「技术筑基 医疗提质」—— 分布式视频通讯系统在医疗领域的应用解析

医学的发展改变了医生医治病人的方式,视频通讯系统则使医生共享信息的方式发生了改变。随着国家对医疗卫生人才培养力度的加大,手术示教和医疗观摩系统逐步成为近年来医院信息化建设的一个热点。

当今时代,视频通讯解决方案已成为重要的医学教学工具,通过该工具,全球范围内的医生和学生可同步参与手术过程,共享诊断图像,开展会诊及二次诊断工作。针对医患语言不通的场景,视频通讯系统可提供翻译支持,在紧急医疗救治场景中,该功能具有重要实用价值。传统仅应用于同事间的"面对面"视频通讯系统,目前已逐步拓展至更多医疗领域,为优化患者治疗方案提供了技术支撑。

医学教学与会诊

除开展日常、每周或每月的"面对面"远程会议外,视频通讯解决方案可支持学生和医生远程近距离观摩手术过程、接收教学讲解,不受地理位置限制。异地资深外科医生能够为临床医生提供实时咨询指导,助力其完成复杂外科手术操作。对于地理位置偏远、交通不便的区域,可通过互联网或卫星线路搭建专家与患者的连接通道,减少患者奔波。高清视频通讯系统的应用,能够有效提升手术室视频应用的效率。

诊断图像共享与远程通讯

视频通讯技术为医学资源优化共享提供了理想解决方案,医生无需离开办公室即可开展高质量诊疗工作。分布式可视化视频通讯解决方案,支持不同地点、不同国家的医生开展远程研讨和二次诊断,可同步查看X射线及其他诊断图像,避免长途跋涉产生的时间与经济成本,同时让患者在节省时间和费用的前提下获得有效医治。

随着科技技术的日渐成熟,音视频多媒体系统已突破单一功能应用局限,向多功能集成方向发展。分布式系统整合了视频显示处理、协同应用和可视化视频管理等核心功能,融入现代化业务协作理念,为业务协同办公、设备管理、用户管理、操作控制及操作记录留存提供了全新技术路径,成为现代医疗办公管理的重要组成部分。

可视化视频管理模块集成了可视化展示、监控指挥的全部功能应用项,可通过可视化坐席台实现对前端视频监控信息、后端显示信息及其他相关设备的统一管理与应用。本项目基于分布式系统搭建高清视频处理模块,实现远端摄像机信号与本地信号源的互联互通,通过信号统一接入、切换调用、预案应用、信号点播等功能,为用户提供便捷的一体化操控体验。

该系统整合图像编解器技术、多路信号切换技术、网络技术、电视墙拼接技术、信号采集与传输技术、图形信号转换技术、集中控制技术等多项技术,以系统工程、信息科学、自动控制等理论为指导,构建形成高清化、网络化、数字化、智能化的综合显示控制系统。在硬件与软件设计过程中,充分考量系统的安全性、可靠性、可维护性及可扩展性,保障系统长期稳定运行。

本次设计的分布式系统可与监控系统、指挥调度系统、网络信息系统、信息发布系统、视频会议系统、工业生产控制系统、报警系统、中控系统等实现无缝集成,支持多种类型信号的兼容采集,构建功能完善、技术先进、操作便捷的交互式图形信息处理平台,广泛应用于医疗监控、指挥调度、信息发布等领域。通过该系统,各类信息可在大屏幕上根据需求以单屏、组屏、全屏或任意大小、位置、组合的方式展示,有效突破拼接视频墙物理拼缝的限制。对各类上屏信息的智能化管理,能够显著提升医疗指挥调度和关键决策的效率与准确性,使各系统信息展示更直观,增强信息操作的便捷性。

分布式系统作为新一代基于以太网的视频传输控制系统,有效突破了传统系统在稳定性、扩展性、信号直连及传输距离等方面的局限,具备稳定性高、扩展能力强、信号质量优、传输距离远等核心优势。

分布式架构显著提升了系统整体稳定性,单个节点损坏不会影响整个系统的正常运行;同时从架构设计上保障了系统的扩展能力,仅需增加相应数量的节点并接入交换机即可完成扩展。基于网络的设计特点使系统布置更灵活,与其他系统的衔接更便捷,为后续拓展更多应用场景提供了基础。

系统灵活扩展

系统采用分布式架构,基于网络连接各信号源,采用模块化设计,无输入节点数量限制,可满足各类扩展需求。高清视频信号接入过程中,需编码的所有信号经输入节点完成IP编码后,以IP流媒体信号形式接入网络,由分布式信号管理平台统一调度管理。该设计模式下,系统可接入的信号源数量无上限,能够适配医疗场景不断增长的信号接入需求。

多级互通联控

依托灵活稳定的分布式架构,项目建设采用"一张网"架构设计,将需互联互通的各地点全部接入网络,网络内任意节点均可调取系统视频源进行展示,实现全系统多级互联互通。远程网络访问采用网络编解码协议,在满足用户远程操作需求的同时,最大限度降低网络带宽占用,保障远程传输的稳定性。

分级分权管理

系统采用B/S架构,分布式信号管理平台支持多用户同时登录,其中设置1名管理员用户,可为其他用户分配不同操作权限。多用户可在自身权限范围内同时进行操作控制,实现多名操作员在不同位置同步管控系统,提升操作控制的便捷性。PC端控制软件可设置不同用户及权限级别,定义允许操作与限制操作范围,从技术层面实现对操作人员权限的规范化管理。

KVM远程控制

KVM技术的核心是通过合理配置键盘、鼠标和显示器,提升系统与网络的可管理性,提高管理人员工作效率、提升控制室安全级别、节约机房空间。坐席系统搭载的KVM功能可实现以下效果:

  1. 减少传统键盘、鼠标线缆数量,节省物理空间;

  2. 管理人员通过单台设备即可切换并控制不同设备应用平台,减少操作台显示器数量,压缩控制台空间,降低能耗及设备成本,符合环保节能要求;

  3. 管理人员无需进入机房即可完成所有操作,提升机房物理安全性;

  4. 可对机房设备进行硬件底层操作,缩短故障恢复时间;

  5. 助力实现无人机房的先进机房管理标准;

  6. 支持多画面同时监控,可快速切换控制;

  7. 显示与控制突破本地化限制,可通过网络随时接入,实现任意组合显示及控制;

  8. 可根据需求扩大信源管理数量,无需修改系统原始设计,仅需在原有基础上增加节点设备即可;

  9. 系统出现故障时,仅需针对故障节点进行处理,不会对整个系统运行产生影响。

无损画质传输

系统采用自主研发的独有压缩算法,对视频信号进行深度压缩传输,保障视频全高清显示效果。区别于市面上部分百倍级视频压缩方式,该深度压缩技术可最大限度保留画面原始信息,实现无损高清显示,满足医疗诊断对图像清晰度的高要求。

分布式网络架构

分布式系统所有节点通过交换机互连,由交换机负责输入与输出的数据传输,有效解决了传统方案存在的信号噪声干扰、远距离传输衰减、信号质量下降等技术难题。分布式、节点化的软硬件设计,使系统性能和稳定性得到有效提升。

采用纯分布式架构,可根据需求自由调整系统输入输出节点数量;单个节点发生故障时,不会影响整个系统链路运行,可对故障设备进行快速替换和维护。以网络为传输与管理媒介,借助网络交换机可实现对同一网络中不同设备的便捷管理,适配医疗场景多设备协同需求。

纯硬件编解码能力

系统采用纯硬件编解码技术,在保障网络带宽的同时,可实现信息无丢失传输。由于无需搭载操作系统,系统安全性与稳定性得到进一步保障。纯硬件编解码设计无需额外配置解码设备,解码设备支持标准网络视频解码处理,具备音视频复合解码、实时网络图像解码输出、录像图像解码输出等功能。同时,编解码设备可开放控制规范和协议,支持第三方软件平台开发集成,可接入海康威视、大华、三星、索尼、TI、三洋、松下、迅驰等主流厂家的网络摄像机。

稳定性强 长期可靠

分布式、节点化的设计方案大幅提升了系统稳定性,单点故障不会对系统整体运行产生影响,维护便捷且无需停工;摒弃了传统PC架构控制系统的固有缺陷和技术瓶颈,真正实现热插拔、低功耗、节能环保、安全可靠的运行效果,满足医疗系统24小时不间断运行需求。

随路音频传输

系统支持音视频独立切换功能,每一路信号输入均配备一路随路音频输入,每一路信号输出均配备一路随路音频输出。在信号切换过程中,可实现同步、异步两种切换模式,音频信号既可与视频信号同步切换,也可进行独立切换,适配医疗场景中音视频灵活调度需求。

低延时处理

系统音视频传输延时不高于80ms,可实现视频画面实时传输显示,为用户提供视频、音频及控制层面的实时体验,满足手术示教、远程会诊等场景对实时性的高要求。

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