醫(yī)療視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計與研究

趙英紅，滕周駿，孫存杰,2

1.徐州醫(yī)學(xué)院 醫(yī)學(xué)影像學(xué)院，江蘇 徐州 221004；

2.徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 影像科，江蘇 徐州 221006

醫(yī)療視頻點播系統(tǒng)的設(shè)計與研究

趙英紅1，滕周駿1，孫存杰1,2

1.徐州醫(yī)學(xué)院 醫(yī)學(xué)影像學(xué)院，江蘇 徐州 221004；

2.徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 影像科，江蘇 徐州 221006

針對醫(yī)院中醫(yī)療視頻管理不善、易造成資源浪費的現(xiàn)象，提出采用流式傳輸技術(shù)開發(fā)視頻點播系統(tǒng)。使用FFmpeg、SDL、Live555流媒體庫，并與MFC開發(fā)的醫(yī)患交流平臺相結(jié)合，實現(xiàn)醫(yī)療視頻等資料的有效管理，服務(wù)于更多的用戶。系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)果表明，醫(yī)療視頻點播系統(tǒng)不僅使醫(yī)療視頻資源得到充分利用，也為醫(yī)生之間的技術(shù)交流、醫(yī)患有效溝通架起了橋梁。

醫(yī)療視頻點播系統(tǒng)；視頻點播；醫(yī)院視頻管理

0 前言

隨著醫(yī)院規(guī)模的不斷擴大，醫(yī)院中的影像和視頻信息由于疏于管理而導(dǎo)致大量丟棄，造成了資源浪費[1]。為了更好地管理這些視頻和影像信息，并且通過這些信息更好地提高普通人對臨床知識的了解，緩解醫(yī)患緊張關(guān)系，提高醫(yī)生技術(shù)水平，改變?nèi)藗儽粍咏邮茚t(yī)療教育的現(xiàn)狀，特開發(fā)醫(yī)療視頻點播系統(tǒng)。本文提出一種實時的視頻點播（video on demand，VOD）系統(tǒng)對醫(yī)療視頻進行分類管理。系統(tǒng)在服務(wù)器端建立資源庫，以減少客戶獲取醫(yī)療信息的難度，并與醫(yī)學(xué)交流平臺結(jié)合，促進醫(yī)患之間的交流。

1 傳統(tǒng)的視頻文件分享及存在的問題

目前，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸過程中，通常要求用戶將音頻、視頻文件下載到本地計算機后，再進行播放。這種方法雖然使Internet上多媒體信息的傳輸成為可能，但是它也帶來了幾個突出的問題。首先，多媒體信息的數(shù)據(jù)量通常都很大，在普通用戶接入速率較低的情況下，下載時間較長；其次，由于必須把節(jié)目下載到本地計算機后才能播放，因此會占用本地計算機的存儲資源；另外，因為用戶將音頻、視頻文件下載到硬盤后，可能要對這些資料進行再傳播，會對制作單位的知識產(chǎn)權(quán)造成侵害。

在這種背景下，“流式傳輸”應(yīng)運而生。VOD系統(tǒng)是指根據(jù)觀眾的要求播放節(jié)目的視頻點播系統(tǒng)。把用戶所點擊或選擇的視頻內(nèi)容傳輸給所請求的用戶，其主要應(yīng)用的技術(shù)為“流式傳輸”[2]。它借鑒了計算機本身利用緩存區(qū)來提高文件運行速度的方式，考慮在播放端放置緩沖區(qū)來解決服務(wù)質(zhì)量的問題[3-4]。流式傳輸將動畫、音頻和視頻等多媒體經(jīng)過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包，由視頻服務(wù)器向用戶計算機連續(xù)、實時地傳送。在采用流式傳輸方式的系統(tǒng)中，用戶不必象非流式播放那樣等到整個文件全部下載完畢后才能看到具體的內(nèi)容，只需經(jīng)過幾秒或幾十秒的啟動延時即可利用相應(yīng)播放器對壓縮的動畫、音頻、視頻等流式多媒體文件解壓后進行播放，多媒體文件的剩余部分也將在后臺的服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載[5-6]。

2 醫(yī)療VOD系統(tǒng)的設(shè)計思想

醫(yī)療VOD系統(tǒng)的基本設(shè)計思想是以實現(xiàn)醫(yī)療視頻點播與醫(yī)學(xué)交流平臺為主要目的。利用FFmpeg與Live555設(shè)計媒體服務(wù)器與點播客戶端，再使用MFC開發(fā)客戶端界面。在服務(wù)器提供點播服務(wù)期間，客戶端通過向服務(wù)器請求視頻文件并建立會話，服務(wù)器端向客戶端發(fā)送視頻流信息，最后利用SDL在客戶端界面顯示視頻文件?？蛻舳讼到y(tǒng)功能模塊設(shè)計，見圖1。

圖1 客戶端系統(tǒng)功能模塊圖

基于流式傳輸而開發(fā)醫(yī)療VOD系統(tǒng)，將視頻點播技術(shù)與醫(yī)學(xué)交流平臺相結(jié)合，并采用VC++以及多個先進的流媒體庫開發(fā)，以保證系統(tǒng)運行效率。利用FFmpeg流媒體庫在處理音頻流與視頻流的優(yōu)勢，對醫(yī)療視頻文件進行流化與編解碼；采用Live555流媒體庫對于實時流傳輸協(xié)議（RTSP）支持的特性，構(gòu)建流媒體服務(wù)器，傳輸音頻與視頻流；最后應(yīng)用SDL游戲庫顯示音頻與視頻的優(yōu)勢，在客戶端界面顯示視頻文件，最終實現(xiàn)視頻點播。本系統(tǒng)將醫(yī)院的醫(yī)療視頻整合為醫(yī)療視頻資源庫，方便了醫(yī)療視頻資源的管理。

3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

本系統(tǒng)分為服務(wù)器端與客戶端。

服務(wù)器端負責(zé)響應(yīng)客戶端RTSP請求消息與RTP數(shù)據(jù)流的傳輸，并支持多種格式的視頻。本系統(tǒng)服務(wù)器主要模塊為視頻文件傳輸模塊，為了保證服務(wù)器端在低配置處理器電腦中的高效運行，服務(wù)器端程序設(shè)計在控制臺窗口下運行，不具備Windows操作界面。服務(wù)器端的另一個重要模塊是醫(yī)療視頻資源庫模塊，該模塊分類視頻，方便用戶查詢到所需求的視頻資源。

客戶端化分為視頻點播和交流平臺兩大模塊：

（1）視頻點播模塊。此模塊是視頻點播功能的實現(xiàn)模塊，包括視頻搜索、視頻緩存、視頻播放控制、播放網(wǎng)絡(luò)串流、播放本地文件。本系統(tǒng)使用動態(tài)鏈接庫的形式導(dǎo)入、使用FFmpeg與SDL開發(fā)的視頻點播播放器，并使其與VC保持兼容。

視頻點播流程，見圖2。

圖2 視頻點播流程圖

（2）交流平臺模塊。此模塊包括預(yù)約與回復(fù)、在線交流、視頻評論3個模塊。① 預(yù)約與回復(fù)模塊：用戶成功登錄之后即可使用該模塊，用戶通過選擇預(yù)約選項進入預(yù)約界面，在預(yù)約界面中選擇預(yù)約醫(yī)生，并可查看該醫(yī)生職務(wù)。在預(yù)約欄中填入信息后，程序?qū)l(fā)送該預(yù)約信息至被預(yù)約醫(yī)生，被預(yù)約醫(yī)生通過回復(fù)該預(yù)約完成整個預(yù)約與回復(fù)過程；②在線交流模塊：該模塊由獨立的程序所構(gòu)成，可以單獨使用。在該功能中用戶通過選擇交流的醫(yī)生，從而獲得該醫(yī)生的IP地址，并向該IP地址發(fā)送信息，從而與醫(yī)生形成實時交流；③ 視頻評論模塊：該模塊由用戶成功登錄后使用，當(dāng)服務(wù)器向客戶端發(fā)送視頻信息時，客戶端同時將加載該視頻的簡介信息與評論信息，用戶激活評論窗口，通過評論按鈕將評論信息提交至數(shù)據(jù)庫中。

4 應(yīng)用效果

本系統(tǒng)結(jié)合了三種流式媒體庫，改變了傳統(tǒng)的視頻分享方式，將視頻點播系統(tǒng)與醫(yī)患交流平臺相結(jié)合，設(shè)計簡單高效，保證在低配置下的運行效率，提供RTSP服務(wù)與RTP數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù)。通過RTSP的多播功能的實現(xiàn)，能處理多個客戶端連接，滿足了大部分人的視頻點播需求，并使醫(yī)療視頻文件得到了有效的管理[5-6]。系統(tǒng)應(yīng)用主界面效果圖，見圖3。

該系統(tǒng)在我學(xué)院的一個三甲附屬醫(yī)院試用，運行效果良好。期間對該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的視頻文件系統(tǒng)的各項運行指標測試，具體測試數(shù)據(jù)見表1～2。

圖3 視頻點播主界面

表1 各協(xié)議類型數(shù)據(jù)包大下不同時的傳輸效率

表2 系統(tǒng)運行效率對比

從表1～2的數(shù)據(jù)可以看出該系統(tǒng)在傳輸速度和系統(tǒng)運行效率上優(yōu)于傳統(tǒng)視頻點播系統(tǒng)。

5 討論

運用通信技術(shù)以及計算機技術(shù)相結(jié)合開發(fā)的醫(yī)療視頻點播系統(tǒng)，對醫(yī)院的視頻管理與分享提供了解決方案，為醫(yī)院的信息化管理起到了積極的輔助作用[7-8]。對于醫(yī)生來說，該系統(tǒng)可以拓寬醫(yī)療技術(shù)的交流渠道，革新醫(yī)療技術(shù)的教學(xué)方式；對于患者來說，該系統(tǒng)對醫(yī)療知識的普及起到了積極的輔助作用，可以明確的了解自己所要接受的檢查治療，查看真實的檢查治療過程，并了解可能存在的風(fēng)險以及預(yù)防措施，增進對醫(yī)生工作的理解，避免由于缺乏有效溝通造成的醫(yī)患關(guān)系緊張局面。本系統(tǒng)最大的特點在于將視頻點播與交流平臺進行了很好的融合，利用此平臺，醫(yī)生、患者可以自由的進行在線交流，實現(xiàn)在線檢查預(yù)約、咨詢和討論。

該系統(tǒng)平臺的建立實現(xiàn)了對醫(yī)院視頻資源的科學(xué)管理及合理利用，并且能更好地滿足醫(yī)生和患者的潛在需求。利用計算機通信技術(shù)處理信息快速嚴謹?shù)奶赜袡C制，減少醫(yī)患交流及獲取醫(yī)療信息的難度，為醫(yī)院醫(yī)院的信息化管理提供了新的模式。經(jīng)不斷完善，該系統(tǒng)將在醫(yī)院視頻管理方面發(fā)揮更大的作用。

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Design and Research on Medical VOD System

ZHAO Ying-hong1, TENG Zhou-jun1, SUN Cun-jie1,2
1.School of Medical Imaging, Xuzhou Medical College, Xuzhou Jiangsu 221004, China;
2.The Affiliated Hospital of Xuzhou Medical College, Xuzhou Jiangsu 221006, China

In order to solve the problem of waste in medical video resources due to lack of management, stream transmission technique is proposed in this paper. Combined with doctor-patient communication platform developed by MFC, the video on demand (VOD) system which applies FFmpeg, SDL, Live555 streaming media library can effectively manage medical video information and provide service to more users. Experimental result also indicates that VOD system can not only make full use of the medical video resources, but also assist the doctor-to-doctor and doctor-to-patients communications.

medical video on demand system; video on demand; hospital video management

TP311.52

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.10.016

1674-1633(2014)10-0052-03

2014-05-26

2014-10-23

江蘇省大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃立項項目（2012JSSPITP1855）。

本文作者：趙英紅，講師，研究方向為醫(yī)學(xué)圖像處理及醫(yī)學(xué)影像技術(shù)。

孫存杰，副教授，副主任技師。

通訊作者郵箱：suncunjie@163.com