1基于高清视频的数字化手术室设计与实现中山大学附属第一医院石志杰摘要：手术视频示教是医学临床教学和医院管理的一个重要环节，依托宽带网络和高清视频设备，本文构建了构建高清手术室视频示教系统平台，完成了高清音视频互动、直播、点播和文本信号网络传输，同时提供强大的系统管理功能，较好满足了医院的需求。关键词手术直播，视频点播，高清视频中山大学附属第一医院是集医疗、教育、科研为一体的大型综合性医院，为配合临床手术教学及医院管理的要求，需建立基于高清视频的数字化手术室，将先进的数字化技术运用到手术室的特定环境中，借此提高医院教学与手术室管理水平。1.引言长期以来，针对手术室监管一直是医院管理的薄弱环节，重大医疗事故往往易发生于手术室。同时，随着医院间的交流和联系日益频繁，对手术示教的需求日益高涨，而此与严格的手术室环境要求相矛盾。因此，为更好提高医院手术教学水平、维护正常的医疗秩序，减少医疗事故的发生，医院需要一种行之有效的方式完成对手术的监管和交流。而通过高清数字化手术室的建设，满足了此方面的需求。数字化手术室通过利用高清视频和网络技术[1,2]，将手术室内的实时状况通过宽带网络传送到远端，使观摩学员在非手术室就能观看手术现场实况（包括病人各种文本诊断信息、PACS图像和高清手术视频），并可与手术医生实现实时语音视频交互。通过海量数字化存储技术，可对手术进行高清录制、存储，并提供有效的视频点播[3]、视频后处理等功能。通过互联网扩展，在满足一定带宽基础上，可以与接入互联网的远端医生进行互动和培训[4,5]。同时，所录制的高清手术视频，对于医疗纠纷也可以起到有力的“举证”作用。从实现技术方面，数字化手术室的建设主要包含以下几个方面内容：1.1.医院信息系统集成数字化手术室在手术室端软件设计中集成多种医疗系统，设计与现有HIS,LIS,2PACS等系统进行接口，有效存取手术病人信息数据库和教学视频的相关资料，方便医生了解病人的各种信息。结合高清手术视频和现有HIS系统，完成病人信息和手术视频信息的无缝整合。为手术方案制订和手术过程的进行，提供综合、快速的参考。并通过网络技术，将手术室系统状态实时发送到远端，让远端示教室可以实时了解病人各方面信息。1.2.高清视频示教系统可以连接高清摄像头和高清腔镜，将手术过程中的图像通过网络实时传输到示教室，让观摩学员远程可以看到清晰逼真的图像，有效提高培训的效率；同时提供实时双向语音视频互动，让手术医生和远端的学员可以进行互动提问沟通。1.3.高清视频远程点播针对典型手术，系统提供高清格式的数字化录制，并可提供远程网络播放功能，方便学员日后进行培训学习。1.4.基于授权的全面视频教学管理系统通过用户名/口令进行身份认证，对系统各类用户权限严格进行控制，防止非授权的网络访问，保证数据的安全。2.系统设计方案2.1.总体规划本系统以视频会议多点控制单元（MCU）为核心，依托现有高速网络，构建数字化手术室、示教室和相关视频数字化录制设备。包括高清数字化手术室、示教室、管理中心和局域网络用户四大模块。完成基于网络的高清手术室互动示教、高清手术录制，并可对手术过程进行全面数字化录制及管理。通过认证的远端网络用户利用PC，可对手术过程进行全程实时直播和互动。系统总体拓扑图如图一所示：3内网PCPCPCPC高清解码标清编码器系统管理员PCPCPCPC机用户标清互动视频CCCCCCCC高清摄像头SonyHDSonyHDSonyHDSonyHD1111高清手术视频CCCC腔镜视频输入高清编码器高清视频会议终端XXXX7777术野高清视频输入SonyHDSonyHDSonyHDSonyHD1111高清手术转播视频CCCC标清摄像头标清视频会议终端XXXX5555高清视频会议互动视频标清视频高清录播服务器并发高清录制并发点播、直播网络存储（可选）高清视频会议多点控制单元MCUMCUMCUMCUHIS系统等VGA输入HISHISHISHIS等信息系统标清解码应用服务器图表1：高清数字化手术室拓扑图42.2.系统硬件设计a)a)a)a)数字化手术室系统设计数字化手术室首先需输出多种类型音视频信号供远程示教，包括有高清术野、高清和标清腔镜、互动视频和语音、数字化手术室信息集成系统屏幕...
