。
- 支持雙機熱備份，確保錄制萬(wàn)無(wú)一失。
- 支持標準的iSCSI標準的SAN結構的外存儲服務(wù)器，可無(wú)限擴大系統存儲容量。
- 單臺最多可支持4個(gè)機房的同步實(shí)時(shí)監控、錄制。
- 系統采用信號采集和信號存儲的前后臺分離結構方式，前臺后臺之間通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通訊，前臺設備（視音頻及數據編碼器）可根據需要移動(dòng)到需要的場(chǎng)所，無(wú)須受視音頻線(xiàn)距離限制。
- 高清晰、高幀率計算機動(dòng)態(tài)屏幕錄制：屏幕錄制的分辨率最高達1280x1024，幀率最高可達25幀，可清晰流暢地錄制講稿課件、鼠標操作軌跡，視頻圖像、flash文件等動(dòng)態(tài)內容。
- 錄制文件采用國際標準格式存儲（ASF），支持MediaPlayer等通用播放器，便于與其它系統的協(xié)同工作及后期處理。
- 靈活多樣的錄制文件回放顯示方式，視頻和計算機屏幕內容可同屏或分屏顯示，并可單獨控制窗口大小及位置。
- 支持視頻字幕添加功能，可在視頻窗口的任意指定位置添加文字作為備注。
- 支持攝像頭遠程遙控功能，在、系統控制臺即可遠程控制攝像頭的動(dòng)作。
- 支持外置報警裝置接入（紅外報警、移動(dòng)偵測報警等）。
四、典型應用
1、手術(shù)過(guò)程錄播
銳取多媒體錄播系統可配合普通攝像機（CIF/4CIF）、高清攝像機（720P/1080i）、計算機、DVD使用，可實(shí)現遠程醫療及教學(xué)中視音頻和數據（計算機內數據及醫療器械采集的相關(guān)病人生理特征數據）內容的同步一體化錄制、直播和點(diǎn)播。錄播系統最多支持兩路視音頻和一路計算機屏幕內容同步錄制，可將視頻手術(shù)中本地計算機中演示文件、遠程手術(shù)圖像和數據內容進(jìn)行同步錄制，可以輕松實(shí)現對醫療過(guò)程的全面錄制，對于遠程醫療、教學(xué)的錄制更加有利。遠程醫療錄播系統適合任何醫療單位及醫學(xué)院機構及企業(yè)使用，如下圖：
遠程醫療系統配合其他醫療器械使用的典型組網(wǎng)圖如上圖，錄播服務(wù)器通常安裝在醫院的機房中，通過(guò)視音頻編碼器（或高清編碼器）接入手術(shù)室或教室高清攝像機，管理員根據手術(shù)或教學(xué)進(jìn)程對采集的圖象的進(jìn)行切換控制（包含遠程攝像機控制），顯示終端上會(huì )顯示出相應手術(shù)或培訓現場(chǎng)的圖像及語(yǔ)音，視音頻編碼器（或高清編碼器）即可該信號采集編碼后發(fā)送給多媒體錄播服務(wù)器。多媒體錄播服務(wù)器可和其他數據服務(wù)器等設備安裝在后臺機房。在同步錄制數據內容時(shí)，可通過(guò)視音頻編碼器、VGA編碼器、高清編碼器三種方式進(jìn)行采集，用戶(hù)可根據實(shí)際情況靈活選用。管理員只要通過(guò)遠程醫療錄播系統控制臺連接上述編碼器后啟動(dòng)錄制功能即可，手術(shù)或培訓進(jìn)行中無(wú)需再進(jìn)行任何操作。遠程醫療錄播以與會(huì )場(chǎng)切換相同的視角，“所見(jiàn)所錄”的模式對手術(shù)或培訓進(jìn)程進(jìn)行忠實(shí)、全面的記錄，實(shí)用性強，操作維護簡(jiǎn)單，極大地降低了管理員的工作負擔。同時(shí)系統具備直播功能，可彌補現有視頻手術(shù)系統流媒體功能不能直播數據內容的缺陷，進(jìn)行視音頻和數據內容的同步直播，方便了更大范圍的用戶(hù)觀(guān)摩手術(shù)及培訓。系統內置的VOD點(diǎn)播服務(wù)器功能，用戶(hù)無(wú)需另外投資購買(mǎi)VOD平臺，即可輕松實(shí)現用戶(hù)對錄制好的手術(shù)或培訓內容的事后點(diǎn)播。遠程醫療錄播極大地擴展了視頻系統的功能和應用，適合任何有遠程醫療需求的醫院或者用于遠程培訓的醫學(xué)院用戶(hù)使用。
2、醫學(xué)院教學(xué)錄播
隨著(zhù)投影機在多媒體教室的應用越來(lái)越普遍，教學(xué)或培訓的內容如工作報告PPT、財務(wù)軟件培訓等都要放在PC機上通過(guò)投影機顯示出來(lái)，傳統的攝像機、DV常常不能清晰地錄制投影機上投影出來(lái)的課件內容以及監護儀等醫療器械采集的病人生理特征，而且錄制這些內容時(shí)就不能錄制主講人，常常顧此失彼，不能全面，清晰的錄制醫學(xué)教學(xué)過(guò)程。遠程醫療錄播系統的視音頻和計算機屏幕同步一體化錄制的特性可徹底解決這個(gè)問(wèn)題，滿(mǎn)足用戶(hù)全面、清晰記錄教學(xué)和培訓的需要，非常適合安裝在醫院、醫學(xué)院等行業(yè)機構的手術(shù)室及教室內，錄制和直播手術(shù)及教學(xué)培訓。
遠程醫療錄播用于多媒體教室進(jìn)行本地教學(xué)與培訓錄制直播的典型組網(wǎng)圖如上圖，視音頻編碼器（或高清編碼器）安裝在多媒體教室內，可直接或通過(guò)調音臺、AV矩陣等視音頻處理設備接入攝像頭和麥克風(fēng)采集的視音頻信號，通過(guò)VGA編碼器采集播放手術(shù)內容的計算機屏幕內容。多媒體錄播服務(wù)器和系統控制臺可根據手術(shù)室實(shí)際情況安裝在手術(shù)室的控制室等位置，手術(shù)錄制直播的原理與視頻手術(shù)的錄播相同。直播教學(xué)或培訓時(shí)，其他多媒體教室可在自己的PC機上通過(guò)遠程醫療錄播媒體播放器通過(guò)組播或單播等方式接收直播內容，在會(huì )后也可以通過(guò)IE瀏覽器或遠程醫療錄播媒體播放器點(diǎn)播錄制好的手術(shù)，錄制好的文件也可以上傳的自己的網(wǎng)站進(jìn)行在線(xiàn)發(fā)布。
五、應用領(lǐng)域
- 醫院遠程醫療系統
- 醫學(xué)院教學(xué)觀(guān)摩
CTI論壇編輯
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