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圖像實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)在我院中的應(yīng)用
摘要：主要介紹了手術(shù)圖像傳輸在醫(yī)院醫(yī)療工作中的應(yīng)用及其原理。
關(guān)鍵詞：圖像的實(shí)時(shí)傳輸；圖像傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)和協(xié)議；MPEG-4高清晰視訊
Abstract: Have introduced that the operation image transfers application in working in hospital medical treatment and their principle mainly.
Keywords: Operation image transmission,standard and agreement that the image transfers,MPEG-4 height is limpid look at a message
馬鞍山市中心醫(yī)院是三級(jí)醫(yī)院，其骨科在國內(nèi)外享有盛名，相關(guān)教學(xué)和學(xué)術(shù)交流活動(dòng)十分頻繁，手術(shù)觀摩和是交流的重要內(nèi)容，手術(shù)室的特殊性決定了不可能在現(xiàn)場開展這些活動(dòng)。采用圖像傳輸系統(tǒng)，將手術(shù)圖像傳到觀摩會(huì)議室來可以有效解決這一難題。骨科手術(shù)屬于高精密、高難度手術(shù)，對于傳輸?shù)膱D像清晰度要求非常高，傳統(tǒng)的會(huì)議系統(tǒng)提供的圖像質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，經(jīng)過多次演示和實(shí)際，發(fā)現(xiàn)采用DVISION的基于IP網(wǎng)絡(luò)的MPEG-4高清晰會(huì)議電視終端和多點(diǎn)控制單元（MCU），可提供高質(zhì)量手術(shù)圖像的遠(yuǎn)程傳輸。
1 圖像傳輸?shù)母攀?
醫(yī)院圖像傳輸是現(xiàn)代電信技術(shù)在醫(yī)療系統(tǒng)的應(yīng)用，綜合了異步傳輸模式（ATM）、電視、快速以太網(wǎng)和技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)圖像、聲音、數(shù)據(jù)的高速寬帶傳輸，具有雙向的功能。既有可視電話的雙向性，又有現(xiàn)場直播的時(shí)效性，且容量大、清晰度高。
醫(yī)院手術(shù)圖像傳輸系統(tǒng)有以下功能：手術(shù)室的教授通過該設(shè)備進(jìn)行雙向交流；一般的學(xué)生或醫(yī)生，可以在資料室通過設(shè)備終端進(jìn)行手術(shù)觀摩；可進(jìn)行手術(shù)圖像的傳輸和過程監(jiān)視；主要設(shè)備可作為多點(diǎn)控制用；存儲(chǔ)服務(wù)器可以對視音頻碼流進(jìn)行數(shù)字存儲(chǔ)，存儲(chǔ)功能使保存、回放、剪輯和VCD/DVD制作輕易實(shí)現(xiàn)。
2 圖像傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
手術(shù)直播特指專家于特定會(huì)議室實(shí)時(shí)觀看手術(shù)過程，給予手術(shù)醫(yī)生實(shí)時(shí)指導(dǎo)，同醫(yī)生就手術(shù)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)交流、討論和研究的雙向交互式視頻會(huì)議系統(tǒng)。本方案中我院采用了三套終端（其中一套是只接收終端），一臺(tái)MCU，一臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器。設(shè)備匯接在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上，通過醫(yī)院的快速以太網(wǎng)的千兆光纖實(shí)現(xiàn)互通。
手術(shù)室終端視頻源包括：PELCO球型攝像頭和顯微鏡，并匯接在1臺(tái)視頻切換矩陣上。PELCO球型攝像頭可以水平方向360度旋轉(zhuǎn)，垂直方向90度旋轉(zhuǎn)，放置在手術(shù)室的頂角處，攝入角度可以覆蓋整個(gè)手術(shù)室，觀察宏觀景物活動(dòng)，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)端遙控。攝像機(jī)是通過無影燈的專用孔中觀察，不但可以看到手術(shù)部位的手術(shù)圖像。還可以遠(yuǎn)程遙控手術(shù)室攝像機(jī)的切換、搖移、拉伸、聚焦等，可以看到各種儀器的數(shù)據(jù)、主刀醫(yī)生的畫面、手術(shù)全景等畫面，并掌握全面情況。而無線麥克風(fēng)則可放置在醫(yī)生身上，以便于和遠(yuǎn)端進(jìn)行交流。傳統(tǒng)遠(yuǎn)程醫(yī)療設(shè)備不能提供高清晰的手術(shù)畫面，只能進(jìn)行遠(yuǎn)程的會(huì)診和交流，高清晰會(huì)議電視系統(tǒng)應(yīng)用于遠(yuǎn)程醫(yī)療，不但可以進(jìn)行一般的會(huì)診和交流，同時(shí)可以提供高清晰的手術(shù)畫面和顯微畫面。通過采用MPEG-4的4M碼流，其高品質(zhì)的圖像，使顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)也清晰無比。MPEG-4編碼器可實(shí)現(xiàn)每秒約48000個(gè)宏塊的吞吐率，提供了對兩個(gè)逐行SDTV（720×480，60fps）視頻流或14個(gè)CIF分辨率視頻流進(jìn)行解碼的足夠吞吐率。音頻編碼采用MPEG-4 (AAC) ，AAC是一種由MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)定義的有損音頻壓縮格式。
數(shù)字化高清晰遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)不但可以提供高清晰的手術(shù)畫面、高保真的語音和雙向?qū)崟r(shí)交流，而且可以將手術(shù)過程同步存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，便于教學(xué)和點(diǎn)播，并可以作為資料文獻(xiàn)記錄在光盤上。
3 手術(shù)圖像傳輸功能介紹
3.1高清晰圖像在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸
因?yàn)椴捎肕PEG-4編解碼，在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行廣播級(jí)質(zhì)量的視頻交流成為現(xiàn)實(shí)。手術(shù)室傳來的手術(shù)動(dòng)態(tài)圖像可達(dá)352x576像素(1CIF),X光片通過圖文展示臺(tái)可達(dá)704 x 576像素(4CIF)，電腦圖像可達(dá)1024x768像素(XGA)。兩臺(tái)顯示設(shè)備分辨率自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整，如CIF+4CIF(手術(shù)圖像和X光片)，CIF＋XGA(手術(shù)圖像+PC圖像)等。同樣，會(huì)議室專家亦可將會(huì)議室圖像和專家提供的參考資料同時(shí)顯示在手術(shù)室的顯示設(shè)備上。傳統(tǒng)的視訊系統(tǒng)絕大多數(shù)采用的視頻編碼方式的圖像分辨率（352x288）就不高，從圖像本身來講比傳統(tǒng)產(chǎn)品要高。由于MPEG-4算法本身的優(yōu)勢，可以保證高品質(zhì)的視頻回放質(zhì)量，即使在對視頻質(zhì)量要求極為苛刻的廣電行業(yè)，MPEG-4也依然可以提供符合要求的廣播級(jí)圖像，這就是為什么MPEG-4會(huì)成為事實(shí)上的廣電數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)的原因。醫(yī)院由于要傳輸高質(zhì)量的手術(shù)圖像，所以對圖像清晰度的要求非常高，尤其是顯微鏡下的組織圖像，MPEG-4產(chǎn)品能夠提供從標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量圖像到專業(yè)廣播級(jí)的圖像質(zhì)量，滿足了醫(yī)院對圖像質(zhì)量的高要求。由于采用了4Mbit/s碼率，使顯微鏡下的組織圖像清晰，富有層次感。
3.2 實(shí)時(shí)存儲(chǔ)
通過在線存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)時(shí)將手術(shù)全過程圖像畫面和聲音以流媒體格式存儲(chǔ)在服務(wù)器中，方便術(shù)后重新播放，可通過訪問存儲(chǔ)服務(wù)器進(jìn)行網(wǎng)上的點(diǎn)播或廣播，并可制作成資料光盤存檔和交流。
3.3 雙向、實(shí)時(shí)的教學(xué)功能
醫(yī)院手術(shù)室的主刀大夫可以通過圖像和聲音同監(jiān)視點(diǎn)或會(huì)議室的人員進(jìn)行討論和交流，監(jiān)視點(diǎn)或會(huì)議室的人員可以手術(shù)和隨時(shí)提問。
3.4 強(qiáng)大的視頻會(huì)議控制中心MCU功能
醫(yī)院使用的視頻會(huì)議控制中心（MCU），是能夠同時(shí)支持H.261、H.263、H.264、MPEG-2、MPEG-4編解碼方式的多點(diǎn)控制單元，可以同時(shí)支持窄帶和寬帶終端（384Kbit/s－6Mbit/s），具有廣泛的適用性和極強(qiáng)的兼容性。
3.5操作簡便
該圖像傳輸系統(tǒng)采用WEB方式的操作界面，功能一目了然，設(shè)置方便。成功地應(yīng)用MPEG-4高清晰遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)進(jìn)行手術(shù)圖像的傳輸，標(biāo)志著我院在遠(yuǎn)程圖像傳輸系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化、高清晰、可視化、實(shí)用化階段。MPEG-4高清晰視訊系統(tǒng)也成為現(xiàn)代遠(yuǎn)程圖像傳輸系統(tǒng)的標(biāo)志性產(chǎn)品。
4 手術(shù)圖像傳輸在醫(yī)院的應(yīng)用及發(fā)展
手術(shù)圖像傳輸系統(tǒng)是遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)的有效擴(kuò)展應(yīng)用。應(yīng)用于醫(yī)療的實(shí)時(shí)畫面的遠(yuǎn)距離傳輸，所傳輸?shù)男Ч�、質(zhì)量、畫面乃至色差都直接與病人的生命及健康密切相關(guān)，系統(tǒng)需對其承擔(dān)的任務(wù)負(fù)完全醫(yī)療和責(zé)任。因此，為了保證手術(shù)直播和遠(yuǎn)程醫(yī)療的效果，系統(tǒng)必須建立在高端視頻傳輸設(shè)備之上。
手術(shù)圖像傳輸系統(tǒng)是、網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)在上的一項(xiàng)具體應(yīng)用，主要應(yīng)用在手術(shù)室、胃鏡室、血管造影（DSA）室等科室的教學(xué)和會(huì)議中，是國內(nèi)開展得比較多的一項(xiàng)醫(yī)學(xué)工作。它主要是應(yīng)用視音頻編解碼技術(shù)，通過一定的通訊手段，使身處異地的醫(yī)生之間可以相互看到對方的圖像及聽到對方的聲音，可以實(shí)現(xiàn)對醫(yī)學(xué)圖像的實(shí)時(shí)討論，達(dá)到模擬面對面交談的效果，并擴(kuò)展到遠(yuǎn)程醫(yī)療會(huì)診、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程醫(yī)療培訓(xùn)、疫情匯報(bào)和學(xué)術(shù)交流等其他形式的應(yīng)用。其在醫(yī)院醫(yī)療工作中的應(yīng)用將越來越多，越來越廣，發(fā)展前景不可限量。
參考文獻(xiàn)
朱秀昌,劉峰,胡棟.數(shù)字圖像處理與圖像通信[M]. 北京郵電學(xué)院出版社, 2002-05-01.
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