手术示教系统解决方案

手术示教系统解决方案（精选5篇）

篇1：手术示教系统解决方案

云南泌尿外科学术会议手术示教解决方案

由云南省医学会、云南省医学会泌尿外科分会主办，普洱市人民医院、思茅区人民医院（普洱市中心医院）协办的2016云南省医学会第九届三次泌尿外科学术会议于2016年7月8日至2016年7月10日在昆明普洱市景兰大酒店举行。

此次会议通过亿维手术示教系统在普洱市人民医院、思茅区人民医院（普洱市中心医院）2家医院6个手术室的6台手术同时转播，全程无缝衔接连续转播手术达16台，开创了云南泌尿外科协会会议手术转播的先例。

会议示教现场

为进一步推广和规范泌尿外科新理念、新技术、新方法，促进同道间的学术交流，本次会议通过邀请国内知名专家讲述泌尿外科关于微创技术、结石、肿瘤、感染与炎症、尿控、移植、男科、护理、基础研究等领域临床和实验研究的新理论、新技术和新疗法；并通过亿维手术示教系统现场同时直播来自6个手术室的6台经典泌尿手术，权威专家现场讲解、评议。

宁波大学宁波第一医院泌尿科专家

程跃

输尿管软镜+单通道可视穿刺PCN治疗鹿角型肾结石报告现场

昆明市延安医院泌尿科专家

钟一鸣

泌尿科临床人才培养与科室发展的经验分享报告现场

腹腔镜前列腺癌根治手术示教现场画面

多功能控制中心

此次会议代表包括全国知名泌尿外科专家、全省各医院从事泌尿外科的专业人员；各社区、卫生所从事相关专业的医务人员；各医学院、校从事泌尿外科基础研究、临床教学的有关人员。

视频交流作为本次会议的重点，除完整手术视频直播演示外，在场与会人员还对手术技巧、改进、并发症及应急处理等广泛内容与手术室内的专家进行语音互动交流。手术现场通过亿维手术示教系统联通会议大厅进行远程音视频交流，将手术过程中出现的难点及时讲述，且及时回答与会人员的疑问。手术顺利进行，同时示教的专业程度和质量也得到了大幅度的提升，本次大会取得圆满成功。

腹腔镜肾癌肾部分切除术手术现场

亿维手术示教移动推车

亿维手术示教产品在本次会议进行中发挥了重要的作用，其清晰、顺畅的音视频交流得到在场的专家教授的一致好评；亿维服务团队的优质服务也得到主办单位与协办单位负责人的认同与赞赏。

篇2：手术示教系统解决方案

结合医院手术部整体改造工程，介绍多种示教系统的设计、建设方案;提出了示教系统的创造性改造不仅提升了手术室的洁净等级，还满足了人性化的手术室管理、举办国际会议设置分会场、日常教学观摩演示等实际需求，总结了数字化手术室

示教系统在设计、建设、维护过程中的经验并提出了建议。

关键词： 数字化手术室 数字化 演示系统 数字化手术室的简介

1.1 数字化手术室

数字化手术室的理念，起源于20世纪90年代初，其设计建设的要求和目标在不断扩充。当前，主要是采用网络、信息和影像技术，从医院信息系统(HIS)中调取数据或影像信息，并将手术室内与患者有关的重要信息，实时多向传输。同时，可以采取

实时交互的形式进行远程演示、教学，并对手术进程进行监控和储存，对手术室的人、财、物进行统一调度和管理的一整套完整的解决方案。

数字化手术室的建设主要涉及到：影像的实时采集储存与传输、影像压缩与解压缩技术、综合布线系统施工、视频监控安防施工、背景音乐等内容。

1.2 数字化手术室的改造背景

由于传统手术室存在无法进行手术远程示教、无法统一储存信息资源、无法避免二次污染及进行医学影像集中显示及调取等诸多问题,医院决定对手术室进行彻底改造。改造后的手术室可以实现示教、视频采集、背景音乐等功能的数字化管理;手术室内的控制情报面板可以对电源、气体、空调、时间、灯光及手术信息传递等进行集中控制和显示。

1.3 数字化手术室的建设目标

数字化手术室的设计、建设需要融合手术室管理、临床医学、基建施工、综合布线、视频编码解码、视频传输、设备远程控制、网络传输与管理、HIS信息共享、视音频交互、监控安防等多学科的专业知识,需要各相关科室及专业负责人通力合作,并保

持有效的沟通和配合,只有这样才可以在规定时间内完成施工。

数字化手术室不仅可以满足医院及进修生的临床教学、实时视频示教、学术交流、手术观摩的需求,达到国家教学评估的基本标准要求,而且,传输效果可以满足临床医生对色彩、分辨率、扩展性等诸多要求。数字化手术室的设计

2.1 数字化手术室调研

在进行综合布线、数字化建设方案确定及示教设备选型、安装等各个阶段,首先需要调研手术室管理科室的实际需求。通过调查研究发现，目前医院一旦有手术转播或录象任务时，需要联系专业人员携带摄像设备进入手术室，对手术过程进行摄像，此举难免会造成污染。并且，一旦有临床教学课程时，数名学员围在主刀大夫周围教学效果和质量难以保证。当进行学术会议实况转播的时候，需要直播实时影象，为达到最高图象质量避免会议失败，需要高价租用电信公司的“野战”光纤和昂贵的设备，经室外铺设光纤进入手术室，不经任何压缩直接由光纤传输视音频信号到会场，这样不仅耗资巨大，而且技术人员全部进入手术室，无法避免二次污染问题，同时会后资料的留存也很困难，这一切，给手术室的管理和使用人员带来很多问题。可见，传统手术室的固有功能，已无法满足当前日益频繁的会议、示教教学、手术室管理等各方面的需要，急需改造升级。

在调查研究的基础上，医院最终确定以TCP/IP协议网络为传输途径，所有视音频信号均编码转换为网络信号，在局域网上传输，在远端经解码还原为视频或音频信号的方案。同时，确定数字化手术室示教系统内容包括：视音频高质量采集、有效存储、系统级分权限管理、数字化远程传输、管理监控、背景音乐、HIS系统集成等诸多功能模块，具体的改造内容包括：

(1)针对手术室内部，安装视音频采集设备，包括：手术吊臂摄象机、拾音无线麦克、音箱、视音频辅助接口等。

(2)手术室内安装全景监控摄象机，麻醉恢复室、等候区等共六处区域安装全景监控摄象机。

(3)全景监控信号通过局域网进行网络化传输和控制不同的权限进行显示。

(4)手术室内可以播放统一或个性化的背景音乐，麻醉恢复室、等候区等三处分区播放个性化背景音乐。

(5)手术室内各区域覆盖对讲扩声系统。

(6)实施基于TCP/IP协议的手术数字化网络示教系统。

(7)HIS、LIS、PACS与手术示教平台信息集成，手术中可调取重要诊疗相关信息。(8)餐厅/示教室、接待室、医护办

公室、麻醉科办公室、学术报告厅和多功能厅均安装固定或移动的手术示教设备及双向对讲设备，按功能要求，通过网络实现转播需求。

2.2 工程设计阶段

首先,在确定手术室改造的土建基础方案时,意识到弱电系统综合布线工作具有非常重要的意义。因此只有明确了手术室各区域的使用功能、信号传输介质及设备选型，才可以进行统一的数字化手术室的施工组织安排，各专业施工才可以有序开展，从而有效保证总工期和质量。基于以上因素，信息中心总结调研结果，初步拟订三种手术室改造方案：

(1)所有手术室安装模拟视音频线缆，按照调研结果提到的功能性区域，如各手术室、主任办公室、护士长办公室、会议室、贵宾接待室直接铺设手术室至该区域的视音频线缆。该方案的优势在于：传统的模拟信号传输，使用效果可以很好的满足手术室使用要求;传统视音频设备采购成本和集成费用均比较低，在投资规划上可以有效把握;录制视频资料使用普通设备即可达到，比较方便，只要有基本电器常识即可操作设备，培训和管理成本较低。不足之处在于房间的功能改变，需要重新铺设模拟视音频线缆，但手术室一旦投入使用，这一工作将影响日常繁忙的手术室工作;视频会议时，手术室内视频对外转播仍

需铺设电信公司的“野战光纤”临时解决，线路、设备租用和管理支出耗资巨大。同时也会打乱手术室内的正常工作次序和人员安排。由于该方案应用于手术室数量较少，对本地的影象质量要求苛刻的环境，且手术室内的功能和分区非常固定，视频线端到端长度不超过350米范围内，因而不利于使用中扩展。

(2)手术室内铺设网线，在每间手术室内安装(或临时放置)视音频采集及编码(或直接安装网络摄像机)在手术室内直接进行模拟信号的编码，然后经局域网络传输到远端，在远端进行解码播放。该方案的优势在于：每个手术室的设备安装可以按需安装，部分设备不安装而选择移动中使用，这样可以节约设备购置费用并提高设备使用率;设备使用的灵活性较强，可以根据需要更换不同档次的采集、编码、解码设备测试质量，按需使用相应档次的产品，投资较低。不足之处在于：采集和解码一体的设备对色彩还原和分辨率指标难以达到临床的要求，如果更换设备来提高质量，设备采购成本将非常高;手术室内放置较多的设备和临时连线，给使用中和使用后的消毒工作带来较大的困难，同时存在二次污染问题;设备操作管理人员需要有丰富的连接、操作实战经验，对出现的接口及连线故障可以自行维修，否则将延误会议使用。该方案可用于临时应急及对转播图象质量要求不高的视频会议转播，对于手术室未经数字化改造的，可临时铺设网线直接完成视频会议的使用需求，但扩展性和效果并不理想。

(3)所有手术室模拟线缆到中控机房，由中控机房统一进行编码，通过网络向远端进行转播。该方案的优势在于：手术室内只需安放遥控摄像机，避免污染和无关人员进入手术区域，所有视音频信号质量在采集、传输、编码、解码各个环节均可以有效保证最终效果满足临床要求;通过网络传输，不仅可以针对手术室的管理要求，灵活安排视频转播，而且可以向手术室外部或异地进行视频转播，这样对房间功能的改变，方案可以第一时间做出调整，而不必重新铺线应急。不足之处在于：要求手术室建设初期统筹考虑，线缆、设备安装要求统一施工调试，改造的基础建设、设备采购的投资较大;要求网络环境开放而且互

联，网络管理达到一定水平，网络控制水平较高;需要建立一个设备管理、网络管理的技术团队，对视频矩阵、视频编码解码等复杂设备的使用能熟悉掌握。

该方案可满足大型视频会议转播的要求，在视频采集、传输链路、编码、解码、显示、交互的各个环节，均可以保证最终图象的效果和质量，使转播、存储、交互的质量可控，对出现的效果差异便于及时排查。最终手术室改造项目就是选用本方案进行实施。

2.3 手术室综合布线设计

为满足以上第三种示教方案要求,综合布线施工计划分为:线缆数量、位置、价格及余数。吊臂摄像机、吊塔腔镜、全景监控、音箱均预埋模拟线缆，并直接连到中控室，统一由机房内的视频矩阵进行切换选择，经统一编码后传输。设备选择及要求

3.1 设备参数选择

设备选择应考虑三方面问题：

(1)采集端：视频源是关键，影响视频采集质量的关键因素有：摄像机的镜头、CCD大小及摄像机的影像处理能力。

(2)传输非常重要，选择模拟传输或数字传输均应分清利弊得失，即模拟传输受线缆质量、传输距离和环境的影响;数字传输受编码器的档次(专业广播级或普通安防监控级的区别)、编码方式(MPEG2、MPEG4、H.264)的差别,传输带宽(2M-10M或低于512K)等诸多因素限制。

(3)显示设备也不可忽视，技术指标要求控制显示分辨率和颜色还原质量，即解码器的档次影响画面效果。硬件解码可以有效提升显示效果，不同的显示设备(等离子、液晶或投影机)效果有差别，如常见的“拖尾”现象。当摄像头快速运动时，图像出现严重的延迟，看后让人“头晕眼花”，最终的效果不能满足要求。

3.2 设备选型

经多次实际测试比较,本次数字化手术室的改造,视频源至少达到3CCD,850线的水平清晰度,最终选定专业广播级的摄像机SONYDXC-990P;编码设备采用MPEG2编码技术,分辨率可以达到DVD效果,色彩失真少,2M-10M码流,适合用于局域网或远程视频传输，最终选择OPTIBASE MGW-2000E专业编码设备，为很好的与AD(Active Directory活动目录)集成,进行身份证和授权，支持视频、PPT(幻灯)文件、胸片、PACS资源，监护仪及腔镜等信号信息，集成平台最终选定CREATON MEDEX示教终端系统。

4.1 手术室监控系统

通过在各手术室设置彩色半球摄像机,进行全景摄像。可直接显示手术室内医护人员的手术配合情况。通过局域网络，护士长根据需要可以在任何地点、任何时间，对各手术室进行最直观的监控。了解手术房间的使用情况，对于手术室的各种术前准备进行统一安排，提高了手术室的使用率。通过室内音箱，可以及时与室内人员进行沟通。

4.2 背景音乐系统

在手术室不同区域,均设置背景音乐(选用BOSE吸顶定压音箱),各手术室均设置可调音量的背景音乐开关,实现每个手术室个性化播放背景音乐功能,同时,医护人员可以自助的播放自带的MP3音乐等个性化音乐,为医护人员和患者创造轻松的医疗、工作环

境。当出现火情，可以自动立刻转换(强切)与医院的消防紧急广播系统连通。

4.3 数字示教系统

通过手术室吊臂上安装带变焦镜头的彩色摄像机，从手术部位的上方进行图像采集。对大型手术、抢救手术或具有疑难杂症的手术过程，留下必要的影像资料，用于医学研究、远程手术指导。有教学任务和临床教学活动时，学生可在示教室进行。通过大屏幕专业等离子或投影机观摩手术的实况。

4.4 数字化手术室网络示教系统功能

各个子系统方案确定后,即可设计总体的示教系统解决方案。其中，最为关键的设备是：吊臂摄像机(SONY 990P)，视频服务器(OPTIBASE MGW-2000E)，视音频矩阵(CREATOR AV64-48)，专业等离子(PANASONIC TH-42PH9C)。

4.5 布线系统及相关值得注意的问题

4.5.1 弱电综合布线系统。综合布线的内容包括：信息线缆(超5类双绞线，长度控制在95 m内，国家规范要求超5类网线的两端长度不超过100 m，上配线架前预留5 m)，语音线缆(3类4芯线)，呼叫对讲线缆(3类4芯线)，视频线缆(SYV-75-5-1，长度控制在350 m内)，音频线缆(带屏蔽的RVVP-2×0.7,长度控制在200 m内),控制线缆(带屏蔽的RVVP2×28/0.15)。如果进行统一综合布线施工，建议将电话线与网线均铺设超5类双绞线，实现信息与语音的互用。需要特别注意的是：在布线过程中，需提前考虑各类摄像机的本地取电方式，提前布管，并且在手术室内走线时，管径最好不小于25 mm;而且音箱如果选择定压音箱，需提前选定符合规格要求的定压功放。

4.5.2 相关专业需协调的内容。手术室改造中，不应忘记对手术室内部的中控室的建设质量要求。即：机房要求24 h制冷，保证湿度水平，配电输入由UPS(不间断电源)供电，UPS带隔离变压器，0.5 ms切换,带设备运行流程图,至少1 h后备电池;中控室安装防静电地板，配电柜输入端实现双路供电，安装机房温湿漏水监控报警等。如果布线完成后，机房内的相关设施未提前安排妥当，机房的建设和施工将会延误整个手术室改造项目的工期。另外，手术室内的监控对讲音箱，需要在应急情况时，“强切”到消防喊话状态，这需要在安防设备安装时，预留接口。局域网网络管理方面，应提前为手术室中控室留有VLAN(虚拟子网)及IP地址规划方案，否则手术示教平台大规模的网络使用，势必与原有的业务应用相互影响。预留中控室至院外电信公司机房的光纤(建议单模ST24芯，共2根互作备份)，便于进行院内外视频直播传输。

4.5.3 示教系统的建设经验。在手术室示教平台的设计建设过程中，由于涉及到相关各专业部门、专业知识和施工计划非常庞杂，建议提前做好各专业项目负责人沟通方案，以便于提前协调解决问题，避免返工、浪费或延误工期。

4.5.4 信息共享平台的建设将有效满足术中诊疗需求。目前，我院正在进行手术示教平台与HIS、LIS、PACS接口的后续工作，近期将与放射科设备完成国际标准接口的图象、数据、视频资源信息共享。总结

本次手术室改造施工，最终达到了数字化手术室具有现场视频、音频资源进行直播、转播、存储音视频资料等功能。使需要对手术过程进行学习、观摩的专家可以通过局域网络查看手术详细过程的目的，并可以进行手术视频的在线录制或教学。选用的广播级转播设备保证了临床医护人员对手术图像高色彩还原度和高清晰度的质量要求。

总之，数字化手术室的建设，对提高手术室的日常管理水平、节约管理成本、保证临床手术的安全和质量、满足国际会议演示或教学观摩的需要，意义深远。

参考文献

篇3：浅析手术示教需求、方案和应用

手术示教系统是将手术室内医生的手术过程以及手术室内的各种医疗设备的视频资料,真实呈现到实习医生或观摩人员的眼前,以达到教学或学术交流的目的。

然而,一方面,因为手术室空间限制,可以参与观摩学习的人数受到极大限制,即使实习医师有幸能进到手术室内观摩,但由于手术角度的限制,学习效果不佳;另一方面,医院为了防止手术室内的交叉感染,也考虑到病人的权益问题,被迫取消手术室内的观摩活动。因此,医院既担负一个跨时代的重任,也面临一个重要的挑战。目前中国乃至全球医院和医学管理者所要面对的挑战,就是如何突破传统手术示教的限制,并且利用现代科技来加强手术的管理,以提升手术教学的精确及互动,使得临床医师之间的手术观摩变得更加有效。

近十年来,随着现代科技的急速发展,先进的计算机技术、全高清视频技术、网络通信技术、医学影像数据传输技术的应用,使得传统的手术示教模式彻底被颠覆,一种新型手术示教系统为医学示教带来偌大的福音。没有人数限制,没有空间限制,没有病菌感染忧患,手术过程和细节信息被真实地全方位地呈现在观摩者面前。许多手术示教的解决方案,如雨后春笋般被推出来。许多提供视频会议的厂商,甚至提供监控设备的厂商都加入了这个行列。然而,在这良莠不齐的环境下,我们不得不再次重申手术示教系统的定位,医院所需要的不是“视频转播解决方案”而是“手术示教解决方案”。

2 功能

许多人,甚至是医院的采购都误将手术示教与手术直播、远程手术观摩划上了等号。如果我们单单强调手术直播、录播的摄像机设备、显示设备的视频清晰度,就会发现,手术示教的“教学”功能被大大打了折扣。一个真正的手术示教系统,应该是涵盖清晰的直播、录播功能,能将手术室的手术细节,包括开放手术或微创手术等,以及手术室内的音频讯号等,透过网络传输,甚或网际网络,“演示”到手术室外的其他教室,不仅可以实现音视频的互动,而且还要包含成熟的手术录制存储功能及病档管理系统,让珍贵的手术镜头及专家的手术过程,能储存成为永久的学习资源库。甚至加上后续的学习管理和学习评量系统,让学习者可以根据需求随时随地学习及评量学习的进度等,真正达到“教学”和“学习”的目的。

所以,手术示教系统的功能应该包含:

(1)全面的、完善的手术直播和手术录播功能;

(2)透过网络、互联网,手术室与示教室之间能够进行互动交流,达到远程进行手术直播或专家远程会诊功能;

(3)手术直播的实时录制,可以作为培训教学、医院研究、在线学习的珍贵资源;

(4)可以提供专业可靠的海量储存,将珍贵的内容资源进行管理;

(5)提供高清晰的图像质量,而且兼容各样手术设备、仪器、资料的直播;

(6)移动式手术直播和示教系统,可以配合医院手术的机动性;

(7)软硬件能无缝地结合,成为一体的解决方案;

(8)可以容易生成线上课件,融入学习管理系统;

(9)灵活的功能模块化设计,便于维护升级;

(10)可以融入医院的HIS系统。

3 系统架构及模块

当医院在评估建设一套手术示教系统时,应该考虑四个模块:实时互动的手术直播模块,中央控制模块,手术录制海量储存以及方便查询的病档管理模块,音视频课件制作以及线上学习管理模块。

(1)实时互动的手术直播模块

(a)灵活多功能的医疗及摄像机,可以提供高清晰的图像让手术观摩者在示教室观看,甚至可以与手术室中视频设备如腔镜等进行对接,实现微创手术直播教学。(b)可以实现手术室医生与示教室观摩者之间,包括语言及视频内容的双向互动交流。

(c)可以根据医院的实际情况以及需求实现D1、标清(720p)以及全高清(1080p)质量的手术直播以及手术录播。

(d)使用高精密的专业麦克风,手术者可以在手术进行同时,向示教室介绍手术的进行过程。

(e)灵活的手术示教车,可以方便地在示教室或会议室中进行手术直播示教。

(f)手术过程中,示教室也能够调整镜头角度和焦距,以获得更加广阔的视野。

(2)中央控制模块

(a)中央控制室配有多台显示屏,管理员可以同时监看并控制多个手术室中的实时手术直播,并且安排不同的示教室进入观摩。

(b)可以支持高清视频信号无损传输以及集中管理。

(c)中央控制室可以对直播中的手术室和收看直播的示教室,即时提供支持和协助。当手术室或示教室提出要求后,中控室的管理人员可以进入某个手术室或示教室进行双向交谈,并对手术室或示教室提供相应的协助和服务,让手术直播示教可以顺利进行。

(d)可以通过Web方式对手术室、手术录制、用户账号、

手术信息等进行详细的分类管理,避免手术室或示教室的使用冲突,也能更好地记录手术室或示教室的使用状况,更合理地利用现有的资源来进行更有效的互动交流。

(3)手术录制海量储存以及方便查询的病档管理模块

(a)根据用户的实际情况,使用D1、标清以及全高清的规格,详细地记录和安全存储所有的手术视频和病人信息。

(b)录制的内容可以进行专业的编辑并保存。

(c)采用磁盘阵列(Disk Array)方式进行手术录像存储管理,便于后期进行查阅和教学研究,并有利于教学课件制作。老师、学生或进行手术的医生,不管是为了教学、学习或手术观摩参考,都可以按病人病历号、姓名、性别、手术日期、手术名称或手术术者快速查询到所需要的资料。

(4)音视频课件制作以及线上学习管理模块

(a)使用者上手容易,用户可以对自己的教学课程内容、属性、教师权限等信息进行分组管理。

(b)拥有可靠的在线认证、离线保护、课件保护期限等安全措施,完善的安全功能确保平台内资源不外泄,以达到课程的安全保护。

(c)医院可与大医院之间、国际医院之间进行学术交流、医学资料互换、学术讲学互动等,加快与国际医疗接轨的速度。

(d)弹性网站组态管理功能,提供简易的可视化编辑工具,可自由设计网络教育平台及自订系统内静态内容,打造不同内容的学习入口进入教育培训平台系统。

(e)提供e-Learning数位学习时段分析,了解学习者参与课程的情形,方便日后拟定学习策略与课程安排。

具有了以上这四个模块,医院才算真正拥有完整的手术示教系统。

篇4：手术示教系统解决方案

关键词：信息化医院；全高清；手术示教

中图分类号：TH11文献标识码：A文章编号：1007-3973(2010)010-061-02

随着科技的不断发展，越来越多的医院利用视讯技术对手术全程影像进行同步传输并记录，使之用于研究、教学和病例存档，给年轻医生提供了大量观摩专家手术的机会，为医院培养后备人才提供了有力的保障。在这里，我结合福建医科大学附属第一医院的全高清手术示教系统的建设经验，做出一些探讨和建议。

1、传统临床教学遇到的问题

医学是实践性应用性很强的学科，实践教学是医学教育的关键，医学生毕业后。大多从事预防保健、疾病诊疗等临床医学工作，因此临床实践和技能教学是医学教育的重要环节。传统临床教学通常采用的都是现场学习的方法，由于现场条件或手术设备的限制，操作空间窄，观摩人员人数受限；容易引起交叉感染；手术过程不易交流；有学术意义的手术过程难以记录下来；紧急汇诊难以及时组织专家参与；学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手术示教系统。

2、传统手术示教系统的问题

手术示教概念提出已经很多年，业界也提出了很多解决方案及产品，但是实际上并没有得到有效地推广，一个很关键的技术原因是远程传输的图像分辨率达不到要求，手术示教对于清晰度要求不同于其它普通的应用，要求能够看到手术创面的细节，如皮肤纹理、毛细血管，以往4CIF标清分辨率的显然不能满足要求。

随着图像编解码与芯片技术发展，目前远程传输的图像分辨率已经能够达到720P、1080P的HD图像效果，HD清晰度图像能够清晰观看到物体各种细节，可以满足远程手术示教清晰度要求，提供了有效技术保障。图1为标清图像与720PHD图像对比效果。

3、使用华为手术示教方案及相对传统方案的优点

华为手术示教方案基于IP网络，采用720P／1080P高清视讯会议搭建，全分布式构架。网络构建比较简单，既可以使用专用网络，也可以统一使用医院his网绍，通过Vlan划分避免网络交叉传输。

华为方案支持现场手术示教、手术会诊，学员与专家还可以在网络上查看历史图像。手术示教方案实现如下：

(1)手术室

手术室内配置全高清示教终端(huawei 9039)、无线麦克、全向麦克、全高清摄像机等，由于需要保持安静的手术环境，所以不需要配置声音播放设备。如果需要做手术教学，进行双方通话可以选配多媒体音箱。全高清手术示教终端(9039)将音视频编码后传送至媒体控制中心(mcu)，由MCU转送到示教室，每一个终端同时最多对外传送2路视频码流(主流+辅流)，如果手术室内需要同时传送的图像大于2路时，一种实现方式是增加终端数量，并在授课教室配置电视墙服务器，显示多个终端的发送的图像；另一种实现方式是在手术室调用MCU，把多路画面合成l路画面送给终端进行传送，这样就不必配置多个终端进行图像发送。两种实现方式的区别是：通过MCU合成的图像几个画面的综合不超过1080P分辨率，而通过多个终端传输的话可以同时传送多路1080P分辨率画面。

而传统的手术示教系统采用专用视频信号和线缆，构建系统需要对手术时进行开放式布线，这是大部分医院无法接受的，同时，对于需要多画面传输的问题，必须多台终端发送信号，占用多个线缆资源，缺乏灵活性和扩展性。

(2)示教室

示教室配置示教终端、全向麦克、音箱、显示器等设备。示教终端加入MCU召开的示教会议后就可以接收从手术室传送出来的视音频码流，授课教师可以结合自己的培训PPT实时为现场学员讲解，同时把当前讲解的手术影像画面与电脑内的培训PPT资料通过高清视频会议系统同步传送给各个分会场进行学习、讨论。整个使用非常的简单便捷。

而传统的手术视教系统无法和医院信息化网络整合，无法把医院的HIS网络内容和一些教学图片同步在一个画面上解说和播放，也没有办法直接数字化保存。传统的视教系统的录像要掉看和剪辑还需要经过后期处理，手续繁琐，未经培训人员很難上手。

(3)机房

机房配置管理控制单元、录播服务器、示教网络管理交换机存储等设备。录播服务器可同步录制授课教室的授课内容，后期学员可以通过电脑IE浏览器点播学习录制的手术过程或者示教终端遥控器点播学习录制的手术过程。

传统方案无法对手术示教信号集中管理，基本只能实现单个手术室和单个示教室的点对点传输，无法满足多个示教室或者会场同时观看和讨论，极大的限制了手术视教系统的实用性。

4、全高清手术示教系统建设出现的问题和解决方法

在福建医科大学附属第一医院全高清手术视教系统的建设中，也出现了一些问题。经过一个多月的调试和研发，基本都已经解决。

首先，由于医疗设备的专业性和特殊性，手术腔镜和显微镜输出的信号并不统一，各种设备的编码格式和输出接口种类各式各样，在手术示教系统部署初期，很多手术腔镜的信号无法被设备准确识别。经过华为研发人员的配合，对视频编码在设备的底层驱动层面就进行识别和解码，现在已经全部做到插入既识别。目前可以对接的手术设备包括：olympus evis exera2 cV-180，Xenon nova 300，styker 10881,ZEISSNC4和手术无影灯。

其次，由于福建医科大学附属第一医院的手术示教系统在全院部署，各个示教室和中心机房及MCU距离相隔很远，在初期部署的时候采用沿用旧有医院网络传输，在测试过程中发现距离中心机房较远的示教室传输的视频质量不理想，测试后发现是由于距离过远导致网络信号衰减严重，通过在每4各楼层通过光纤部署一台楼层交换机中转得以解决。

5、华为全高清手术示教系统带来的价值

提高教学效率。授课地点改在教室，人数不在受手术室空间限制，一次手术，多人观摩。

改善教学质量。高清画质传送，授课教授的每个学生、老师如临现场；双流传送病患背景档案，全方位学习手术过程。可以手术过程双向交流，实时提问，实时解答。

积累实践资料，保存高画质手术录像。手术后对照这些影像资料进行学术探讨，提高手术的成功率。召开院级或院之间交流会议或会诊。

减少医患纠纷。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。

远程专家会诊。专家、教授也可通过本系统在办公室对前端手术室进行远程手术指导，与现场医护人员进行双向音视频互动，由于专家可以清楚的看到手术细节和各种仪器检查结果，能够准确判断手术情况，所以能够及时提出指导性意见。

6、总结

全高清手术示教系统是一套复杂的系统，优点在于利用医院网络，节省大量建设经费、手术过程和细节信息实时而且高清晰，提高教学效果、随时随地的观看想要观看的手术过程，完全摆脱了传统示教模式在时间、空间和人数上的限制、资料的录制和备份方式先进，查询方式简便，观看方式多样、灵活、无地域限制等，为医院手术教学提供了新手段。是现代化信息医院全面信息化的重要组成部分，在目前中国还是比较新鲜的事物，福建医科大学附属第一医院全高清手术示教系统建设过程也出现一些没有预料到的问题，在这里，既是对这次工程项目的总结，也为全高清手术示教系统的发展提供了开拓性的建议和经验。

参考文献：

篇5：手术示教系统解决方案

随着信息技术的发展,数字化医疗设备在医疗领域的广泛应用,医院数字信息化程度越来越高,尤其是作为医院的核心医疗场所,手术室的数字化建设已引起了医疗机构的倍加重视。现代医学的快速发展使手术室已不仅具有对患者进行手术治疗的功能,同时还需具备手术观摩及教学、学术交流会议及远程医疗等诸多功能[1,2,3]。

为满足日益频繁的学术交流会议及手术教学的需要,数字化手术室手术示教系统应运而生,现已发展成为数字化手术室的重要组成部分。

2 数字化手术室介绍

数字化手术室起源于20世纪90年代初,是医学技术、工程技术与信息技术三者相结合的产物。信息技术在手术室环境的应用使手术医生不仅能够通过医院各类信息系统获得患者相关的大量临床信息及医学图像信息,还可使用安装在手术室内部的专用成像设备获取实时的手术动态图像,以指导手术过程,从而便于操作,提高效率;同时,还可采取实时交互的方式进行远程手术演示和教学,并对手术过程进行监控和存储。数字化手术室不仅提升了手术室的功能和效率,手术质量也同步得到了提高。

3 系统设计背景

我院是一家大型三级甲等综合性医院,同时也是华中科技大学同济医学院的临床教学基地之一。医院每年不仅要完成大量的临床手术及治疗等日常医疗工作,还需完成同济医学院每年数百名医学硕士、博士研究生及本科生的临床教学任务。传统临床手术教学模式主要是在手术室内完成,由带教老师在手术室对学生进行现场手术演示及讲解。由于手术室空间的限制,每台手术最多只能带教3~5名学生,效率不高;同时,由于视觉角度的限制,学生无法看清整台手术的操作流程,在手术现场也不可能同带教老师进行充分的沟通和交流,所以学生的学习效果也不甚理想;再者,同一手术间内容纳人员过多不仅会显得杂乱,还有可能破坏手术室内部空气净化要求,不利于手术的开展,也增加了手术患者感染的风险。传统手术带教模式已不能满足日益增长的教学需求。

医院各临床专科每年会定期举行多次大型国际/国内学术研讨会议,会议要求会场可实现手术观摩与演示,并能够与手术医生进行实时语音双向交流。传统手术室进行手术转播时每次均需租借视频转播设备,成本较高,并且需临时布线,转播期间音频信号易受干扰,效果不理想。鉴于以上情况,在我院建设数字化手术室手术示教系统已迫在眉睫。

4 系统设计要求

借助于我院外科大楼建设的契机,医院决定在外科大楼手术室共42个手术间同时安装手术示教系统,以满足今后不断发展的手术教学及学术研讨会议的要求。外科大楼手术室各手术间均按照数字一体化手术室的要求进行设计和建设,并满足不同临床专科的特殊要求。每个手术间均配备有手术吊塔、麻醉工作站、带摄像系统和吊臂式液晶显示器的手术无影灯、场景摄像头、墙面液晶电视、外科手术图像工作站及各临床专科专用手术设备(如手术导航系统、C臂X光机、手术内窥镜系统、带摄像系统的手术显微镜等),这些设备通过系统的数字化接口连接,实现数字化通讯。

本系统的具体设计要求为:(1)手术示教系统需装配覆盖42个手术间及8个示教室及会场,任意手术间与示教室或会场可随时建立音/视频连接;(2)任意单个手术间可至少传输两路视频信号至任意会场,同时可接收对应会场返传的场景视频信号;(3)每个手术间均配备有多个视频源设备,可根据实际需要任意选择单路/多路视频信号送至会场;(4)手术间与会场可实现双向语音交流,并与视频信号同步;(5)音/视频信号传输期间要求有较高的质量水平,信号清晰,无中断及干扰情况发生;(6)可根据需要对任意手术间单路/多路视频及音频信号进行同步数字化采集和记录,以便存档。

5 系统设计构架与组成

5.1 系统总体构架

需装配手术示教系统的42个手术间全部集中于外科大楼内,但8个会场及示教室位置相对较为分散,其中4个会场位于外科大楼内,另4个示教室则位于教学楼,与外科楼距离较远。由于需装配手术示教系统的数字化手术间数量较多,考虑到建设成本因素,设计决定选择在2个腔镜手术间装配美国Stryker switchpoint infinity手术室数字化控制系统,作为数字化手术室样板间,以满足院内召开国际/国内高端大型学术研讨会的需求,其他手术间在满足设计要求的同时应尽可能简化设计方案,以控制成本支出。鉴于以上情况及要求,本系统最终设计方案如图1所示。

5.2 数字化中控室构架与功能

数字化中控室是手术示教系统的控制中心,所有手术间、示教室和会场输入/输出的音/视频信号均通过数字化中控室的音/视频Hub及音/视频矩阵进行连接。通过Stryker音/视频Hub与音/视频矩阵之间的互联,可实现任意手术间与会场或示教室的对接。硬盘录像机能够对任意单路或多路音/视频信号进行同步数字化采集和记录,以便对手术过程进行实时录像备份及存档。手术示教系统服务器通过与互联网的连接,使任意网络端口访问者都能对手术操作全过程进行观看,从而实现远程手术教学及观摩。

5.3 数字化手术间构架与功能

Switchpoint infinity是美国Stryker公司为解决数字一体化手术室方案而推出的控制系统,主要包括infinity控制主机、触摸控制显示屏、SDC HD数字化记录装置、SIDNE声控系统组件、场景摄像头及墙面液晶电视等。infinity控制主机装配有多路不同接口形式的音/视频输入/输出端口,用于连接手术间内部及外部的音/视频信号,可根据需要建立任意音/视频信号的对接,从而满足不同学术会议及手术教学的需求。同时,infinity控制主机还装配有多路RS232串行通信端口,连接外部串行通信设备,如场景摄像头及水平显示监视器等,实现对所连接设备功能和状态的有效控制,所有功能操作均在触摸控制显示屏上完成。SDC HD数字化记录装置主要用于记录手术过程中所选择的手术音/视频信号,记录完成后有多种文件保存格式以供选择,所存储文件可通过刻录CD、DVD或外接USB存储设备快速导出。SIDNE声控系统用于集中控制手术室内部与其连接的各种数字化设备,医生可通过触摸屏或语音控制SIDNE控制台。

5.4 系统连接设计

由于外科大楼的4个会场与手术间距离较近(100 m以内),系统在设计时选择了音/视频同轴电缆进行信号传输。但教学楼示教室与外科楼手术室距离较远,为确保所传输的音/视频信号质量,系统设计选择使用光纤进行信号传输。待传输的音/视频信号经光端机转换为光信号并输送至光纤,光信号在传输过程中无损失,且不受外界信号的干扰,其信号质量与传输距离无关。经光纤传输的音/视频信号同步性好,无延迟、干扰及中断情况发生,可完全满足使用要求。

6 系统应用体会

本示教系统可实现8个会场及示教室不同专科手术的实时手术教学或学术研讨会的同步开展,使用至今已成功举行了上百场次学术研讨会及手术教学的实况转播。Stryker switchpoint infinity数字化手术室控制系统的应用可保证手术转播效果,满足国际/国内大型高端学术研讨会对信号质量的较高要求。音/视频矩阵及光端机的结合应用在满足设计要求的同时还大大降低了系统建设成本,为医院节约了大量开支。本系统在应用期间性能稳定,信号清晰,无任何干扰及中断情况发生,完全能够满足大型高端学术研讨会及手术教学的需要。

参考文献

[1]张益钊.浅谈数字化手术室示教管理系统设计和建设[J].中国医院建筑与装备,2008,9(7):20-27.

[2]芦铭.数字化手术室初探[J].中国医疗设备,2008,23(10):126129.