杭州红会医院VMED高清手术示教系统扩容技术方案-8-29.doc
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杭州红十字会医院
VMED高清手术示教系统
(扩容)
技术方案
二〇一一年八月
41
目录
1 VMED高清手术示教系统概述 1
2 项目需求 2
3 系统设计依据及设计原则 5
3.1 参考标准 5
3.2 设计原则 5
4 手术示教方案设计 7
4.1 系统结构图 7
4.2 手术室前端设计方案 7
4.2.1 骨科手术室设计方案 8
4.2.2 外科手术室设计方案 9
4.2.3 腔镜手术室设计方案 10
4.2.3.1腔镜手术室设计方案(推荐)…………………………………………11
4.2.4 DSA手术室设计方案 12
4.3 培训室设计 13
4.4 病区示教室设计 13
4.5 领导办公室/专家办公室设计 14
4.6 手术主控间设计 14
4.7 DSA手术主控间设计 15
4.8 手术麻醉中央监控室(麻醉科主任办公室) 15
4.9 与其他品牌标准SIP协议视频会议系统互连 15
5 VMED高清手术示教系统应用 17
5.1 远程手术示教 17
5.2 远程手术指导 17
5.3 远程手术转播 17
5.4 远程专家会诊 18
5.5 远程医疗教学 18
5.6 远程医院探视 19
5.7 远程日常视频会议 19
5.8 远程医疗会议 19
5.9 远程重症监护 19
5.10 与应急指挥系统集成 19
5.11 与医院监控系统集成 19
6 VMED高清手术示教系统功能 20
6.1 720P、1080I/P高清视频接入 20
6.2 医疗影像设备接入 20
6.3 触摸屏功能 20
6.4 录像功能 21
6.4.1 手术过程录像备份 21
6.4.2 教学过程录像 21
6.4.3 同步教学功能 21
6.4.4 视频点播功能 21
6.4.5 手术实时浏览 22
6.4.6 双向音视频交互 22
6.4.7 多分屏显示 22
6.5 控制场景镜头 22
6.6 视频图像抓拍 22
6.7 级别权限管理 22
6.8 双流会议教学 22
7 VMED高清手术示教系统设备介绍 23
7.1 综合媒体交换机 23
7.2 流媒体转发服务器 24
7.3 示教前端 24
7.4 高清示教前端 25
7.5 VGA示教前端 25
7.6 医疗影像高清编码矩阵 25
7.7 高清示教终端 25
7.8 示教套件 26
7.9 视频浏览客户端 26
7.10 示教录像服务器 27
8 VMED高清手术示教系统主要技术指标 28
8.1 综合媒体交换机(ME-MMS) 28
8.2 流媒体转发服务器(ME-VRS) 28
8.3 示教前端(ME-VEN) 29
8.4 高清示教前端(ME-HD-VEN-E) 29
8.5 VGA示教前端(ME-HD-VGA-ES) 29
8.6 医疗影像高清编码矩阵(ME-HD-IPM-ES) 30
8.7 高清示教终端(ME-HD-TE) 30
8.8 示教套件(ME-VCS-EN) 31
8.9 示教录像服务器(ME-HD-VRS) 31
9 VMED系统售后服务 32
9.1 保修期限 32
9.2 技术支持 32
9.3 服务模式 32
9.4 响应时间 33
9.5 培训计划 33
9.6 保修登记 34
10 VMED系统典型应用案例 35
10.1 第二炮兵总医院 35
10.2 解放军三〇六医院 37
10.3 天津武警医学院附属医院 39
10.4 第五届黄河国际心脏病学术会议 40
10.5 第七届心脏血运重建暨急性冠脉综合征诊治进展研讨会 40
10.6 第二届左主干暨冠状动脉分叉病变峰会手术转播 41
10.7 北京阜外医院 42
10.8 上海奥林巴斯医疗展示厅手术示教展示厅 42
10.9 成都西区医院(2009-10) 43
10.10 重庆新桥医院(2009-10) 43
10.11 西苑医院(2009-11) 43
10.12 烟台开发区医院(2009-11) 43
10.13 北医三院(2009-12) 43
10.14 孝感市中心医院(2010-1) 43
10.15 杭州红十字医院(2010-3) 43
10.16 北京奥林巴斯医疗展示厅手术示教展示厅 43
10.17 湖北枣阳医院(2010-5) 43
10.18 无锡市第二人民医院手术示教转播(2010-9) 43
10.19 浙江省武警总医院(2010-11) 43
10.20 上海瑞金医院手术示教转播(2010-11) 43
10.21 上海长海医院手术示教转播(2011-4) 43
10.22 南通市第三人民医院(2011-5) 43
11 公司介绍 44
VMED高清手术示教系统技术方案
1VMED高清手术示教系统概述
目前,众多综合大型医院均担负着培养各地中小医院医护人员的临床教学任务,通常采用的都是现场学习的方法。
由于现场条件的限制或手术设备的限制,操作空间窄、观摩人员人数受限、容易引起交叉感染,实习医生的现场学习效果不够理想。
因此许多医院急需建设一套高水平医院临床网络教学系统。
在临床网络教学系统的帮助下,可以将学习过程和医疗诊断现场分开,学生可以在独立的学习室中学习,同时与现场的医生进行沟通。
可以做到每个学生都能清楚地看到现场操作情况、医学诊断影像和诊治结果。
2项目需求
杭州红十字会医院已建一套VMED高清手术示教系统,现需扩容一间DSA手术室。
现需求为:
1)扩建一套DSA手术室手术示教系统系统;
2)系统需能接入西门子Artiszeeceiling造影机图像,并能进行编码传输,示教室能够远程观看造影机实时图像;
3)示教室、培训室与DSA手术室内大夫可进行双向音频交流;
4)DSA手术室控制间中能够看到造影机图像及其他手术室、示教室图像;
5)DSA手术室控制间能够听到其他手术室、示教室声音。
6)系统具有可靠的音视频保密技术,保证不会被非权限终端获取音视频信息;
7)系统需采用先进的流媒体技术,系统设计达到国际一流水平,且切实可行并容易实现,系统设计时遵循国际标准和国内外有关的规范要求,并且符合计算机、网络通讯技术和高清手术示教、视频会议技术的最新发展潮流。
8)系统建设具有良好的可扩展性,提供可扩展接口,满足示教系统根据需求不断扩展,包括扩展到院办,科室主任办公室、其他会议室,以及更多的手术室。
系统功能技术要求如下:
1)手术室配置标清全景摄像机,用于采集手术室全景视频信息;
2)手术室在配置高清晰术野摄像机,用于采集手术垂直正面视频信息;
3)手术室的造影机影像可进行采集编码传输;
4)培训室、病区示教室可实时观摩手术室多路视频信息;
5)病区示教室、培训室可与DSA手术室主刀大夫进行双向音频交流;
6)病区示教室、培训室与DSA手术室可针对某个手术进行远程教学互动;
7)系统配置录像服务器,可对手术过程进行实时录像,包括对多路音视频的并发录像,并可通过网络进行在线点播回放,并可进行下载编辑制作教学光盘;
8)培训室和DSA手术室、其他手术室之间支持召开多点、多组视频会议。
9)系统支持双流会议教学功能,培训室可同时传送两路视频流(视频流+演讲PC课件)到其它病区示教室,远端教室可两路同时显示,方便专家讲课。
10)系统应支持多路视频接入,将手术室的视频源数字化并发接入到培训室和医生办公室,即培训室可多分屏显示某一手术室的多路视频信息,包括手术术野、手术全景和造影机等医疗影像视频源。
11)系统可对手术室多路视频进行录像,包括手术细节视频、全景视频、X光机视频、内窥镜视频等,录像模式可分过多种。
12)系统应支持手术过程录像备份,对手术室视频源的点对点并发录像存储,不受培训室切换视频的影响,从而保证手术过程录像的完整性,以备存档。
13)系统应支持教学过程录像,对手术教学过程的完整录音录像,即实现对教学过程真实场景的录像。
14)系统应支持双流教学录像,即视频流加演讲PPT并发录像。
15)系统支持同步教学功能,唇音同步,教学的专家音视频能够同步传输到其他教室,也可音视频同步录像。
16)系统支持视频点播功能,医院网络内用户经授权通过浏览器可根据终端名称、录像时间、录像地点、录像事件特征,随时查询检索视频文件,远程播放所需视频图像。
17)系统支持手术实时浏览,正在进行中的手术,可以通过本系统进行实时在线直播,用户端通过本系统可实时现在观看。
18)系统支持双向音视频交互,培训室之间可以进行双向音视频交互,可针对手术室视频进行讨论、教学等。
19)系统支持远程会诊功能,远方诊室可部署示教终端,实现本地诊室与远端诊室的远程会诊功能,双方实现音视频的互动。
20)系统支持培训室多分屏显示,在示教室示教终端显示界面上可同时显示指定手术室中的场景视频和手术情况,便于教学。
每个示教终端可同时观摩一个手术或诊室的最多9路视频图像,也可全屏幕显示一路全屏图像。
21)系统支持控制场景镜头,通过鼠标移动放大局部影响,指导医师和学生可以根据级别关系通过鼠标键盘调整视频图象,便于仔细观察。
22)系统支持即时拍摄功能,对教学过程中的关键动作通过拍摄方法记录下来。
拍摄后的图片以JPG文件保存,可转存后进一步分析。
学习者可以将这些图片下载后学习使用。
23)系统支持分级用户权限管理功能,根据医院管理机制要求,可以分配给用户各终端对手术室不同级别的观摩权和控制权。
24)系统支持远程视频会议功能,通过本系统可实现视频会议功能,培训室、示教室、办公室等多方会场可召开传统视频会议。
25)系统支持WEB浏览手术示教视频,通过用户名密码进行登录。
26)系统支持触摸屏操控,培训室示教终端应支持触摸屏操作,培训室专家可通过触摸屏进行远程教学。
3系统设计依据及设计原则
3.1参考标准
●YD5032-97会议电视系统工程设计规范
●YD5033-97会议电视系统工程验收规范
●YGB/T15839-199564~1920kbit/s会议电视系统进网技术要求
●GB/T16858-1997采用数据链路协议的会议电视远端摄像机控制规程
●YDN075-1998中国公众多媒体通信网网络管理规范
3.2设计原则
鉴于手术示教系统的发展趋势,对高清手术示教系统的选型应遵循以下原则:
安全性、成熟性、规范性、经济性、先进性、实用性、可扩展性和可靠性。
(1)安全性
公司独有的系统加密技术,保证了系统运行过程中的安全性和信息的保密性。
(2)成熟性
公司拥有一支多年从事视频技术研发、建设的专业技术人才队伍,系统各个功能采用模块化设计,可按照实际需求“量身定制”,充分满足用户个性化需求,精心定制,在总体技术框架和应用逻辑结构上具有良好的成熟性与可验证性。
(3)规范性
本系统基于SIP协议架构,采用国际标准的MPEG-4/H.264编解码技术,具有很好的规范性、通用性和兼容性。
(4)经济性
系统设计应充分考虑医院现有设备的接入,如网络、摄像头、计算机、显示设备;降低成本。
(5)先进性
系统设计达到国际一流水平,且切实可行并容易实现;
遵循国际标准和国内外有关的规范要求;
符合计算机、网络通讯技术和视频会议技术的最新发展潮流,并且是应用成熟的系统。
(6)实用性
针对实际应用的特点,具有多种管理方式,图形管理界面,系统操作流程明晰、高效,软件界面简洁、友好,易于操作和使用;
系统设计应符合工程的实际需要;
系统配置即强调先进性也要注重实用性,应注意系统配置的经济效益,达到综合平衡;
根据实际需要进行系统配置。
(7)可扩展性
系统设计要考虑今后网络的发展,留有充分的扩充余地;
既应用于手术示教、远程教学又可应用于日常视频会议。
(8)可靠性
具备在规定条件和时间内完成用户所要求的功能的能力,能长期稳定的工作;
系统启动快,系统掉电后再来电或网络传输中断后再恢复正常,系统恢复工作迅速;
故障率低,维护维修方便。
4手术示教方案设计
4.1系统结构图
杭州红十字会医院为了提高医疗教学水平和信息化建设水平,实现临床手术的教学观摩及学术交流功能,拟扩建一套DSA手术室高清手术示教系统,能够进行远程医疗、视频会议的需求,能够共享手术示教音视频信息。
4.2DSA手术室设计方案
DSA手术室设置3路视频采集(1路全景摄像机、1路无影灯术野摄像机、1路造影机),1路音频采集点(无线话筒),以及1路音频输出。
DSA手术室需配置1台示教终端、1台示教前端和1台高清数字造影采集前端,放置于DSA手术室控制间内。
用于DSA手术室内各路音视频信号的采集、编解码和传输,通过网络连接至环网交换机。
4.2.1DSA手术室设计方案
DSA手术室高清晰术野摄像机采用无影灯自带术野摄像机。
术野摄像机视频信号通过线缆传输到置于DSA手术室控制间的示教终端上。
DSA手术室配备1台云台一体化全景摄像机,采用吸顶式安装,采集整个手术室的手术全景,实现高效和可靠的手术室监控。
通过授权在培训室、示教室等地通过连接到环网交换机可实时收到手术室全景画面。
遥控面板可控制任意一台摄像机变聚焦,细节调整和画面定位等。
摄像机支持H.264,MPEG-4,JPEG压缩格式,可实时输出标清分辨率的图像,摄像机支持远程云台控制。
全景摄像机视频信号通过线缆传输到置于DSA手术室控制间的示教前端上。
DSA手术室配备1路无线麦克风音频采集,用于主刀医生与培训室、示教室的全双向语音交互。
无线麦克风接收器置于天花板上,音频信号通过线缆传输到置于DSA手术室控制间的示教终端上。
DSA手术室各安装2个吸顶喇叭。
音频信号通过线缆传输到置于DSA手术室控制间的功放上。
同轴电缆的传输距离控制在250米内,依据行业标准,采用75-5铜缆可将标准复合视频信号无损传输,如超过此距离,则需要对手术主控间的位置进行调整或采用光纤传输设备。
4.2.2DSA手术室控制间设计方案
DSA手术室控制间配以一个大屏显示器,采用挂壁式安装在控制间侧面,用于观看造影机图像及其他手术室、示教室图像。
在大屏显示器下面放置示教前端、示教终端、高清数字造影采集前端及功放等。
造影机影像信号通过线缆采集连接至高清数字造影采集前端进行编码传输;
DSA手术室控制间顶部安装吸顶喇叭一只,连接至大屏显示器下的功放上;
DSA手术室及DSA手术室控制室的所有音视频信号线全部布至大屏显示器下墙角,方便进行设备连接;
DSA手术室控制间内设置一个网络端口,要求能够和服务器及其他手术室、示教室组成一个环网。
5VMED高清手术示教系统应用
5.1远程手术示教
示教室和办公室可以远程观摩手术室的实时动态画面,示教室可与手术室主刀大夫双向音视频互动,办公室可与手术室主刀大夫进行双向语音对讲。
5.2远程手术指导
经验丰富的专家是稀缺的,让专家通过本系统对前端手术室大夫进行远程手术指导,专家能够清晰看到手术室的手术细节,并能与手术室人员进行双向音视频交流。
5.3远程手术转播
通过系统可对手术进行网络转播,用户使用浏览客户端经过授权即可进行远程实时观看,并参与实时互动。
5.4远程专家会诊
专家可利用本系统对病人进行远程会诊,专家能够与病人进行双向音视频交流,可以看到病人的影像资料,同时结合电子病历系统进行远程诊断,诊断过程可进行实施录像存储。
5.5远程医疗教学
本系统支持远程医疗教学功能,授课专家可通过示教终端向其它安装示教终端的示教室进行远程授课,对医护人员进行远程培训,多方可实现音视频交流,并支持双流传输。
5.6远程医院探视
病人和亲人由于病情、距离等原因不能直接探视,可利用本系统实现远程视频探视。
5.7远程日常视频会议
通过本系统,可在医院内部实现日常视频会议功能,并可通过H.323网关与其他品牌视频会议系统或者其他医院实现互联互通。
5.8远程医疗会议
通过本系统可实现医疗视频会议功能,示教室、学术厅等多方会场可召开传统视频会议。
5.9远程重症监护
护士站利用系统对病人进行远程监护,管理方便。
5.10与应急指挥系统集成
本系统可与疫情应急指挥系统集成,医院可针对重大疫情对各部门进行疫情应急指挥调度。
5.11与医院监控系统集成
医院可部署高清医院监控,建立医院视频应用综合化管理平台。
6VMED高清手术示教系统功能
为了实现无锡新中医手术示教系统的各项功能,本方案选用华纬讯手术示教及远程医疗会诊系统。
该系统完全可以满足无锡新中医手术示教系统的功能需求和教学应用。
具体实现功能如下:
6.1720P、1080I/P高清视频接入
系统可接入各种高清摄像机、医疗影像视频,包括高清IP摄像机(AXISQ1755)、专业医疗摄像机(SONYDXC-390DXC-390990X300)、X光机、内窥镜、超声心动仪等视频信号。
6.2医疗影像设备接入
系统可配置医疗设备采集网关,符合医疗影像DICOM3.0标准,能够完成影像设备的视频采集、编码传输,影像设备可包括X光机、CT机、内镜、超声仪等众多医疗仪器,视频接口包括VGA、DVI、BNC、RGB等多种接口。
6.3触摸屏功能
示教终端支持触摸屏操作,示教中心专家可通过触摸屏进行远程教学,触摸屏界面如下图所示:
6.4录像功能
系统可对手术室多路视频进行录像,包括手术细节视频、全景视频、X光机视频、内窥镜视频等,录像模式可分过多种。
6.4.1手术过程录像备份
系统支持对手术室视频源的点对点并发录像存储,不受示教中心切换视频的影响,从而保证手术过程录像的完整性,以备存档。
6.4.2教学过程录像
系统支持对手术教学过程的完整录音录像,即实现对教学过程真实场景的录像。
6.4.3同步教学功能
系统支持唇音同步,教学的专家音视频能够同步传输到其他教室,也可音视频同步录像。
6.4.4视频点播功能
用户经授权通过浏览器可根据终端名称、录像时间、录像地点、录像事件特征,随时查询检索视频文件,远程播放所需视频图像。
6.4.5手术实时浏览
正在进行中的手术,可以通过本系统进行实时在线直播,用户端通过本系统可实时现在观看。
6.4.6双向音视频交互
示教室之间可以进行双向音视频交互,可针对手术室视频进行讨论、教学等。
6.4.7多分屏显示
在示教室示教终端显示界面上可同时显示指定手术室中的场景视频和手术情况,便于教学。
每个示教终端可同时观摩一个手术或诊室的最多6路视频图像,也可全屏幕显示一路高清图像。
6.5控制场景镜头
通过鼠标移动放大局部影响,指导医师和学生可以根据级别关系通过鼠标键盘调整视频图象,便于仔细观察。
6.6视频图像抓拍
对教学过程中的关键动作通过拍摄方法记录下来。
拍摄后的图片以JPG文件保存,可转存后进一步分析。
学习者可以将这些图片下载后学习使用。
6.7级别权限管理
根据医院管理机制要求,可以分配给用户各终端对手术室不同级别的观摩权和控制权。
6.8双流会议教学
系统支持双流会议教学功能,示教中心可同时传送两路视频流(视频流+演讲PC课件)到其它教室,远端教室可两路同时显示,方便专家讲课。
7VMED高清手术示教系统设备介绍
7.1综合媒体交换机
主要功能:
用户身份授权和认证;
终端地址解析;
业务功能逻辑调度控制;
用户级别和权限设置管理;
终端参数配置,如:
配置终端类型、级别权限、编解码地址、组播地址等;
录像服务器模块接入、控制和管理;
视频转发模块的接入、控制和管理;
设备巡检模块的接入、控制和管理;
系统日志管理
7.2流媒体转发服务器
流媒体转发服务器主要功能:
流媒体数据转发服务;接收并且转发报警信息;进行主动巡检;实时显示监控前端设备状态等。
主要作用:
将收到的单个视频流复制成多个视频流,转发到多个请求端,使得前端的每个视频通道只占一路视频流的网络带宽,提高网络带宽的有效利用率,降低带宽需求,减少网络拥塞的发生。
7.3示教前端
主要作用:
·采集模拟视频信号;
·压缩编码处理;
·支持远程摄像头控制功能;
·支持语音双向编解码;
·支持多种常用解码器、快球和矩阵协议,支持自定义协议;
7.4高清示教前端
主要作用:
·单路采集模拟音视频信号;
·高清压缩编码处理;
·支持分量输入
·支持远程摄像头控制功能;
·支持语音双向编解码;
·支持多种常用解码器、快球和矩阵协议,支持自定义协议;
7.5VGA示教前端
主要作用:
·单路采集医疗影像视频信号(VGA接口);
·高清压缩编码处理。
7.6医疗影像高清编码矩阵
配导管室造影机、超声、内镜等医疗影像采集,一套设备包括1台6路视频输入(BNC/VGA)、2路视频输出的视频矩阵和2台VGA高清编码前端,可将医疗影像BNC、VGA信号编码成数字信号进行传输。
7.7高清示教终端
示教终端具有视频解码能力。
对现场采集的音视频模拟信号进行编码处理,对从网络接收的数字音视频数据进行解码处理,还原为模拟视频信号输出至用户的显示器、投影仪、大屏幕电视等显示设备。
通过示教终端使得示教室和手术室实现手术视频观摩、双向音频交流。
示教终端可以按照系统赋予的各种权限和级别,浏览现场视频画面、控制云台和摄像头,方便地组合显示一至十六路的视频画面并支持语音对讲。
7.8示教套件
示教套件为软硬件结合的产品,实现视频图像硬采集软解码。
对现场采集的音视频模拟信号进行硬件编码处理,对从网络接收的数字音视频数据进行软件解码处理,还原为模拟视频信号输出至用户的显示器、投影、大屏幕电视等显示设备。
通过示教套件使得示教室和手术室实现手术视频观摩、双向音频交流。
7.9视频浏览客户端
主要功能:
·视频图像显示;
·压缩解码处理;
·支持显示一至九分屏视频浏览;
·支持对其它各个终端进行监控及其附属设备控制(如控制视频选择器、云台、摄像头)
·支持语音双向
7.10示教录像服务器
主要功能:
·录制多路音视频图像;
·图像远程回放;
·视频文件管理;
·视频文件检索;
·支持手动录像、定时录像、触发录像;
·支持多种音视频格式;
·系统支持多台录像服务器并行工作。
8VMED高清手术示教系统主要技术指标
8.1综合媒体交换机(ME-MMS)
项目
指标
硬件指标
通讯接口
10/100MbpsEthernet(RJ45)
电源
~220VAC,50/60HZ
尺寸
44mm(1U)高×442mm(19英寸)宽×310mm深
接入能力
单综合媒体交换机支持终端数
<512
接入网
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