高清視頻數字化手術室關鍵技術研究
石志杰①
①中山大學附屬第一醫院，510080，廣州市越秀區中山二路58 號
摘 要 手術視頻示教是醫學臨床教學和醫院管理的一個重要環節，依托寬帶網絡和高清視頻
設備，本文構建了構建高清手術室視頻示教系統平臺，完成了高清音視頻互動、直播、點播和
文本信號網絡傳輸，同時提供強大的系統管理功能，較好滿足了醫院的需求。
關鍵詞 手術直播 視頻點播 高清視頻
隨著科技不斷發展，利用高清視頻進行數字化手術轉播成為可能，通過在中山
大學附屬第一醫院進行摸索與實踐，較好完成了高清視頻的數字化手術室建設，將
先進的高清數字化技術運用到手術室中，提高醫院教學與手術室管理水平。
1 緒論
手術室監管一直是醫院管理的薄弱環節，同時，隨著醫院間的交流和聯系日益
頻繁，對手術示教的需求日益高漲，而此與嚴格的手術室環境要求相矛盾。因此，
為更好提高醫院手術教學水平、維護正常的醫療秩序，減少醫療事故的發生，醫院
需要一種行之有效的方式完成對手術的監管和交流。而通過高清數字化手術室的建
設，滿足了此方面的需求。
數字化手術室通過利用高清視頻和網絡技術[1-2]，將手術室內的實時狀況通過寬
帶網絡傳送到遠端，使觀摩學員在非手術室就能觀看手術現場實況，并可與手術醫
生實現實時語音視頻交互。通過海量數字化存儲技術，可對手術進行高清錄制、存
儲，并提供有效的視頻點播[3]、視頻后處理等功能。通過互聯網擴展，在滿足一定
帶寬基礎上，可以與接入互聯網的遠端醫生進行互動和培訓[4-5]。同時，所錄制的高
清手術視頻，對于醫療糾紛也可以起到有力的“舉證”作用。從實現技術方面，數
字化手術室的建設主要包含以下幾個方面內容：
1.1 手術室端軟件設計 在手術室端軟件設計中集成多種醫療系統，設計與現有HIS,
LIS, PACS 等系統進行接口，有效存取手術病人信息數據庫和教學視頻的相關資料，
方便醫生了解病人的各種信息。結合高清手術視頻和現有HIS 系統，完成病人信息
和手術視頻信息的無縫整合。為手術方案制訂和手術過程的進行，提供綜合、快速
的參考。并通過網絡技術，將手術室系統狀態實時發送到遠端，讓遠端示教室可以
實時了解病人各方面信息。
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1.2 視頻示教及點播 系統可以連接高清攝像頭和高清腔鏡，將手術過程中的圖像
通過網絡實時傳輸到示教室，讓觀摩學員遠程可以看到清晰逼真的圖像，有效提高
培訓的效率；同時提供實時雙向語音視頻互動，讓手術醫生和遠端的學員可以進行
互動提問溝通。針對典型手術，系統提供高清格式的數字化錄制，并可提供遠程網
絡播放功能，方便學員日后進行培訓學習。
1.3 遠程教學系統 通過身份認證，遠程用戶可以對系統各類用戶權限嚴格進行控
制，防止非授權的網絡訪問，保證數據的安全。
2 系統設計方案
2.1 總體規劃 本系統依托現有高速網絡，同時在高清多點控制單元基礎上構建數
字化手術室、示教室和相關視頻數字化錄制設備。包括有高清數字化手術室、示教
室、管理中心和局域網絡用戶四大模塊。完成基于網絡的高清手術室互動示教、高
清手術錄制。系統總體拓撲圖如下所示：
2.1.1 硬件方案
2.1.1.1 手術室端硬件設備 手術室端需輸出多種類型音視頻信號供遠程示教，包
括有高清術野、高清和標清腔鏡、互動視頻和語音、數字化手術室信息集成系統屏
幕信息。輸入遠端互動視頻和語音。針對于此，數字化手術室設計以下設計方案：
由于需傳輸互動音視頻和手術室信息集成系統信息 系統通過配置高清視頻會 |
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