南京超然医院远程手术示教系统解决方案.docx

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远程手术示教系统解决方案

远程手术示教系统

解决方案

目录

目录 2

第一章行业背景 3

第二章需求分析 4

第三章解决方案 5

3.1系统设计 5

3.2产品选型 7

3.2.1超然录播服务器 7

3.2.2超然编码器 8

3.2.3超然播放器 8

第四章方案特点和优势 9

4.1简便丰富的信号接入 9

4.2清晰全面的录制 9

4.3智能多样的收看转播方式 9

4.4机动灵活的观看场所 10

4.5人性化的打分、文字交互功能 10

4.6视频重要、精彩看点截取功能 10

附：

技术指标 11

超然MRS4000录播服务器技术指标 11

超然VBOX-HDX编码器技术指标 11

超然DBOX播放器技术指标 12

第一章行业背景

随着现代医学领域的科学技术不断发展,外科手术技术也日新月异。

对各种手术全程画面影像进行实时记录，用于研究、教学和病例存档，已经受到高度重视。

有些具有争议的手术，也可以利用这些视频资料作为科学的判断依据。

手术后对照这些影像资料开展学术探讨，对于提高手术的成功率能够有很大帮助。

并可通过网络，得到异地专家手术中的远程指导。

这样即可以提高各医院的手术水平，又可以提供手术的全部实时影像记录，使之成为提高手术技术水平的必要资料和依据。

第二章需求分析

本次用户计划建设一套远程手术示教系统，整个系统主要需实现如下功能：

1.将5间手术室中的全景摄像机、术野摄像机、各类腔镜、CT机等仪器设备的图像信号分别采集并录制下来，将这些珍贵的医学图像资料进行保存；2.在远端设有一间示教室，需要将7种腔镜的图像传输到现场，供在场人员进行直播观看学习将各手术室的手术视频传输到示教室，并投放在示教室的显示设备上，观看者可以根据需要任意选择一个手术室的现场视频进行直播观看，在观看过程中可以对手术室中的多种视频信号组合进行随意的切换和选看；

第三章解决方案

3.1系统设计

1、信号采集部分：

主要负责采集医疗活动中需要传输、记录的各种信号并编码压缩后通过IP网络发送给录播服务器。

信号采集部分可采集的医疗信号包括三类：

（1）场景信号：

主要包括全景摄像机、术野摄像机的视频信号

（2）监护仪器信号：

病人监护仪、麻醉机等；

（3）医疗影像设备信号：

按照成像原理，可分为六类：

超声成像：

A型、B型（B超）、C型、D型（彩超）、M型等；

X线成像：

X线机、CT、数字X线摄影（CR、DR、DSA….）等；

内镜：

腹腔镜、胸腔镜、胆道镜、胃镜、支气管镜、鼻窦镜等；

手术显微镜：

眼科手术显微镜、骨科手术显微镜、脑外科手术显微镜等；

核共振成像：

MRI等；

核医学成像：

PET、PET-CT、SPECT、R相机等;

红外成像：

医用红外热像仪等；

具体实施：

每间手术室需部署3-4台高清编码器（具体数量根据实际需采集的信号数量），共5间手术室需进行手术示教，合计约15-20台编码器，将编码器分别和即可完成对5间手术室内的所有全景摄像机、术野摄像机、各类腔镜、CT等设备图像信号的采集和编码。

2、信号存储转发部分：

主要负责将通过网络接收到的前端各种编码器发送的码流录制存储于录播服务器（或通过网络进行IP-SAN存储）内，录制的同时通过网络发送直播视频流到接收客户端，同时还支持向接收客户端提供点播服务。

具体实施：

由于5间手术室需要录制，但考虑到节约系统成本，实现资源利用率的最大化，在后端只需部署1台录播服务器，单台录播服务器可将5间手术室中的所有视频画面分别录制存储下来。

3、信号接收显示部分：

主要负责从网络接收前端录播服务器发送的视频流解码后输出给各种显示设备。

为了满足用户不同的收看需求，超然为用户提供了丰富的接收显示方式：

解码器、PC、平板电脑、智能手机。

播放器可直接连接液晶电视、大屏幕投影等显示设备，通过遥控器、鼠标、面板即可操控，非常适合示教室、观摩室、会议室使用。

PC、平板电脑、智能手机客户端无需安装任何插件即可通过有线网络或者无线网络用浏览器接收手术室视频直播、点播，只要客户端能通过网络访问录播服务器，就能接收手术直播、点播。

具体实施：

在示教室配置1台播放器，与现场的显示设备连接上，音频输出和音响系统对接并将解码器接入网络即可。

在整个观看过程中可以将手术中全景摄像机、术野摄像机、各种腔镜、CT机等设备的画面组合进行多种切换，也可以将个别画面进行单独放大选看。

具体系统设计组网拓扑图如下：

3.2产品选型

3.2.1超然录播服务器

VMediaXMRS4000录播服务器是南京超然科技有限公司自主研发的新一代多媒体录播系统。

该系统基于IP网络，提供专业的音视频录制、直播观看、点播回放、内容发布等功能，可同时录制高清、标清的视频图像。

系统通过前端设备（VMediaXVBOX系列编码器）采集各种视/音频、计算机屏幕信号，编码后通过网络传输给后端的MRS4000录播服务器进行录制存储。

可广泛应用于手术室、报告厅、会议室、多媒体教室等多种场合，非常适合医疗、学校、培训机构、金融等行业和企业用户使用。

3.2.2超然编码器

VBOX-HDX是一款1080P高清音视频编码器，具有1路差分端子输入、1路VGA输入、1路HDMI输入、1路音频输入；视频编码支持1080P、720P、SVGA、XGA格式。

支持组播、单播，采用Web方式管理，简单易懂。

3.2.3超然播放器

DBOX播放器负责接收多媒体录播服务器的高清音视频数字信号，解码后可输出至各种大屏、电视、投影、显示器等显示设备收看。

具有1路高清输出（HMDI/色差分量），1路音频输出。

第四章方案特点和优势

4.1简便丰富的信号接入

信号采集设备带有与医疗影像设备兼容的各种接口（分量、VGA、HDMI、SDI/HD-SDI等各种信号接口），接入这些医疗影像设备即可实现同步转播。

满足全景摄像机、术野摄像机、内镜、监护仪等现场视频与各种医疗影像设备信号的同步采集、录制、传输的需要。

4.2清晰全面的录制

·同时支持5间手术室的视频录制；

·每间手术室支持单流单画面、多流单画面的不同画面组合录制，可满足复杂手术及诊治环境下（如骨髓移植手术）医疗影像信号的全面记录；

·每路流都可支持高清720P、1080i、1080P，向下支持CIF、4CIF、VGA、XGA等；

·视频清晰度采用最先进H.264算法，音频采用AAC算法，高清晰的记录和传播手术全程影音信息，充分展示手术示教和医疗观摩成果。

4.3智能多样的收看转播方式

整个远程手术示教系统支持四种接收显示方式：

多媒体播放器、PC、平板电脑、智能手机，用户可根据示教观摩场所的功能及用途进行灵活选择。

其中多媒体播放器可接显示设备进行输出显示，观看过程中可以将手术中全景摄像机、术野摄像机、各种腔镜、CT机等设备的画面组合进行多种切换，也可以将个别画面进行单独放大选看。

播放器的操作可以通过遥控器、鼠标和面板按钮来实现，满足各种操作人员的使用习惯。

非常适合示教室、报告厅等大型集体收看示教画面的观摩场所。

4.4机动灵活的观看场所

整个系统基于IP网络的传输技术，使用个人电脑、平板电脑、智能手机通过网络访问转播系统即可收看手术转播、点播手术录像，手术教学可随时随地开展。

4.5人性化的打分、文字交互功能

支持在线用户对所看手术教学视频进行文字评论和评分功能，通过文字方式和手术医生进行交流互动。

4.6视频重要、精彩看点截取功能

手术示教视频录制完成后，管理员可以根据整个手术示教的整个过程将重要、精彩的时间点截取保存下来，方便其他观看者观看该视频时可以根据截点内容快速跳进到该段内容进行收看学习。

附：

技术指标

超然MRS4000录播服务器技术指标

—音频协议：

G.711、G.722、AAC

—视频协议：

H264

—视频编码

CIF、HalfD1、D1、XGA、SVGA、720P、1080P

—呼叫带宽

128Kbps～8192Kbps

—直播点播文件格式

MP4

—网络接口

10/100/1000M RJ45接口×2

·可靠性

MTBF（小时） 120,000小时

·存储空间

标配 2T

·物理参数

物理尺寸 430mm×380mm×88mm

重量 净重8.5Kg

·环境参数

工作温度 15-40摄氏度

工作湿度 30%至90%非凝结

·供电

电源 交流110-240V，50/60Hz

最大功耗 250瓦

超然VBOX-HDX编码器技术指标

视频压缩标准：

H.264

视频编码格式：

1080P、720P、SVGA、XGA、WXGA、SXGA格式

视频编码帧率：

60帧,向下可调

视频编码带宽：

最大8M

图像调节：

亮度、对比度、色度、饱和度

音频压缩标准：

G.722

视频输入：

1路色差分量输入、1路VGA输入、1路HDMI输入

视频输出：

1路BNC模拟视频输出

音频输入：

1路麦克风、1路线性输入

音频输出：

1路耳机输出、1路BNC接口输出

网络接口：

10/100M

工作温度：

-10~70℃

工作湿度：

20~80%

输入电压：

DC12V/2A

最大功率：

小于10瓦

超然DBOX播放器技术指标

编码标准：

H.264、AAC；

帧率:

30fps；

带宽：

128kpbs--4Mbps；

协议：

RTSP、HLS；

分辨率：

1080P、720P、W576、W448P、4CIF、CIF、QCIF；

音视频输出：

分量输出、HDMI输出、RCA输出、立体声输出、光纤音频；

操控：

遥控器操作、面板按钮、鼠标操作；

接口：

3个USB接口，1个百兆网口；

WiFi模块：

支持（选配）。

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