韩乾

北京积水潭医院 器械科，北京100035

我院数字化手术室音视频通讯网络及应用

韩乾

北京积水潭医院 器械科，北京100035

我院数字化手术室系统于2008年初建成并投入使用，本文介绍了该系统的组成结构和音视频通讯工作原理。这套数字化系统在手术过程中与各种数字化医疗设备配合使用完成手术，并对手术过程中的数据与图像进行存档，供临床研究及远程手术教学使用。

数字化手术室；视频系统；音频系统；数字化医院

0 前言

随着科学技术的不断发展，数字化、信息技术不断进步，医院的数字化建设也得到了进一步的发展。手术室作为一个医院的临床核心，更是建设数字化医院的重中之重。所以，建设一个功能强大的数字化手术室对医院的现代化建设是至关重要的，也是必然趋势。

我院是国内知名的以骨科学、烧伤科学为重点的三级甲等综合性医院。医院的学科分类决定了我院手术量大的特点，我院年手术量达3万多例。骨科手术种类繁多，而且有些手术难度大，相应的就会对手术室的综合条件要求更高。为此，2008年我院筹建的功能强大的“现代化手术室”正式投入使用。

1 数字化和数字化手术室的概念

1.1 数字化的概念

数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。

1.2 数字化手术室

数字化手术室起源于20世纪90年代初，是在医生手术需要的基础上发展起来的。数字化手术室，是通过将先进的数字化技术运用到手术室的特定环境中，对实时数据监测、查询，同时与远程医学影像技术相结合，使得医生能够实时获得大量与患者相关的重要信息，从而便于手术操作，提高手术的安全性和手术效果。

2 我院数字化手术系统

2.1 系统组成

我院所使用的数字化系统均为美国史赛克公司提供（SwitchPoint Infinity 2.0控制系统）。该系统主要包括：Infinity2.0控制主机、SDC HD数字影音记录装置、SIDNE声控系统。其他辅助设备：全景摄像头、触摸控制显示屏和液晶电视等。

2.2 数字化硬件设备及手术间内音视频通讯

（1）SwitchPoint Infinity 2.0。该系统专门用来直接控制手术间内的音频、视频设备的操作和设置。Infinity 2.0 控制系统也是用于手术间的音频、视频和数据路由器及视频会议接口。Infinity 2.0系统主机的内部结构，见图1。手术室工作人员只需通过一个“集中”控制设备，就可控制外科手术中所需的设备和通信。

（2）手术间内的视频设备。包括全景摄像头、术野摄像头、内窥镜、数字化显微镜系统、医学影像系统等。这些视频输出设备一般都具有复合视频端子、S端子、VGA接口、DVI高清接口等，而且大部分视频设备都采用通用标准接口，这些设备与Infinity2.0主机相对应的视频输入连接，通过数字化系统的软件系统就可以将所需要的视频图像路由至显示设备（吊挂显示器、液晶电视、投影仪等)。从而实现手术间内的视频路由（图1）。

（3）手术间内的音频设备。手术间内配备音频广播系统、医院的医院信息系统/影像归档和通信系统（HIS/PACS）电脑主机，还有无线mic的音频接收装置。这些音频设备都连接到Infinity2.0主机的音频模块，这样就能够实现手术间内的音频路由。

图1 Infinity 2.0系统主机的内部结构

2.3 SDC HD视频影像控制系统和SIDNE声控系统

SDC HD是一个基于电脑WINDOWS 系统的装置，它可以用于手术过程中视频数据的记录、管理以及摄取高分辨率的数字图像。SDC HD主要是通过保存的方法将文件的管理工作简单化，或者将大量影像片子压缩为数字媒体。SDC HD将图像储存于内置的硬盘驱动器中，并且在手术后可以方便医生访问这些图像。通过操作该装置前面板上的触摸屏，存储在硬盘驱动器上的图像也可以方便地被分类、命名以及拷贝。

SIDNE声控系统是通过集中控制手术室中使用的各种电子设备来促进手术室的管理。术野摄像机，史塞克视频影像控制系统，史塞克动力系统以及其他兼容手术室设备连接到SIDNE系统后，可以通过SIDNE控制台发出的指令来控制。

3 我院数字化通讯网络

3.1 通讯网络的构成部分

我院数字化手术室通讯网络主要由4大部分构成（图2）： 数字化手术间、数字化中央控制室、数字化示教室、数字化远程交流中心。在日常使用中，这几个区域之间的音频、视频、网络数据通讯构成了现有的数字化通讯网络。

图2 数字化通讯的构成部分

3.2 手术间互访流程（图3）

（1）手术间的互访。手术间的互访实现相对来说要容易一些，因为每个手术间的视频、音频、控制信号都是在当初设计手术室布线时直接通过光缆、电缆连接到手术室的中控室。手术间A、B之间互访时，A控制信号到达中控室电脑主机，中控电脑对视频、音频矩阵发出指令，从而实现A、B两个手术间的视频音频传输。

图3 手术间互访流程图

（2）手术间与数字化示教室、数字化远程交流中心的通讯，见图4。手术间与示教室、交流中心之间的互访略微复杂一些，因为示教室与交流中心都不在手术室内部，与中控室的距离很远，所以视频、音频、控制信号都通过光缆连接到手术室的中控室。如果手术间A与示教室或交流中心之间互访，即控制信号、音视频信号与示教室或者交流中心进行通讯，需要通过一个多功能光电转换器来实现多种信号的远程通讯。

图4 手术间与示教室、交流中心通讯流程图

4 通讯网络的应用

4.1 实现实时数据的采集与反馈

数字化手术间内的Infinity2.0主机将视频、音频与网络控制结合在一起，这样就能实现实时的数据采集与反馈。数字化手术间的优势之一在于手术间内可以整合几乎所有的数字化设备：数字内窥镜腔镜系统、数字显微镜、数字X线机、数字导航、动力系统、医院的信息管理系统、PACS网络等。这种整合的意义在于，几乎不用出房间就可以获取并保存病人所有的有效信息。病人术中的实时数据，如麻醉数据，也会通过手术间内的电脑传送到HIS系统中。这种高效的数据采集与反馈，极大地提高了手术的安全性，使得手术效率也大幅提高。

4.2 实现手术的直播教学

我院有繁重的临床带教任务，有进修医生、实习或进修护士，要满足临床教学需要的同时还要保证手术室空气洁净度，减少观摩手术者对无菌区的污染，这显然是一对难以解决的矛盾。

通过数字化手术室的直播，使得观摩学习的人员在数字化教学单元内就能观看到手术的实况，同时能够对手术过程进行录制、存储。在手术期间，通过音频处理单元，医生还可以对手术过程进行讲解，同时也可以听到教学单元观摩者所提出的问题与疑问，进行及时的回答，真正实现了教学互动。

5 小结

在科技高速发展的今天，手术室的数字化程度已经成为一个医院数字化建设水平的标志。数字化手术室的优势我们已经有目共睹，即能够提高手术的效率与安全性，也能够提高医院医疗设备资源的利用率。所以说，医院在建设手术室数字化进程中资金高投入的同时也会带来更好的经济效益，更能够为社会提供更高质量的医疗服务。

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Introduction and Application of the Audio and Video Communication Network of Our Digital Operating Room

HAN Qian
Equipment Department, Beijing Jishuitan hospital, Beijing 100035, China

Early of 2008, the digital operating room was founded in our hospital. This paper introduces the construction and the principle of the system. The system plays an important role in our daily operation:cooperating with other digital equipment to finish the operation, collecting the important image or video data for the doctor to save or research after the operation、providing distance education.

digital operating room; video system; audio system; digitalized hospital

TP37

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.01.010

1674-1633(2012)01-0033-03

2010-08-15

2011-11-09

作者邮箱：jerryhan2001@live.cn