高清视频数字化手术室关键技术研究
石志杰①
①中山大学附属第一医院，510080，广州市越秀区中山二路58 号
摘 要 手术视频示教是医学临床教学和医院管理的一个重要环节，依托宽带网络和高清视频
设备，本文构建了构建高清手术室视频示教系统平台，完成了高清音视频互动、直播、点播和
文本信号网络传输，同时提供强大的系统管理功能，较好满足了医院的需求。
关键词 手术直播 视频点播 高清视频
随着科技不断发展，利用高清视频进行数字化手术转播成为可能，通过在中山
大学附属第一医院进行摸索与实践，较好完成了高清视频的数字化手术室建设，将
先进的高清数字化技术运用到手术室中，提高医院教学与手术室管理水平。
1 绪论
手术室监管一直是医院管理的薄弱环节，同时，随着医院间的交流和联系日益
频繁，对手术示教的需求日益高涨，而此与严格的手术室环境要求相矛盾。因此，
为更好提高医院手术教学水平、维护正常的医疗秩序，减少医疗事故的发生，医院
需要一种行之有效的方式完成对手术的监管和交流。而通过高清数字化手术室的建
设，满足了此方面的需求。
数字化手术室通过利用高清视频和网络技术[1-2]，将手术室内的实时状况通过宽
带网络传送到远端，使观摩学员在非手术室就能观看手术现场实况，并可与手术医
生实现实时语音视频交互。通过海量数字化存储技术，可对手术进行高清录制、存
储，并提供有效的视频点播[3]、视频后处理等功能。通过互联网扩展，在满足一定
带宽基础上，可以与接入互联网的远端医生进行互动和培训[4-5]。同时，所录制的高
清手术视频，对于医疗纠纷也可以起到有力的“举证”作用。从实现技术方面，数
字化手术室的建设主要包含以下几个方面内容：
1.1 手术室端软件设计 在手术室端软件设计中集成多种医疗系统，设计与现有HIS,
LIS, PACS 等系统进行接口，有效存取手术病人信息数据库和教学视频的相关资料，
方便医生了解病人的各种信息。结合高清手术视频和现有HIS 系统，完成病人信息
和手术视频信息的无缝整合。为手术方案制订和手术过程的进行，提供综合、快速
的参考。并通过网络技术，将手术室系统状态实时发送到远端，让远端示教室可以
实时了解病人各方面信息。
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1.2 视频示教及点播 系统可以连接高清摄像头和高清腔镜，将手术过程中的图像
通过网络实时传输到示教室，让观摩学员远程可以看到清晰逼真的图像，有效提高
培训的效率；同时提供实时双向语音视频互动，让手术医生和远端的学员可以进行
互动提问沟通。针对典型手术，系统提供高清格式的数字化录制，并可提供远程网
络播放功能，方便学员日后进行培训学习。
1.3 远程教学系统 通过身份认证，远程用户可以对系统各类用户权限严格进行控
制，防止非授权的网络访问，保证数据的安全。
2 系统设计方案
2.1 总体规划 本系统依托现有高速网络，同时在高清多点控制单元基础上构建数
字化手术室、示教室和相关视频数字化录制设备。包括有高清数字化手术室、示教
室、管理中心和局域网络用户四大模块。完成基于网络的高清手术室互动示教、高
清手术录制。系统总体拓扑图如下所示：
2.1.1 硬件方案
2.1.1.1 手术室端硬件设备 手术室端需输出多种类型音视频信号供远程示教，包
括有高清术野、高清和标清腔镜、互动视频和语音、数字化手术室信息集成系统屏
幕信息。输入远端互动视频和语音。针对于此，数字化手术室设计以下设计方案：
由于需传输互动音视频和手术室信息集成系统信息 系统通过配置高清视频会 |
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