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网络高清视频录播医疗系统解决方案

日期: 2019-05-24
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一、概述

随着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。

以V-TECH 录播系统为核心的高清手术示教解决方案采用纯硬件方式进行高清视音频及VGA数据信息的采集、存储及直播。在手术过程中通过高清摄像机对手术创口、手术室全景画面进行视频的采集,同时把多参数监护仪的画面通过硬件VGA接口进行数据采集,多流合并后进行实时存储和网络直播,满足高清手术音像资料存档、远程观摩和专家指导的需要。

 

二、用户需求

系统支持手术教学的数字全高清录制、实时直播、后期编辑、发布等。系统能真实再现现场情景,把多个摄像机和外部媒体设备的音视频信息准确记录并合成,实时生成高清流媒体文件,自动上传汇聚到指定服务器,同步实现在学院网和互动教室直播教学。录成的视频文件要求画面高清、连续稳定;语音流畅,音质清晰、优美。视频、音频同步良好。录播系统能够接入专业标清和高清采集设备。

 

三、方案拓扑图

在本项目中有1个重症救护室的手术信号需要直播,同时也向远程的合作医院提供实时手术实况观摩,学生点播学习等功能,且可通过网络远程访问,实时收看手术实况或点播手术录像,实现远程医疗和培训。具体组网图如下:


V-TECH 医疗示教解决方案如下图所示,由五部分组成:


网络高清视频录播医疗系统解决方案


如上图:重症救护室在进行手术的时候,通过流媒体服务器的直播或点播功能,任意医院办公室也可同时收看,信息包括:手术摄像机拍摄实况,医疗影像实时信息等,达到学术交流、培训的功能。


四、方案描述

如上图所示,此次系统主要分为中心机房、手术室、局域网、示教室、医务室,具体说明如下:

1)   中心机房: 中心机房主要放置流媒体录播服务器,流媒体录播服务器通常放置在机房,7*24小时不间断运行,以便学员随时观看示教资料。主要把手术室中的编码器采集来的信号进行整合,整合后记录存储,同时可把所有信息内容传播到网络内。保存下来的文件可提供给用户进行点播回放观看。管理员通过WEB方式进行服务器的管理,实现手术录制、直播、点播,用户权限设置、文件删除与下载等功能。

2)   手术室:

手术室主要是将全景高清摄像机、内窥镜摄像机、全向拾音器输入到编码器,编码后通过网络传输到机房的流媒体服务器进行整合处理,以便客户端访问录播服务器观看手术的直播和点播。编码器可配置硬盘,编码后的视音频数据在上传到流媒体服务器的时候,同时可以存储在前端的硬盘中。

3)   示教室

示教室中放置解码器,解码器可以接收、解码显示手术室的编码器发送出来的实时视音频流数据,也可以从流媒体服务器获取录像文件进行解码显示。每台解码器可以同时解码两路1080P60的视频信号,这两路信号可以以画中画的方式进行显示。 


网络高清视频录播医疗系统解决方案


1)   医务室

在任何一个可连接局域网的医务室,可以通过电脑上的web浏览器浏览手术室中的编码器发送出来的实时视音频流数据,也可以浏览流媒体服务器上的录像文件。

2)   局域网

局域网由交换机、路由器组成,负责传输网络流数据,将各个部分联通起来。

 

五、实现功能

1)同步录制

同步录制手术室中的各种医疗仪器的信号,摄像头的视频、音频(AV信号)和计算机动态屏幕内容(VGA信号),即可将手术现场的图像、声音和各种医疗仪器的信号、计算机上所显示的病人信息等内容同步录制到一个文件中,每个编码器最多支持2路可视信号及1路声音的任意组合录制,可满足拼接大屏录制等更多应用的需求。

2)实时直播

可通过单播或组播方式将手术现场的医疗仪器的信号、术野信号、音频、计算机动态屏幕在网络上进行实时直播,接收直播可以通过二种方式:一是通过PC机接收现场的直播信号;另外一种是通过解码器终端接收直播信号。


网络高清视频录播医疗系统解决方案


3)VOD点播

系统内置VOD点播功能,用户可通过IE浏览器或媒体播放器两种方式点播已录制好的存储在多媒体录播服务器上的文件。本地解码器也可以通过接入鼠标键盘,通过GUI界面选择需要解码的视频流。点播时可观看到的内容包括视频、音频和计算机屏幕内容。支持多级用户权限控制。

4)用户管理

 支持多级用户权限及用户组功能,用户可灵活进行权限分配。

支持在线用户管理功能,可进行在线用户统计、点名及挂断等操作,方便用户对远程培训过程的管理。

5)文件管理

硬盘上的录像文件,可以通过FTP服务器访问,对录制好的文件进行管理,可进行更名、删除、下载、归档等操作。下载后可将录制文件刻成光盘以便保存。

6)编辑功能

通过后期媒体编辑软件对录制好的文件进行编辑剪辑,剪切合并,多轨道媒体流编辑等功能。编辑过程不会影响视频、音频和计算机动态屏幕的同步播放。

系统支持批量转码功能,可将前期录制的会议文件批量转换成其他通用格式的文件(如MP4、MKV、FLV、TS等格式的媒体文件),便于其他通用的播放器播放。

 

六、方案特点

1)   全面记录、同步存储、同步回放

每个编码器支持2路1080P60的可视信号的同步组合录播,可满足复杂手术及诊治环境下(如心脏介入治疗手术)医疗影像信号的全面完整记录,录制信号存储在指定的文件中,方便传播及事后同步回放。


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2)   高清影音记录

视频清晰度采用最先进H.264算法,支持720P/1080P,向下支持CIF/4CIF/576p,最高可达1920×1080@60,音频采用AAC-LC算法,44.1k及以上采样,可高清晰记录和传播手术全程影音信息,充分展示手术示教和手术转播成果


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3)   接口丰富,支持各种专业医疗影像设备信号采集

支持VGA、DVI、HDMI、SDI/HD-SDI等各种信号接口,可满足全景摄像机、术野摄像机、内镜、病人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。


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4)   灵活多样的示教观摩接收显示方式,方便各种示教观摩场所灵活选用

V-TECH 手术示教和手术转播系统提供两种接收显示方式:解码器(硬件方式)、PC(软件方式),用户可根据示教观摩场所的功能及用途进行灵活选择。

5)   分布式架构,模块化布局,充分满足系统弹性扩展需要

系统采用分布式架构,模块化布局,编码器和流媒体服务器可根据手术室的类型和数量进行灵活组合,可视信号管理平台等功能模块可根据系统规模及管理需要进行配置部署。

系统的分布式、模块化的特点可充分满足系统随医院整体信息化建设的弹性扩展需要,弹性扩展体现在两个维度:

应用扩展:从基础的手术示教、手术转播应用扩展到到远程医疗、远程探视,进而到医学课件制作、医学培训资源共享平台等深入应用,可弹性满足医疗机构各类信息化应用的需要;

机构扩展:从院内各机构、科室扩展到院外医院、院校、医疗主管部门等各相关机构,可充分在全社会利用和共享医疗资源。

6)  灵活多样的交互方式,方便各种应用开展的需要;

系统支持双向语音交互,可方便各级医疗机构,尤其是教学医院开展远程医疗教学等应用的需要。


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