醫(yī)院數(shù)字化音視頻系統(tǒng)集成技術(shù)簡(jiǎn)析

李 軍， 沈耀中， 瞿 迪

(1. 上海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200041； 2. 上海建工一建集團(tuán)有限公司，上海 200120)

0 引言

近年來隨著信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，醫(yī)院智能化服務(wù)水平也得到了不斷提高,網(wǎng)絡(luò)預(yù)約掛號(hào)、現(xiàn)場(chǎng)取號(hào)叫號(hào)、拍片影像即時(shí)查看、異地遠(yuǎn)程會(huì)診、手術(shù)示教培訓(xùn)等各類智能應(yīng)用隨之而生，不僅更好地服務(wù)了就診患者及其家屬，也為醫(yī)務(wù)工作者和醫(yī)院運(yùn)維管理人員帶來了極大的便利。而音視頻系統(tǒng)作為醫(yī)院相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)的主要載體，其數(shù)字化集成應(yīng)用正是醫(yī)院智能化應(yīng)用的重要組成部分。

1 醫(yī)院音視頻應(yīng)用的主要內(nèi)容及現(xiàn)狀分析

按照智能化醫(yī)院的相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的要求，醫(yī)院音視頻應(yīng)用主要包括病房探視、視頻示教、有線電視、會(huì)議、信息引導(dǎo)及發(fā)布、手術(shù)室監(jiān)控管理、醫(yī)護(hù)對(duì)講(護(hù)理呼叫信號(hào)系統(tǒng))、候診呼叫等系統(tǒng)。當(dāng)前，醫(yī)院智能化的應(yīng)用情況如表1所示。

從表1可以看出，醫(yī)院音視頻系統(tǒng)應(yīng)用的現(xiàn)狀不容樂觀，系統(tǒng)應(yīng)用功能較弱、管理成本較高，究其原因，仍是缺乏統(tǒng)一的集成綜合管理。表1中描述的音視頻應(yīng)用均是由單獨(dú)的子系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)采用的是不同品牌的產(chǎn)品、不同的組網(wǎng)形式以及不同的維護(hù)方式，都是以多媒體音視頻流轉(zhuǎn)發(fā)、調(diào)度滿足不同的醫(yī)療業(yè)務(wù)和服務(wù)的系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的音視頻編解碼、統(tǒng)一的集成平臺(tái)管理。

基于此，應(yīng)建立一套醫(yī)院的音視頻全交換網(wǎng)絡(luò)化的統(tǒng)一集成平臺(tái)、建立全交換式的音視頻資源池，各類音視頻應(yīng)用所需的資源均可通過網(wǎng)絡(luò)從交換資源池中獲取，以實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院音視頻資源的統(tǒng)一管理、調(diào)度。

2 醫(yī)院數(shù)字化音視頻集成應(yīng)用的主要需求分析

從提升醫(yī)院整體智能化和信息化水平兩方面對(duì)醫(yī)院音視頻集成平臺(tái)應(yīng)用進(jìn)行需求分析，主要如下。

(1)會(huì)議系統(tǒng)：應(yīng)能將在各個(gè)科室的會(huì)議室設(shè)施網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備與音視頻集成平臺(tái)互聯(lián)并實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)視頻交互功能，平臺(tái)下的任意終端均應(yīng)能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程會(huì)診、手術(shù)示教、數(shù)字電視、信息發(fā)布、視頻直播、視頻點(diǎn)播等多種功能，且以上功能可以自由組合應(yīng)用，如可實(shí)現(xiàn)通過病房電視接入或召開視頻會(huì)議。

(2)醫(yī)療視頻示教、培訓(xùn)系統(tǒng)：應(yīng)能將多媒體音視頻技術(shù)與醫(yī)護(hù)的教學(xué)和培訓(xùn)相結(jié)合，手術(shù)室視頻示教系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)手術(shù)過程的實(shí)況觀摩，并應(yīng)具有雙向音視頻傳輸、場(chǎng)景切換、影像錄制、后期處理等功能。同時(shí)手術(shù)室終端可以將全景攝像機(jī)、術(shù)野攝像機(jī)及其他醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的采集，通過平板電腦等移動(dòng)互動(dòng)設(shè)備以觸控的方式進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度、控制、切換及錄制等功能。

當(dāng)今醫(yī)院智能化應(yīng)用現(xiàn)狀分析 表1

(3)遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)：應(yīng)能遵循衛(wèi)生部建設(shè)指南、區(qū)域級(jí)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、無縫銜接醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨地域、跨系統(tǒng)互聯(lián)互通，利用異構(gòu)集成技術(shù)，無縫銜接各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，首先應(yīng)能實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)醫(yī)療信息的互聯(lián)互通、信息共享和發(fā)布，有效地整合醫(yī)療資源，其次應(yīng)能同時(shí)與全國(guó)其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，以滿足醫(yī)院遠(yuǎn)程會(huì)診、學(xué)術(shù)討論和手術(shù)指導(dǎo)等教育資源的共建共享。

3 醫(yī)院數(shù)字化音視頻集成平臺(tái)

3.1 平臺(tái)概述

醫(yī)院數(shù)字化音視頻集成平臺(tái)作為醫(yī)院音視頻錄入、存儲(chǔ)、處理、轉(zhuǎn)發(fā)等流媒體應(yīng)用服務(wù)的核心平臺(tái)，采用多網(wǎng)融合技術(shù)，旨在滿足大流量高清、超高清視頻的集中并發(fā)、處理、交換服務(wù)需要，平臺(tái)可同時(shí)為視頻監(jiān)控系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、病房(含ICU)探視系統(tǒng)、手術(shù)視頻示教和培訓(xùn)系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)和遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)等提供統(tǒng)一集中的音視頻流媒體管理與調(diào)度，實(shí)現(xiàn)各音視頻系統(tǒng)間的互通互聯(lián)，并可與醫(yī)院的其他應(yīng)用系統(tǒng)如HIS、候診呼叫系統(tǒng)和護(hù)理呼叫信號(hào)系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)音視頻的互聯(lián)對(duì)接以實(shí)現(xiàn)更多功能，支持平滑的級(jí)聯(lián)擴(kuò)容和增加新功能模塊。

數(shù)字化醫(yī)院統(tǒng)一視頻服務(wù)平臺(tái)為多個(gè)視頻系統(tǒng)提供統(tǒng)一的管理平臺(tái)，采用統(tǒng)一的編解碼設(shè)備，系統(tǒng)運(yùn)行在核心視頻服務(wù)器上，由平臺(tái)管理工作站的管理軟件統(tǒng)一調(diào)配各路視頻至對(duì)應(yīng)的顯示終端，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有利于系統(tǒng)后期運(yùn)維。

3.2 平臺(tái)功能

醫(yī)院數(shù)字化音視頻集成平臺(tái)的功能主要體現(xiàn)在該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)院音視頻業(yè)務(wù)的互通互聯(lián)和資源共享，同時(shí)各系統(tǒng)具有多功能的互通性，如：有線電視系統(tǒng)除可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的電視業(yè)務(wù)外，還可以實(shí)現(xiàn)基于視頻通信的病房探視、可視化護(hù)理呼叫和視頻查房等功能，基于數(shù)據(jù)交互的用藥信息查詢、消息提醒和點(diǎn)餐等功能。平臺(tái)的主要功能具體如下。

(1)音視頻業(yè)務(wù)的多功能應(yīng)用

平臺(tái)不僅可以提供有線電視、視頻會(huì)議，遠(yuǎn)期還可結(jié)合醫(yī)院實(shí)際需求實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)的視頻功能，如遠(yuǎn)程會(huì)診、手術(shù)示教、延時(shí)電視、VOD點(diǎn)播，還可擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)視頻通訊、應(yīng)急指揮與調(diào)度、信息發(fā)布及排隊(duì)叫號(hào)、遠(yuǎn)程培訓(xùn)、現(xiàn)場(chǎng)直播、自辦頻道、智能化視頻監(jiān)控及分析、視頻郵件、個(gè)性錄制(PVR)等。

(2)全高清視頻的全覆蓋

不同于常規(guī)做法，對(duì)有線電視、視頻會(huì)議、手術(shù)示教、ICU探視和遠(yuǎn)程會(huì)診等應(yīng)用在實(shí)現(xiàn)基于硬件的全高清效果時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)全覆蓋。

(3)全數(shù)字的多網(wǎng)融合功能

平臺(tái)基于三網(wǎng)融合技術(shù)架構(gòu)，采用視聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)全院高清視頻、高清動(dòng)態(tài)影像、生命體征和醫(yī)療數(shù)據(jù)的多網(wǎng)融合?；卺t(yī)院配套的綜合布線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高清視頻通信、醫(yī)療影像和體征和數(shù)據(jù)的多網(wǎng)融合，可在同一個(gè)終端上實(shí)現(xiàn)視頻通信、有線電視、遠(yuǎn)程會(huì)診、手術(shù)示教和互動(dòng)查詢的多網(wǎng)融合。

(4)全互聯(lián)的視頻網(wǎng)絡(luò)功能

預(yù)留，今后可與全國(guó)醫(yī)院實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程學(xué)術(shù)交流、遠(yuǎn)程會(huì)診和遠(yuǎn)程培訓(xùn)等業(yè)務(wù)，也可將醫(yī)院內(nèi)部?jī)?yōu)秀的醫(yī)療資源實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍共享的功能。

3.3 集成平臺(tái)下各音視頻系統(tǒng)應(yīng)用功能

3.3.1 信息發(fā)布系統(tǒng)

(1)針對(duì)全院全網(wǎng)終端的信息發(fā)布功能

全院全網(wǎng)的終端指的是集成平臺(tái)下的任意終端，包括但不限于：信息發(fā)布終端、數(shù)字電視終端、視頻會(huì)議終端等。

1)支持緊急插播功能：當(dāng)醫(yī)院發(fā)生突發(fā)情況時(shí)(如火情)，可以通過有權(quán)限的賬號(hào)在系統(tǒng)后臺(tái)面向全院所有的終端，強(qiáng)行推送緊急通知。推送內(nèi)容可以采用文字或視頻直播的方式進(jìn)行強(qiáng)行緊急插播。

2)應(yīng)急指導(dǎo)功能：針對(duì)突發(fā)情況，系統(tǒng)進(jìn)行緊急插播通知后；隨即可將醫(yī)院已做好的應(yīng)急撤離指導(dǎo)計(jì)劃以多媒體文件形式或由院方相關(guān)工作人員以視頻直播的方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)撤離指導(dǎo)工作。

3)視頻直播功能：系統(tǒng)有權(quán)限的賬號(hào)可以向全網(wǎng)任意終端發(fā)起視頻直播，每個(gè)終端均可以選擇正在進(jìn)行的視頻直播活動(dòng)，并參與互動(dòng)。

(2)針對(duì)醫(yī)院公共區(qū)域終端的信息發(fā)布功能

1)多媒體發(fā)布功能：信息發(fā)布終端可以播放圖片、視頻等多媒體文件，同時(shí)也支持將電視信號(hào)、電腦桌面信號(hào)、公開的視頻會(huì)議信號(hào)、公開的手術(shù)示教內(nèi)容等實(shí)時(shí)的信號(hào)源進(jìn)行播放發(fā)布。

2)分屏顯示功能：每個(gè)顯示終端上能播放來自不同節(jié)目源的音視頻內(nèi)容，且每個(gè)顯示終端可按播放內(nèi)容進(jìn)行顯示終端多窗口畫面的自由分割和同時(shí)播放。

3)特色科室介紹功能：信息發(fā)布系統(tǒng)可根據(jù)不同科室提供個(gè)性化的科室服務(wù)，如播放電視節(jié)目、醫(yī)院公告、緊急通知等信息；通過智能化播控設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)院視頻形象展示、科室介紹、特色醫(yī)療服務(wù)展示等。

(3)針對(duì)醫(yī)院非公共區(qū)域終端的信息發(fā)布功能

1)消息提醒功能：針對(duì)非公共區(qū)域(如病房?jī)?nèi)、值班室內(nèi)等)，信息發(fā)布系統(tǒng)可以通過集成平臺(tái)向指定的單個(gè)終端或一組終端發(fā)布消息提醒(如休息提醒、用藥提醒及用餐提醒等)，且提醒消息的同時(shí)不影響當(dāng)前的業(yè)務(wù)。

2)視頻宣教功能：針對(duì)一些值班室、護(hù)士站或其他工作區(qū)域，可以針對(duì)性的發(fā)布些工作指導(dǎo)、規(guī)范性要求和技能培訓(xùn)等多媒體視頻材料，起到視頻宣教功能。

3.3.2 有線電視系統(tǒng)

(1)病房電視屏幕實(shí)現(xiàn)的主要功能

1)支持遠(yuǎn)程音視頻交互：基于集成平臺(tái)的有線電視終端可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一或一對(duì)多的音視頻交互功能，如覆蓋病房的患者遠(yuǎn)程會(huì)診、病房探視、視頻呼叫等功能。

2)支持信息發(fā)布：基于集成平臺(tái)的終端可以實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院病房區(qū)域的信息發(fā)布，如在有線電視終端上進(jìn)行重要消息提醒(如患者用藥)等。

3)支持與護(hù)理呼叫系統(tǒng)的對(duì)接：可與護(hù)理站實(shí)現(xiàn)病房可視化呼叫，亦可實(shí)現(xiàn)與醫(yī)護(hù)人員移動(dòng)終端的可視化呼叫。

4)支持與醫(yī)院HIS系統(tǒng)的對(duì)接：實(shí)現(xiàn)用藥情況查詢、住院消費(fèi)記錄查詢等患者醫(yī)療數(shù)據(jù)查詢功能。

5)支持與其他醫(yī)院應(yīng)用系統(tǒng)的對(duì)接：如可實(shí)現(xiàn)與醫(yī)院配餐系統(tǒng)的對(duì)接，滿足患者在病房中點(diǎn)餐的需要。

(2)護(hù)士站屏幕實(shí)現(xiàn)的主要功能

1)遠(yuǎn)程視頻巡房：醫(yī)護(hù)人員可在護(hù)士站即可與病房中的終端建立視頻通信，實(shí)現(xiàn)視頻查房功能。

2)視頻探視：針對(duì)隔離病房、ICU病房患者，當(dāng)患者家屬前來醫(yī)院進(jìn)行探視時(shí)，可通過設(shè)在指定探視區(qū)域基于集成平臺(tái)的終端與病房中的有線電視終端建立音視頻通信通道，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的視頻探視功能。

3)可視化護(hù)理呼叫：護(hù)士可通過設(shè)在護(hù)士站的終端主動(dòng)向病房中的有線電視終端建立通信通道，向病房?jī)?nèi)的患者發(fā)起呼叫，與之建立音視頻通信。同時(shí)當(dāng)病人通過呼叫器呼叫醫(yī)護(hù)人員時(shí)，護(hù)士站的視頻終端、應(yīng)答對(duì)講器或移動(dòng)終端可同時(shí)響應(yīng)，當(dāng)呼叫處理完畢后設(shè)備自動(dòng)恢復(fù)到呼叫前的工作狀態(tài)。

(3)醫(yī)生辦公室屏幕實(shí)現(xiàn)的主要功能

1)遠(yuǎn)程會(huì)診功能：通過基于醫(yī)生辦公室桌面電腦或智能終端的音視頻軟件，可實(shí)現(xiàn)醫(yī)生在辦公室對(duì)患者遠(yuǎn)程會(huì)診的功能。

2)可視化護(hù)理呼叫：醫(yī)生可通過設(shè)在辦公室的終端主動(dòng)向病房中的有線電視終端建立通信通道；當(dāng)病人通過呼叫器呼叫醫(yī)護(hù)人員時(shí)，辦公室的電腦或者智能終端同時(shí)響應(yīng)，當(dāng)呼叫處理完畢后設(shè)備自動(dòng)恢復(fù)到呼叫前的工作狀態(tài)。

3)手術(shù)視頻播放學(xué)習(xí)功能：醫(yī)生在獲得授權(quán)后，可通過集成平臺(tái)在辦公室實(shí)時(shí)收看、指導(dǎo)手術(shù)或點(diǎn)播收看以往手術(shù)錄播的音視頻資料。

3.3.3 視頻會(huì)議系統(tǒng)

(1)實(shí)現(xiàn)多種音視頻終端接入：如有線電視接入、視頻監(jiān)控接入、移動(dòng)終端接入等。通過數(shù)字化音視頻集成平臺(tái)的建設(shè)可實(shí)現(xiàn)基本覆蓋全院的視頻會(huì)議功能，通過設(shè)在如院領(lǐng)導(dǎo)辦公室、醫(yī)生辦公室、視頻會(huì)議室、視頻示教室和病房中的終端，實(shí)現(xiàn)任意終端間的視頻會(huì)議功能。

(2)實(shí)現(xiàn)終端自主發(fā)起會(huì)議：基于集成平臺(tái)的視頻會(huì)議系統(tǒng)中終端可以根據(jù)權(quán)限自主發(fā)起會(huì)議，可不需要傳統(tǒng)MCU和會(huì)議管理系統(tǒng)的協(xié)助，簡(jiǎn)化了視頻會(huì)議召開流程和方式。

(3)實(shí)現(xiàn)跨級(jí)多組會(huì)議并發(fā)的靈活調(diào)度：基于集成平臺(tái)的視頻會(huì)議系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)有限跨級(jí)的多組會(huì)議并發(fā)時(shí)的靈活調(diào)度，而不受當(dāng)前召開會(huì)議的影響。

3.3.4 視頻示教系統(tǒng)

可將手術(shù)室內(nèi)醫(yī)生的手術(shù)過程，以及手術(shù)室內(nèi)的各種醫(yī)療設(shè)備的視頻資料，真實(shí)地呈現(xiàn)到醫(yī)護(hù)人員、實(shí)習(xí)醫(yī)生或觀摩人員的眼前，以達(dá)到教學(xué)或?qū)W術(shù)交流的目的。視頻數(shù)據(jù)可通過集成平臺(tái)向醫(yī)院示教中心、可觀摩手術(shù)室或手術(shù)觀察會(huì)議中心等發(fā)布。

3.3.5 醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)

醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)是集對(duì)講、呼叫、監(jiān)聽一體化的管理系統(tǒng)，讓醫(yī)生能為病人提供及時(shí)完善的救護(hù)和幫助，從而能有效地提高醫(yī)護(hù)的管理和控制力度。在本集成平臺(tái)建設(shè)中，醫(yī)護(hù)對(duì)講系統(tǒng)主要是病房的呼叫與對(duì)講。

3.4 醫(yī)院數(shù)字化音視頻集成平臺(tái)應(yīng)用架構(gòu)

平臺(tái)集成了以上各音視頻應(yīng)用子系統(tǒng)，此外還可通過在平臺(tái)中配置各類應(yīng)用接入服務(wù)器滿足公共互聯(lián)網(wǎng)上不同終端的接入。醫(yī)院數(shù)字化音視頻集成平臺(tái)應(yīng)用整體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 醫(yī)院數(shù)字化音視頻集成平臺(tái)應(yīng)用架構(gòu)

4 結(jié)束語