概述隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)今社會已進(jìn)入了信息化的新時代。計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，使計算機多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在教育領(lǐng)域中顯示出了強大的生命力，多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合從根本上改變了信息的傳播方式。作為現(xiàn)代科學(xué)重要組成部分的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)，隨著醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的不斷發(fā)展,外科手術(shù)技術(shù)也在日新月異，利用高端計算機科學(xué)技術(shù)，對各種手術(shù)全程畫面影像的實時記錄，使之用于研究、教學(xué)和病例存檔，已經(jīng)得到非常的重視。有些具有爭議的手術(shù)，也可以利用這些視頻資料作為科學(xué)的判斷依據(jù)。手術(shù)后對照這些影像資料進(jìn)行學(xué)術(shù)探討，提高手術(shù)的成功率。并可通過網(wǎng)絡(luò)，得到異地專家手術(shù)中的遠(yuǎn)程指導(dǎo)。這樣即可以提高各醫(yī)院的手術(shù)水平，又可以提供手術(shù)的全部實時影像記錄，使之成為提高手術(shù)技術(shù)水平的必要資料和依據(jù)。醫(yī)院積累的臨床資料、手術(shù)觀摩錄像，通常用于日常臨床交流和教學(xué)，手術(shù)示教系統(tǒng)成為目前三甲以上大中型醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)的重點，手術(shù)示教系統(tǒng)將視頻圖像技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、存儲技術(shù)有機的結(jié)合在一起，在手術(shù)過程中通過攝像機對手術(shù)創(chuàng)口、手術(shù)臺畫面、多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀畫面進(jìn)行在線實時采編錄像和網(wǎng)絡(luò)直播，滿足手術(shù)音像資料存檔、遠(yuǎn)程觀摩和專家指導(dǎo)、歷史手術(shù)回放等功能。該系統(tǒng)的誕生無疑為數(shù)字手術(shù)室建設(shè)提供了一種方便可靠的手術(shù)過程圖像實時采集、紀(jì)錄、歸檔和網(wǎng)絡(luò)直播的專用系統(tǒng)，功能強大而使用簡單。2 手術(shù)示教系統(tǒng)的意義2-L1 傳統(tǒng)手術(shù)教學(xué)遇到的問題：現(xiàn)場學(xué)習(xí)，場地小，效果差多個學(xué)生集中學(xué)習(xí)救治環(huán)境不安靜手術(shù)過程不易交互式交流錄像效果有限，不能同時多路錄像成本高，角度難以選擇有價值經(jīng)驗不易保留有學(xué)術(shù)意義的手術(shù)過程難以記錄下來緊急匯診難組織急癥或難癥手術(shù)需要多方專家同時會診和協(xié)同2-L2 手術(shù)示教系統(tǒng)帶來的價值提高醫(yī)院教學(xué)質(zhì)量■ 每個學(xué)生、主任醫(yī)師如臨現(xiàn)場>保證醫(yī)療質(zhì)量過程監(jiān)督、多媒體觀摩。對于傳染病例可以防止交叉感染。積累寶貴的實踐資料庫召開院級或院之間交流會議或會診迅速建立信息化醫(yī)院■ 視頻信息化> 重要資料存檔,減少醫(yī)患矛盾手術(shù)示教系統(tǒng)在醫(yī)院中有著廣闊的應(yīng)用前景，手術(shù)觀摩學(xué)習(xí)，專家會診，都是其用武之地。除示教外，IP監(jiān)控也可廣泛應(yīng)用于門診、住院大樓的安防監(jiān)控，病房、監(jiān)護(hù)室的24小時患者監(jiān)護(hù)等場所。同時，手術(shù)示教系統(tǒng)的建立以及各種關(guān)鍵場所的監(jiān)控實施，有利于醫(yī)院的規(guī)范化管理，提高診治、護(hù)理水平，同時，將手術(shù)過程記錄，有助于解決醫(yī)療糾紛，分清責(zé)任。3 功能介紹H3C手術(shù)示教解決方案基于IP網(wǎng)絡(luò)，采用標(biāo)準(zhǔn)、開放、高質(zhì)、可靠的IP技術(shù)，全分布式構(gòu)架，音視頻數(shù)據(jù)都采用數(shù)字化方式在IP網(wǎng)絡(luò)上高速傳輸，用戶可以從網(wǎng)絡(luò)上的任意地點查看系統(tǒng)中任意手術(shù)的實時圖像和歷史圖像；全分布式存儲，用戶可以方便快捷的擴充存儲容量；開放的API增值開發(fā)包，通過與醫(yī)療領(lǐng)域合伙伴進(jìn)行醫(yī)療系統(tǒng)融合，為醫(yī)院用戶提供更高的價值。H3C手術(shù)示教方案幫助醫(yī)院方便的實現(xiàn)如下功能：> 實時教學(xué)、會診一個手術(shù)室可以支持多個遠(yuǎn)程教室同時觀看手術(shù)過程，同時進(jìn)行學(xué)習(xí)。多個醫(yī)學(xué)專家可以在網(wǎng)絡(luò)任意點連接同一個手術(shù)室，每個醫(yī)學(xué)專家可以在網(wǎng)絡(luò)任意點連接多個手術(shù)室，進(jìn)行手術(shù)指導(dǎo)和討論。> 實時交互通話支持語音雙向?qū)χv功能，可以在手術(shù)過程中進(jìn)行教學(xué)交流。語音對講可以單向屏蔽，保證重要手術(shù)不受外界干擾。對講功能內(nèi)置，不需要額外集成語音會議系統(tǒng)，節(jié)約用戶投資。> 手術(shù)記錄及回放手術(shù)過程以iSICI進(jìn)行塊存儲，提供塊級數(shù)據(jù)訪問，極大提高訪問速度。手術(shù)過程也可以以文件方式存儲，提供文件級訪問，兼容PACS等文件級應(yīng)用。手術(shù)記錄可以自動備份，可以自動由塊存儲備份為文件存儲。手術(shù)記錄可以手動下載，系統(tǒng)可自動將塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為文件。>融合醫(yī)療信息系統(tǒng)通過增值開發(fā)包，可自動從HIS系統(tǒng)獲得病人信息。通過增值開發(fā)包，手術(shù)記錄可自動轉(zhuǎn)換為DIOCM格式存儲?？梢越尤氩煌尼t(yī)療影像儀器。> 靈活統(tǒng)一管理不同的學(xué)習(xí)終端權(quán)限可控所有設(shè)備集中配置管理設(shè)備故障自動告警所有手術(shù)記錄統(tǒng)一管理4 系統(tǒng)構(gòu)架一一系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)圖：H3C手術(shù)示教方案由視頻信號接入和編碼模塊、IP網(wǎng)絡(luò)傳送和交換平臺、解碼和視頻顯示模塊、視頻圖像存儲模塊、管理模塊構(gòu)成。手術(shù)現(xiàn)場視頻編碼器采集的圖像采用雙流技術(shù)，分作兩路數(shù)據(jù)流輸出，一路信號進(jìn)行實時醫(yī)療業(yè)務(wù)顯示，用于手術(shù)指導(dǎo)、現(xiàn)場示教和專家遠(yuǎn)程會診，一路信號進(jìn)行存儲，用于課件制作、醫(yī)療事故鑒定、案件取證等。手術(shù)示教及記錄系統(tǒng)架構(gòu)43音視頻采集> 手術(shù)創(chuàng)面影像采集■ 采用微型電動變焦無影燈專用攝像機，720X576以上分辨率，安裝固定于無影燈中心位置的手柄上。> 現(xiàn)場影像采集

■ 采用一體化球機，720X576分辨率，速率25幀/秒，安裝于手術(shù)臺取全景位置，例如手術(shù)臺斜上方的天花板上；>現(xiàn)場聲音采集■ 高保真吸頂拾音器，安裝于手術(shù)臺上方；> 編碼設(shè)備720X576以上分辨率，支持H.264、MPEG2\MPEG4算法（用戶可以選擇自己認(rèn)為合適的，系統(tǒng)不適合混合編碼使用，系統(tǒng)同時只支持一種），支持視頻、音頻編解碼，單路或多路視音頻輸入，支持單播、組播傳送，可安裝于手術(shù)室樓層弱電間。4.4視音頻顯示4.4視音頻顯示解碼器支持H.264、MPEG2、MPEG4編碼技術(shù)；支持10/100M以太網(wǎng)端口，圖像分辨率最高可達(dá):720*576;支持高碼流（128Kbps至8Mbps連續(xù)可調(diào)）；音頻輸出：LineInputorMicophone（單聲道或雙聲道立體聲）。> 顯示設(shè)備采用大屏幕顯示，5-8人采用25-35英寸液晶顯示屏，8-10人采用42-55英寸等離子電視，顯示設(shè)備分辨率大于1024X768，對比度大于3000：1；在大型試教室一般配備至少三臺獨立顯示設(shè)備（最佳四個顯示，分別顯示同一手術(shù)室不同位置的圖像一一每個手術(shù)室至少三個攝像機，在第四個顯示設(shè)備上需要顯示所有醫(yī)療儀器數(shù)據(jù)信息。（正/背投搭屏，或者DLP顯示大屏）> 教學(xué)軟件終端■采用的PC服務(wù)器CPU工作頻率：不小于3.0GHz，內(nèi)存：至少512M,推薦1G以上，硬盤：推薦配置80G，客戶端軟件必須兼容Windows系列操作系統(tǒng)；教學(xué)客戶端軟件支持多分屏顯示，與病人生命體征數(shù)據(jù)同步顯示，有直觀的診室列表，診療回放選擇，操作員可以控制場景鏡頭，同時錄制手術(shù)過程、即時抓拍和錄像等。另外在大規(guī)模的多功能會議廳，采用投影顯示，教學(xué)終端PC機通過VGA接口將畫面輸入到投影機，投影機至少選擇3000流明以上；分辨率1024X768以上；另外配置專業(yè)擴音設(shè)備。系統(tǒng)控制單元VM5000系統(tǒng)管理功能系統(tǒng)的核心是VM5000管理服務(wù)器，支持5000路視頻和1500臺編解碼設(shè)備的管理，負(fù)責(zé)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的調(diào)度、設(shè)備配置、設(shè)備保活和用戶權(quán)限認(rèn)證信息的管理。將報警信息、云鏡控制、解碼器輸出控制指令轉(zhuǎn)發(fā)到相關(guān)設(shè)備。VM5000負(fù)責(zé)自動建立教師和學(xué)習(xí)終端連接，控制業(yè)務(wù)流的流動方向。視頻存儲檢索：

同時VM5000對全系統(tǒng)分布式部署的NVR網(wǎng)絡(luò)視頻存儲設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的資源管理，包括存儲資源的動態(tài)分配，提供快速精確的視頻數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，控制數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，保證數(shù)據(jù)的安全性等。還可以提供數(shù)據(jù)備份功能，可通過簡單的操作完成對重要手術(shù)過程數(shù)據(jù)的備份工作。VM5000最大管理100臺NVR（IPSAN盤陣），最大管理容量1200TB，滿足醫(yī)院對患者資料、有價值的手術(shù)影像長時間海量存儲的需求。遠(yuǎn)程視頻共享：根據(jù)醫(yī)院的實際需求，iVS5000管理平臺可以提供MS8000流媒體交換服務(wù)器組件，該服務(wù)器主要提供實時音視頻流的轉(zhuǎn)發(fā)、分發(fā)功能和音視頻歷史數(shù)據(jù)的VOD點播功能?？墒惯h(yuǎn)端專家醫(yī)生根據(jù)權(quán)限觀看各種手術(shù)的操作全過程。為遠(yuǎn)端專家指導(dǎo)手術(shù)創(chuàng)造必要條件。也為醫(yī)務(wù)人員網(wǎng)上交流，以及教學(xué)實習(xí)提供更大方便。4.6音視頻存儲4.6音視頻存儲該系統(tǒng)將IPSAN技術(shù)引入NVR網(wǎng)絡(luò)視頻錄像系統(tǒng)中，基于IPSAN技術(shù)的NVR系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)更可靠、開放和標(biāo)準(zhǔn)，NVR采用IPSAN存儲，64位硬件架構(gòu)和軟件操作系統(tǒng)，最高支持4G緩存，單臺支持12T,多臺分布式部署，統(tǒng)一管理，可支持1000T以上海量存儲。支持多種RAID和UPS，保證手術(shù)記錄可靠完整。前端編碼器應(yīng)該可以直接通過iSCSI協(xié)議將壓縮的數(shù)字視頻信息以裸數(shù)據(jù)塊的方式寫入NVR的IPSAN盤陣中，實現(xiàn)端到端的IPSAN架構(gòu)，相比傳統(tǒng)方案中的流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)存方式，系統(tǒng)架構(gòu)更加簡潔高效和可靠。支持SAN/NAS一體化，為醫(yī)療應(yīng)用不同需求提供不同的服務(wù)，手術(shù)記錄采用ISCSI直接寫入存儲，提供塊級數(shù)據(jù)訪問；手術(shù)歸檔和PACS通過NFS協(xié)議以共享模式為服務(wù)器提供文件級訪問。NVR存儲設(shè)備可以和數(shù)據(jù)管理服務(wù)器、視頻管理服務(wù)器無縫集成，可以在數(shù)據(jù)管理服務(wù)器中對IPSAN進(jìn)行認(rèn)證、注冊、配置管理和實時存儲狀態(tài)檢測。根據(jù)手術(shù)安排，管理員為不同手術(shù)預(yù)約不同存儲空間；刪除攝像機數(shù)據(jù)記錄時，為該攝像機分配的存儲資源將被回收；當(dāng)攝像機需要存儲的資源溢滿時，系統(tǒng)動態(tài)地分配一個新增的資源；（手術(shù)時間延長）添加攝像機時，系統(tǒng)將動態(tài)地分配一個空間供其存放數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)管理服務(wù)器，把部分重要的手術(shù)視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到專用的存儲系統(tǒng)中進(jìn)行歸檔保存或用于后期課件制作。按診室、攝像機編號、時間等制定備份計劃，可實現(xiàn)手動或自動的數(shù)據(jù)備份；支持視頻數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，方便各種應(yīng)用系統(tǒng)讀取。（3.3和3.4是否要調(diào)一下，管理放在后邊，另外，增加一個過程回放章節(jié)）5方案特點5.1開放融合的系統(tǒng)構(gòu)架5.1開放融合的系統(tǒng)構(gòu)架H3C手術(shù)示教解決方案整體架構(gòu)遵循NGN（下一代通訊網(wǎng)絡(luò)）架構(gòu)，控制與交換相分離，由網(wǎng)絡(luò)本身來承載交換存儲流和實時流等業(yè)務(wù)碼流，由管理服務(wù)器處理控制控制信息。適合大規(guī)模擴展應(yīng)用?？刂?、圖像、存儲等全部采用國際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)實現(xiàn)，便于互連互通，整體架構(gòu)采用分層、開放設(shè)計，便于與醫(yī)療機構(gòu)其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融和。5.2標(biāo)準(zhǔn)化的實現(xiàn)5.2標(biāo)準(zhǔn)化的實現(xiàn)采用標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，使醫(yī)院手術(shù)示教記錄系統(tǒng)擴容方便靈活、不受限于單一廠商；實現(xiàn)與醫(yī)院醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)、媒體通信系統(tǒng)的無縫融合。圖像編碼完全符合國際標(biāo)準(zhǔn)，包括支持MPEG4、MPEG2和H.264壓縮格式，同時，圖像格式標(biāo)準(zhǔn)化完全通過國際通行的第三方公司Tektronix測試儀器的嚴(yán)格測試。存儲技術(shù)完全符合國際iSCSI標(biāo)準(zhǔn)，充分支持端到端的網(wǎng)絡(luò)視頻IPSAN存儲。通過開放的API、接口協(xié)議和播放插件，本系統(tǒng)的業(yè)務(wù)生成和支持方式可以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，方便的實現(xiàn)和HIS系統(tǒng)、PACS系統(tǒng)、以及醫(yī)院其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成。各項標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的采用可以最大程度的保護(hù)用戶的投資。全局統(tǒng)一的存儲管理存儲虛擬化管理通過數(shù)據(jù)管理服務(wù)器可以對分布式部署的NVR設(shè)備的存儲資源進(jìn)行全局統(tǒng)一的存儲設(shè)備及空間管理，實現(xiàn)存儲資源的虛擬化，既與物理位置無關(guān)，可實現(xiàn)分布式部署，同時集中管理。包括對前端編解碼器的存儲計劃的管理，存儲空間根據(jù)存儲計劃動態(tài)調(diào)整，對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行生命周期管理，對存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行在線存儲、回放、歸檔等處理，完成全局的存儲策略管理，可以基于統(tǒng)一平臺滿足不同存儲質(zhì)量、容量和服務(wù)質(zhì)量的客戶需求（SLA）。高效檢索由于實現(xiàn)了基于IPSAN架構(gòu)的存儲資源統(tǒng)一管理，所有的分布式部署存儲資源對于用戶來說只是一個虛擬的存儲池，檢索時只要輸入相關(guān)診室代號和手術(shù)名稱、時間等，就能自動找到相關(guān)攝像機資源，塊存儲允許檢索時間可以精確秒而不是必須從文件頭開始播放；檢索的記錄只有一個而不是一堆文件。相對于文件系統(tǒng)管理和檢索的低效率，塊管理更加方便高效。智能化的部署及維護(hù)由于手術(shù)室對無菌環(huán)境的要求，任何人員進(jìn)入里面進(jìn)行設(shè)備配置等都會對環(huán)境污染，所以系統(tǒng)要求遠(yuǎn)端智能化管理，H3C手術(shù)示教及記錄系統(tǒng)徹底改變傳統(tǒng)監(jiān)控只能依靠人工進(jìn)行系統(tǒng)管理和維護(hù)的局面，由于四大網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控組件的平