东信同邦高清手术示教系统，多媒体手术室，交互式录播系统

　　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，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,该系统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。

　　一.1. 系统简介

　　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。

　　东信同邦手术示教及远程会诊系统是一套基于IP网络，集手术现场视频观摩、远程手术示教、远程医疗教学、视频即时双向交互、视频存储共享、远程视频浏览功能于一体的综合视频通信系统

　　系统采用高清全硬件方案设计，采用H.264 HighProfile最高级别编码方式，AAC-L高品质音频编码算法，提供专业的音视频质量。

　　系统可以在复杂的网络环境(如LAN、ADSL、VPN、INTERNET等网络)中进行正常传输。在同一系统中不同速率的终端可混合使用，从而兼顾声像质量和网络环境。在示教室和办公室观摩手术现场，示教室与手术室大夫可进行双向音频交流。

　　系统功能技术要求如下：

　　1) 手术室配置全景摄像机，用于采集手术室全景视频信息;

　　2) 手术床添加摇臂及高清摄像机提供术野视频

　　3) 手术室的X光机和内窥镜视频信息可选进行采集传输(需单独配置);

　　4) 示教室的医生可实时观摩手术室多路视频信息，并可与主刀大夫进行语音交流。

　　5) 示教室和远程会诊室可针对某个手术进行远程教学互动;

　　6) 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，可进行下载编辑制作教学光盘。

　　7) 办公室可在线观看手术过程，并可与手术室医护人员进行语音对讲;

　　第二部分 设计方案

　　二.1. 系统结构

　　系统可以包含总医院及其远程的分支医院，分布式部署，快速融合整体化应用。

　　a) 示教室/会诊室

　　示教室为较多的客户提供一个集中观摩学习、交互答疑的环境，通常安装大屏幕显示设备，如多台投影机、平板电视等。

　　示教终端从网络上将高清音视频解码并直接输出到大型显示设备上，用户能灵活切换现场手术视频画面、控制云台和摄像头，方便地组合显示多路的手术视频画面并支持双向语音可视对讲。

　　示教室可通过示教终端与手术室进行双向音频互动，

　　b) 手术室

　　手术室是学习系统的信息源。手术现场情景、手术结果和医生现场的语言是教学中的主要元素。在手术室通常部署一台或多台高清编码终端，其将手术室的多路视频采集传输到示教室。和远程会诊室。包括

　　1、 全景摄像机，用于采集手术室全景视频信息;

　　2、 高清摄像机，用于采集手术细节;

　　3、 内窥镜视频;

　　4、 无线麦克将主刀医师的语音实时传送到示教室。

　　5、 可选接入手术室各类医疗仪器，如心脏血压监护设备、X光机等

　　c) 控制室

　　部署服务器、存储设备，为所有播放端提供直播、点播服务。协调全部安全策略，统一将音视频文件集中存储在服务器端。管理员可以手动调度。

　　安全特性

　　ETAH ESVR-9500H的具有以下有助于网络视频安全的措施：

　　1. 有条件接入：ETAH ESVR-9500H的条件接收模块提供的一个关卡，即一个机构的核心用户身份验证系统(例如LDAP )，对任何直播或记录用户的访问权限进行验证。它使医院能够放心，因为在这种关卡之下，所有用户只能看到他可以看到的视频。

　　2. 无痕迹播放器：只有当用户请求访问时，播放器才提供视频传送到桌面上。一旦用户终止其进程，播放器和所有相关数据将完全由电脑删除。且没有任何残留，不通过电脑缓存及任何痕迹等。

　　d) 远程网络客户

　　通过Web访问，使用浏览器实现对手术室、示教室的实时在线浏览，并可与手术室、示教室实现双向语音对讲，客户端可划分级别和权限，使得不同科室的客户端只能查阅相应的手术室图像。

　　二.2. 系统功能

　　功能如下：

　　a) 录制功能

　　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，具体应用如下：

　　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。

　　2. 教学过程录制：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。

　　b) 同步直播

　　系统将多路高清画面在网络上进行同步发布，示教室、会诊时、局域网及因特网用户均可进行接收，通用服务器轻松支持500客户端并发使用。单画面唇音同步，多画面之间协调同步。

　　c) 课件自动分类生成、点播

　　录制的音视频文件会根据管理员的预先配置自动进行预约录制，手术完毕后自动进入相应分类，形成能够使用Flash 10进行在线点播的视频课件。大大减少管理环节。

　　d) 双向交互

　　手术室、示教室、远程网络客户之间可以随时建立视频会议绘画，进行双向音视频交互，展开讨论、答疑。

　　e) 远程会诊

　　远方诊室部署示教终端，可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。

　　f) 示教室多分屏显示

　　在示教室每个大尺寸显示设备后连接一个高清示教终端，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。

　　g) 摄像机镜头远程控制调节

　　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。

　　h) 照片拍摄

　　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。

　　i) 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。

　　j) 视频Web导出、光盘制作

　　录制的文件可以通过网络下载到硬盘、U盘。文件格式使用通用播放器即可播放。

　　二.3. 系统特点

　　1. 专业高清品质：清晰度支持1080p/i 、720P，支持广电HD-SDI数字高清接口，提供广电级画质。尤其在医疗环境中，主要是因为ETAH编解码器的设计，提供了高纯度的视频质量，且充分考虑帧速率和流量。

　　2. 多画面全景展现：单间手术室支持多达9路可视信号的同步组合录播，支持复合视频、分量、VGA、DVI-I、SDI等各种信号接口，可满足术野摄像机、全景摄像机、内窥镜、生命监护仪等现场视频与各种专业医疗设备影像采集的同步采集、录制、直播的需要。

　　3. 全数字传输、网络控制：所有信息基于IP网络传送，在网络可达的任何地点均可观看手术示教实况。通过H.264标准的兼容性， ETAH视频流可以直接被纳入基于Flash的视频流媒体系统。这就是为会议室与手术室安装的性能最优的解决方案，最终能将视频分布在医院和超越互联网上的任何目的地。

　　4. 全硬件设计：从前端的各种信号编码器到后端的多媒体录播服务器，均采用专用硬件设备，嵌入式操作系统，稳定可靠，易于维护管理。

　　第三部分 主要硬件产品

　　下面是东信同邦用于组建教学平台的主要硬件：

　　三.1. 高标清混合编码器

　　EHE-6100高清数字编码器

　　三.2. 高清编码器

　　三.3. 多画面解码终端

     

　　三.4. 中心服务器

　　专用硬件服务器，嵌入式操作系统，1U高，19英寸宽，适合机架安装。中心会议服务器为系统的核心，主要完成视频、音频、计算机动态屏幕信号的录制、直播，录制生成的文件存储在该服务器上。

　　功能及性能

　　1. 直播，支持1000路并发

　　2. 存储，支持200路并发

　　3. 点播，支持800路并发

　　4. 在线剪辑，生成目录索引、封面

　　5. 提供标准B/S系统，可链接到企业的门户网站中

　　6. 提供文件分类管理

　　7. 完善的用户权限配置

　　8. 远程设备控制，统一调度远程会场中控

　　9. 高级企业内部培训模块

　　10.高清视频会议支持

　　11.双码流支持

　　三.5. 便携式一体化设备

　　第四部分 典型案例

　　a) 广州军区陆军总医院

　　要求提供高品质的术野摄像机高清视频，1080p，多路同步直播。提供远程校区跨网段传输，支持指挥中心在大型显示设备上进行调度。

　　系统部署在医院医疗主楼的五间手术室，每间手术室输出三路视频和一路立体声音频。视频包括：高清手术视野摄像机、专业医疗设备的显示器(VGA)或者内窥镜的分量输出、标清全景摄像机。音频方面：主治医师的讲评，同时可以将多个远程学生的提问音频传送到手术室，提供交互式答疑。

　　在观摩报告厅部署多画面解码终端，将高清视频直接在多组平板电视、主投影机上分别显示。医院领导可以在观摩室或者办公室的计算机上批量监控多手术室。

　　赋予权限的用户亦可登陆医院网站，点击正在直播的手术室，系统同时将三路视频画面同步播放，收看者可以任意组合或者全屏播放。

　　手术结束后，多个视频及音频自动发布到医院的网站之上，赋予权限的用户可以直接在浏览器中点播，由于使用Flash播放器，用户无需安装配置。主治医师也可以使用U盘将资料导出。

　　解决了用户的以下应用：

　　1. 提供高清晰的视频，清晰度、色彩还原度得以大大提高，真正适合手术医疗应用。

　　2. 位教学提供手术室全场景多画面再现方式，学生可以学习到更多的细节。

　　3. 提供交互式教学环境，师生答疑。

　　4. 形成高清教学视频课件仓库，可配置详细的科目分类。

　　b) 武汉大学中南医院

　　支持大容量直播、点播应用，并发不低于500客户。

　　同时要求极高的性价比，控制建设成本。

　　c) 广东湛江中石油附属医院

　　建立二个手术室的高清示较系统，建设二个大型观摩室，多个高清视频分布在多台平板电视上，可以由管理员调度观摩室的语音信号传达到手术室，进行交互答疑。