• 無(wú)線(xiàn)技術(shù)在下一代醫療視頻監控系統中的應用

• 采用最新的技術(shù)構建更加適應需求的遠程會(huì )診
• 把無(wú)線(xiàn)視頻采集技術(shù)、無(wú)線(xiàn)安全數據存儲技術(shù)技術(shù)等充分運用

采用先進(jìn)技術(shù)，提供最先進(jìn)最及時(shí)最周到的醫療服務(wù)，樹(shù)立更好的行業(yè)形象，高效的為病人服務(wù)是醫療行業(yè)的宗旨。當前，無(wú)線(xiàn)網(wǎng) 絡(luò )通訊技術(shù)及圖像壓縮處理技術(shù)的快速發(fā)展，安全防范體制和監控技術(shù)的完善和進(jìn)步，為建設新型的醫療診斷護理體系創(chuàng )造了條件。特別在遠程醫療和醫療監控應用 領(lǐng)域，可以采用最新的技術(shù)構建更加適應需求的遠程會(huì )診、遠程現場(chǎng)監控、遠程手術(shù)指導、局部區域重癥監護、術(shù)后護理、急診護理、非現場(chǎng)護理監控等系統，補充 和完善現有的醫療監控手段。WLAN（無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)）各項技術(shù)的不斷成熟和完善，為在一定的距離范圍內建設以無(wú)線(xiàn)技術(shù)為基礎的醫療診斷護理體系成為可能?；?于無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)之一的WiFi IEEE 802.11協(xié)議家族可以在一定的空間內實(shí)現醫療圖象、數據的無(wú)線(xiàn)傳輸，特別是802.11n的無(wú)線(xiàn)技術(shù)更為無(wú)線(xiàn)傳遞高清圖象提供了保障，結合應用互連協(xié) 議DLNA、IGRS、UPnP可以實(shí)現各種醫療數字終端設備特別是可移動(dòng)設備之間實(shí)現無(wú)線(xiàn)識別、連接、組網(wǎng)和互連互通。

本文以WLAN無(wú)線(xiàn)技術(shù)為基礎，對未來(lái)醫療護理診斷監控體系，提出了應用模型和解決方案，分析了替代傳統的模擬CCTV系統和數字DVR系統的可能性，對未來(lái)全新的醫療診斷護理體系作了描述。

2、系統的設計與實(shí)現

隨 著(zhù)人們生活水平日益增高，對健康的關(guān)注和看病治療的要求也越來(lái)越高。從應用需求看，醫院門(mén)診、住院大樓的安防監控，病房、監護室的對病人24小時(shí)監護，手 術(shù)室的手術(shù)觀(guān)摩學(xué)習，醫生的共同會(huì )診等，都離不開(kāi)醫療監控電子設備。尤其是最直接的應用要數危重急救病房和手術(shù)室等場(chǎng)所。醫院迫切需要以病房、手術(shù)室等為 首要監控場(chǎng)所，對各臺手術(shù)和各病房患者盡可能的實(shí)施實(shí)時(shí)全程監控。這樣，不僅提高了診治效率，也有利于醫院的規范化管理，改進(jìn)對病人的診治和護理水平，同 時(shí)，將監控過(guò)程錄像保存，也有助于解決醫療糾紛，分清責任。

目前大多數醫院已經(jīng)安放的醫療監控系統主要是病房?jì)鹊暮艚须娫?huà)、視頻設備以及報 警用的電子按鈕。它們構成了目前醫院的醫療監控系統的主要框架，具有定點(diǎn)和固定監控的特點(diǎn)。這種電子監控設備固定安放模式的醫療診斷護理監控系統，同可移 動(dòng)的、隨機安放的模式相比，對醫療過(guò)程可能出現的各種情況而言，具有許多不足之處。1、病房不夠時(shí)，不能選擇臨時(shí)病房隨機設置安放；2、新增監控點(diǎn)時(shí)，不 能對現有設備調劑使用；3、醫院信息化建設時(shí)需對現有樓房鑿眼開(kāi)槽布線(xiàn)，施工過(guò)程影響正常工作；4、布線(xiàn)增加線(xiàn)材消耗和維護成本。采用無(wú)線(xiàn)技術(shù)構建醫療診 斷護理監控系統，就可以避免上述問(wèn)題，也使得醫院的管理、環(huán)境得到提升。

2.1、下一代醫療監控系統整體架構

醫療視頻監控系統是醫院信息系統的重要組成部分。采集到的數據對于醫療決策和醫療服務(wù)具有重要意義。視頻影像的記錄，保留了病人最大信息量的數據。從簡(jiǎn)單的呼叫到實(shí)時(shí)視頻數據的傳遞，手術(shù)監控，遠程會(huì )診，手鐲監護，短信監護，構成了一個(gè)立體醫療監控信息網(wǎng)。如圖所示。

下一代醫療監控系統整體架構

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2.2、無(wú)線(xiàn)醫療視頻監控系統詳述

下圖提出了一種基于WiFi 802.11的無(wú)線(xiàn)醫療視頻監控系統的架構。

基于WiFi 802.11的無(wú)線(xiàn)醫療視頻監控系統架構

通 過(guò)構架寬帶無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WIFi），以802.11作為無(wú)線(xiàn)連接協(xié)議，支持互連協(xié)議DLNA、IGRS，甚至UPnP，支持采用支持無(wú)線(xiàn)寬帶路由的視頻監 控設備，在病房指定監護點(diǎn)內設置無(wú)線(xiàn)攝像頭，通過(guò)無(wú)線(xiàn)路由器將圖象傳輸到護士站的監控屏，從而方便醫生、護士在與病人對講時(shí)，還能觀(guān)察到病房?jì)炔∪说膶?shí)際 情況，進(jìn)行實(shí)時(shí)監控；同時(shí)，配置的無(wú)線(xiàn)安全存儲系統（WSS）可以自動(dòng)接收通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸的圖象，以便值班醫生和主治醫生可以非現場(chǎng)了解病人的病情和狀態(tài)， 甚至可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)取得需要的實(shí)時(shí)圖象，檢索和查詢(xún)歷史圖象。系統還可以根據醫生要求，通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式，對病人增加多個(gè)監控點(diǎn)，進(jìn)行靈活按需監控。圖中的設 備均留有與局域網(wǎng)的接口，可以通過(guò)有線(xiàn)的方式接入網(wǎng)絡(luò )，形成多種解決方案，并可與醫院現行的醫院信息管理系統、移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)有機融合。

802.11n傳輸距離最遠可達200米，滿(mǎn)足一般醫院和住院大樓的使用需要。802.11n實(shí)際的傳輸速度可以達到108M bps以上，即每秒可以傳輸13.5M 左右的數據，是目前無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的最高速度規范。這個(gè)速度已經(jīng)能夠達到高清的要求。普通的百兆有線(xiàn)環(huán)境，理論速度是100M bps，即每秒 10M左右的數據流，也可以達到高清要求。由此，構建無(wú)線(xiàn)的醫療視頻監控系統在技術(shù)性能上比基于有線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò )更有優(yōu)勢。

系統的最大特點(diǎn)是采 用無(wú)線(xiàn)攝像頭（構成監控站點(diǎn)）、無(wú)線(xiàn)監控屏（WLCD）和無(wú)線(xiàn)安全數據存儲陣列硬盤(pán)組WSS（監控數據中心）、無(wú)線(xiàn)集線(xiàn)器（WSwitch）等構成監控系 統的主體。其優(yōu)點(diǎn)在于部署方便，且可以動(dòng)態(tài)配置，在任何需要采集視頻的地方都可以架設，甚至在醫院的任何一個(gè)住院科室、急診室進(jìn)行單獨部署。通過(guò)在百米范 圍內部署的無(wú)線(xiàn)路由器，無(wú)線(xiàn)攝像頭可以把視頻圖像實(shí)時(shí)的傳輸到網(wǎng)絡(luò )上。

（1）監控中心

可配置支持無(wú)線(xiàn)的LCD大屏幕或若干 PC作為監控主機，通過(guò)瀏覽器或監控管理軟件，進(jìn)行全面的醫療視頻監控管理。 院、科室醫生在監控中心，或在各自的辦公室，通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，用顯示屏、計算機或手持無(wú)線(xiàn)移動(dòng)電視終端監控各場(chǎng)景。配置無(wú)線(xiàn)安全數據存儲陣列硬盤(pán) （WSS），完成監控圖像接收、錄制和存儲。單臺WSS可以對80路音視頻進(jìn)行同步存儲?？梢栽诖鎯χ鳈C上按設定的時(shí)間計劃收錄。單臺無(wú)線(xiàn)集線(xiàn)器 ME3400 可以接入256個(gè)設備，單臺WSS可以接入32個(gè)設備。在實(shí)際的應用環(huán)境下，單臺ME3400可以接入50個(gè)設備，可以接入3臺WSS。

WSS的特點(diǎn)：

1. 支持開(kāi)放的標準協(xié)議

支持無(wú)線(xiàn)的802.11b/g/nWiFi協(xié)議，支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，同時(shí)支持的NFS、CIFS、SMB協(xié)議，實(shí)現Windows和Unix的文件共享服務(wù)。

2、容量大，擴展靈活

WSS 支持2到5硬盤(pán)，最大支持5T容量，用戶(hù)可以根據需要靈活擴展。具有即插即用的功能，部署快捷靈活。系統可以采用雙機容錯結構，當系統容量達到最大時(shí)，用 戶(hù)只需要把另一臺WSS接入網(wǎng)絡(luò )內即可立刻擴充容量，系統前端服務(wù)器無(wú)需關(guān)機，系統容量的增加不影響系統服務(wù)的正常運行。同樣，當前端主機處理能力不夠 時(shí)，系統可以隨時(shí)增加前端主機。

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3、穩定可靠，安全性高

基于A(yíng)RM和LINUX平臺開(kāi)發(fā)、嵌入式系統內置于FLASH、硬件數據加密、RAID技術(shù)、自動(dòng)備份及*防護等措施保證了用戶(hù)的系統穩定和數據安全。

4、高性?xún)r(jià)比，低TCO(Total Cost of Ownership)

（2）監控站點(diǎn)

攝像部分是系統的原始信號源，攝像部分的好壞以及產(chǎn)生圖像的質(zhì)量影響著(zhù)整個(gè)監控系統的質(zhì)量。配置GW S200*，能夠完成圖像的采集、壓縮和發(fā)送功能。病房、手術(shù)室和處置室內GW S200攝像機的數量與位置可根據實(shí)際情況而定。無(wú)線(xiàn)攝像頭目前已經(jīng)實(shí)現了H.264以及802.11n這兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。H.264確保圖像高清晰，而802.11n確保高清晰大容量的圖像能夠更快地在網(wǎng)絡(luò )上傳播。

3、結論

本 文針對未來(lái)醫療行業(yè)對高品質(zhì)視頻、高度靈活配置的需求，通過(guò)把目前先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)視頻采集技術(shù)、無(wú)線(xiàn)安全數據存儲技術(shù)、流媒體傳輸技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò ) 技術(shù)等充分運用起來(lái)，提出了下一代無(wú)線(xiàn)醫療監控系統整體架構，設計了下一代醫療視頻監控系統，為構建下一代醫療視頻監控系統給出了解決方案，為在醫療視頻 監控領(lǐng)域運用無(wú)線(xiàn)技術(shù)實(shí)現圖象的傳輸和存儲提供了靈活多樣的應用模式，為下一代無(wú)線(xiàn)醫療監控系統的臨床應用奠定了良好的基礎。