迪威視訊技術(shù)有限公司 劉宇
廣州南方醫(yī)院是解放軍第一軍醫(yī)大學(xué)附屬醫(yī)院，其腦神經(jīng)外科在國(guó)內(nèi)外享有盛名，該院教學(xué)和對(duì)外交流活動(dòng)十分頻繁。其中，手術(shù)觀摩和指導(dǎo)是交流的重要內(nèi)容，手術(shù)室的特殊性決定了不能在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展這些活動(dòng)。醫(yī)院決定采用遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，將手術(shù)圖像傳到觀摩會(huì)議室或資料室來(lái)解決這一問(wèn)題。由于腦神經(jīng)外科手術(shù)屬于高精密、高難度手術(shù)，對(duì)于傳輸?shù)膱D像清晰度要求非常高，傳統(tǒng)的會(huì)議電視系統(tǒng)提供的圖像質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，經(jīng)過(guò)多次演示和國(guó)際腦神經(jīng)外科學(xué)術(shù)會(huì)議的實(shí)際檢驗(yàn)，南方醫(yī)院采用DVISION科技有限公司深圳迪威視訊技術(shù)有限公司生產(chǎn)的寬帶MPEG-2高清晰視訊系統(tǒng)—— Focus 2000 高清晰視訊終端和Focus 6000 H.323 MCU進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。
致力于數(shù)字視頻技術(shù)研究和產(chǎn)品研發(fā)的迪威視訊技術(shù)有限公司，是一家從事寬帶數(shù)字化視音頻通信的專業(yè)產(chǎn)品制造商，以研究和輸出技術(shù)為主，包括視頻編解碼及視頻通信傳輸?shù)取Ｔ摴局饕a(chǎn)品以MPEG為核心技術(shù)，包括MPEG-1、MPEG-2視音頻編解碼器、網(wǎng)管系統(tǒng)、復(fù)用器、寬帶視訊MCU、高清晰會(huì)議電視終端（包括專線和IP網(wǎng)）等，可以廣泛應(yīng)用于會(huì)議電視、遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)字有線電視、Web視頻網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字視頻廣播（DVB）等諸多領(lǐng)域。此后該公司推出全系列針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的高清晰會(huì)議電視產(chǎn)品，包括基于專線和IP網(wǎng)絡(luò)的終端和MCU。由于采用了MPEG-2編解碼技術(shù)，圖像可以達(dá)到廣播級(jí)質(zhì)量，吸引了一大批需要高質(zhì)量圖像通信的用戶。其中，廣州南方醫(yī)院便采用了DVISION的基于IP網(wǎng)絡(luò)的MPEG-2高清晰會(huì)議電視終端和多點(diǎn)控制單元（MCU），用于手術(shù)圖像的遠(yuǎn)程傳輸?shù)取?/P>
一、傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
此次南方醫(yī)院采用了三套Focus 2000終端（其中一套是只接收終端），一臺(tái)Focus 6000 MCU，一臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器。所有設(shè)備匯接在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上，通過(guò)南方醫(yī)院的吉比特以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互通。目前為初期方案，以便以后進(jìn)行擴(kuò)展。
此次南方醫(yī)院手術(shù)圖像傳輸系統(tǒng)有以下功能：手術(shù)室的教授和主任室的教授通過(guò)Focus 2000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(guò)Focus 2000只接收終端進(jìn)行手術(shù)觀摩；可進(jìn)行手術(shù)圖像的傳輸和過(guò)程監(jiān)視；Focus 6000可作為多點(diǎn)控制用；存儲(chǔ)服務(wù)器可以對(duì)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)。
還有，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)室頂壁，攝入角度可以覆蓋整個(gè)手術(shù)室，用來(lái)對(duì)宏觀景物活動(dòng)的觀察，可以進(jìn)行遠(yuǎn)端遙控。顯微鏡是用來(lái)對(duì)切開(kāi)后腦顱部組織的觀察，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(huà)面、手術(shù)全景等畫(huà)面，并掌握全面情況。而無(wú)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(huà)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(huà)面和顯微畫(huà)面，高清晰的畫(huà)面可以讓遠(yuǎn)端的專家根據(jù)圖像非常明確的了解手術(shù)情況，準(zhǔn)確地做出判斷。實(shí)際使用中，通常采用MPEG-2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(wú)比。語(yǔ)音是MPEG-1 layer2的立體聲CD音質(zhì)。
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(huà)面、高保真的語(yǔ)音和雙向?qū)崟r(shí)交流，而且可以將手術(shù)過(guò)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(pán)上。其網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)如下圖1所示。
二、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原理
（1）IP技術(shù)同高質(zhì)量圖像的完美結(jié)合
DVISION的設(shè)備產(chǎn)品采用MPEG-2編解碼方式，第一次把H.323和高質(zhì)量的視頻聯(lián)系在一起，使在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行廣播級(jí)質(zhì)量的視頻交流成為可能。傳統(tǒng)的視訊系統(tǒng)絕大多數(shù)采用的視頻編碼方式是H.261，其本身的圖像分辨率（352x288）就不高，而且基本上采用2Mbit/s以下的產(chǎn)品。而DVISION提供給南方醫(yī)院的產(chǎn)品，采用的是MPEG-2編解碼方式，采用的是全分辨率（720x576）編碼，從圖像本身來(lái)講比傳統(tǒng)產(chǎn)品要高，符合用戶對(duì)視頻質(zhì)量方面的需求。而且，由于MPEG-2算法本身的優(yōu)勢(shì)，可以保證高品質(zhì)的視頻回放質(zhì)量，即使在對(duì)視頻質(zhì)量要求極為苛刻的廣電行業(yè)，MPEG-2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-2會(huì)成為事實(shí)上的廣電數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)的原因。南方醫(yī)院由于要傳輸高質(zhì)量的手術(shù)圖像，所以對(duì)圖像清晰度的要求非常高，尤其是顯微鏡下的腦組織圖像，MPEG-2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，最大限度地滿足了南方醫(yī)院對(duì)圖像質(zhì)量的高要求。南方醫(yī)院采用了4Mbit/s碼率，使顯微鏡下的腦組織圖像清晰，富有層次感，效果非常好。
（2）在線存儲(chǔ)功能
通過(guò)在線存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)時(shí)將手術(shù)全過(guò)程圖像畫(huà)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(guò)訪問(wèn)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(pán)存檔和交流。
（3）雙向、實(shí)時(shí)、多點(diǎn)會(huì)議及教學(xué)功能
醫(yī)院手術(shù)室的主刀大夫可以通過(guò)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)議室的人員可以指導(dǎo)手術(shù)和隨時(shí)提問(wèn)。系統(tǒng)不但可以完成高質(zhì)量手術(shù)圖像的傳輸，同時(shí)還是一套高清晰會(huì)議電視系統(tǒng)，可以采用此系統(tǒng)召開(kāi)異地、多點(diǎn)、雙向、實(shí)時(shí)會(huì)議。如果增加相應(yīng)的課程系統(tǒng)和外設(shè)，還可以進(jìn)行具有數(shù)據(jù)和圖像的遠(yuǎn)程教學(xué)、培訓(xùn)，具有廣泛的應(yīng)用潛力。
（4）MCU功能強(qiáng)大
迪威視訊技術(shù)公司為南方醫(yī)院提供的Focus 6000 H.323多點(diǎn)控制單元（MCU），是目前市場(chǎng)上唯一能夠同時(shí)支持H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2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，方便用戶今后增加各種視訊終端。Focus 6000采用嵌入式操作系統(tǒng)，穩(wěn)定可靠。
（5）全中文操作界面
此次南方醫(yī)院圖像傳輸全套系統(tǒng)采用全中文圖形操作界面，WEB方式，所有功能一目了然，設(shè)定方便。方便用戶學(xué)習(xí)、使用、維護(hù)。廣州南方醫(yī)院成功地應(yīng)用MPEG-2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)志著我國(guó)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化、高清晰、可視化、實(shí)用化階段。MPEG-2高清晰視訊系統(tǒng)也成為現(xiàn)代遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的標(biāo)志性產(chǎn)品。
