醫院數字化音視頻系統集成技術簡析

李 軍， 沈耀中， 瞿 迪

(1. 上海建筑設計研究院有限公司，上海 200041； 2. 上海建工一建集團有限公司，上海 200120)

0 引言

近年來隨著信息技術的持續發展，醫院智能化服務水平也得到了不斷提高,網絡預約掛號、現場取號叫號、拍片影像即時查看、異地遠程會診、手術示教培訓等各類智能應用隨之而生，不僅更好地服務了就診患者及其家屬，也為醫務工作者和醫院運維管理人員帶來了極大的便利。而音視頻系統作為醫院相關業務應用數據的主要載體，其數字化集成應用正是醫院智能化應用的重要組成部分。

1 醫院音視頻應用的主要內容及現狀分析

按照智能化醫院的相關建設標準及規范的要求，醫院音視頻應用主要包括病房探視、視頻示教、有線電視、會議、信息引導及發布、手術室監控管理、醫護對講(護理呼叫信號系統)、候診呼叫等系統。當前，醫院智能化的應用情況如表1所示。

從表1可以看出，醫院音視頻系統應用的現狀不容樂觀，系統應用功能較弱、管理成本較高，究其原因，仍是缺乏統一的集成綜合管理。表1中描述的音視頻應用均是由單獨的子系統組成，各系統采用的是不同品牌的產品、不同的組網形式以及不同的維護方式，都是以多媒體音視頻流轉發、調度滿足不同的醫療業務和服務的系統，無法實現統一的音視頻編解碼、統一的集成平臺管理。

基于此，應建立一套醫院的音視頻全交換網絡化的統一集成平臺、建立全交換式的音視頻資源池，各類音視頻應用所需的資源均可通過網絡從交換資源池中獲取，以實現對醫院音視頻資源的統一管理、調度。

2 醫院數字化音視頻集成應用的主要需求分析

從提升醫院整體智能化和信息化水平兩方面對醫院音視頻集成平臺應用進行需求分析，主要如下。

(1)會議系統：應能將在各個科室的會議室設施網絡節點設備與音視頻集成平臺互聯并實現多點視頻交互功能，平臺下的任意終端均應能實現遠程會診、手術示教、數字電視、信息發布、視頻直播、視頻點播等多種功能，且以上功能可以自由組合應用，如可實現通過病房電視接入或召開視頻會議。

(2)醫療視頻示教、培訓系統：應能將多媒體音視頻技術與醫護的教學和培訓相結合，手術室視頻示教系統應能實現手術過程的實況觀摩，并應具有雙向音視頻傳輸、場景切換、影像錄制、后期處理等功能。同時手術室終端可以將全景攝像機、術野攝像機及其他醫療設備進行統一的采集，通過平板電腦等移動互動設備以觸控的方式進行統一的調度、控制、切換及錄制等功能。

當今醫院智能化應用現狀分析 表1

(3)遠程會診系統：應能遵循衛生部建設指南、區域級統一規劃、統一建設、無縫銜接醫療衛生系統，實現跨地域、跨系統互聯互通，利用異構集成技術，無縫銜接各種技術標準，首先應能實現醫院內醫療信息的互聯互通、信息共享和發布，有效地整合醫療資源，其次應能同時與全國其他醫療機構實現互聯互通，以滿足醫院遠程會診、學術討論和手術指導等教育資源的共建共享。

3 醫院數字化音視頻集成平臺

3.1 平臺概述

醫院數字化音視頻集成平臺作為醫院音視頻錄入、存儲、處理、轉發等流媒體應用服務的核心平臺，采用多網融合技術，旨在滿足大流量高清、超高清視頻的集中并發、處理、交換服務需要，平臺可同時為視頻監控系統、有線電視系統、視頻會議系統、病房(含ICU)探視系統、手術視頻示教和培訓系統、信息發布系統和遠程會診系統等提供統一集中的音視頻流媒體管理與調度，實現各音視頻系統間的互通互聯，并可與醫院的其他應用系統如HIS、候診呼叫系統和護理呼叫信號系統等實現音視頻的互聯對接以實現更多功能，支持平滑的級聯擴容和增加新功能模塊。

數字化醫院統一視頻服務平臺為多個視頻系統提供統一的管理平臺，采用統一的編解碼設備，系統運行在核心視頻服務器上，由平臺管理工作站的管理軟件統一調配各路視頻至對應的顯示終端，簡化系統結構，有利于系統后期運維。

3.2 平臺功能

醫院數字化音視頻集成平臺的功能主要體現在該平臺可以實現醫院音視頻業務的互通互聯和資源共享，同時各系統具有多功能的互通性，如：有線電視系統除可以實現傳統的電視業務外，還可以實現基于視頻通信的病房探視、可視化護理呼叫和視頻查房等功能，基于數據交互的用藥信息查詢、消息提醒和點餐等功能。平臺的主要功能具體如下。

(1)音視頻業務的多功能應用

平臺不僅可以提供有線電視、視頻會議，遠期還可結合醫院實際需求實現全業務的視頻功能，如遠程會診、手術示教、延時電視、VOD點播，還可擴展實現視頻通訊、應急指揮與調度、信息發布及排隊叫號、遠程培訓、現場直播、自辦頻道、智能化視頻監控及分析、視頻郵件、個性錄制(PVR)等。

(2)全高清視頻的全覆蓋

不同于常規做法，對有線電視、視頻會議、手術示教、ICU探視和遠程會診等應用在實現基于硬件的全高清效果時，還可實現全覆蓋。

(3)全數字的多網融合功能

平臺基于三網融合技術架構，采用視聯網技術可實現全院高清視頻、高清動態影像、生命體征和醫療數據的多網融合。基于醫院配套的綜合布線系統實現高清視頻通信、醫療影像和體征和數據的多網融合，可在同一個終端上實現視頻通信、有線電視、遠程會診、手術示教和互動查詢的多網融合。

(4)全互聯的視頻網絡功能

預留，今后可與全國醫院實現遠程學術交流、遠程會診和遠程培訓等業務，也可將醫院內部優秀的醫療資源實現全國范圍共享的功能。

3.3 集成平臺下各音視頻系統應用功能

3.3.1 信息發布系統

(1)針對全院全網終端的信息發布功能

全院全網的終端指的是集成平臺下的任意終端，包括但不限于：信息發布終端、數字電視終端、視頻會議終端等。

1)支持緊急插播功能：當醫院發生突發情況時(如火情)，可以通過有權限的賬號在系統后臺面向全院所有的終端，強行推送緊急通知。推送內容可以采用文字或視頻直播的方式進行強行緊急插播。

2)應急指導功能：針對突發情況，系統進行緊急插播通知后；隨即可將醫院已做好的應急撤離指導計劃以多媒體文件形式或由院方相關工作人員以視頻直播的方式進行現場撤離指導工作。

3)視頻直播功能：系統有權限的賬號可以向全網任意終端發起視頻直播，每個終端均可以選擇正在進行的視頻直播活動，并參與互動。

(2)針對醫院公共區域終端的信息發布功能

1)多媒體發布功能：信息發布終端可以播放圖片、視頻等多媒體文件，同時也支持將電視信號、電腦桌面信號、公開的視頻會議信號、公開的手術示教內容等實時的信號源進行播放發布。

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

3)特色科室介紹功能：信息發布系統可根據不同科室提供個性化的科室服務，如播放電視節目、醫院公告、緊急通知等信息；通過智能化播控設置，可以實現醫院視頻形象展示、科室介紹、特色醫療服務展示等。

(3)針對醫院非公共區域終端的信息發布功能

1)消息提醒功能：針對非公共區域(如病房內、值班室內等)，信息發布系統可以通過集成平臺向指定的單個終端或一組終端發布消息提醒(如休息提醒、用藥提醒及用餐提醒等)，且提醒消息的同時不影響當前的業務。

2)視頻宣教功能：針對一些值班室、護士站或其他工作區域，可以針對性的發布些工作指導、規范性要求和技能培訓等多媒體視頻材料，起到視頻宣教功能。

3.3.2 有線電視系統

(1)病房電視屏幕實現的主要功能

1)支持遠程音視頻交互：基于集成平臺的有線電視終端可實現一對一或一對多的音視頻交互功能，如覆蓋病房的患者遠程會診、病房探視、視頻呼叫等功能。

2)支持信息發布：基于集成平臺的終端可以實現對醫院病房區域的信息發布，如在有線電視終端上進行重要消息提醒(如患者用藥)等。

3)支持與護理呼叫系統的對接：可與護理站實現病房可視化呼叫，亦可實現與醫護人員移動終端的可視化呼叫。

4)支持與醫院HIS系統的對接：實現用藥情況查詢、住院消費記錄查詢等患者醫療數據查詢功能。

5)支持與其他醫院應用系統的對接：如可實現與醫院配餐系統的對接，滿足患者在病房中點餐的需要。

(2)護士站屏幕實現的主要功能

1)遠程視頻巡房：醫護人員可在護士站即可與病房中的終端建立視頻通信，實現視頻查房功能。

2)視頻探視：針對隔離病房、ICU病房患者，當患者家屬前來醫院進行探視時，可通過設在指定探視區域基于集成平臺的終端與病房中的有線電視終端建立音視頻通信通道，實現遠程的視頻探視功能。

3)可視化護理呼叫：護士可通過設在護士站的終端主動向病房中的有線電視終端建立通信通道，向病房內的患者發起呼叫，與之建立音視頻通信。同時當病人通過呼叫器呼叫醫護人員時，護士站的視頻終端、應答對講器或移動終端可同時響應，當呼叫處理完畢后設備自動恢復到呼叫前的工作狀態。

(3)醫生辦公室屏幕實現的主要功能

1)遠程會診功能：通過基于醫生辦公室桌面電腦或智能終端的音視頻軟件，可實現醫生在辦公室對患者遠程會診的功能。

2)可視化護理呼叫：醫生可通過設在辦公室的終端主動向病房中的有線電視終端建立通信通道；當病人通過呼叫器呼叫醫護人員時，辦公室的電腦或者智能終端同時響應，當呼叫處理完畢后設備自動恢復到呼叫前的工作狀態。

3)手術視頻播放學習功能：醫生在獲得授權后，可通過集成平臺在辦公室實時收看、指導手術或點播收看以往手術錄播的音視頻資料。

3.3.3 視頻會議系統

(1)實現多種音視頻終端接入：如有線電視接入、視頻監控接入、移動終端接入等。通過數字化音視頻集成平臺的建設可實現基本覆蓋全院的視頻會議功能，通過設在如院領導辦公室、醫生辦公室、視頻會議室、視頻示教室和病房中的終端，實現任意終端間的視頻會議功能。

(2)實現終端自主發起會議：基于集成平臺的視頻會議系統中終端可以根據權限自主發起會議，可不需要傳統MCU和會議管理系統的協助，簡化了視頻會議召開流程和方式。

(3)實現跨級多組會議并發的靈活調度：基于集成平臺的視頻會議系統可實現有限跨級的多組會議并發時的靈活調度，而不受當前召開會議的影響。

3.3.4 視頻示教系統

可將手術室內醫生的手術過程，以及手術室內的各種醫療設備的視頻資料，真實地呈現到醫護人員、實習醫生或觀摩人員的眼前，以達到教學或學術交流的目的。視頻數據可通過集成平臺向醫院示教中心、可觀摩手術室或手術觀察會議中心等發布。

3.3.5 醫護對講系統

醫護對講系統是集對講、呼叫、監聽一體化的管理系統，讓醫生能為病人提供及時完善的救護和幫助，從而能有效地提高醫護的管理和控制力度。在本集成平臺建設中，醫護對講系統主要是病房的呼叫與對講。

3.4 醫院數字化音視頻集成平臺應用架構

平臺集成了以上各音視頻應用子系統，此外還可通過在平臺中配置各類應用接入服務器滿足公共互聯網上不同終端的接入。醫院數字化音視頻集成平臺應用整體架構如圖1所示。

圖1 醫院數字化音視頻集成平臺應用架構

4 結束語