全视通数字化手术室技术方案书2020

全视通数字一体化手术室技术方案书全视通数字一体化手术室系统设计方案V3.0珠海全视通信息技术有限公司2020-08-03目录11899一XXXXXX医院建设项目概述 13792二全视通数字一体化手术室建议方案 25748三产品列表 795493.1数字一体化手术室系统主机：BC-LB9800 8267263.2数字一体化手术室系统解码服务器：BC-ID6800 10279963.3综合管理系统：BC-SFW9800 12235963.4全景摄像机： 1375113.5手术室术野摄像： 15237993.6无线耳麦： 1620705四全视通数字一体化手术室亮点 1726671五服务承诺 20一XXXXXX医院建设项目概述随着时代的飞速发展，人们的认知水平也在不断提高，现今人们的医疗需求已经不止停留在治病防病上，而是向保健养生转变，同时对医疗服务也就提出更高的要求，比如医疗的舒适度，安全性的要求都做出了相应的调整。数字一体化手术室应用，实现了手术监管，增强了手术的安全性，并且提高了医生的手术效率，提高了医院的经济效益及市场竞争能力。数字一体化手术室集计算机网络技术、自动控制技术、图形信号处理技术、综合布线技术等技术于一体，将与手术过程相关的系统有机地结合起来，使得医护人员能够及时地，准确地获获取病人的相关信息，便于医生操作、提高手术效率和安全可靠性，为整个手术提供更加高效、舒适、安全、便利的环境，是信息通信技术在医院建设中的广泛应用。数字一体化手术室首先是要洁净手术室，在此基础上，利用计算机技术结合设备数字化功能，在软件和硬件上共同整合集成，最大程度的发挥设备的使用功能，最大程度的满足手术条件的需求。数字一体化手术室的操作方法是让医护人员在无菌区通过操作平台或者触摸屏轻而易举控制手术室内的全部设备，同时还连接医院内的信息网络，这就可以达到医院数据和影像的共享，而且可以利用视频音频系统同外界进行交流。数字一体化手术室符合医疗设备人性化、自动化、智能化的要求。本方案对1间手术室和1间示教室进行数字化建设。二全视通数字一体化手术室建议方案2.1客户需求数字一体化手术室是各种医疗数据集中的平台，在手术过程中，医生需要适时了解患者以前所有医嘱、术前影像学、生化临床检验等相关信息，动态观察患者术中生命体征指数变化，充分利用专家知识库指导手术流程，并能有效应对手术中的突发事件，这必须要求将现有的医院信息系统集成到数字一体化手术室平台上，做到与HIS、EMR、LIS、PACS/RIS、CIS、OA、临床路径系统、手术麻醉信息系统、消毒供应室物品追溯系统等医院各个业务应用系统间无缝链接。医院易地新建项目数字一体化手术室系统工程范围主要是在住院医技楼选若干个手术室设计有数字一体化手术室系统；数字一体化手术室系统要求与示教系统接入，在会议室能观看整个手术的过程，并对手术录像进行集中存储。2.2方案说明全视通数字一体化手术室系统采用模块化设计，从而可以方便的为用户量体裁衣，快速响应客户需求。根据医院的数字一体化手术室建设需求，我司提供的整个方案按照功能模块可以分为音视频交互子系统、设备集中控制子系统、信息管理子系统和综合管理子系统。FigureSTYLEREF1\s2SEQFigure\*ARABIC\s11系统逻辑组网图2.3音视频交互子系统2.3.1视频直播全视通音视频交互平台为手术室提供一个开放窗口，使得手术室外的专家、学者、患者家属能够实时观看手术室内部的手术情况。数字一体化手术室主机负责视频信号的接入、采集、编码、转流和临时存储功能。提供HDMI、VGA、CVBS、DVI、S-VIDEO和SDI等丰富的视频输入接口。为全景摄像机，术野摄像机以及各种医疗影像设备提供输入接口。数字一体化手术室主机默认配置为同时接入8路医疗影像设备，每一路的影像设备硬件接口做到高度融合，可以自动适应几乎全部影像接口类型，其中包含HDMI，VGA，DVI，CVBS，YPbPr，S-Video和SDI。主机视频输入的路数可以根据客户的需求来定制。全视通数字一体化手术室主机根据摄像场景可以配置编码方式，目前支持H.264/MJPEG两种编码格式。H.264的特点是压缩比高，较少的占用存储空间和带宽窄，但是图像的色彩和亮度等信号有损失，这种编码方式非常适合全景摄像机；MJPEG的特点是图像压缩比的低，较高的占用存储空间和带宽，但是对图像色彩和亮度信号能够做到高保真，编码格式非常适合医院的术野摄像机。会议室内的专家或学者可以根据具体情况，调整手术室内的摄像角度，以便达到最佳的观摩效果。2.3.2双向语音对讲全视通数字一体化手术室主机提供语音设备接入接口，即USB接口和BNC音频接口，无线耳机麦克风通过USB接口连接到主机设备。会议室和手术室内可以进行实时进行双向语音对讲。通过使用无线耳麦，手术内的医生能够做到自由的活动，将更多的精力投入到手术过程中，提高手术的效率和安全可靠性。主机提供的音频编码格式为AAC。2.3.3浏览/录播功能全视通数字一体化手术室主机提供视频浏览和录播功能，在触控屏上，医护人员可以浏览本地视频，方便医护人员了解手术室内的直播情况。医护人员可以通过触控屏控制摄像机的云台来调整摄像机的角度和镜头的远近。此外，医护人员还可以控制每视频源的图像是否被录制或直播。医护人员也可以控制手术室对外静音。2.3.4音视频数据存储全视通数字一体化手术室主机提供本地临时存储功能，网络存储和移动磁盘存储功能。当主机配置了本地磁盘存储时，系统会自动存储到本地，因为本地的存储空间有限，当本地磁盘写满之后，系统会自动覆盖最老的文件。本地磁盘是用来保证当网络无法与外界通讯的时候，手术录制的情况不会受到影响，可以把直播的内容先记录下，待到网络恢复后，系统自动将本地已经保存的数据传到机房服务器中。这样即便是直播现场受到影响，但稍后可以通过点播功能完成时移回放。数字一体化手术室主机提供DVD，医护人员可以方便地刻录现场的多媒体数据到光盘。主机也提供USB接口，医护人员可以拷贝多媒体数据到移动存储介质中。2.3.5本地视频切换功能全视通数字一体化手术室主机提供本地视频切换功能，即通过主机接进来的视频信号可以任意地切换到手术室内的医用监视器上，无需移动医疗设备。该功能方便不同习惯的手术医生调整医疗影像设备输出的图像的位置。系统还可以保留每位手术医生的设置，每位医生直接按照自己的操作习惯保留成为一个预设置，找到并双击预设置记录后，系统自动按照该医生之前的设置路由影像；可以提高手术的效率，节约医生的宝贵时间。2.4信息管理子系统实现医学设备与HIS、PACS、RIS、LIS等现有医院信息系统的完全无缝连接。所提供的接口应能覆盖目前常用的各种医学设备。包括：监护设备、呼吸机、麻醉机、静脉输液泵、麻醉气体检测仪、连续心排量仪等。在手术室内可以足不出户的取到患者之前在门诊的影像数据，还可以将手术过程中的数据，反向存储到医院的4S系统中。2.5数字化综合管理平台2.5.1多级用户管理管理员可以为不同级别的用户分配不同的权限，对用户进行权限和密码等信息进行管理。该功能为医院的行政管理提供了便利，医院可以方便的做到工作相关，最小授权，保证医院的信息系统安全可靠的运行。2.5.2海量可靠存储综合管理提供了海量数据存储功能，可以根据客户的需要进行配置磁盘容量。同时通过磁盘镜像功能，做到本地数据冗余备份，这样大大提高了数据的安全性和可靠性。提供手术现场音视频和医学影像数据的录制功能，录制手术过程中的全程以及细节摄像机捕捉的内容，以备编辑整理成资料库，供学习者进行点播观摩。为了保证数据的可靠性和完备性，录播存储系统提供双重录制和磁盘镜像功能。手术直播系统提供小容量临时存储功能，当网络状况不佳时，系统可以将数据临时保存在直播系统前端，保证数据的完备性；待到网络恢复后，在自动从直播前端恢复到服务器上。存储服务器提供磁盘镜像功能，使得数据存储得到多重保障。2.5.3控制手术室内的设备管理员可以控制是否录制手术室所有视频信号源，也可对手术室内的某个视频源的云台，镜头进行控制，以便取得最佳的观摩效果。2.5.4大用户量接入作为B/S的服务器端，提供大用户量的接入功能。同时具备4个前兆网卡，使得系统的吞吐量达到最佳，视音频效果最佳，无抖动，无延时，更好的满足客户的需求。2.5.5点播回放系统提供B/S架构的点播系统，对录制存储系统存储中的数据进行时移回放和文件下载等服务。点播系统的用户可以是本地用户，也可以是公网上的授权用户，用户可以进行学习或交流。可为医院提供对外交流的窗口，提高医院的知名度，带来丰厚的经济利益。2.5.6导播通过综合管理平台管理员可以对直播现场在手术室和会议室之间进行导播，即将不同频道的数据分配给不同的示教室。这种导播是多对多的导播，即一个视频源可以导播至多间示教室。当观摩同一手术的人员比较多的时候，可以将观摩者分别安排在多间示教间，提供更好的观摩环境。反之，一个示教间可以同时观摩多间手术室的手术情况。2.5.7远程预览综合管理平台提供远程浏览手术室内各个视频的功能。同时观看的视频窗口的个数可以由管理人员指定，浏览的视频窗口滚动的时间也可以由管理员定制。2.5.8远程管理管理人员可以通过综合管理平台对数字一体化手术室的相关设备进行远程升级，远程配置，远程启停等操作。2.5.9操作日志综合管理平台提供操作日志，记录所有管理者的所有行为记录，这些记录可以查阅，不可以删除。三产品列表3.1数字一体化手术室系统主机：BC-LB98003.1.1产品简介BC-LB9800将手术室内的所有医疗设备的影像数据，以及场景视频转播给手术室之外的会议室或者观摩室。BC-LB9800系统为医护人员提供综合的触摸屏操作界面，通过该触摸屏医护人员可以查询病人信息，转播现场，录播回放，电话呼叫以及控制手术室内的灯光，空调和音响等设备。用于远程教学，远程医疗，示教系统以及数字一体化手术室等应用场景。3.1.2产品外观图片FigureSTYLEREF1\s3SEQFigure\*ARABIC\s11BC-LB9800正视图3.1.3产品功能描述TableSTYLEREF1\s3SEQTable\*ARABIC\s11BC-LB9800功能描述功能功能描述多接口类型融合每一路视频接口支持HDMI、VGA、DVI、CVBS、S-VIDEO、SDI、YPbPr类型。用户可以根据具体的医疗影像设备的接口，接入到对应的设备接口上。这样只限定接口路数，不限定接口类型。直播将手术室内的摄像机和医疗设备的影音数据直播给示教室或会议室。采集编码对所有音频源和视频源进行音视频数据的采集编码和传输。双向音频交流医护人员可以通过手术直播终端与示教室内的学生、进修人员、实习医生等进行实时互动的音视频交流与教学。临时存储主机配有小的存储空间，当网络故障时，主机可以暂时存储录播数据，待到网络恢复的时候在将临时存储区域内的多媒体数据传到机房存储设备上。视频浏览和录制实现本地预览，对每一路视频源录制与否进行控制。本地视频切换在手术室内部，可以根据医生的习惯，将不同视频源的数据任意的切换到显示器上进行实时观看。音视频编码格式H.264+AAC规格1000mm*600mm*400mm3.1.4产品界面展示FigureSTYLEREF1\s3SEQFigure\*ARABIC\s13本地视频切换界面FigureSTYLEREF1\s3SEQFigure\*ARABIC\s14背景音乐控制界面3.2数字一体化手术室系统解码服务器：BC-ID68003.2.1产品简介BC-ID6800是全视通公司自主研发的用于多路数字媒体信号解码及输出的专用硬件设备，可与全视通公司的所有录播一体机配合使用。BC-ID6800解码器的性能高，稳定性强。BC-ID6800解码器具备VGA和HDMI输出接口。该解码器的推出为多媒体录播系统增加了一种全新的媒体接收方式，使得用户可以在不同环境下接收录播数据的需要，可以广泛的用于会议室，报告厅，演示厅和领导办公室等场所。解码后的视频可以直接通过VGA和HDMI接口输出到显示设备进行观看。3.2.2产品外观图片FigureSTYLEREF1\s3SEQFigure\*ARABIC\s15产品外观3.2.3产品功能描述TableSTYLEREF1\s3SEQTable\*ARABIC\s12BC-ID6800功能描述功能功能描述接口类型提供视频输出接口如HDMI、VGA和CVBS。管理方式遥控器方式。解码回放设备提供高清解码回放能力。导播设备具备一定能力的导播功能，将不同编码服务器上的视频流载入相应的视频窗。双向音频交流医护人员可以通过手术直播终端与示教室内的学生、进修人员、实习医生等进行实时互动的音视频交流与教学。视频格式H.264+AAC高度1U3.2.4产品界面展示FigureSTYLEREF1\s3SEQFigure\*ARABIC\s16解码器UI界面示例图3.3综合管理系统：BC-SFW98003.3.1产品简介BC-SFW9800是全视通公司自主研发的用于媒体流存储，路由转发，web访问接入功能为一体的专用硬件设备，可与全视通公司的所有编/解码服务器配合使用。该服务器采用专业服务器硬件设备，性能高，可靠性强。支持分组多人示教模式，采用超强的网络适应能力及多种QOS保障机制，采用H.264图像编码协议。BC-CM6800也可安装在BC-SFW9800服务器上，为用户提供点播功能，视频下载，云台控制，用户管理，设备信息修改等功能。在BC-CM6800的控制下，BC-SFW9800主机可以对指定的音视频网络流进行录制和存储，录制内容可以是一间手术室的内容，也可以是网络中任何前端主机的内容。主机标配3T容量的SSD磁盘阵列，可以存储约240小时（4*4M）的高清视频信号，自动发布系统自动侦测录像文件的属性，录制完成后即可在点播页面上展示发布，单机最大支持120个并发点播。同时支持手动发布和后期编辑。BC-SFW9800为2U机架式，可部署在IT机房，并与核心交换机的千兆端口连接，以满足点播时的网络带宽要求。3.3.2产品外观图片FigureSTYLEREF1\s3SEQFigure\*ARABIC\s17产品外观3.3.3产品功能描述TableSTYLEREF1\s3SEQTable\*ARABIC\s13BC-SFW9800功能描述功能功能描述存储备份3T镜像磁盘存储，做到本地数据冗余备份，保证数据存储的可靠性。海量存储磁盘空间可扩展，默认为3T。导播对视频流进行分组，这样即可实现手术室对示教室的多对多的配比。管理方式Web方式媒体流的路由转发对来自编码服务器的视频流进行路由转发给解码器。多级用户管理系统提供多级用户权限管理，可以设置不同级别用户的权限。远程管理远程升级，远程配置和远程启停。操作日志提供用户操作日志功能。视频浏览远程视频浏览双向语音对讲与手术室内能够双向语音对讲。Web服务器提供大用户量的接入功能。网卡4个前兆网卡视频格式H.264+AAC高度2U3.3.4产品界面展示BC-CM6800是运行在BC-SFW9800之上的一个软件，作为一个综合管理平台提供给用户，其主界面如下图所示：FigureSTYLEREF1\s3SEQFigure\*ARABIC\s18综合管理系统界面示例图3.4全景摄像机：3.4.1产品简介作为全球首台高清快球摄像机，支持H.264压缩格式，可实时输出高清分辨率（1920×1080/25fps）的图像。高清全景摄像机可水平360度无限旋转及210度垂直旋转，大范围覆盖监控区域。此外，通过各种最新研发的图像增强技术，给客户带来以往从未体验过的图像效果。高清全景摄像机将会打开一个全新的高清世界，适合广泛应用于平安城市，交通，工厂，园区等大范围场景。3.4.2产品外观图片FigureSTYLEREF1\s3SEQFigure\*ARABIC\s19全景摄像机外观图片3.4.3产品参数TableSTYLEREF1\s3SEQTable\*ARABIC\s14全景摄像机参数表参数描述成像器件1/3英寸HDCOMS日夜转换支持有效像素约2百万电子快门1/2－1/10,000秒自动增益自动/手动(-3-18dB)曝光控制自动/全自动/快门优先/光圈优先/手动/EV补偿/背光补偿白平衡自动/室内/室外/单键白平衡/手动镜头类型自动聚焦变焦镜头光学变焦10X水平视角5.4°－50.0°焦距f=5.1－51.0mmF值F1.8(广角），F2.1（望远）最低照度彩色1.9lx(XDNRON,VEON,SlowShutterOFF,50IRE)黑白0.17lx(XDNRON,VEON,SlowShutterOFF,50IRE)图像增强功能超级动态降噪，可视性增强摇拍角360°无限旋转摇拍速度最大400°/S俯仰角210°俯仰速度最大400°/S信号制式PAL/NTSC信噪比≥50dB(AGCOFF，WeightON)音频压缩G.711/G.726智能移动探测支持压缩格式H.264,MPEG-4,JPEG图像尺寸1280×720,1024×576,800×480,768×576,640×480,640×360,384×288,320×240,320×180最大帧率H.26430fps(1280×720)MPEG-430fps(1280×720)JPEG10fps(1280×720)网络协议IPv4,IPv6,TCP/IP,ARP,ICMP,HTTP,FTP,SMTP,DHCP,DNS,NTP,RTP/RTCP,SNMP(MIB-2)客户端数量10无线网络支持认证IEEE802.1X接口以太网10BASE-T/100BASE-TX(RJ-45)串行接口RS-232C/RS-422/RS-485(PELCO-D)插槽CF卡接口×1模拟视频输出BNC×1,1.0Vp-p报警输入/输出4路/2路外接麦克风输入迷你接口（单声道），MICIN/LINEIN:2.2kohm,2.45VDC插入电源/LineIN语音输出迷你接口（单声道），最大输出水平：1Vrms一般规格重量约2.0kg尺寸（ø×H)154×226mm电源hPoE,AC24V,DC12V功率最大25W工作温度0－50℃存放温度﹣20－+60℃工作湿度20%-80%存放湿度20%-95%系统要求操作系统MicrosoftWindowsXP,WindwosVista处理器IntelCore2Duo2GHzorhigher内存1GBormore浏览器MicrosoftInternetExplorerVer.6.0,Ver.7.03.5手术室术野摄像：3.5.1产品简介（1）全高清术野摄像系统，用于全高清显示手术室的区域、操作手法；或开放手术的手术画面。对于手术，术野摄像机可以配合进行内外结合的多信号显示、录像；对于开放手术，术野摄像机可以进行全高清录像，并可以进行全高清开放手术转播示教。满足手术室不同种类手术的高清录像、转播需求。（2）单片1080PCMOS传感器。有效像素1920*1080。最大有效像素支持3840*2160。（3）水平分辨率大于等于1800线。（4）快门速度1/6到1/10000。（5）视频输出：HDMI、3G-SDI。（6）240倍变焦比率（20倍光学变焦+12倍数字变焦）。（7）具备减光镜、红外截至滤光镜功能。（8）提供光学和电子混合式防抖功能。（9）最小物距80mm(广角)到1000mm（远端）。（10）重量为1.2Kg，轻巧并可以安装任何独立术野摄像机吊臂上。3.5.2产品外观图片3.6无线耳麦：3.6.1产品简介头戴护耳式无线耳麦，灵敏度高，降噪耳机，具有携带方便等特点。3.6.2产品外观图片FigureSTYLEREF1\s3SEQFigure\*ARABIC\s111无线耳麦外观图3.6.3产品参数TableSTYLEREF1\s311无线耳机麦克风参数表参数名称描述佩戴方式头戴护耳式耳机类型无线有无麦克风有耳机插头类型USB缆线长度1米以内灵敏度好阻抗好频响范围120米耳机类别无线耳机语音耳机降噪耳机

四全视通数字一体化手术室亮点4.1认证全视通数字一体化手术室已经通过了国家3C认证，CE以及Rohs等认证。4.2多视频接口融合每一路视频接口支持HDMI、VGA、DVI、CVBS、S-VIDEO、SDI、YPbPr类型。用户可以根据具体的医疗影像设备的接口，接入到对应的设备接口上。这样只限定接口路数，不限定接口类型，可以满足医院动态的医疗设备接入到数字一体化手术室中的需求。4.3嵌入式硬件系统采用嵌入式Linux操作系统，采用插卡式的硬件设计，硬件集成度高，可靠性强。便于硬件的安装和维护。4.4高性能与可扩展性系统采用分布式设计理念。分布式设计的优势之一在于解决性能瓶颈和单点故障问题，提高系统的稳定性和系统的性能。以音视频交互子系统为例阐述分布式系统设计的优势之一。FigureSTYLEREF1\s4SEQFigure\*ARABIC\s11分布式设计示意图如图4-1所示，AVU中的转发服务、编码服务和主控服务均采用了分布式设计。其中主控服务为功能单点类型；转发服务和编码服务为性能瓶颈类型。转发服务和编码服务将负载由单个节点转移到多个，这样可以实现负荷分担从而提高效率。主控服务为了避免由于单个节点失效而使整个系统崩溃的危险，也采用了分布式设计，这些对已客户端1和客户端2是非透明的。分布式设计的优势之二在于便于根据客户容量需求，灵活，快速的部署系统;快速响应客户需求。4.5高可靠性4.5.1系统级的冷热备份机制数字一体化手术室系统级提供HA的冷备和热备。同时安装的系统有两个系统，彼此备份。冷备的特点是同时安装的两个系统，只有一个系统在工作，处于Active状态；另外一个系统处于非工作状态，处于Standby状态。当Active状态的系统发生故障时，系统可以通过一定程度的人工干预切换到Standby的机器上，Standby的机器切换为Active。热备是同时运行两个系统，一个是Active工作模式，另一个是Standby的工作模式，Active工作模式的系统实时的将系统中的动态数据同步到Standby系统中；当Active机器发生故障的时候，Standby系统会自动的切换到Active状态，接管之前Active系统中的所有业务。TableSTYLEREF1\s4SEQTable\*ARABIC\s11系统冷热备份优缺点备份方式优点缺点冷备两个互为备份的系统因为不需要实时同步数据，性能高。当Active系统发生故障时，切换到Standby系统需要有一段时间的业务中断，并且要丢失当前的业务。热备当Active系统发生故障时，系统自动切换到Standby系统，不需要中断业务。两个互为备份的系统因为需要实时同步数据，性能低。4.5.2模块级别的LoadShare备份如图表4-1中，AVU单元中的编码服务和转发服务工作在LoadShare的工作模式。比如编码服务启动3个。这3个编码服务互为备份同时能达到负荷分担的效果。当其中的1个编码服务发生故障时，其他两个编码服务接管故障编码服务的负荷。当故障编码服务恢复之后，在重新加入LoadShare组内进行工作。4.6开放行与包容性强目前国外也有很多公司也在研制同类产品，他们的市场推广困难在于国内医院现有的HIS/PACS/LIS接口大部分都是非标准化的。这样在中国的市场上推行起来标准接口困难重重，因为医院重建或更改现有的接口无论从时间上还是经济效益上都是不现实的。我们的系统优势在于通过DB适配服务，可将主流的甚至所有的HIS/PACS/LIS系统对接。4.7与国外友商的对比TableSTYLEREF1\s4SEQTable\*ARABIC\s12与国外友商对比表格全视通公司国外友商成本国内